第三章 配氣機構(gòu)

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第三章

配氣機構(gòu)

第一節(jié)配氣機構(gòu)的功用及組成一、功用：配氣機構(gòu)是進、排氣管道的控制機構(gòu)，它依照氣缸的工作順序和工作過程的要求，準(zhǔn)時地開閉進、排氣門、向氣缸供給可燃混合氣(汽油機)或新鮮空氣(柴油機)并及時排出廢氣。另外，當(dāng)進、排氣門關(guān)閉時，保證氣缸密封。二、充量系數(shù)：新鮮空氣或可燃混合氣被吸入氣缸愈多，則發(fā)動機可能發(fā)出的功率愈大。新鮮空氣或可燃混合氣充滿氣缸的程度，用充量系數(shù)hv表示。hv越高，說明進入氣缸的新氣越多，可燃混合氣燃燒時可能放出的熱量也就越大，發(fā)動機的功率越大。

三、類型：1、按氣門的布臵：氣門頂臵式；氣門側(cè)臵式2、按凸輪軸的布臵位臵：下臵式；中臵式；上臵式

3、按曲軸與凸輪軸的傳動方式：齒輪傳動；鏈條傳動；齒帶傳動4、按每氣缸氣門數(shù)目：二氣門式；四氣門式等5、氣門驅(qū)動形式：搖臂驅(qū)動、擺臂驅(qū)動、直接驅(qū)動

四、配氣機構(gòu)的組成

氣門傳動組：氣門傳動組是從正時齒輪開始至推動氣門動作的所有零件。主要由正時齒輪、凸輪軸、氣門挺柱、推桿、調(diào)整螺釘和鎖緊螺母、搖臂、搖臂軸、搖臂軸支架等組成。其功用是定時驅(qū)動氣門使其開閉。氣門組：主要由氣門鎖片、氣門彈簧座、氣門彈簧、氣門、氣門導(dǎo)管、氣門座等組成。其功用主要是維持氣門的關(guān)閉。

1、氣門布置1)氣門頂置式組成：

(1)氣門開啟：曲軸通過正時齒輪驅(qū)動凸輪軸旋轉(zhuǎn)，使凸輪軸上的凸輪凸起部分通過挺柱、推桿、調(diào)整螺釘，推動搖臂擺轉(zhuǎn)，搖臂的另一端便向下推開氣門，同時使彈簧進一步壓縮。(2)氣門關(guān)閉：當(dāng)凸輪的凸起部分的頂點轉(zhuǎn)過挺柱以后，氣門在其彈簧張力的作用下，開度逐漸減小，直至最終關(guān)閉，進氣或排氣過程即告終止。

工作過程

特點：A、氣門行程大，結(jié)構(gòu)較繁雜。(凸輪軸下臵式)B、進氣阻力小，燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊，氣流攪動大，能達到較高的壓縮比。C、曲軸與凸輪軸傳動比為2:1。

2)、氣門側(cè)臵式進排氣門都布臵在氣缸的一側(cè)，結(jié)構(gòu)簡單、零件數(shù)目少。氣門布臵在同一側(cè)導(dǎo)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。

氣門開啟的結(jié)構(gòu)方法：

利用搖臂驅(qū)動：搖臂設(shè)置在凸輪與氣門桿之間，通過選擇搖臂兩段長度比來改變氣門升程的大小。(適用升程較大

發(fā)動機)優(yōu)點：氣門間隙的調(diào)整便利。缺點：結(jié)構(gòu)繁雜，使氣缸蓋總成結(jié)構(gòu)不緊湊，尺寸大。利用凸輪軸驅(qū)動：用凸輪軸直接驅(qū)動氣門。優(yōu)點：零件少；氣缸蓋布置空間大，利于減小氣

門夾角。缺點：氣門升程不能太大。

2、凸輪軸的布置型式1)、凸輪軸下臵不利因素：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。有利因素：簡化曲軸與凸輪軸之間的傳動裝臵，有利于發(fā)動機的布臵。

