在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件

第三章

配氣機構(gòu)第三章

配氣機構(gòu)教學重點：（1）配氣機構(gòu)主要零部件的功用和結(jié)構(gòu)特點；（2）配氣相位和氣門間隙的作用；（3）氣門間隙的檢查與調(diào)整。教學難點：（1）配氣相位分析；（2）氣門間隙的兩次調(diào)整法。本章教學提示教學重點：本章教學提示了解配氣機構(gòu)的功用；正確描述配氣機構(gòu)的分類、工作過程和配氣相位的定義；正確描述配氣機構(gòu)的組成、主要零部件的構(gòu)造和裝配連接關系；正確描述配氣機構(gòu)的裝配要求和調(diào)整方法；對配氣機構(gòu)各零件進行正確的檢查與維修。本章教學要求了解配氣機構(gòu)的功用；本章教學要求1.配氣機構(gòu)的功用及組成2.配氣定時及氣門間隙3.氣門組4.氣門傳動組理論知識1.配氣機構(gòu)的功用及組成理論知識1.配氣機構(gòu)的功用及分類2.配氣機構(gòu)的組成和工作情況配氣機構(gòu)的功用及組成1.配氣機構(gòu)的功用及分類配氣機構(gòu)的功用及組成配氣機構(gòu)的功用：按發(fā)動機每一汽缸內(nèi)所進行的工作循環(huán)或點火次序的要求，定時地開啟和關閉進、排氣門，使新鮮可燃混合氣(汽油機)或空氣(柴油機)得以及時進入汽缸，廢氣得以及時從汽缸排出。一、配氣機構(gòu)的功用及分類配氣機構(gòu)的功用：按發(fā)動機每一汽缸內(nèi)所進行的工作循環(huán)或點火次序配氣機構(gòu)多采用頂置式氣門。根據(jù)凸輪軸的位置分為下置式、中置式和上置式。對配氣機構(gòu)的要求：減小進氣和排氣的阻力，使進氣和排氣都盡可能充分和完善。配氣機構(gòu)多采用頂置式氣門。發(fā)動機配氣機構(gòu)的基本組成由氣門組和氣門傳動組組成。氣門組的作用是封閉進排氣道，氣門傳動組的作用是使進排氣門按配氣相位規(guī)定的時刻開閉。配氣機構(gòu)按氣門組的布置位置不同可分為頂置式配氣機構(gòu)和側(cè)置式配氣機構(gòu)。二、配氣機構(gòu)的組成和工作情況發(fā)動機配氣機構(gòu)的基本組成由氣門組和氣門傳動組組成。氣門組的作頂置式配氣機構(gòu)氣門行程大，結(jié)構(gòu)較復雜，燃燒室緊湊，曲軸與凸輪軸傳動比為2:1；側(cè)置式配氣機構(gòu)進排氣門都布置在汽缸的一側(cè)，結(jié)構(gòu)簡單、零件數(shù)目少，氣門布置在同一側(cè)導致燃燒室結(jié)構(gòu)不緊湊、熱量損失大、進氣道曲折、進氣阻力大，使發(fā)動機性能下降，已趨于淘汰。目前廣泛采用的是頂置式配氣機構(gòu)，這里以頂置式配氣機構(gòu)為基礎，按凸輪的布置位置介紹幾種類型的配氣機構(gòu)。頂置式配氣機構(gòu)氣門行程大，結(jié)構(gòu)較復雜，燃燒室緊湊，曲軸與凸輪9在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件101.凸輪軸下置式配氣機構(gòu)目前，大多數(shù)載貨汽車和大中型客車發(fā)動機都采用這種結(jié)構(gòu)形式，如圖所示。(一)配氣機構(gòu)的組成

1.凸輪軸下置式配氣機構(gòu)(一)配氣機構(gòu)的組成在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件12氣門組主要包括氣門、氣門座、氣門彈簧、氣門彈簧座、氣門導管、氣門鎖片等。氣門傳動組包括驅(qū)動氣門動作的所有零件，主要零件包括正時齒輪、凸輪軸、挺柱、推桿、搖臂軸和搖臂等。凸輪軸安裝在汽缸體下部的曲軸箱內(nèi)，位置與曲軸靠近，這樣有什么優(yōu)缺點呢？簡化曲軸與凸輪軸之間的傳動裝置(齒輪傳動)，有利于發(fā)動機的布置，潤滑比較方便；但凸輪軸與氣門相距較遠，動力傳遞路線較長，環(huán)節(jié)多，因此不適用于高速發(fā)動機。氣門組主要包括氣門、氣門座、氣門彈簧、氣門彈簧座、氣門導管、2.凸輪軸中置式配氣機構(gòu)凸輪軸位于汽缸體的上部，如圖所示。2.凸輪軸中置式配氣機構(gòu)凸輪軸位于汽缸體的上部，如圖所示。在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件15當發(fā)動機轉(zhuǎn)速較高時，為了減少氣門傳動機構(gòu)的往復運動質(zhì)量，可將凸輪軸位置移到汽缸體的上部，由凸輪軸經(jīng)過挺柱直接驅(qū)動搖臂，而省去推桿，但凸輪軸與曲軸距離仍比凸輪軸下置式要遠，因而使用一對正時齒輪之間加裝一個中間傳動齒輪的方法。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速較高時，為了減少氣門傳動機構(gòu)的往復運動質(zhì)量，可將3.凸輪軸頂置式配氣機構(gòu)

現(xiàn)代轎車使用的高速發(fā)動機大多采用這種結(jié)構(gòu)形式，如圖所示。3.凸輪軸頂置式配氣機構(gòu)現(xiàn)代轎車使用的高速發(fā)動機大在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件18凸輪軸仍與曲軸平行布置，但位于氣門組上方，凸輪軸直接通過搖臂來驅(qū)動氣門開啟和關閉，省去了推桿，使往復運動質(zhì)量大大減小。但此種布置使凸輪軸距離曲軸較遠，因此不便于使用齒輪傳動，現(xiàn)多采用同步齒形膠帶傳動．這種結(jié)構(gòu)形式的氣門傳動組主要由凸輪軸、同步齒形膠帶、搖臂，搖臂軸等組成。凸輪軸仍與曲軸平行布置，但位于氣門組上方，凸輪軸直接通過搖臂頂置凸輪軸式配氣機構(gòu)根據(jù)凸輪軸數(shù)通常分為單頂置凸輪軸式(SOHC)和雙頂置凸輪軸式(DOHC)兩種。(1)單頂置凸輪軸式配氣機構(gòu)單頂置凸輪軸配氣機構(gòu)有很多的布置形式，但都是用一根安裝在汽缸蓋上的凸輪軸，通過挺桿直接(無搖臂總成)或間接(有搖臂總成)驅(qū)動所有汽缸的進、排氣門。頂置凸輪軸式配氣機構(gòu)根據(jù)凸輪軸數(shù)通常分為單頂置凸輪軸式(SO

單頂置凸輪軸，無搖臂總成、一列氣門式配氣機構(gòu)如圖所示。凸輪軸通過液力挺柱直接驅(qū)動氣門開啟，氣門傳動組不但沒有推桿，也取消了搖臂總成。使配氣機構(gòu)簡單化，此種結(jié)構(gòu)在轎車上應用非常廣泛。單頂置凸輪軸，無搖臂總成、一列氣門式配氣機構(gòu)如圖所示。有些發(fā)動機的配氣機構(gòu)，進、排氣門也排成兩列，但采用單頂置凸輪軸雙搖臂軸的布置形式，如圖所示。

有些發(fā)動機的配氣機構(gòu)，進、排氣門也排成兩列，但采用單頂置凸輪(2)雙頂置凸輪軸式配氣機構(gòu)雙頂置凸輪軸式配氣機構(gòu)如圖所示。特點是用兩根凸輪軸分別驅(qū)動排成兩列的進氣門和排氣門，此結(jié)構(gòu)形式多用在多氣門發(fā)動機上。與單頂置凸輪軸式配氣機構(gòu)類似，可通過凸輪軸直接驅(qū)動氣門，也可通過搖臂間接驅(qū)動氣門。

(2)雙頂置凸輪軸式配氣機構(gòu)以頂置凸輪軸配氣機構(gòu)為例。①當凸輪軸上的凸輪基圓部分與挺柱接觸時，挺柱和基圓面接觸，不升高，氣門處于關閉狀態(tài)。②當凸輪軸轉(zhuǎn)動時，凸輪凸起部分與挺柱接觸，將挺柱頂起，挺柱通過推桿調(diào)整螺釘使搖臂繞搖臂軸轉(zhuǎn)動，搖臂的長端向下壓動氣門，克服氣門彈簧力使氣門打開。(二)配氣機構(gòu)的工作情況以頂置凸輪軸配氣機構(gòu)為例。(二)配氣機構(gòu)的工作情況③當凸輪軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動，凸輪凸起部分轉(zhuǎn)過挺柱后又恢復凸輪基圓部分與挺柱接觸，凸輪不再向上頂動挺柱，氣門在彈簧張力作用下，開度逐漸減小，直至關閉。③當凸輪軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動，凸輪凸起部分轉(zhuǎn)過挺柱后又恢復凸輪基圓部分從上述工作過程可以看出，氣門的開啟是通過氣門傳動組的作用而完成的，而氣門的關閉則是由氣門彈簧來完成的。氣門的開閉時刻與規(guī)律完全取決于凸輪的輪廓曲線形狀。每次氣門打開時，壓縮彈簧，為氣門關閉積蓄能量。從上述工作過程可以看出，氣門的開啟是通過氣門傳動組的作用而完氣門間隙是指當氣門處于完全關閉狀態(tài)時，且凸輪以基圓面作用于挺柱，這時氣門桿尾端與搖臂頭接觸面之間的間隙。發(fā)動機工作時，氣門將因溫度升高而膨脹，如果氣門及其傳動件間，在冷態(tài)時無間隙或間隙過小，則在熱態(tài)時，氣門及其傳動件的受熱膨脹將導致氣門關閉不嚴，造成發(fā)動機在壓縮和做功行程中漏氣，而使功率下降，嚴重時甚至不易啟動。三、節(jié)氣門間隙氣門間隙是指當氣門處于完全關閉狀態(tài)時，且凸輪以基圓面作用于挺為了消除這種現(xiàn)象，通常在發(fā)動機冷態(tài)裝配時，在氣門與其傳動機構(gòu)中，留有適當?shù)拈g隙，以補償氣門受熱后的膨脹量，這一間隙通常稱為氣門間隙。氣門間隙過大，將導致氣門開啟的時間縮短、開啟的高度不足，影響進、排氣，嚴重時還會產(chǎn)生撞擊聲而加速磨損。有的發(fā)動機采用液力挺柱，挺柱的長度能自動變化，隨時補償氣門的熱膨脹量，故不需要預留氣門間隙。為了消除這種現(xiàn)象，通常在發(fā)動機冷態(tài)裝配時，在氣門與其傳動機構(gòu)1.配氣機構(gòu)的功用：定時開關進排氣門；2.配氣機構(gòu)的分類：按凸輪軸的位置分：頂置式氣門、下置式、中置式和上置式；按氣門組的布置分：頂置式、側(cè)置式；3.配氣機構(gòu)的組成和作用：氣門組、氣門傳動組；氣門組的作用：封閉進排氣道；氣門傳動組的作用：使進排氣門按配氣相位規(guī)定的時刻開閉；4.氣門組的組成：氣門、氣門座、氣門彈簧、氣門彈簧座、氣門導管、氣門鎖片等；5.氣門傳動組的組成：正時齒輪、同步齒形膠帶、凸輪軸、挺柱、推桿、搖臂軸和搖臂等；6.氣門間隙的作用和調(diào)整。本講小結(jié)1.配氣機構(gòu)的功用：定時開關進排氣門；本講小結(jié)29配氣定時就是進、排氣門的實際開閉時刻，通常用相對于上、下止點曲拐位置的曲軸轉(zhuǎn)角的環(huán)形圖來表示。這種圖形稱為配氣定時圖。配氣定時配氣定時就是進、排氣門的實際開閉時刻，通常用相對于上、下止點30理論上四沖程發(fā)動機的進氣門應在曲拐位于上止點時開啟，在曲拐轉(zhuǎn)到下止點時關閉；排氣門則在下止點時開啟，在上止點時關閉。進氣時間和排氣時間各占180°曲軸轉(zhuǎn)角。但實際發(fā)動機的曲軸轉(zhuǎn)速都很高，活塞每一個行程歷時都很短。例如，上海桑塔納轎車發(fā)動機在最大功率時的轉(zhuǎn)速為5600r／min。一個行程歷時僅為60／(5600*2)s=0.0054s。這樣短時間的進氣或排氣過程，往往會使發(fā)動機充氣不足或排氣不凈，從而使發(fā)動機的功率下降。一、配氣定時工作原理

