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1、三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 第 三 章 配 氣 機 構(gòu)配 氣 機 構(gòu) 的 主 要 零 部 件 概 述 配 氣 相 位可 變 進 氣 系 統(tǒng) 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 3.1 概 述 v=M/M0 M 進 氣 過 程 中 ， 實 際 進 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 。 按 照 發(fā) 動 機 每 個 氣 缸 內(nèi) 所 進 行 的 工 作 循 環(huán) 和 發(fā) 火 次 序 的 要 求 ，定 時 開 啟 和 關(guān) 閉 氣 缸 的 進 、 排 氣 門 ， 使 新 鮮 可 燃 混 合 氣 (汽 油 機 )

2、或空 氣 (柴 油 機 )得 以 及 時 進 入 氣 缸 ， 廢 氣 得 以 及 時 從 氣 缸 排 出 。功 用一 、 充 氣 效 率 在 進 氣 行 程 中 ， 實 際 進 入 氣 缸 內(nèi) 的 新 鮮 空 氣 或 可 燃 混 合 氣 的質(zhì) 量 與 在 進 氣 系 統(tǒng) 進 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 。 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 二 、 配 氣 機 構(gòu) 的 布 置 型 式 目 前 國 產(chǎn) 的 汽 車 發(fā)動 機 都 采 用 氣 門 頂置 式 配 氣 機 構(gòu) 。 壓 縮 比 受 到 限 制 ，進 排 氣

3、門 阻 力 較 大 ，發(fā) 動 機 的 動 力 性 和高 速 性 均 較 差 ， 逐漸 被 淘 汰 。 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 三 、 凸 輪 軸 的 布 置 型 式凸 輪 軸 下 置 凸 輪 軸 中 置 凸 輪 軸 上 置 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 四 、 凸 輪 軸 的 傳 動 方 式傳 動 方 式 圖 示 應(yīng) 用齒 輪 傳 動 凸 輪 軸 下 置 、中 置 式 配 氣 機 構(gòu)鏈 條 傳 動 凸 輪 軸 上 置 式配 氣 機 構(gòu) 齒 形 帶 傳 動 凸 輪 軸 上 置 式配 氣 機 構(gòu) 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 五 、 氣 門 數(shù) 目 及 排 列 方 式 每缸

4、四氣門的布置 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 六 、 氣 門 間 隙氣 門 間 隙 ： 為 保 證 氣 門 關(guān) 閉 嚴 密 ， 通 常 發(fā) 動 機 在 冷 態(tài) 裝配 時 ， 在 氣 門 桿 尾 端 與 氣 門 驅(qū) 動 零 件 （ 搖 臂 、 挺 柱 或凸 輪 ） 之 間 留 有 適 當 的 間 隙 。 氣 門 桿 凸 輪 軸氣 門 間 隙進 氣 門 0.25 0.30mm排 氣 門 0.30 0.35mm 1、 概 念 ： 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 實 物 圖測 量 氣 門 間 隙 擰 松 緊 定 螺 母 ， 調(diào) 整 調(diào) 節(jié) 螺 釘 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 3.2 配

5、 氣 相 位 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 。 1030 4080 4080 1030 上 止 點下 止 點一 、 概 念 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 二 、 氣 門 重 疊氣 門 重 疊 ： 當 進 氣 門 早 開 和 排 氣 門 遲 關(guān) 時 ， 出 現(xiàn) 的進 排 氣 門 同 時 開 啟 的 現(xiàn) 象 。 氣 門 重 疊 角 ： 氣 門 同 時 開 啟 的 角 度 （ + ） 。 排 氣 過 程進 氣 過 程氣 門 重 疊 角 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 配 氣 相 位 演 示 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 3.3

6、 配 氣 機 構(gòu) 的 主 要 零 部 件一 、 氣 門 組 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 氣 門 組 實 物 圖鎖 片 彈 簧 座 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 1、 氣 門A、 進 氣 門 570K 670K， 排 氣 門 1050K1200K。 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 。 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 沖 擊 、 高

