配氣機(jī)構(gòu)構(gòu)造與維修

1/20/2024第四章配氣機(jī)構(gòu)1/20/2024概述氣門組的零件結(jié)構(gòu)氣門組的檢修氣門傳動(dòng)組的結(jié)構(gòu)氣門傳動(dòng)組的檢修配氣機(jī)構(gòu)的檢查與調(diào)整配氣機(jī)構(gòu)常見故障診斷與排除可變進(jìn)氣系統(tǒng)和配氣相位1/20/2024目錄概述配氣機(jī)構(gòu)的布置和工作情況配氣機(jī)構(gòu)的組成和零件1/20/20244.1 概述一、功用： 按照發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)氣缸內(nèi)所進(jìn)行的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求，定時(shí)開啟和關(guān)閉氣缸的進(jìn)、排氣門，使新鮮可燃混合氣(汽油機(jī))或空氣(柴油機(jī))得以及時(shí)進(jìn)入氣缸，廢氣得以及時(shí)從氣缸排出。二、充氣效率：

在進(jìn)氣行程中，實(shí)際進(jìn)入氣缸內(nèi)的新鮮空氣或可燃混合氣的質(zhì)量與在進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)口狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的新鮮空氣或可燃混合氣的質(zhì)量之比。ηv=M/M0 M——進(jìn)氣過程中，實(shí)際進(jìn)入氣缸的新氣的質(zhì)量；

Mo——在理想狀態(tài)下，充滿氣缸工作容積的新氣質(zhì)量。1/20/20244.2 配氣機(jī)構(gòu)的布置和工作情況一、氣門的布置型式1、氣門頂置式組成：1/20/2024工作過程特點(diǎn)：

A、氣門行程大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，燃燒室緊湊。

B、曲軸與凸輪軸傳動(dòng)比為2:1。1/20/20242、氣門側(cè)置式

進(jìn)排氣門都布置在氣缸的一側(cè)，結(jié)構(gòu)簡單、零件數(shù)目少。氣門布置在同一側(cè)導(dǎo)致燃燒室結(jié)構(gòu)不緊湊、熱量損失大、進(jìn)氣道曲折、進(jìn)氣阻力大，使發(fā)動(dòng)機(jī)性能下降，已趨于淘汰。1/20/2024二、凸輪軸的布置型式1、凸輪軸下置

不利因素：凸輪軸與氣門相距較遠(yuǎn)，動(dòng)力傳遞路線較長，環(huán)節(jié)多，因此不適用于高速發(fā)動(dòng)機(jī)。

有利因素：簡化曲軸與凸輪軸之間才傳動(dòng)裝置，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)的布置。1/20/20242、凸輪軸中置式

傳動(dòng)方式：凸輪軸經(jīng)過挺柱直接驅(qū)動(dòng)搖臂，省去了推桿。 應(yīng)用：適用于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，可以減少氣門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量。凸輪軸挺柱活塞搖臂調(diào)整螺釘1/20/20243、凸輪軸上置式

應(yīng)用：高速發(fā)動(dòng)機(jī)桑塔納轎車發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸凸輪軸活塞特點(diǎn)：凸輪軸與氣門距離近，不需要推桿、挺柱，使往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣量減少。雙凸輪軸上置式發(fā)動(dòng)機(jī)1/20/2024三、氣門間隙1、概念： 氣門間隙：為保證氣門關(guān)閉嚴(yán)密，通常發(fā)動(dòng)機(jī)在冷態(tài)裝配時(shí)，在氣門桿尾端與氣門驅(qū)動(dòng)零件（搖臂、挺柱或凸輪）之間留有適當(dāng)?shù)拈g隙。氣門桿搖臂氣門間隙氣門間隙進(jìn)氣門0.25~0.30mm排氣門0.30~0.35mm為何排氣門間隙大于進(jìn)氣門間隙？1/20/2024四、配氣相位 1、氣門從開啟到關(guān)閉所經(jīng)歷的曲軸轉(zhuǎn)角，稱為配氣相位。