理論上四沖程發(fā)動機的進氣門應在曲拐位于上止點時開啟，在曲拐轉(zhuǎn)31在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件32因此，現(xiàn)代發(fā)動機都采用延長進、排氣時間的方法，即氣門的開啟和關閉時刻并不正好是曲拐處在上止點和下止點的時刻，而是分別提前和延遲一定的曲軸轉(zhuǎn)角，以改善進、排氣狀況，從而提高發(fā)動機的動力性。因此，現(xiàn)代發(fā)動機都采用延長進、排氣時間的方法，即氣門的開啟和33在排氣行程接近終了，活塞到達上止點之前，即曲軸轉(zhuǎn)到曲拐離上止點的位置還差一個角度α，進氣門便開始開啟，直到活塞過了下止點重又上行，即曲軸轉(zhuǎn)到曲拐超過下止點位置以后一個角度β時，進氣門才關閉。這樣，整個進氣行程持續(xù)時間相當于曲軸轉(zhuǎn)角180°+α+β。α角一般為10°～30°，β角一般為40°～80°。在排氣行程接近終了，活塞到達上止點之前，即曲軸轉(zhuǎn)到曲拐離上止34進氣門提前開啟的目的，是為了保證進氣行程開始時進氣門已開大，新鮮氣體能順利地充入氣缸。當活塞到達下止點時，氣缸內(nèi)壓力仍低于大氣壓力，在壓縮行程開始階段，活塞上移速度較慢的情況下，仍可以利用氣流慣性和壓力差繼續(xù)進氣，因此進氣門晚關一點是有利于充氣的。同樣，作功行程接近終了，活塞到達下止點前，排氣門便開始開啟，提前開啟的角γ一般為40°～80°。經(jīng)過整個排氣行程，在活塞越過上止點后，排氣門才關閉，排氣門關閉的延遲角δ一般約為10°～30°。整個排氣過程的持續(xù)時間相當于曲軸轉(zhuǎn)角180°+γ+δ。進氣門提前開啟的目的，是為了保證進氣行程開始時進氣門已開大，35由于進氣門在上止點前即開啟，而排氣門在上止點后才關閉，這就出現(xiàn)了一段時間內(nèi)排氣門和進氣門同時開啟的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象稱為氣門重疊，重疊時期的曲軸轉(zhuǎn)角稱為氣門重疊角。由于新鮮氣流和廢氣流的流動慣性都比較大，在短時間內(nèi)是不會改變流向的。因此只要氣門重疊角選擇適當，就不會有廢氣倒流入進氣管和新鮮氣體隨同廢氣排出的可能性，這對換氣是有利的。由于進氣門在上止點前即開啟，而排氣門在上止點后才關閉，這就出36為了使高速和低速都能得到最佳的配氣定時，20世紀80年代后，在轎車發(fā)動機上出現(xiàn)了一些可變配氣定時的控制機構(gòu)。90年代初，日本本田公司推出了一種既可改變配氣定時，又能改受氣門運動規(guī)律的可變配氣定時一升程的控制機構(gòu)，稱為VTEC機構(gòu)。其配氣凸輪軸上布置了高速和低速兩種門輪，采用了設計特殊的搖臂，根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的高低，自動切換凸輪，使搖臂分別被高速凸輪或低速凸輪驅(qū)動。由于凸輪的更換，從而實現(xiàn)了配氣定時和氣門運動規(guī)律均可變化的目的，其工作原理如下圖所示。二、可變配氣定時典型機構(gòu)為了使高速和低速都能得到最佳的配氣定時，20世紀80年代后，37在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件38在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件39凸輪軸9上的高速凸輪11處在中搖臂2的位置，左右各有一個低速凸輪10和12，分別處在主搖臂8和次搖臂3的位置，在三個搖臂內(nèi)裝有同步柱塞4和5、定時柱塞6以及阻擋柱塞13。在轉(zhuǎn)速低于6000r／min時，同步柱塞不移動，主、次搖臂驅(qū)動兩個氣門。當轉(zhuǎn)速高于6000r／rain時，在壓力機油的作用下，定時柱塞6移動，并推動同步柱塞4和5移動，將中搖臂2與主、次搖臂鎖在一起，三個搖臂一道在高速凸輪的驅(qū)動下驅(qū)動氣門，而高速凸輪兩邊的低速凸輪則隨凸輪軸空轉(zhuǎn)。這種機構(gòu)在本田D18C型1.8L4缸直列式轎車汽油機上得到了應用。凸輪軸9上的高速凸輪11處在中搖臂2的位置，左右各有一個低速40另一種配氣定時可變的機構(gòu)為AlfaRomeo公司開發(fā)的可變氣門定時機構(gòu)。鏈輪驅(qū)動的主要零部件包括外部具有螺旋花鍵而內(nèi)部為直齒花鍵的定時套筒10、外部直齒花鍵軸2安裝在凸輪軸上，以及控制柱塞3和外部控制電磁閥4。當發(fā)動機工作時，電磁閥桿縮回，在壓力作用下，發(fā)動機潤滑機油從軸承座進入凸輪軸，并沿軸向流向凸輪軸的左端，然后被徑向轉(zhuǎn)移到花鍵軸2的外表面以及控制柱塞3的孔內(nèi)，最終通過柱塞側(cè)面的溢流孔流入油底殼。另一種配氣定時可變的機構(gòu)為AlfaRomeo公司開發(fā)的可變41在某些預定的轉(zhuǎn)速和負荷工況下，電磁閥由電控汽油噴射系統(tǒng)和點火管理系統(tǒng)激勵，如下圖所示，它使電磁閥桿伸出，推動控制柱塞3進入端蓋直至擋住柱塞上的溢流孔。隨后，來自柱塞的機油流動受到抑制，這會導致定時套筒10左側(cè)的機油壓力升高，結(jié)果使定時套筒向花鍵軸2的凸緣端移動。因此，定時套筒10的外螺旋花鍵逐漸使花健套1的內(nèi)螺旋花鍵扭轉(zhuǎn)，引起花鍵套和鏈輪相對于凸輪軸的花鍵軸2向前旋轉(zhuǎn)一定的角度。于是進氣門的提前角將增大，遲后角相應減小，其增減量相當于定時套筒10從花鍵軸2的左側(cè)滑動到右側(cè)時，花鍵套1相對定時套筒10的扭轉(zhuǎn)角。在某些預定的轉(zhuǎn)速和負荷工況下，電磁閥由電控汽油噴射系統(tǒng)和點火42在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件43在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件44氣門間隙的功用是補償氣門受熱后的膨脹量。發(fā)動機冷機狀態(tài)裝配時，在不裝用液力挺桿的配氣機構(gòu)中，氣門組與氣門傳動組之間必須留有一定的間隙，這一間隙稱氣門間隙。在凸輪軸通過搖臂間接驅(qū)動氣門開啟的配氣機構(gòu)中，氣門間隙是指搖臂與氣門桿尾部之間的間隙。三、氣門間隙氣門間隙的功用是補償氣門受熱后的膨脹量。三、氣門間隙45在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件46在凸輪軸直接驅(qū)動氣門開啟的配氣機構(gòu)(如上海桑塔納轎車發(fā)動機裝用普通挺桿的配氣機構(gòu))中，氣門間隙是指凸輪與挺桿之間的間隙。在裝有液力挺桿的配氣機構(gòu)中，由于液力挺桿能自動“伸長”或”縮短”，以補償氣門的熱脹冷縮，所以不需留氣門間隙。氣門間隙的功用在凸輪軸直接驅(qū)動氣門開啟的配氣機構(gòu)(如上海桑塔納轎車發(fā)動機裝471.配氣定時的概念：進、排氣門的實際開閉時刻，用配氣定時圖表示；2.配氣定時工作原理：為避免充氣不足或排氣不凈而使發(fā)動機的功率下降，整個進氣行程持續(xù)時間相當于曲軸轉(zhuǎn)角180°+α+β，整個排氣過程的持續(xù)時間相當于曲軸轉(zhuǎn)角180°+γ+δ；3.氣門重疊：進排氣門均處于開啟狀態(tài)，重疊時期的曲軸轉(zhuǎn)角稱為氣門重疊角；4.可變配氣定時典型機構(gòu)；5.氣門間隙的結(jié)構(gòu)和功用。本講小結(jié)1.配氣定時的概念：進、排氣門的實際開閉時刻，用配氣定時圖481.氣門2.氣門座3.氣門導管4.氣門彈簧氣門組1.氣門氣門組49

