配氣機構(gòu)的主要零部件

作用：在任何情況下，必須保證燃燒室的密封性。第二節(jié)配氣機構(gòu)的主要零部件（視頻）一、氣門組氣門組實物圖氣門是保證發(fā)動機工作性能良好和可靠的重要零件之一。

1.氣門的構(gòu)造由頭部和桿部兩部分組成。氣門頭部的散熱：通過氣門座、氣門桿。一、氣門（視頻）氣門

1—桿部；2—頭部

（1）氣門頭部功用：燃燒室的組成部分，是氣體進、出燃燒室通道的開關(guān)，承受沖擊力(高溫、高速氣流沖擊)。

a.氣門頂形狀：a)平頂b)球面頂c)喇叭頂平頂式結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，吸熱面積小，質(zhì)量也較小，進、排氣門都可采用。球面頂適用于排氣門，因為其強度高，排氣阻力小，廢氣的清除效果好，但球形的受熱面積大，質(zhì)量和慣性力大，加工較復(fù)雜。喇叭頂凹頂頭部與桿部的過渡部分具有一定的流線形，可以減少進氣阻力，但其頂部受熱面積大，故適用于進氣門，而不宜用于排氣門。b.氣門錐角：定義：氣門與氣門座之間的配合面做成錐面，稱為氣門密封錐面；其錐角，稱為氣門錐角。作用：①就象錐形塞子可以塞緊瓶口一樣，能獲得較大的氣門座合壓力，以提高密封性和導熱性。②氣門落座時有自動定位作用。③避免使氣流拐彎過大而降低流速。④有了錐角，氣門落座時能擠掉接觸面的沉積物，即有自潔作用。

要求：錐面要研磨，寬度要合適，一般1－3mm。一般做成45°錐角。氣

門

實

物

圖進氣門排氣門兩氣門一樣大時，排氣門有記號。c.氣門直徑：進氣門直徑一般大于排氣門直徑。（視頻）

（2）氣門桿部：用來為氣門運動時導向、承受側(cè)壓力并傳走一部分熱量。氣門桿呈圓柱形，在氣門導管中不斷進行往復(fù)運動。其表面須經(jīng)過熱處理和磨光，以保證與氣門導管的配合精度和耐磨性。

較高的加工精度，表面經(jīng)過熱處理和磨光，保證同氣門導管的配合精度和耐磨性氣門桿尾部：環(huán)形槽、鎖銷孔凹槽易斷裂處充鈉中空氣門桿定義：在中空的氣門桿中填入一半金屬鈉。作用：旨在減輕氣門質(zhì)量和減小氣門運動的慣性力。增強排氣門的散熱能力。原因：鈉的熔點的是97.8℃，沸點為880℃，所以在氣門工作時，鈉變成液體。應(yīng)用：高度強化的發(fā)動機排氣門。a）

鎖片式b）鎖銷式

1-氣門桿；2-氣門彈簧；3-彈簧座；4-鎖片；5-卡環(huán)；

6-鎖銷a.彈簧座的固定：氣門桿端的形狀決定于氣門彈簧座的固定方式6b.防松裝置：為防止氣門彈簧折斷時，氣門落入氣缸造成嚴重事故，可在氣門桿尾部加工一個環(huán)形槽，內(nèi)裝上彈簧卡環(huán)。圖3-28鎖片式結(jié)構(gòu)

1-氣門桿；2-氣門彈簧；3-彈簧座；4-鎖片；5-卡環(huán)

2.氣門的工作條件與材料工作條件：A、進氣門570K-670K，排氣門1050K-1200K。B、頭部承受氣體壓力、氣門彈簧力等。C、冷卻和潤滑條件差。D、被氣缸中燃燒生成物中的物質(zhì)所腐蝕。性能： 強度和剛度大、耐熱、耐腐蝕、耐磨材料：進氣門570K-670K，采用合金鋼（鉻鋼或鉻鎳鋼）排氣門1050K-1200K，采用耐熱合金鋼（硅鉻鋼）1.作用：導向作用，保證氣門作直線往復(fù)運動，使氣門與氣門座正確貼合。此外，氣門導管還在氣門桿與氣缸蓋之間起導熱作用。二、氣門導管