7、速 氣 流 沖 擊 。 頭 部桿 部工 作 條 件 ：性 能 ： 強 度 和 剛 度 大 、 耐 熱 、 耐 腐 蝕 、 耐磨 進 氣 門 ： 鉻 鋼或 鉻 鎳 鋼 ； 排 氣 門 ： 硅 鉻鋼 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 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 、排 氣 門 都 可 采 用 。凸 頂 式（ 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 勢 面 積 大 ， 質(zhì) 量 和 慣

8、 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 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 。 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 氣 門 錐 角氣 門 錐 角 概 念 ： 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

9、時 有 較 好 的 對 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。 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 氣 門 實 物 圖進 氣 門 （ 大 ） 排 氣 門 （ 小 ） 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 氣 門 桿 部較 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 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程

10、系 2、 氣 門 導(dǎo) 管作 用 ： 為 氣 門 的 運 動 導(dǎo) 向 ，保 證 氣 門 直 線 運 動 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 。伸 入 深 度 應(yīng) 適 量 。 錐 度可

11、減 少 氣 流 阻 力 。 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 3、 氣 門 座 氣 門 座 概 念 ： 氣 缸 蓋 的 進 、 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 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系汽 油 機 ： 排 氣 門 采 用 鑲 嵌 式 氣 門 座 柴 油 機 ： 進 氣 門 采 用 鑲 嵌 式 氣 門 座 氣 門 座

12、 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 ： 優(yōu) 點 ： 提 高 氣 門 座 的 使 用 壽 命 ， 便 于 更 換 。 缺 點 ： 導(dǎo) 熱 性 差 ， 加 工 精 度 高 ， 脫 落 時 易 造成 嚴 重 事 故 。 氣 門 座 圈 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 4、 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 簧氣 門 彈 簧 座鎖 片 氣 門 關(guān) 閉 保 證 氣 門 及 時關(guān) 閉 、 密 封氣 門 開 啟 保 證 氣 門 不 脫 離 凸 輪 三

13、聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 氣 門 旋 轉(zhuǎn) 機 構(gòu) 為 了 使 氣 門 頭 部 溫 度 均 勻 ，防 止 局 部 過 熱 引 起 的 變 形 和 清 除氣 門 座 積 炭 ， 可 設(shè) 法 使 氣 門 在 工作 中 相 對 氣 門 座 緩 慢 旋 轉(zhuǎn) 。 氣 門緩 慢 旋 轉(zhuǎn) 時 在 密 封 錐 面 上 產(chǎn) 生 輕微 的 摩 擦 力 ， 有 阻 止 沉 積 物 形 成的 自 潔 作 用 。 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 二 、 氣 門 傳 動 組 1、 組 成 2、 功 用 ： 定 時 驅(qū) 動 氣 門 開 閉 ， 并 保 證 氣 門 有 足 夠 的 開 度 和 適當 的 氣 門 間 隙

14、 。凸 輪 軸 挺 柱推 桿搖 臂 凸 輪 軸 正時 齒 輪 搖 臂 軸 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 點 此 觀 看 氣 門 傳 動 組 錄 像 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 1、 凸 輪 軸作 用 ： 驅(qū) 動 和 控 制 各 缸 氣 門 的 開 啟 和 關(guān) 閉 ， 使 其 符 合 發(fā) 動 機 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) ： 軸 頸 斜 齒 輪 凸 輪偏 心 輪正

15、時 齒 輪 斜 齒 輪 ： 驅(qū) 動 分 電 器 、（ 機 油 泵 ）偏 心 輪 ： 驅(qū) 動 器 汽 油 泵 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 凸 輪凸 輪 性 能 ： 承 受 氣 門 彈 簧 的 張 力 ， 間 歇 性的 沖 擊 載 荷 。 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 。工 作 條 件 ： 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 凸 輪 的 輪 廓凸 輪 輪 廓 與 氣 門 的 運 動 規(guī) 律氣 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

16、現(xiàn) 氣 門 間隙 階 段緩 沖 結(jié) 束 點 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 同 名 凸 輪 的 相 對 角 位 置 同 一 氣 缸 的 進 、 排 氣 凸 輪 的 相 對 角 位 置 是 與 相 應(yīng) 的 配 氣相 位 相 對 應(yīng) 的 。 四 缸 發(fā) 動 機 凸 輪 投 影 點 火 順 序 ： 1243 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系1、 正 時 齒 輪 ； 2、 墊 圈 ； 3、螺 母 ； 4、 止 推 片 ； 5、 螺 栓 ；6、 隔 圈 。123 4 5 6凸 輪 軸 軸 向 定 位 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