氣門分進氣門和排氣門，結(jié)構(gòu)基本相同。氣門由頭部與桿部兩部分組成，如圖所示。氣門頭部的作用是與氣門座配合，對汽缸進行密封；桿部則與氣門導管配合，為氣門的運動起導向作用。氣門氣門分進氣門和排氣門，結(jié)構(gòu)基本相同。氣門由頭部與桿部兩部分50在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件51氣門頭頂部的形狀有平頂、喇叭形頂和球面頂?shù)取Ｄ壳笆褂米疃嗟氖瞧巾敋忾T頭(a)。平頂氣門頭結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，受熱面積小，質(zhì)量小等優(yōu)點，進、排氣門都可采用。喇叭形頂氣門頭部(b)與桿部的過渡部分具有流線型，進氣阻力小，但其頂部的受熱面積大，故適用于進氣門。球面頂氣門頭(c)強度高，排氣阻力小，耐高溫能力強，但頂部的受熱面積較大，加工較復雜，故適用于排氣門。一、氣門結(jié)構(gòu)

氣門頭頂部的形狀有平頂、喇叭形頂和球面頂?shù)?。目前使用最多的?2氣門頭部與氣門座間接觸的工作面稱氣門密封錐面，該密封錐面與氣門頂平面之間的夾角稱為氣門錐角，如圖所示。氣門錐角一般為45°，有些發(fā)動機的進氣門錐角為30°。氣門頭部與氣門座間接觸的工作面稱氣門密封錐面，該密封錐面與氣53氣門桿身為圓柱形，氣門桿的尾部形狀決定于彈簧座的固定方式，一般在靠近尾部加工有環(huán)形槽或鎖銷孔，常見的固定方式有鎖片式和鎖銷式兩種，如圖所示。氣門桿身為圓柱形，氣門桿的尾部形狀決定于彈簧座的固定方式，一54鎖片式固定方式的氣門桿端制有環(huán)形槽，其中嵌入制成兩半的錐形鎖片(外圓為錐形、內(nèi)孔有環(huán)形凸臺)。氣門組裝配到汽缸蓋上后，在氣門彈簧作用下，鎖片外圓錐面與氣門彈簧座孔內(nèi)圓錐面配合，使氣門彈簧座固定。銷式固定方式則是將鎖銷插入氣門桿端的鎖銷孔內(nèi)，由于鎖銷長度大于氣門彈簧座通孔直徑，所以使彈簧座固定。鎖片式固定方式的氣門桿端制有環(huán)形槽，其中嵌入制成兩半的錐形鎖55

氣門的工作條件十分惡劣，它直接與汽缸內(nèi)的高溫燃氣接觸，受熱嚴重，且散熱困難．因此，氣門工作溫度很高。氣門承受氣體力和氣門彈簧力的作用，以及配氣機構(gòu)運動件慣性力的作用，使氣門落座時受到?jīng)_擊。氣門在潤滑條件很差的情況下以極高的速度開啟和關閉，并在氣門導管內(nèi)做高速往復運動以及在高溫燃氣中與腐蝕性氣體接觸而受到腐蝕。故要求氣門必須具有足夠的強度、剛度、硬度，耐高溫、耐腐蝕、耐磨損。二、工作條件與材料氣門的工作條件十分惡劣，它直接與汽缸內(nèi)的高溫燃氣接觸，受熱56進氣門一般采用中碳合金鋼制造，如鉻鋼、鉻鉬鋼和鎳鉻鋼等。而排氣門多采用耐熱合金鋼制造。如硅鉻鋼、硅鉻鉬鋼等。為了節(jié)約耐熱的合金鋼材料，有時采用組合的排氣門，即頭部用耐熱合金鋼，而桿部用一般合金鋼，然后將兩者對焊在一起；有時在排氣門的氣門錐面上堆焊或噴涂一層鎢鈷合金，提高其硬度、耐磨性、耐高溫性和耐腐蝕性，以提高氣門的使用壽命。進氣門一般采用中碳合金鋼制造，如鉻鋼、鉻鉬鋼和鎳鉻鋼等。57拆裝氣門時．必須先使用專用氣門拆裝鉗壓縮氣門彈簧，如圖所示，然后拆下或裝上氣門鎖片或鎖銷，并慢慢放松氣門彈簧即可。拆下的氣門，必須作好標記并按順序擺放，以免破壞氣門與氣門座及氣門導管的配合。氣門鎖片或鎖銷很小，應注意防止丟失。三、氣門的拆裝拆裝氣門時．必須先使用專用氣門拆裝鉗壓縮氣門彈簧，如圖所示，58由于進氣管中有一定的真空度，汽缸蓋上的機油會從氣門桿與導管之間的間隙被吸入汽缸。適量的機油進入氣門導管與氣門之間的間隙，對于保證氣門桿的潤滑是必要的。但如果進入的機油量過多，將會使汽缸內(nèi)產(chǎn)生積炭和氣門上沉積物的數(shù)量增多，使機油消耗增加。四、機油防漏裝置由于進氣管中有一定的真空度，汽缸蓋上的機油會從氣門桿與導管之59為了減少機油消耗和沉積物的數(shù)量。有些發(fā)動機在氣門桿上設有機油(潤滑油)防漏裝置。常見的幾種防漏裝置結(jié)構(gòu)形式如圖所示。1-氣門導管2-防油罩3-氣門桿4-彈簧座5-鎖片6-防油罩7-密封圈為了減少機油消耗和沉積物的數(shù)量。有些發(fā)動機在氣門桿上設有機油60為了改善密封錐面和氣門桿的工作條件，有些發(fā)動機的氣門裝有使之可能相對于氣門座旋轉(zhuǎn)的裝置。氣門緩慢旋轉(zhuǎn)時在密封錐面上產(chǎn)生輕微的摩擦，阻止沉積物形成，可減輕不均勻磨損，具有自潔作用同時可使氣門頭部沿圓周方向的溫度分布比較均勻，減小氣門頭部變形的可能性。氣門旋轉(zhuǎn)后，氣門桿的潤滑條件得到改善，氣門桿中所形成的沉積物也相應減少。實踐表明，采用氣門旋轉(zhuǎn)裝置后，極大提高了氣門的使用壽命。五、氣門旋轉(zhuǎn)裝置為了改善密封錐面和氣門桿的工作條件，有些發(fā)動機的氣門裝有使之61下圖為強制式氣門旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。在氣門彈簧座中制有六個變深度的凹槽，每個凹槽中裝有帶回位彈簧的鋼球。碟形彈簧安裝在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)殼體與氣門彈簧座之間。當氣門關閉時，碟形彈簧并沒有壓緊在鋼球上。這時鋼球位于凹槽的最淺位置；當氣門升起時，不斷增加的氣門彈簧力將碟形彈簧壓平，迫使鋼球沿凹槽斜面向深處滾動，并帶動旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的殼體、氣門鎖片及氣門轉(zhuǎn)過一定角度；當氣門關閉時，碟形彈簧上的作用力減小而恢復碟形原狀，鋼球即回到原來位置。這樣氣門每開啟一次就使氣門轉(zhuǎn)過一定角度。下圖為強制式氣門旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。在氣門彈簧座中制有六個變深度的凹槽62在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件631.氣門：氣門、排氣門；2.氣門的組成：頭部、桿部；3.氣門頭頂部的形狀：平頂、喇叭形頂和球面頂?shù)龋?.氣門桿部與彈簧座的固定方式：鎖片式和鎖銷式兩種；5.氣門要求：足夠的強度、剛度、硬度，耐高溫、耐腐蝕、耐磨損；6.進氣門材料：中碳合金鋼：鉻鋼、鉻鉬鋼和鎳鉻鋼等；7.排氣門材料：耐熱合金鋼制造：如硅鉻鋼、硅鉻鉬鋼等；8.機油防漏裝置和氣門旋轉(zhuǎn)裝置。本講小結(jié)1.氣門：氣門、排氣門；本講小結(jié)641.氣門2.氣門座3.氣門導管4.氣門彈簧氣門組1.氣門氣門組65進、排氣道口與氣門密封錐面直接接觸的部位稱氣門座，如圖所示。其功用是與氣門頭部密封錐面配合對汽缸起密封作用，同時對氣門還起散熱作用。氣門座進、排氣道口與氣門密封錐面直接接觸的部位稱氣門座，如圖所示。66氣門座可以在汽缸蓋或汽缸體上直接鏜出，也可以單獨制成氣門座圈，然后壓裝到燃燒室內(nèi)的進排氣道口處。氣門座圈與座孔有足夠的過盈配合量，以防止發(fā)動機工作時氣門座脫落。氣門座圈用耐熱合金鋼或耐熱合金鑄鐵制成。氣門座可以在汽缸蓋或汽缸體上直接鏜出，也可以單獨制成氣門座圈67為保證氣門與氣門座可靠密封，氣門座上加工有與氣門相適應的錐面，氣門座的錐面包括三部分，如圖所示。為保證氣門與氣門座可靠密封，氣門座上加工有與氣門相適應的錐面6845°(或30°)錐面是與氣門密封錐面配合的工作面，寬度b為1-3mm，15°錐面和75°錐面是用來修正工作錐面的寬度和上、下位置的，以使其達到規(guī)定的要求。在安裝氣門前，還應采用與氣門配對研磨的方法，以保證貼合得更緊密、可靠。有些發(fā)動機的氣門錐角比氣門座錐角小0.5°~1°.該角稱為密封干涉角。這樣做有利于走合期的磨合，走合期結(jié)束，密封干涉角逐漸消失，恢復全錐面接觸。45°(或30°)錐面是與氣門密封錐面配合的工作面，寬度b為69氣門與氣門座的配合是配氣機構(gòu)的重要環(huán)節(jié)，它影響到汽缸的密封性，對發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性影響很大。對氣門與氣門座的配合要求如下：①氣門與氣門座的工作錐面角度應一致。為改善氣門與氣門座的磨合性能，磨削氣門的工作錐面時，其錐面角度比氣門座小0.5°~1°。②氣門與氣門座的密封帶位置在中部靠內(nèi)側(cè)。過于靠外，會使氣門的強度降低；過于靠內(nèi)，會造成與氣門座接觸不良。氣門與氣門座的配合是配氣機構(gòu)的重要環(huán)節(jié)，它影響到汽缸的密封性70在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件71③氣門與氣門座的密封帶寬度應符合原設計規(guī)定，一般為1.2~2.5mm;排氣門大于進氣門的寬度；柴油機大于汽油機的寬度。密封帶寬度過小，將使氣門磨損加劇；而寬度過大，容易燒蝕氣門。④氣門工作錐面與桿部的同軸度誤差應不大于0.05mm。⑤氣門桿與導管的配合間隙應符合原廠規(guī)定。③氣門與氣門座的密封帶寬度應符合原設計規(guī)定，一般為1.2~272氣門導管的主要功用是為氣門運動導向，以保證氣門上下運動時不發(fā)生徑向擺動而準確落座，并將氣門桿所承受的熱量傳給汽缸蓋。氣門導管為空心管狀結(jié)構(gòu)，如圖所示。氣門導管氣門導管的主要功用是為氣門運動導向，以保證氣門上下運動時不發(fā)73氣門導管壓裝在汽缸蓋上的導管孔中，其外圓柱面與導管孔的配合有一定的過盈量，以保證良好地傳熱性能和防止松脫。有些發(fā)動機為防止氣門導管脫落，利用卡環(huán)對氣門導管定位。氣門導管的下端伸入氣道，為減小對氣流造成的阻力，伸入氣道的部分制成錐形。氣門導管內(nèi)孔與氣門桿之間為間隙配合，一般為0.05~0.12mm。間隙過大，導向不好，散熱不良；間隙過小，熱狀態(tài)下可能卡死。為防止?jié)櫥蛷臍忾T桿與氣門導管的間隙中漏人燃燒室，在氣門導管的上端安裝氣門油封。氣門導管壓裝在汽缸蓋上的導管孔中，其外圓柱面與導管孔的配合有74氣門彈簧的功用是使氣門關閉并與氣門座壓緊，同時還可在氣孔開啟或關閉過程中，使氣門傳動組零件緊密連接，防止因慣性力分離而產(chǎn)生異響。氣門彈簧多采用優(yōu)質(zhì)彈簧鋼絲繞制而成，并經(jīng)熱處理。氣門彈簧為圓柱螺旋彈簧，彈簧兩端磨平，裝配后彈簧一端支撐在汽缸蓋上，另一端靠氣門彈簧座和鎖片或鎖銷與氣門桿定位。氣門彈簧氣門彈簧的功用是使氣門關閉并與氣門座壓緊，同時還可在氣孔開啟75氣門彈簧應滿足以下要求：①必須有足夠的預緊力，以保證氣門迅速回座，保征氣門和氣門座密封。②必須克服在氣門開閉的過程中氣門及傳動零件產(chǎn)生的慣性力。③高速度、長時間運轉(zhuǎn)下具有良好的耐久性。④保證氣門不會發(fā)生跳動。氣門彈簧應滿足以下要求：76氣門彈簧的類型如圖所示，等螺距彈簧是最簡單的一種，但使用中容易因震動而折斷。變螺距彈簧各圈之間的螺距不等，安裝時其螺距較小的一端應朝向汽缸蓋。采用內(nèi)外兩個氣門彈簧時，兩彈簧的旋向相反，以防止工作時一個彈簧卡入另一個彈簧中，一般內(nèi)彈簧彈力比外彈簧小。氣門彈簧的類型如圖所示，等螺距彈簧是最簡單的一種，但使用中容771.氣門座功用：密封作用，散熱作用；2.氣門導管的主要功用：氣門運動導向，熱量傳給汽缸蓋；3.氣門彈簧的功用：關閉氣門并壓緊，防止產(chǎn)生異響；4.氣門彈簧多采用優(yōu)質(zhì)彈簧鋼絲繞制而成，并經(jīng)熱處理。本講小結(jié)1.氣門座功用：密封作用，散熱作用；本講小結(jié)781.配氣相位2.凸輪軸3.挺桿4.推桿5.搖臂總成氣門傳動組1.配氣相位氣門傳動組79在發(fā)動機的實際工作中，為使進氣充分、排氣干凈，進氣門和排氣門均存在早開晚關的情況，進氣門和排氣門的開啟持續(xù)時間也大于180°曲軸轉(zhuǎn)角。發(fā)動機進氣門、排氣門實際開啟或關閉的時刻和開啟持續(xù)時間，稱為配氣相位，通常用曲軸轉(zhuǎn)角來表示。配氣相位在發(fā)動機的實際工作中，為使進氣充分、排氣干凈，進氣門和排氣門80在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件81實際在發(fā)動機工作過程中，進氣門是在活塞運行到排氣行程上止點之前開始打開的，而在活塞運行到進氣行程下止點之后才關閉。從進氣門開始開啟到活塞運行到上止點，曲軸轉(zhuǎn)過的角度稱為進氣門提前開啟角，用α表示，一般α為10°-30°。從活塞位于進氣行程下止點到進氣門完全關閉，曲軸轉(zhuǎn)過的角度稱為進氣門的遲后關閉角度，用β表示，一般β為40°-80°。由于進氣門提前開啟和遲后關閉，進氣門實際開啟的持續(xù)時間為α+180°+β。一、進氣門的配氣相位實際在發(fā)動機工作過程中，進氣門是在活塞運行到排氣行程上止點之82從排氣門開始開啟到活塞運行到下止點，曲軸轉(zhuǎn)過的角度稱為排氣門提前開啟角，用γ表示，一般γ為40°~80°。從活塞位于排氣行程上上點到排氣門完全關閉，曲軸轉(zhuǎn)過的角度稱為排氣門的遲后關閉角度，用δ表示，一般δ為10°~30°。由于排氣門提前開啟和遲后關閉，排氣門實際開啟的持續(xù)時間為γ+180°+δ二、排氣門的配氣相位從排氣門開始開啟到活塞運行到下止點，曲軸轉(zhuǎn)過的角度稱為排氣門83