10°~30°

40°~80°

40°~80°

10°~30°上止點(diǎn)下止點(diǎn)1/20/2024配氣相位演示1/20/20243、氣門疊開

氣門疊開：當(dāng)進(jìn)氣門早開和排氣門晚關(guān)時(shí)，出現(xiàn)的進(jìn)排氣門同時(shí)開啟的現(xiàn)象。 氣門疊開角：氣門同時(shí)開啟的角度（

+

）。排氣過程進(jìn)氣過程1/20/2024五、凸輪軸的傳動(dòng)方式傳動(dòng)方式傳動(dòng)路線應(yīng)用齒輪傳動(dòng)曲軸正時(shí)齒輪（鋼）→凸輪軸正時(shí)齒輪（鑄鐵或膠木）凸輪軸下置、中置式配氣機(jī)構(gòu)鏈條傳動(dòng)曲軸→鏈條→凸輪軸正時(shí)齒輪凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)齒形帶傳動(dòng)曲軸→齒形皮帶→凸輪軸正時(shí)齒輪凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)1/20/2024傳動(dòng)方式圖例一汽奧迪轎車的齒形帶傳動(dòng)裝置凸輪軸曲軸1/20/2024作業(yè)1、簡述配氣機(jī)構(gòu)的功用。2、作出配氣相位圖，并分析氣門早開與遲閉的原因。1/20/2024§4.3 配氣機(jī)構(gòu)的組件和工作情況一、氣門組1/20/2024氣門組實(shí)物圖1/20/20241、氣門功用： 燃燒室的組成部分，是氣體進(jìn)、出燃燒室通道的開關(guān)，承受沖擊力、高溫沖擊、高速氣流沖擊。工作條件：A、進(jìn)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(qiáng)度和剛度大、耐熱、耐腐蝕、耐磨進(jìn)氣門570K~670K（鉻鋼或鉻鎳鋼）排氣門1050K~1200K（硅鉻鋼）頭部桿部1/20/2024氣門頭部的結(jié)構(gòu)形式平頂式結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，吸熱面積小，質(zhì)量也較小，進(jìn)、排氣門都可采用。

凸頂式（球面頂）適用于排氣門，因?yàn)槠鋸?qiáng)度高，排氣阻力小，廢氣的清除效果好，但球形的受勢面積大，質(zhì)量和慣性力大加工較復(fù)雜。

凹頂式（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(jìn)氣阻力，但其頂部受熱面積大，故適用于進(jìn)氣門，而不宜用于排氣門。1/20/2024氣門實(shí)物圖進(jìn)氣門排氣門1/20/2024氣門錐角氣門錐角：氣門頭部與氣門座圈接觸的錐面與氣門頂部平面的夾角。

錐角作用：A、獲得較大的氣門座合壓力，提高密封性和導(dǎo)熱性。B、氣門落座時(shí)有較好的對(duì)中、定位作用。C、避免氣流拐彎過大而降低流速。裝配前應(yīng)將密封錐面研磨。邊緣應(yīng)保持一定的厚度，1~3mm。1/20/2024氣門桿較高的加工精度，表面經(jīng)過熱處理和磨光，保證同氣門導(dǎo)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1/20/20242、氣門座

氣門座： 氣缸蓋的進(jìn)、排氣道與氣門錐面相結(jié) 合的部位。 作用： 靠其內(nèi)錐面與氣門錐面的緊密貼合密封氣缸。 接受氣門傳來的熱量。 氣門密封干涉角： 比氣門錐角大0.5~1度的氣門座圈錐角。

氣門座1/20/2024氣門座圈： 以較大過盈量鑲嵌在氣門座上的圓環(huán)。 鑲嵌式氣門座特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：提高氣門座的使用壽命，便于更換。 缺點(diǎn)：導(dǎo)熱性差，加工精度高，脫落時(shí)易造成嚴(yán)重事故。

汽油機(jī)：排氣門采用鑲嵌式氣門座 柴油機(jī)：進(jìn)氣門采用鑲嵌式氣門座鋁合金氣缸蓋為何氣門座都要鑲嵌氣門座圈？1/20/20243、氣門導(dǎo)管