2.形狀：導管內(nèi)、外圓柱面經(jīng)加工后壓入氣缸蓋的氣門導管孔中，然后再精鉸內(nèi)孔。

3.材料：灰鑄鐵、球墨鑄鐵或鐵基粉末冶金。

4.防落裝置：卡環(huán)定位。導管和氣門導管孔是過盈配合。導管和氣門桿是間隙配合。1.作用：氣門座與氣門頭部共同對氣缸起密封作用，并接受氣門傳來的熱量。2.分類：

a.鏜出式氣門座（用于汽油機進氣門）；b.鑲嵌式氣門座（用于汽油機排氣門、采用鋁合金缸蓋的發(fā)動機的進、排氣門和柴油機進氣門）。優(yōu)點：節(jié)省材料，提高使用壽命，更換、維修方便。缺點：導熱性差，加工精度要求高，脫落（過盈配合）。三、氣門座1.作用：（1）保證氣門自動回位關(guān)閉而密封。（2）保證氣門與氣門座的座合壓力。（3）吸收氣門在開啟和關(guān)閉過程中傳動零件所產(chǎn)生的慣性力，以防止各種傳動件彼此分離而破壞配氣機構(gòu)正常工作。2.材料和固定：材料為高錳鋼、鉻釩鋼，熱處理；固定方法為一端靠在氣缸蓋上，一端靠在彈簧座上。3.具有足夠的剛度和安裝預(yù)緊力的原因：氣門彈簧必須承受氣門關(guān)閉過程中氣門及傳動件產(chǎn)生的慣性力，也必須克服配氣機構(gòu)因高速運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動而引起的附加負荷。預(yù)緊力保證氣門處于關(guān)閉狀態(tài)時，關(guān)閉嚴實。四、氣門彈簧4.防止氣門彈簧共振的方法（1）提高氣門彈簧的自然振動頻率（2）采用雙氣門彈簧（3）采用不等螺距彈簧（4）采用等螺距的單彈簧，在其內(nèi)圈加一個過盈配合的阻尼摩擦片來消除共振。（5）采用錐形氣門彈簧注意：安裝時，應(yīng)使彈簧大端朝向氣缸蓋。圖3-35氣門彈簧a)等螺距彈簧；b)不等螺距彈簧；c)雙螺旋彈簧5、氣門油封視頻凸輪軸挺柱推桿搖臂凸輪軸正時齒輪搖臂軸作用：使進、排氣門能按配氣相位規(guī)定的時刻開閉，且保證有足夠的開度。二、氣門傳動組1.結(jié)構(gòu)

進、排氣凸輪：用以使氣門按一定的工作次序和配氣相位及時開閉，并保證氣門有足夠的升程。

凸輪軸軸頸：用來支承凸輪軸，一般凸輪軸每隔兩個氣缸設(shè)置一個軸頸，也有全支撐的。一、凸輪軸（視頻）凸輪凸輪軸軸頸驅(qū)動分電器的螺旋齒輪螺栓墊片正時齒輪止推凸緣止推座凸輪軸襯套驅(qū)動汽油泵的偏心輪氣門開啟點消除氣門間隙階段氣門升程最大時刻氣門關(guān)閉點出現(xiàn)氣門間隙階段凸輪的工作過程如下：點火順序：1—2—4—3根據(jù)上述道理，只要知道了凸輪軸的旋轉(zhuǎn)方向和同名凸輪的相對位置，就可以判斷發(fā)動機的工作順序。