活塞處于排氣行程上止點附近時，由于進氣門的提前開啟和排氣門的滯后關閉，存在進氣門和排氣門同時開啟的現(xiàn)象，稱為氣門疊開。氣門疊開過程中，曲軸轉(zhuǎn)過的角度稱為氣門疊開角。氣門疊開角等于α+δ。活塞處于排氣行程上止點附近時，由于進氣門的提前開啟和排氣門84

配氣相位對發(fā)動機性能有很大影響，同一臺發(fā)動機，隨轉(zhuǎn)速的不同，對配氣相位的要求也不同。轉(zhuǎn)速提高時，要求氣門提前開啟角和滯后關閉角相應增大，反之則要求減小。在裝配時，對正凸輪軸驅(qū)動裝置中的正時標記，即可保證已確定的配氣相位。在發(fā)動機使用中，已確定的配氣相位是不能改變的。發(fā)動機性能只有在某一常用轉(zhuǎn)速下最好，而在其他轉(zhuǎn)速下工作時，發(fā)動機的性能較差。為解決上述問題，在有些汽車發(fā)動機上采用了可變配氣相位控制機構(gòu)。三、對配氣相位的要求配氣相位對發(fā)動機性能有很大影響，同一臺發(fā)動機，隨轉(zhuǎn)速的不同85由于進氣門配氣相位對發(fā)動機性能的影響比排氣門大，所以各種發(fā)動機裝用的可變配氣相位控制機構(gòu)一般只控制進氣門配氣相位，以免使配氣機構(gòu)過于復雜。此外，配氣相位取決于凸輪的形狀及凸輪軸與曲軸的相對位置，在發(fā)動機工作中，變換驅(qū)動凸輪或改變凸輪軸與曲軸相對位置，均可實現(xiàn)配氣相位的調(diào)節(jié)。由于進氣門配氣相位對發(fā)動機性能的影響比排氣門大，所以各種發(fā)動861.進氣門的配氣相位：進氣門實際開啟的持續(xù)時間為α+180°+β；2.排氣門的配氣相位：排氣門實際開啟的持續(xù)時間為γ+180°+δ；3.氣門疊開：氣門疊開角等于α+δ；4.對配氣相位的要求：適應轉(zhuǎn)速：可變配氣相位控制機構(gòu)；對準正時標記；凸輪或改變凸輪軸與曲軸可實現(xiàn)配氣相位的調(diào)節(jié)。本講小結(jié)1.進氣門的配氣相位：本講小結(jié)87凸輪軸是氣門傳動組的主要零件，其功用主要是利用凸輪控制氣門的開啟和關閉，使其符合發(fā)動機的工作順序、配氣相位及氣門開度的變化規(guī)律等要求。此外，在有些發(fā)動機上，還利用凸輪軸驅(qū)動分電器、汽油泵和機油泵。凸輪軸的材料多為優(yōu)質(zhì)碳鋼或合金鋼，也有采用合金鑄鐵和球墨鑄鐵的，并對凸輪和軸頸表面進行高頻淬火(中碳鋼)或滲碳(低碳鋼)處理，以提高其硬度和耐磨性。凸輪軸凸輪軸是氣門傳動組的主要零件，其功用主要是利用凸輪控制氣門的88在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件89凸輪軸的結(jié)構(gòu)如下圖所示。凸輪軸的結(jié)構(gòu)如下圖所示。90凸輪可分為兩類：驅(qū)動進氣門的進氣凸輪和驅(qū)動排氣門的排氣凸輪。凸輪軸上各缸的進氣凸輪(或排氣凸輪)稱同名凸輪。以直列發(fā)動機為例，從凸輪軸前端看，同名凸輪的相對角位置按各缸做功順序逆凸輪軸轉(zhuǎn)動方向排列，夾角為做功間隔角的一半，做功順序為1-3-4-2的直列四缸發(fā)動機和做功順序為l-5-3-6-2-4的直列六缸發(fā)動機同名凸輪相對角位置如下圖所示。根據(jù)這一規(guī)律可按凸輪軸轉(zhuǎn)動方向和同名凸輪位置判斷發(fā)動機做功順序，凸輪軸上同—缸的進、排氣凸輪稱為異名凸輪。異名凸輪相對角位置，決定于配氣相位及凸輪軸旋轉(zhuǎn)方向。凸輪可分為兩類：驅(qū)動進氣門的進氣凸輪和驅(qū)動排氣門的排氣凸輪。91在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件92凸輪的輪廓如左圖所示，其輪廓線是對稱的，同名凸輪的輪廓線相同，異名凸輪的輪廓線是不相同的。使用一段時間后，由于凸輪的磨損，氣門開啟時間推遲，開啟持續(xù)角減小，氣門的升程有所降低，使發(fā)動機的進氣量減少。凸輪的輪廓形狀是由制造廠根據(jù)發(fā)動機工作需要設計的。凸輪的輪廓如左圖所示，其輪廓線是對稱的，同名凸輪的輪廓線相同93在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中，安裝凸輪軸的座孔和壓裝在座孔內(nèi)的凸輪軸軸承一般為整體式，為拆裝方便，凸輪軸軸頸直徑由前至后逐漸減小。在頂置凸輪軸式配氣機構(gòu)中，安裝凸輪軸的座孔和凸輪軸軸承一般為剖分式，凸輪軸各軸頸直徑相等。有些凸輪軸的軸頸上加工有不同形狀的油槽或油孔，這些油槽或油孔用來儲存潤滑油或作為潤滑油通道。在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中，安裝凸輪軸的94在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件95為防止凸輪軸發(fā)生軸向竄動，凸輪軸都設有軸向定位裝置。常見的凸輪軸軸向定位裝置如下圖所示1-正時齒輪2-齒輪輪毅3-齒輪固定螺母4-止推凸緣5-凸緣安裝螺栓6-隔圈為防止凸輪軸發(fā)生軸向竄動，凸輪軸都設有軸向定位裝置。常見的凸96挺桿的功用一般都是與凸輪軸直接接觸，將凸輪的推力傳給椎桿或氣門，在有些發(fā)動機上它只是搖臂的一個支點，也有些發(fā)動機上投有挺桿。挺桿可分為普通挺桿和液力挺桿兩種形式。挺桿挺桿的功用一般都是與凸輪軸直接接觸，將凸輪的推力傳給椎桿或氣97在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件98普通挺桿一般應用在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)或中置凸輪軸式配氣機構(gòu)中，常見普通挺桿的結(jié)構(gòu)如左圖所示。普通挺桿一般為筒式結(jié)構(gòu)，在發(fā)動機工作時挺桿底部與凸輪接觸，為使挺桿底部磨損均勻，挺桿底部的丁作面制成球面一、普通挺桿普通挺桿一般應用在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)或中置凸輪軸式配氣機構(gòu)99挺桿放置在導向孔內(nèi)，挺桿導向孔一般直接在汽缸體或汽缸蓋上加工，但也有些發(fā)動機則采用可拆式挺桿導向體。挺桿導向體分前后兩個，挺桿放置在挺桿導向體上的導向孔內(nèi)，挺桿導向體用螺栓安裝在汽缸體上，為保證挺桿導向體的安裝位置，在挺桿導向體與汽缸體之間設有定位套。挺桿放置在導向孔內(nèi)，挺桿導向孔一般直接在汽缸體或汽缸蓋上加工100液力挺桿能自動保持配氣機構(gòu)無間隙傳動，從而降低噪聲和磨損，而且不需調(diào)整氣門間隙，在轎車發(fā)動機上應用非常廣泛。常見的液力挺桿結(jié)構(gòu)如左圖所示。柱塞裝在挺桿體內(nèi)，壓裝在柱塞上端的推桿支座將柱塞內(nèi)腔上端封閉；柱塞彈簧將柱塞向上頂起，通過卡環(huán)來限制柱塞的最高位置；柱塞下端的單向閥架內(nèi)裝有單向閥，碟形彈簧使單向閥封閉柱塞內(nèi)腔下端。液力挺桿能自動保持配氣機構(gòu)無間隙傳動，從而降低噪聲和磨損，而101在無搖臂總成的頂置凸輪軸式配氣機構(gòu)中，液力挺桿安裝在凸輪與氣門之間。