作用： 為氣門的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向，保證氣門直線運(yùn)動(dòng)兼起導(dǎo)熱作用。 工作條件： 工作溫度較高，約500K。潤滑困難，易磨損。 材料： 用含石墨較多的鑄鐵，能提高自潤滑作用。 加工方法： 外表面加工精度較高 內(nèi)表面精絞 裝配： 氣門桿與氣門間隙0.05～0.12mm。

氣門導(dǎo)管氣缸蓋過盈配合卡環(huán)：防止氣門導(dǎo)管在使用中脫落。倒角伸入深度應(yīng)適量。錐度可減少氣流阻力。1/20/20244、氣門彈簧功用：保證氣門的回位。材料：高錳碳鋼、鉻釩鋼氣門彈簧的裝配氣門彈簧氣門彈簧座鎖片氣門關(guān)閉保證氣門及時(shí)關(guān)閉、密封氣門開啟保證氣門不脫離凸輪1/20/2024氣門彈簧圓柱形螺旋彈簧圓柱等螺距彈簧不等距彈簧應(yīng)用：CA7560不等螺距彈簧安裝時(shí)應(yīng)注意什么問題？隨著有效圈數(shù)的減少，自然頻率提高。1/20/2024雙彈簧布置旋向相反的兩個(gè)彈簧，防止斷裂的彈簧卡入另一彈簧應(yīng)用車型：奧迪100，捷達(dá)，桑塔納,廣州標(biāo)致5051/20/2024氣門旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)錐形套筒鎖片1/20/2024作業(yè) 1、氣門彈簧起什么作用？為什么在裝配氣門彈簧時(shí)要預(yù)先壓縮？

2、氣門錐角有什么作用？1/20/2024二、氣門驅(qū)動(dòng)組1、組成2、功用：定時(shí)驅(qū)動(dòng)氣門開閉，并保證氣門有足夠的開度和適當(dāng)?shù)臍忾T間隙。凸輪軸挺柱推桿搖臂凸輪軸正時(shí)齒輪搖臂軸1/20/2024凸輪軸

作用： 驅(qū)動(dòng)和控制各缸氣門的開啟和關(guān)閉，使其符合發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序、配氣相位和氣門開度的變化規(guī)律等要求。 工作條件： 承受氣門間歇性開啟的沖擊載荷。 材料： 優(yōu)質(zhì)鋼、合金鑄鐵、球墨鑄鐵 結(jié)構(gòu)：凸輪凸輪軸軸頸驅(qū)動(dòng)分電器的螺旋齒輪1/20/2024凸輪

工作條件： 承受氣門彈簧的張力，間歇性的沖擊載荷。 凸輪性能： 表面有良好的耐磨性，足夠的剛度。凸輪與挺柱線接觸，接觸壓力大，磨損快。1/20/2024凸輪的輪廓凸輪輪廓與氣門的運(yùn)動(dòng)規(guī)律氣門開啟點(diǎn)消除氣門間隙階段氣門升程最大時(shí)刻氣門關(guān)閉點(diǎn)出現(xiàn)氣門間隙階段緩沖結(jié)束點(diǎn)1/20/2024同名凸輪的相對(duì)角位置

同一氣缸的進(jìn)、排氣凸輪的相對(duì)角位置是與相應(yīng)的配氣相位相對(duì)應(yīng)的。四缸發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪投影點(diǎn)火順序：1—2—4—31/20/2024凸輪軸的軸向定位：

作用： 為了防止凸輪軸在工作中產(chǎn)生軸向竄動(dòng)和承受斜齒輪產(chǎn)生的軸向力。正時(shí)齒輪止推板隔圈（調(diào)節(jié)環(huán)）凸輪軸頸凸輪軸的軸向間隙氣缸體利用調(diào)節(jié)環(huán)控制軸向竄動(dòng)竄動(dòng)量1/20/2024凸輪軸的驅(qū)動(dòng)A、齒輪傳動(dòng)：應(yīng)用在下置凸輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。采用斜齒齒輪。1/20/2024B、鏈條和齒形皮帶傳動(dòng)：鏈條傳動(dòng)噪聲小，用于中置式或頂置式凸輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。