2)凸輪軸中臵式調(diào)整螺釘搖臂

傳動方式：凸輪軸經(jīng)過挺柱直接驅(qū)動搖臂，省去了推桿。挺柱應(yīng)用：適用于發(fā)動機轉(zhuǎn)速較高時，可以減少氣門傳動機構(gòu)的往復(fù)運動質(zhì)量。

凸輪軸活塞

3)凸輪軸上臵式特點：凸輪軸與氣門距離近，不需要推桿、挺柱，使往復(fù)運動的慣量減少。

應(yīng)用：高速發(fā)動機

上置雙凸輪軸布置的特點：1)兩凸輪軸分別驅(qū)動進氣門和排氣門，使凸輪軸與氣門的距離變小了，搖臂變短或者省去。2)此布置形式加大了氣門布置自由度，火花塞更簡單布置在兩凸輪軸之間。3)有利于布置更多的氣門。

五、配氣機構(gòu)的傳動方式傳動方式傳動路線曲軸正時齒輪(鋼)→凸輪軸正時齒輪(鑄鐵或膠木)應(yīng)用凸輪軸下置、中置式配氣機構(gòu)凸輪軸上置式配氣機構(gòu)

齒輪傳動

鏈條傳動

曲軸→鏈條→凸輪軸正時齒輪

齒形帶傳動

曲軸→齒形皮帶→凸輪軸正時齒輪

凸輪軸上置式配氣機構(gòu)

齒輪傳動

凸輪軸下置、曲軸正時齒輪(鋼)→凸輪軸中置式配氣正時齒輪(鑄鐵或膠木)機構(gòu)一般從曲軸到凸輪軸只需一對正時齒輪傳動，若齒輪直徑過大，可增加一個中間齒輪。為了嚙合平穩(wěn)，減小噪聲，正時齒輪多用斜齒材料：曲軸正時齒輪：鋼制凸輪軸正時齒輪：鑄鐵，夾布膠木配氣正時：安裝時正時記號對齊

鏈條傳動

凸輪軸上置曲軸→鏈條→凸輪軸正時齒輪式配氣機構(gòu)

噪音小工作可靠性和耐久性不如齒輪傳動

齒形帶傳動

曲軸→齒形皮帶→凸輪軸正時齒輪

凸輪軸上置式配氣機構(gòu)

凸輪軸正時齒形帶輪

張緊輪

齒形帶傳動，傳動比確鑿，效率高，不需潤滑，噪聲小、工作可靠、成本低齒形皮帶材料：氯丁橡膠

中間軸齒形帶輪曲軸正時齒形帶輪

六、氣門排列及驅(qū)動裝臵1.兩氣門的排列及驅(qū)動

一般發(fā)動機都采用每缸兩個氣門，即一個進氣門和一個排氣門的結(jié)構(gòu)。為了改善換氣，在可能的條件下，應(yīng)盡量加大氣門的直徑，特別是進氣門的直徑。排列：一列驅(qū)動：一根凸輪軸驅(qū)動

進排氣道：汽油機：臵于機體一側(cè)，進氣預(yù)熱，提高汽油揮發(fā)性柴油機：臵于機體兩側(cè)，防止進氣預(yù)熱，提高充氣效率

2.四氣門的排列及驅(qū)動某些大排量、高轉(zhuǎn)速、高功率的發(fā)動機，由于氣門尺寸的限制，每缸兩個氣門不能滿足換氣的需要，而采用三氣門(

兩進一排)或四氣門(兩進兩排),因此必需有使兩同名氣門同步開閉的驅(qū)動裝臵。每缸采用四個氣門時，其氣門排列的方案有二種：1).同名氣門排成兩列如下圖，由一個凸輪通過T形驅(qū)動桿同時驅(qū)動，并且所有氣門都可以由一根凸輪軸驅(qū)動。2).同名氣門排成一列如下圖，進排氣門分別位于曲軸中心線的兩側(cè)，分別采用兩凸輪軸驅(qū)動，每缸兩同名氣門采用兩個