挺桿體為上蓋與挺桿身焊接而成，柱塞與挺桿體上蓋為一體；柱塞內(nèi)腔通過鍵形槽與低壓油腔連通，柱塞與油缸間隙配合并構(gòu)成高壓油腔，柱塞底部加工有為高壓油腔補充油液的油孔，此油孔靠球閥在補償彈簧作用下關閉；油缸外圓柱面與挺桿體內(nèi)的導向孔間隙配合。在無搖臂總成的頂置凸輪軸式配氣機構(gòu)中，液力挺桿安裝在凸輪與氣102推桿位于挺桿與搖臂之間，其功用是將挺桿的推力傳給搖臂。主要應用于下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和中置凸輪軸式配氣機構(gòu)中。推桿為細長的桿件，桿身有空心和實心兩種，推桿兩端有不同形狀的端頭，以便與挺桿和搖臂上的支座相適應。推桿端頭均經(jīng)過磨光處理，以降低磨損。推桿推桿位于挺桿與搖臂之間，其功用是將挺桿的推力傳給搖臂。主要應103在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件104搖臂總成的功用是將氣門傳動組的推力改變方向并驅(qū)動氣門開啟。搖臂是一個兩臂不等長的雙臂杠桿，采用搖臂驅(qū)動氣門開啟的配氣機構(gòu)，雖機構(gòu)比較復雜，但可通過選擇搖臂兩端的長度，在氣門升程一定時減小凸輪升程，同時氣門間隙的調(diào)整也比較方便。搖臂總成搖臂總成的功用是將氣門傳動組的推力改變方向并驅(qū)動氣門開啟。搖105在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件106常見搖臂總成的組成如下圖所示，主要由搖臂軸、搖臂軸支座、搖臂及定位彈簧等組成。常見搖臂總成的組成如下圖所示，主要由搖臂軸、搖臂軸支座、搖臂107搖臂總成所有零件均安裝在搖臂軸上，并通過搖臂軸支座用螺栓安裝在汽缸蓋上，為防止搖臂軸在其支座孔內(nèi)轉(zhuǎn)動或軸向竄動，用緊固螺釘將搖臂軸固定。搖臂總成所有零件均安裝在搖臂軸上，并通過搖臂軸支座用螺栓安裝108搖臂通過鑲在其中間軸孔內(nèi)的襯套裝在搖臂軸上，為保證各搖臂的軸向位置，用裝在搖臂側(cè)面的定位彈簧使其定位。搖臂軸為空心結(jié)構(gòu)，兩端用堵塞封閉，潤滑油經(jīng)汽缸蓋和搖臂軸支座上的油道進入搖臂軸內(nèi)，搖臂軸和搖臂上都加工，有相應的油孔，使搖臂軸與搖臂之間及搖臂兩端都能得到可靠的潤滑。搖臂通過鑲在其中間軸孔內(nèi)的襯套裝在搖臂軸上，為保證各搖臂的軸109在不同的配氣機構(gòu)中裝用的搖臂也有不同的結(jié)構(gòu)形式。在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)或中置凸輪軸式配氣機構(gòu)中，搖臂中間加工有搖臂軸孔，安裝在搖臂軸上，長臂一端加工成與氣門桿尾部接觸的圓弧工作面，短臂一端剛加工有螺紋孔，用以安裝氣門間隙調(diào)整螺釘及鎖緊螺母，調(diào)整螺釘?shù)南露思庸こ膳c椎桿端頭相應的球面。在不同的配氣機構(gòu)中裝用的搖臂也有不同的結(jié)構(gòu)形式。在下置凸輪軸110在一些頂置凸輪軸式配氣機構(gòu)中，凸輪直接驅(qū)動搖臂，搖臂與氣門桿尾部接觸的一端安裝氣門間隙調(diào)整螺釘，而與凸輪接觸的一端加工成圓弧工作面。也有些發(fā)動機采用無搖臂軸的浮動式搖臂。在一些頂置凸輪軸式配氣機構(gòu)中，凸輪直接驅(qū)動搖臂，搖臂與氣門桿1111.凸輪軸的功用：控制氣門開關，驅(qū)動分電器、油泵；2.凸輪軸的材料：優(yōu)質(zhì)碳鋼、合金鋼、合金鑄鐵和球墨鑄鐵，表面高頻淬火或滲碳處理；3.凸輪可分類：進氣凸輪、排氣凸輪；4.挺桿的功用：推力傳給椎桿或氣門；5.挺桿的形式：普通挺桿、液力挺桿；6.推桿的功用：將挺桿的推力傳給搖臂；7.搖臂總成的功用：推力改變方向并驅(qū)動氣門開啟；8.搖臂總成的組成：搖臂軸、搖臂軸支座、搖臂及定位彈簧等。本講小結(jié)1.凸輪軸的功用：控制氣門開關，驅(qū)動分電器、油泵；本講小結(jié)112第三章

配氣機構(gòu)第三章

配氣機構(gòu)教學重點：（1）配氣機構(gòu)主要零部件的功用和結(jié)構(gòu)特點；（2）配氣相位和氣門間隙的作用；（3）氣門間隙的檢查與調(diào)整。教學難點：（1）配氣相位分析；（2）氣門間隙的兩次調(diào)整法。本章教學提示教學重點：本章教學提示了解配氣機構(gòu)的功用；正確描述配氣機構(gòu)的分類、工作過程和配氣相位的定義；正確描述配氣機構(gòu)的組成、主要零部件的構(gòu)造和裝配連接關系；正確描述配氣機構(gòu)的裝配要求和調(diào)整方法；對配氣機構(gòu)各零件進行正確的檢查與維修。本章教學要求了解配氣機構(gòu)的功用；本章教學要求1.配氣機構(gòu)的功用及組成2.配氣定時及氣門間隙3.氣門組4.氣門傳動組理論知識1.配氣機構(gòu)的功用及組成理論知識1.配氣機構(gòu)的功用及分類2.配氣機構(gòu)的組成和工作情況配氣機構(gòu)的功用及組成1.配氣機構(gòu)的功用及分類配氣機構(gòu)的功用及組成配氣機構(gòu)的功用：按發(fā)動機每一汽缸內(nèi)所進行的工作循環(huán)或點火次序的要求，定時地開啟和關閉進、排氣門，使新鮮可燃混合氣(汽油機)或空氣(柴油機)得以及時進入汽缸，廢氣得以及時從汽缸排出。一、配氣機構(gòu)的功用及分類配氣機構(gòu)的功用：按發(fā)動機每一汽缸內(nèi)所進行的工作循環(huán)或點火次序配氣機構(gòu)多采用頂置式氣門。根據(jù)凸輪軸的位置分為下置式、中置式和上置式。對配氣機構(gòu)的要求：減小進氣和排氣的阻力，使進氣和排氣都盡可能充分和完善。配氣機構(gòu)多采用頂置式氣門。發(fā)動機配氣機構(gòu)的基本組成由氣門組和氣門傳動組組成。氣門組的作用是封閉進排氣道，氣門傳動組的作用是使進排氣門按配氣相位規(guī)定的時刻開閉。配氣機構(gòu)按氣門組的布置位置不同可分為頂置式配氣機構(gòu)和側(cè)置式配氣機構(gòu)。二、配氣機構(gòu)的組成和工作情況發(fā)動機配氣機構(gòu)的基本組成由氣門組和氣門傳動組組成。氣門組的作頂置式配氣機構(gòu)氣門行程大，結(jié)構(gòu)較復雜，燃燒室緊湊，曲軸與凸輪軸傳動比為2:1；側(cè)置式配氣機構(gòu)進排氣門都布置在汽缸的一側(cè)，結(jié)構(gòu)簡單、零件數(shù)目少，氣門布置在同一側(cè)導致燃燒室結(jié)構(gòu)不緊湊、熱量損失大、進氣道曲折、進氣阻力大，使發(fā)動機性能下降，已趨于淘汰。目前廣泛采用的是頂置式配氣機構(gòu)，這里以頂置式配氣機構(gòu)為基礎，按凸輪的布置位置介紹幾種類型的配氣機構(gòu)。頂置式配氣機構(gòu)氣門行程大，結(jié)構(gòu)較復雜，燃燒室緊湊，曲軸與凸輪121在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件1221.凸輪軸下置式配氣機構(gòu)目前，大多數(shù)載貨汽車和大中型客車發(fā)動機都采用這種結(jié)構(gòu)形式，如圖所示。(一)配氣機構(gòu)的組成