曲軸正時(shí)齒形帶輪中間軸齒形帶輪張緊輪凸輪軸正時(shí)齒形帶輪1/20/20242、挺柱（1）作用：將凸輪的推力傳給推桿或氣門。（2）挺柱的分類：菌式氣門側(cè)置式筒式氣門頂置式滾輪式減小摩擦所造成的對(duì)挺柱的側(cè)向力。多用于大缸徑柴油機(jī)。1/20/2024挺柱端面與凸輪的關(guān)系錐形凸輪凸輪為何要成錐形？1/20/2024液力挺柱挺柱體柱塞球形支座卡環(huán)柱塞彈簧單向閥單向閥架柱塞腔挺柱體腔進(jìn)油口進(jìn)油通道結(jié)構(gòu)：性能：消除了配氣機(jī)構(gòu)的間隙，減小了各零件的沖擊載荷和噪聲提高發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)的性能。1/20/2024桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)液壓挺柱工作示意圖氣門關(guān)閉時(shí)氣門打開時(shí)單向閥彈簧被壓縮1/20/20243、氣門推桿作用： 將挺柱傳來的推力傳給搖臂。工作情況： 是氣門機(jī)構(gòu)中最容易彎曲的零件。材料： 硬鋁或鋼1/20/20244、搖臂功用： 將推桿或凸輪傳來的力改變方向，作用到氣門桿端以推開氣門。搖臂結(jié)構(gòu)示意圖氣門間隙調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)螺母搖臂搖臂軸套易磨損部位堆焊耐磨合金1/20/2024搖臂結(jié)構(gòu)示意圖潤滑油道油槽潤滑油道1/20/2024搖臂組示意圖搖臂軸螺栓搖臂軸支座搖臂軸緊固螺釘搖臂稱套調(diào)整螺釘搖臂定位彈簧1/20/2024桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)1/20/2024氣門間隙調(diào)整原則調(diào)整原則：1、不可調(diào)區(qū)域：將要排氣，正在排氣，排氣剛完的排氣門不可調(diào)。將要進(jìn)氣，正在進(jìn)氣，進(jìn)氣剛完的進(jìn)氣門不可調(diào)。2、調(diào)氣門間隙的步驟：1）畫出配氣相位圖2）排出各缸的位置3）當(dāng)一缸在壓縮上止點(diǎn)時(shí)，判斷其它缸位于何行程，并判斷間隙是否可調(diào)。1/20/2024利用配氣相位調(diào)節(jié)氣門間隙例：α=8oβ=31oγ=28oδ=8o

點(diǎn)火次序：1—5—3—6—2—4

一缸在壓縮上止點(diǎn)，問那些氣門的間隙可調(diào)？1/20/20241缸5缸3缸6缸2缸4缸αβγδ1缸2缸3缸4缸5缸6缸進(jìn)氣門可調(diào)可調(diào)不可調(diào)可調(diào)不可調(diào)不可調(diào)排氣門可調(diào)不可調(diào)可調(diào)不可調(diào)可調(diào)不可調(diào)1/20/2024三、本田雅閣發(fā)動(dòng)機(jī)氣門間隙的調(diào)整1．只有當(dāng)缸蓋溫度降到38度以下后，才能進(jìn)行氣門間隙調(diào)整。

(1)拆下缸蓋罩和正時(shí)皮帶上罩。

(2)設(shè)置1號(hào)氣缸活塞在壓縮上死點(diǎn)位置。凸輪軸皮帶輪上的“UP”記號(hào)應(yīng)位于頂部，皮帶輪上的上死點(diǎn)槽口應(yīng)與缸蓋表面平齊。1/20/2024(3)調(diào)節(jié)1號(hào)氣缸進(jìn)、排氣門的間隙進(jìn)氣門：0．26mm±0．02mm；排氣門：0．30mm±0．02mm。(4)松開鎖止螺母，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺釘，直到厚薄規(guī)前后移動(dòng)時(shí)感覺到有一點(diǎn)拖滯為止。(5)擰緊鎖止螺母，再檢查氣門間隙，如有必要，重新進(jìn)行調(diào)整。1/20/2024