2.a)同名凸輪的相對角位置

凸輪軸上各缸進氣(排氣)凸輪，即同名凸輪的相對角位置與凸輪軸的轉(zhuǎn)動方向、各缸的工作順序和作功間隔角有關(guān)。點火順序：1—5—3—6—2—4b)異名凸輪的相對角位置

同一氣缸的進、排氣凸輪，即異名凸輪的相對角位置。它是由發(fā)動機的配氣相位和凸輪軸的轉(zhuǎn)向所決定的。

3.凸輪軸的材料：凸輪軸的材料一般用優(yōu)質(zhì)鋼模鍛而成，也可采用合金鑄鐵或球墨鑄鐵鑄造。凸輪各軸頸的工作表面一般經(jīng)熱處理后精磨，以改善其耐磨性。

4.凸輪軸的驅(qū)動

4.凸輪軸軸向定位：止推軸承、止推片、止推螺釘、止推凸緣定位。

1.作用：挺柱是凸輪的從動件。作用是將凸輪的推力傳給推桿（或氣門桿），并承受凸輪軸旋轉(zhuǎn)時所施加的側(cè)向力。2.分類：分為機械挺柱（又分為平面挺柱和滾輪式挺柱）、液力挺柱。

（1）平面挺柱平面挺柱由于結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕，被廣泛用于車用發(fā)動機上。為減輕平面挺柱工作面的磨損，可采取下列結(jié)構(gòu)措施：二、挺柱

a.挺柱軸線偏離凸輪的對稱軸線。一般e取1～3mm。發(fā)動機工作時凸輪與挺柱底面的摩擦力可使挺柱圍繞自身的軸線旋轉(zhuǎn)，以達到挺柱底面磨損均勻的目的。b.將挺柱底面做成球面，將凸輪工作面制成錐角很小的錐面。這樣使凸輪與挺柱的接觸點偏離挺柱軸線，使挺柱自轉(zhuǎn)。c.在挺柱底面鑲嵌耐磨金屬塊。d.將挺柱側(cè)表面制成桶形，由于它的自位作用，使磨損均勻。

（2）滾輪式挺柱滾輪式挺柱，其優(yōu)點是可以減小摩擦所造成的對挺柱的側(cè)向力。這種挺柱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量較大，多用于大缸徑柴油機上。（3）液力挺柱

目的：解決了因有氣門間隙而產(chǎn)生的沖擊及噪音問題。消除了配氣機構(gòu)中的間隙，減小了各零件的沖擊載荷和噪聲，同時凸輪輪廓可設(shè)計得比較陡一些，氣門開啟和關(guān)閉更快，以減小進排氣阻力，改善發(fā)動機的換氣，提高發(fā)動機的性能，特別是高速性能。分類：液力挺柱可分為平面、滾輪式、吊杯形三種。應(yīng)用：液力挺柱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度要求高，而且磨損后無法調(diào)整只能更換，所以目前在一般載貨車上用得較少，而在較高級的轎車上則應(yīng)用很廣。

圖3-19奧迪轎車發(fā)動機液力挺柱

1-高壓油腔；2-缸蓋油道；3-油量孔；4-斜油孔；5-球閥；6-低壓油腔；7-鍵形槽；8-凸輪軸；9-挺柱體；10-柱塞焊縫；11-柱塞；12-套筒；13-彈簧；14-缸蓋；15-氣門桿

1.作用：將從凸輪軸經(jīng)過挺柱傳來的推力傳給搖臂。

2.結(jié)構(gòu)：它是氣門機構(gòu)中最易彎曲的，要求有很高的剛度，盡量做得短些。推桿可以是實心或空心的。

三、推桿功用：將推桿或凸輪傳來的力改變方向，作用到氣門桿端壓縮氣門彈簧以推開氣門。1)普通搖臂結(jié)構(gòu):T字形(提高剛度強度減輕質(zhì)量)兩臂長比：1.2-1.8(氣門端長，所以在一定的氣門升程下，可減小推桿、挺柱的運動距離和加速度，從而減小了工作中的慣性力