1.凸輪軸下置式配氣機構(gòu)(一)配氣機構(gòu)的組成在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件124氣門組主要包括氣門、氣門座、氣門彈簧、氣門彈簧座、氣門導管、氣門鎖片等。氣門傳動組包括驅(qū)動氣門動作的所有零件，主要零件包括正時齒輪、凸輪軸、挺柱、推桿、搖臂軸和搖臂等。凸輪軸安裝在汽缸體下部的曲軸箱內(nèi)，位置與曲軸靠近，這樣有什么優(yōu)缺點呢？簡化曲軸與凸輪軸之間的傳動裝置(齒輪傳動)，有利于發(fā)動機的布置，潤滑比較方便；但凸輪軸與氣門相距較遠，動力傳遞路線較長，環(huán)節(jié)多，因此不適用于高速發(fā)動機。氣門組主要包括氣門、氣門座、氣門彈簧、氣門彈簧座、氣門導管、2.凸輪軸中置式配氣機構(gòu)凸輪軸位于汽缸體的上部，如圖所示。2.凸輪軸中置式配氣機構(gòu)凸輪軸位于汽缸體的上部，如圖所示。在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件127當發(fā)動機轉(zhuǎn)速較高時，為了減少氣門傳動機構(gòu)的往復運動質(zhì)量，可將凸輪軸位置移到汽缸體的上部，由凸輪軸經(jīng)過挺柱直接驅(qū)動搖臂，而省去推桿，但凸輪軸與曲軸距離仍比凸輪軸下置式要遠，因而使用一對正時齒輪之間加裝一個中間傳動齒輪的方法。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速較高時，為了減少氣門傳動機構(gòu)的往復運動質(zhì)量，可將3.凸輪軸頂置式配氣機構(gòu)

現(xiàn)代轎車使用的高速發(fā)動機大多采用這種結(jié)構(gòu)形式，如圖所示。3.凸輪軸頂置式配氣機構(gòu)現(xiàn)代轎車使用的高速發(fā)動機大在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件130凸輪軸仍與曲軸平行布置，但位于氣門組上方，凸輪軸直接通過搖臂來驅(qū)動氣門開啟和關閉，省去了推桿，使往復運動質(zhì)量大大減小。但此種布置使凸輪軸距離曲軸較遠，因此不便于使用齒輪傳動，現(xiàn)多采用同步齒形膠帶傳動．這種結(jié)構(gòu)形式的氣門傳動組主要由凸輪軸、同步齒形膠帶、搖臂，搖臂軸等組成。凸輪軸仍與曲軸平行布置，但位于氣門組上方，凸輪軸直接通過搖臂頂置凸輪軸式配氣機構(gòu)根據(jù)凸輪軸數(shù)通常分為單頂置凸輪軸式(SOHC)和雙頂置凸輪軸式(DOHC)兩種。(1)單頂置凸輪軸式配氣機構(gòu)單頂置凸輪軸配氣機構(gòu)有很多的布置形式，但都是用一根安裝在汽缸蓋上的凸輪軸，通過挺桿直接(無搖臂總成)或間接(有搖臂總成)驅(qū)動所有汽缸的進、排氣門。頂置凸輪軸式配氣機構(gòu)根據(jù)凸輪軸數(shù)通常分為單頂置凸輪軸式(SO

單頂置凸輪軸，無搖臂總成、一列氣門式配氣機構(gòu)如圖所示。凸輪軸通過液力挺柱直接驅(qū)動氣門開啟，氣門傳動組不但沒有推桿，也取消了搖臂總成。使配氣機構(gòu)簡單化，此種結(jié)構(gòu)在轎車上應用非常廣泛。單頂置凸輪軸，無搖臂總成、一列氣門式配氣機構(gòu)如圖所示。有些發(fā)動機的配氣機構(gòu)，進、排氣門也排成兩列，但采用單頂置凸輪軸雙搖臂軸的布置形式，如圖所示。

有些發(fā)動機的配氣機構(gòu)，進、排氣門也排成兩列，但采用單頂置凸輪(2)雙頂置凸輪軸式配氣機構(gòu)雙頂置凸輪軸式配氣機構(gòu)如圖所示。特點是用兩根凸輪軸分別驅(qū)動排成兩列的進氣門和排氣門，此結(jié)構(gòu)形式多用在多氣門發(fā)動機上。與單頂置凸輪軸式配氣機構(gòu)類似，可通過凸輪軸直接驅(qū)動氣門，也可通過搖臂間接驅(qū)動氣門。

(2)雙頂置凸輪軸式配氣機構(gòu)以頂置凸輪軸配氣機構(gòu)為例。①當凸輪軸上的凸輪基圓部分與挺柱接觸時，挺柱和基圓面接觸，不升高，氣門處于關閉狀態(tài)。②當凸輪軸轉(zhuǎn)動時，凸輪凸起部分與挺柱接觸，將挺柱頂起，挺柱通過推桿調(diào)整螺釘使搖臂繞搖臂軸轉(zhuǎn)動，搖臂的長端向下壓動氣門，克服氣門彈簧力使氣門打開。(二)配氣機構(gòu)的工作情況以頂置凸輪軸配氣機構(gòu)為例。(二)配氣機構(gòu)的工作情況③當凸輪軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動，凸輪凸起部分轉(zhuǎn)過挺柱后又恢復凸輪基圓部分與挺柱接觸，凸輪不再向上頂動挺柱，氣門在彈簧張力作用下，開度逐漸減小，直至關閉。③當凸輪軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動，凸輪凸起部分轉(zhuǎn)過挺柱后又恢復凸輪基圓部分從上述工作過程可以看出，氣門的開啟是通過氣門傳動組的作用而完成的，而氣門的關閉則是由氣門彈簧來完成的。氣門的開閉時刻與規(guī)律完全取決于凸輪的輪廓曲線形狀。每次氣門打開時，壓縮彈簧，為氣門關閉積蓄能量。從上述工作過程可以看出，氣門的開啟是通過氣門傳動組的作用而完氣門間隙是指當氣門處于完全關閉狀態(tài)時，且凸輪以基圓面作用于挺柱，這時氣門桿尾端與搖臂頭接觸面之間的間隙。發(fā)動機工作時，氣門將因溫度升高而膨脹，如果氣門及其傳動件間，在冷態(tài)時無間隙或間隙過小，則在熱態(tài)時，氣門及其傳動件的受熱膨脹將導致氣門關閉不嚴，造成發(fā)動機在壓縮和做功行程中漏氣，而使功率下降，嚴重時甚至不易啟動。三、節(jié)氣門間隙氣門間隙是指當氣門處于完全關閉狀態(tài)時，且凸輪以基圓面作用于挺為了消除這種現(xiàn)象，通常在發(fā)動機冷態(tài)裝配時，在氣門與其傳動機構(gòu)中，留有適當?shù)拈g隙，以補償氣門受熱后的膨脹量，這一間隙通常稱為氣門間隙。氣門間隙過大，將導致氣門開啟的時間縮短、開啟的高度不足，影響進、排氣，嚴重時還會產(chǎn)生撞擊聲而加速磨損。有的發(fā)動機采用液力挺柱，挺柱的長度能自動變化，隨時補償氣門的熱膨脹量，故不需要預留氣門間隙。為了消除這種現(xiàn)象，通常在發(fā)動機冷態(tài)裝配時，在氣門與其傳動機構(gòu)1.配氣機構(gòu)的功用：定時開關進排氣門；2.配氣機構(gòu)的分類：按凸輪軸的位置分：頂置式氣門、下置式、中置式和上置式；按氣門組的布置分：頂置式、側(cè)置式；3.配氣機構(gòu)的組成和作用：氣門組、氣門傳動組；氣門組的作用：封閉進排氣道；氣門傳動組的作用：使進排氣門按配氣相位規(guī)定的時刻開閉；4.氣門組的組成：氣門、氣門座、氣門彈簧、氣門彈簧座、氣門導管、氣門鎖片等；5.氣門傳動組的組成：正時齒輪、同步齒形膠帶、凸輪軸、挺柱、推桿、搖臂軸和搖臂等；6.氣門間隙的作用和調(diào)整。本講小結(jié)1.配氣機構(gòu)的功用：定時開關進排氣門；本講小結(jié)141配氣定時就是進、排氣門的實際開閉時刻，通常用相對于上、下止點曲拐位置的曲軸轉(zhuǎn)角的環(huán)形圖來表示。這種圖形稱為配氣定時圖。配氣定時配氣定時就是進、排氣門的實際開閉時刻，通常用相對于上、下止點142理論上四沖程發(fā)動機的進氣門應在曲拐位于上止點時開啟，在曲拐轉(zhuǎn)到下止點時關閉；排氣門則在下止點時開啟，在上止點時關閉。進氣時間和排氣時間各占180°曲軸轉(zhuǎn)角。但實際發(fā)動機的曲軸轉(zhuǎn)速都很高，活塞每一個行程歷時都很短。例如，上海桑塔納轎車發(fā)動機在最大功率時的轉(zhuǎn)速為5600r／min。一個行程歷時僅為60／(5600*2)s=0.0054s。這樣短時間的進氣或排氣過程，往往會使發(fā)動機充氣不足或排氣不凈，從而使發(fā)動機的功率下降。一、配氣定時工作原理

理論上四沖程發(fā)動機的進氣門應在曲拐位于上止點時開啟，在曲拐轉(zhuǎn)143在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件144因此，現(xiàn)代發(fā)動機都采用延長進、排氣時間的方法，即氣門的開啟和關閉時刻并不正好是曲拐處在上止點和下止點的時刻，而是分別提前和延遲一定的曲軸轉(zhuǎn)角，以改善進、排氣狀況，從而提高發(fā)動機的動力性。因此，現(xiàn)代發(fā)動機都采用延長進、排氣時間的方法，即氣門的開啟和145在排氣行程接近終了，活塞到達上止點之前，即曲軸轉(zhuǎn)到曲拐離上止點的位置還差一個角度α，進氣門便開始開啟，直到活塞過了下止點重又上行，即曲軸轉(zhuǎn)到曲拐超過下止點位置以后一個角度β時，進氣門才關閉。這樣，整個進氣行程持續(xù)時間相當于曲軸轉(zhuǎn)角180°+α+β。α角一般為10°～30°，β角一般為40°～80°。在排氣行程接近終了，活塞到達上止點之前，即曲軸轉(zhuǎn)到曲拐離上止146進氣門提前開啟的目的，是為了保證進氣行程開始時進氣門已開大，新鮮氣體能順利地充入氣缸。當活塞到達下止點時，氣缸內(nèi)壓力仍低于大氣壓力，在壓縮行程開始階段，活塞上移速度較慢的情況下，仍可以利用氣流慣性和壓力差繼續(xù)進氣，因此進氣門晚關一點是有利于充氣的。同樣，作功行程接近終了，活塞到達下止點前，排氣門便開始開啟，提前開啟的角γ一般為40°～80°。經(jīng)過整個排氣行程，在活塞越過上止點后，排氣門才關閉，排氣門關閉的延遲角δ一般約為10°～30°。整個排氣過程的持續(xù)時間相當于曲軸轉(zhuǎn)角180°+γ+δ。進氣門提前開啟的目的，是為了保證進氣行程開始時進氣門已開大，147由于進氣門在上止點前即開啟，而排氣門在上止點后才關閉，這就出現(xiàn)了一段時間內(nèi)排氣門和進氣門同時開啟的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象稱為氣門重疊，重疊時期的曲軸轉(zhuǎn)角稱為氣門重疊角。由于新鮮氣流和廢氣流的流動慣性都比較大，在短時間內(nèi)是不會改變流向的。因此只要氣門重疊角選擇適當，就不會有廢氣倒流入進氣管和新鮮氣體隨同廢氣排出的可能性，這對換氣是有利的。由于進氣門在上止點前即開啟，而排氣門在上止點后才關閉，這就出148為了使高速和低速都能得到最佳的配氣定時，20世紀80年代后，在轎車發(fā)動機上出現(xiàn)了一些可變配氣定時的控制機構(gòu)。90年代初，日本本田公司推出了一種既可改變配氣定時，又能改受氣門運動規(guī)律的可變配氣定時一升程的控制機構(gòu)，稱為VTEC機構(gòu)。其配氣凸輪軸上布置了高速和低速兩種門輪，采用了設計特殊的搖臂，根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的高低，自動切換凸輪，使搖臂分別被高速凸輪或低速凸輪驅(qū)動。由于凸輪的更換，從而實現(xiàn)了配氣定時和氣門運動規(guī)律均可變化的目的，其工作原理如下圖所示。二、可變配氣定時典型機構(gòu)為了使高速和低速都能得到最佳的配氣定時，20世紀80年代后，149在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件150在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件151凸輪軸9上的高速凸輪11處在中搖臂2的位置，左右各有一個低速凸輪10和12，分別處在主搖臂8和次搖臂3的位置，在三個搖臂內(nèi)裝有同步柱塞4和5、定時柱塞6以及阻擋柱塞13。在轉(zhuǎn)速低于6000r／min時，同步柱塞不移動，主、次搖臂驅(qū)動兩個氣門。當轉(zhuǎn)速高于6000r／rain時，在壓力機油的作用下，定時柱塞6移動，并推動同步柱塞4和5移動，將中搖臂2與主、次搖臂鎖在一起，三個搖臂一道在高速凸輪的驅(qū)動下驅(qū)動氣門，而高速凸輪兩邊的低速凸輪則隨凸輪軸空轉(zhuǎn)。這種機構(gòu)在本田D18C型1.8L4缸直列式轎車汽油機上得到了應用。凸輪軸9上的高速凸輪11處在中搖臂2的位置，左右各有一個低速152另一種配氣定時可變的機構(gòu)為AlfaRomeo公司開發(fā)的可變氣門定時機構(gòu)。鏈輪驅(qū)動的主要零部件包括外部具有螺旋花鍵而內(nèi)部為直齒花鍵的定時套筒10、外部直齒花鍵軸2安裝在凸輪軸上，以及控制柱塞3和外部控制電磁閥4。當發(fā)動機工作時，電磁閥桿縮回，在壓力作用下，發(fā)動機潤滑機油從軸承座進入凸輪軸，并沿軸向流向凸輪軸的左端，然后被徑向轉(zhuǎn)移到花鍵軸2的外表面以及控制柱塞3的孔內(nèi)，最終通過柱塞側(cè)面的溢流孔流入油底殼。另一種配氣定時可變的機構(gòu)為AlfaRomeo公司開發(fā)的可變153在某些預定的轉(zhuǎn)速和負荷工況下，電磁閥由電控汽油噴射系統(tǒng)和點火管理系統(tǒng)激勵，如下圖所示，它使電磁閥桿伸出，推動控制柱塞3進入端蓋直至擋住柱塞上的溢流孔。隨后，來自柱塞的機油流動受到抑制，這會導致定時套筒10左側(cè)的機油壓力升高，結(jié)果使定時套筒向花鍵軸2的凸緣端移動。因此，定時套筒10的外螺旋花鍵逐漸使花健套1的內(nèi)螺旋花鍵扭轉(zhuǎn)，引起花鍵套和鏈輪相對于凸輪軸的花鍵軸2向前旋轉(zhuǎn)一定的角度。于是進氣門的提前角將增大，遲后角相應減小，其增減量相當于定時套筒10從花鍵軸2的左側(cè)滑動到右側(cè)時，花鍵套1相對定時套筒10的扭轉(zhuǎn)角。在某些預定的轉(zhuǎn)速和負荷工況下，電磁閥由電控汽油噴射系統(tǒng)和點火154在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件155在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件156氣門間隙的功用是補償氣門受熱后的膨脹量。發(fā)動機冷機狀態(tài)裝配時，在不裝用液力挺桿的配氣機構(gòu)中，氣門組與氣門傳動組之間必須留有一定的間隙，這一間隙稱氣門間隙。在凸輪軸通過搖臂間接驅(qū)動氣門開啟的配氣機構(gòu)中，氣門間隙是指搖臂與氣門桿尾部之間的間隙。三、氣門間隙氣門間隙的功用是補償氣門受熱后的膨脹量。三、氣門間隙157在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件158在凸輪軸直接驅(qū)動氣門開啟的配氣機構(gòu)(如上海桑塔納轎車發(fā)動機裝用普通挺桿的配氣機構(gòu))中，氣門間隙是指凸輪與挺桿之間的間隙。在裝有液力挺桿的配氣機構(gòu)中，由于液力挺桿能自動“伸長”或”縮短”，以補償氣門的熱脹冷縮，所以不需留氣門間隙。氣門間隙的功用在凸輪軸直接驅(qū)動氣門開啟的配氣機構(gòu)(如上海桑塔納轎車發(fā)動機裝1591.配氣定時的概念：進、排氣門的實際開閉時刻，用配氣定時圖表示；2.配氣定時工作原理：為避免充氣不足或排氣不凈而使發(fā)動機的功率下降，整個進氣行程持續(xù)時間相當于曲軸轉(zhuǎn)角180°+α+β，整個排氣過程的持續(xù)時間相當于曲軸轉(zhuǎn)角180°+γ+δ；3.氣門重疊：進排氣門均處于開啟狀態(tài)，重疊時期的曲軸轉(zhuǎn)角稱為氣門重疊角；4.可變配氣定時典型機構(gòu)；5.氣門間隙的結(jié)構(gòu)和功用。本講小結(jié)1.配氣定時的概念：進、排氣門的實際開閉時刻，用配氣定時圖1601.氣門2.氣門座3.氣門導管4.氣門彈簧氣門組1.氣門氣門組161

氣門分進氣門和排氣門，結(jié)構(gòu)基本相同。氣門由頭部與桿部兩部分組成，如圖所示。氣門頭部的作用是與氣門座配合，對汽缸進行密封；桿部則與氣門導管配合，為氣門的運動起導向作用。氣門氣門分進氣門和排氣門，結(jié)構(gòu)基本相同。氣門由頭部與桿部兩部分162在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件163氣門頭頂部的形狀有平頂、喇叭形頂和球面頂?shù)?。目前使用最多的是平頂氣門頭(a)。平頂氣門頭結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，受熱面積小，質(zhì)量小等優(yōu)點，進、排氣門都可采用。喇叭形頂氣門頭部(b)與桿部的過渡部分具有流線型，進氣阻力小，但其頂部的受熱面積大，故適用于進氣門。球面頂氣門頭(c)強度高，排氣阻力小，耐高溫能力強，但頂部的受熱面積較大，加工較復雜，故適用于排氣門。一、氣門結(jié)構(gòu)

氣門頭頂部的形狀有平頂、喇叭形頂和球面頂?shù)取Ｄ壳笆褂米疃嗟氖?64氣門頭部與氣門座間接觸的工作面稱氣門密封錐面，該密封錐面與氣門頂平面之間的夾角稱為氣門錐角，如圖所示。氣門錐角一般為45°，有些發(fā)動機的進氣門錐角為30°。氣門頭部與氣門座間接觸的工作面稱氣門密封錐面，該密封錐面與氣165氣門桿身為圓柱形，氣門桿的尾部形狀決定于彈簧座的固定方式，一般在靠近尾部加工有環(huán)形槽或鎖銷孔，常見的固定方式有鎖片式和鎖銷式兩種，如圖所示。氣門桿身為圓柱形，氣門桿的尾部形狀決定于彈簧座的固定方式，一166鎖片式固定方式的氣門桿端制有環(huán)形槽，其中嵌入制成兩半的錐形鎖片(外圓為錐形、內(nèi)孔有環(huán)形凸臺)。氣門組裝配到汽缸蓋上后，在氣門彈簧作用下，鎖片外圓錐面與氣門彈簧座孔內(nèi)圓錐面配合，使氣門彈簧座固定。銷式固定方式則是將鎖銷插入氣門桿端的鎖銷孔內(nèi)，由于鎖銷長度大于氣門彈簧座通孔直徑，所以使彈簧座固定。鎖片式固定方式的氣門桿端制有環(huán)形槽，其中嵌入制成兩半的錐形鎖167

氣門的工作條件十分惡劣，它直接與汽缸內(nèi)的高溫燃氣接觸，受熱嚴重，且散熱困難．因此，氣門工作溫度很高。氣門承受氣體力和氣門彈簧力的作用，以及配氣機構(gòu)運動件慣性力的作用，使氣門落座時受到?jīng)_擊。氣門在潤滑條件很差的情況下以極高的速度開啟和關閉，并在氣門導管內(nèi)做高速往復運動以及在高溫燃氣中與腐蝕性氣體接觸而受到腐蝕。故要求氣門必須具有足夠的強度、剛度、硬度，耐高溫、耐腐蝕、耐磨損。二、工作條件與材料氣門的工作條件十分惡劣，它直接與汽缸內(nèi)的高溫燃氣接觸，受熱168進氣門一般采用中碳合金鋼制造，如鉻鋼、鉻鉬鋼和鎳鉻鋼等。而排氣門多采用耐熱合金鋼制造。如硅鉻鋼、硅鉻鉬鋼等。為了節(jié)約耐熱的合金鋼材料，有時采用組合的排氣門，即頭部用耐熱合金鋼，而桿部用一般合金鋼，然后將兩者對焊在一起；有時在排氣門的氣門錐面上堆焊或噴涂一層鎢鈷合金，提高其硬度、耐磨性、耐高溫性和耐腐蝕性，以提高氣門的使用壽命。進氣門一般采用中碳合金鋼制造，如鉻鋼、鉻鉬鋼和鎳鉻鋼等。169拆裝氣門時．必須先使用專用氣門拆裝鉗壓縮氣門彈簧，如圖所示，然后拆下或裝上氣門鎖片或鎖銷，并慢慢放松氣門彈簧即可。拆下的氣門，必須作好標記并按順序擺放，以免破壞氣門與氣門座及氣門導管的配合。氣門鎖片或鎖銷很小，應注意防止丟失。三、氣門的拆裝拆裝氣門時．必須先使用專用氣門拆裝鉗壓縮氣門彈簧，如圖所示，170由于進氣管中有一定的真空度，汽缸蓋上的機油會從氣門桿與導管之間的間隙被吸入汽缸。適量的機油進入氣門導管與氣門之間的間隙，對于保證氣門桿的潤滑是必要的。但如果進入的機油量過多，將會使汽缸內(nèi)產(chǎn)生積炭和氣門上沉積物的數(shù)量增多，使機油消耗增加。四、機油防漏裝置由于進氣管中有一定的真空度，汽缸蓋上的機油會從氣門桿與導管之171為了減少機油消耗和沉積物的數(shù)量。有些發(fā)動機在氣門桿上設有機油(潤滑油)防漏裝置。常見的幾種防漏裝置結(jié)構(gòu)形式如圖所示。1-氣門導管2-防油罩3-氣門桿4-彈簧座5-鎖片6-防油罩7-密封圈為了減少機油消耗和沉積物的數(shù)量。有些發(fā)動機在氣門桿上設有機油172為了改善密封錐面和氣門桿的工作條件，有些發(fā)動機的氣門裝有使之可能相對于氣門座旋轉(zhuǎn)的裝置。氣門緩慢旋轉(zhuǎn)時在密封錐面上產(chǎn)生輕微的摩擦，阻止沉積物形成，可減輕不均勻磨損，具有自潔作用同時可使氣門頭部沿圓周方向的溫度分布比較均勻，減小氣門頭部變形的可能性。氣門旋轉(zhuǎn)后，氣門桿的潤滑條件得到改善，氣門桿中所形成的沉積物也相應減少。實踐表明，采用氣門旋轉(zhuǎn)裝置后，極大提高了氣門的使用壽命。五、氣門旋轉(zhuǎn)裝置為了改善密封錐面和氣門桿的工作條件，有些發(fā)動機的氣門裝有使之173下圖為強制式氣門旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。在氣門彈簧座中制有六個變深度的凹槽，每個凹槽中裝有帶回位彈簧的鋼球。碟形彈簧安裝在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)殼體與氣門彈簧座之間。當氣門關閉時，碟形彈簧并沒有壓緊在鋼球上。這時鋼球位于凹槽的最淺位置；當氣門升起時，不斷增加的氣門彈簧力將碟形彈簧壓平，迫使鋼球沿凹槽斜面向深處滾動，并帶動旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的殼體、氣門鎖片及氣門轉(zhuǎn)過一定角度；當氣門關閉時，碟形彈簧上的作用力減小而恢復碟形原狀，鋼球即回到原來位置。這樣氣門每開啟一次就使氣門轉(zhuǎn)過一定角度。下圖為強制式氣門旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。在氣門彈簧座中制有六個變深度的凹槽174在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件1751.氣門：氣門、排氣門；2.氣門的組成：頭部、桿部；3.氣門頭頂部的形狀：平頂、喇叭形頂和球面頂?shù)龋?.氣門桿部與彈簧座的固定方式：鎖片式和鎖銷式兩種；5.氣門要求：足夠的強度、剛度、硬度，耐高溫、耐腐蝕、耐磨損；6.進氣門材料：中碳合金鋼：鉻鋼、鉻鉬鋼和鎳鉻鋼等；7.排氣門材料：耐熱合金鋼制造：如硅鉻鋼、硅鉻鉬鋼等；8.機油防漏裝置和氣門旋轉(zhuǎn)裝置。本講小結(jié)1.氣門：氣門、排氣門；本講小結(jié)1761.氣門2.氣門座3.氣門導管4.氣門彈簧氣門組1.氣門氣門組177進、排氣道口與氣門密封錐面直接接觸的部位稱氣門座，如圖所示。其功用是與氣門頭部密封錐面配合對汽缸起密封作用，同時對氣門還起散熱作用。氣門座進、排氣道口與氣門密封錐面直接接觸的部位稱氣門座，如圖所示。178氣門座可以在汽缸蓋或汽缸體上直接鏜出，也可以單獨制成氣門座圈，然后壓裝到燃燒室內(nèi)的進排氣道口處。氣門座圈與座孔有足夠的過盈配合量，以防止發(fā)動機工作時氣門座脫落。氣門座圈用耐熱合金鋼或耐熱合金鑄鐵制成。氣門座可以在汽缸蓋或汽缸體上直接鏜出，也可以單獨制成氣門座圈179為保證氣門與氣門座可靠密封，氣門座上加工有與氣門相適應的錐面，氣門座的錐面包括三部分，如圖所示。為保證氣門與氣門座可靠密封，氣門座上加工有與氣門相適應的錐面18045°(或30°)錐面是與氣門密封錐面配合的工作面，寬度b為1-3mm，15°錐面和75°錐面是用來修正工作錐面的寬度和上、下位置的，以使其達到規(guī)定的要求。在安裝氣門前，還應采用與氣門配對研磨的方法，以保證貼合得更緊密、可靠。有些發(fā)動機的氣門錐角比氣門座錐角小0.5°~1°.該角稱為密封干涉角。這樣做有利于走合期的磨合，走合期結(jié)束，密封干涉角逐漸消失，恢復全錐面接觸。45°(或30°)錐面是與氣門密封錐面配合的工作面，寬度b為181氣門與氣門座的配合是配氣機構(gòu)的重要環(huán)節(jié)，它影響到汽缸的密封性，對發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性影響很大。對氣門與氣門座的配合要求如下：①氣門與氣門座的工作錐面角度應一致。為改善氣門與氣門座的磨合性能，磨削氣門的工作錐面時，其錐面角度比氣門座小0.5°~1°。②氣門與氣門座的密封帶位置在中部靠內(nèi)側(cè)。過于靠外，會使氣門的強度降低；過于靠內(nèi)，會造成與氣門座接觸不良。氣門與氣門座的配合是配氣機構(gòu)的重要環(huán)節(jié)，它影響到汽缸的密封性182在下置凸輪軸式配氣機構(gòu)和側(cè)置凸輪軸式配氣機構(gòu)中課件183③氣門與氣門座的密封帶寬度應符合原設計規(guī)定，一般為1.2~2.5mm;排氣門大于進氣門的寬度；柴油機大于汽油機的寬度。密封帶寬度過小，將使氣門磨損加??；而寬度過大，容易燒蝕氣門。④氣門工作錐面與桿部的同軸度誤差應不大于0.05mm。⑤氣門桿與導管的配合間隙應符合原廠規(guī)定。③氣門與氣門座的密封帶寬度應符合原設計規(guī)定，一般為1.2~2184氣門導管的主要功用是為氣門運動導向，以保證氣門上下運動時不發(fā)生徑向擺動而準確落座，并將氣門桿所承受的熱量傳給汽缸蓋。氣門導管為空心管狀結(jié)構(gòu)，如圖所示。氣門導管氣門導管的主要功用是為氣門運動導向，以保證氣門上下運動時不發(fā)185氣門導管壓裝在汽缸蓋上的導管孔中，其外圓柱面與導管孔的配合有一定的過盈量，以保證良好地傳熱性能和防止松脫。有些發(fā)動機為防止氣門導管脫落，利用卡環(huán)對氣門導管定位。氣門導管的下端伸入氣道，為減小對氣流造成的阻力，伸入氣道的部分制成錐形。氣門導管內(nèi)孔與氣門桿之間為間隙配合，一般為0.05~0.12mm。間隙過大，導向不好，散熱不良；間隙過小，熱狀態(tài)下可能卡死。為防止?jié)櫥蛷臍忾T桿與氣門導管的間隙中漏人燃燒室，在氣門導管的上端安裝氣門油封。氣門導管壓裝在汽缸蓋上的導管孔中，其外圓柱面與導管孔的配合有186氣門彈簧的功用是使氣門關閉并與氣門座壓緊，同時還可在氣孔開啟或關閉過程中，使氣門傳動組零件緊密連接，防止因慣性力分離而產(chǎn)生異響。氣門彈簧多采用優(yōu)質(zhì)彈簧鋼絲繞制而成，并經(jīng)熱處理。氣門彈簧為圓柱螺旋彈簧，彈簧兩端磨平，裝配后彈簧一端支撐在汽缸蓋上，另一端靠氣門彈簧座和鎖片或鎖銷與氣門桿定位。氣門彈簧氣門彈簧的功用是使氣門關閉并與氣門座壓緊，同時還可在氣孔開啟187氣門彈簧應滿足以下要求：①必須有足夠的預緊力，以保證氣門迅速回座，保征氣門和氣門座密封。②必須克服在氣門開閉的過程中