17、向 竄 動 和 承 受 斜 齒 輪產(chǎn) 生 的 軸 向 力 。 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 凸 輪 軸 的 驅(qū) 動A、 齒 輪 傳 動 ： 應(yīng) 用 在 下 置 凸 輪 軸 發(fā) 動 機 。 采 用 斜 齒 齒 輪 。正 時 齒 輪 及 正 時 標 記 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 B、 鏈 條 和 齒 形 皮 帶 傳 動 ： 鏈 條 傳 動 噪 聲 小 ， 用 于 中 置 式或 頂 置 式 凸 輪 軸 發(fā) 動 機 。 曲 軸 正 時 齒形 帶 輪中 間 軸 齒 形帶 輪張 緊 輪凸 輪 軸 正 時齒 形 帶 輪 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 2、 挺 柱（ 1） 作 用 ： 將

18、 凸 輪 的 推 力 傳 給 推 桿 或 氣 門 。 （ 2） 挺 柱 的 分 類 ： 普 通 挺 柱 和 液 力 挺 柱 。普 通挺 柱 用 途 圖 示筒 式 氣 門 頂 置 式滾 輪 式 減 小 摩 擦 所 造 成 的 對挺 柱 的 側(cè) 向 力 。 多 用于 大 缸 徑 柴 油 機 。 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 液 力 挺 柱結(jié) 構(gòu) ： 見 右 圖 性 能 ： 消 除 了 配 氣 機構(gòu) 的 間 隙 ， 減 小 了各 零 件 的 沖 擊 載 荷和 噪 聲 提 高 發(fā) 動 機高 速 時 的 性 能 。 卡 環(huán)閥 架支 承座單 向閥 柱 塞彈 簧碟 形彈 簧挺 桿體柱 塞 推 桿 三

19、聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 桑 塔 納 發(fā) 動 機 液 壓 挺 柱 工 作 示 意 圖氣 門 關(guān) 閉 時 氣 門 打 開 時單 向 閥 彈 簧 被 壓 縮 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 3、 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 構(gòu) 中 最 容 易彎 曲 的 零 件 。 材 料 ： 硬 鋁 或 鋼 。 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 短 臂 長 臂 4、 搖 臂功 用 ： 搖 臂 結(jié) 構(gòu) 示 意 圖將 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 。

20、搖 臂分 類 ： 普 通 搖 臂 和 無 噪 生 搖 臂 。 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 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 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 桑塔納發(fā)動機的配氣機構(gòu) 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 3.4 可 變 進 氣 系 統(tǒng) 可 變 進 氣 系 統(tǒng) 可 以 顯 著 提 高 發(fā) 動 機 的 進 氣 效 果 ， 且 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ，故 廣 泛 應(yīng) 用 于 轎 車 汽 油 機 上 。可 變 進 氣 系 統(tǒng) 主 要 有 以 下 幾 種 形 式 ：一 、 多 氣

21、門 分 段 工 作 進 氣 系 統(tǒng) 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 二 、雙進氣管分段工作進氣系統(tǒng) 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 三 、 進 氣 管 長 度 及 面 積 可 變 進 氣 系 統(tǒng) 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 四 、 配 氣 相 位 可 變 進 氣 系 統(tǒng) 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 五 、 氣 門 定 時 和 升 程 可 變 進 氣 系 統(tǒng) 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 小 結(jié)氣門組 氣 門氣 門 座氣 門 導(dǎo) 管氣 門 彈 簧頭 部桿 部 氣 門 直 徑 要 大錐 角 要 合 適密 封 錐 面 寬 度 、角 度 要 合 適 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系 氣門傳動組 凸 輪 軸氣 門 挺 桿推 桿搖 臂 及 搖 臂 軸凸 輪 、 挺 桿推 桿 、 搖 臂普 通 挺 桿液 力 挺 桿 氣 門 開 啟關(guān) 閉 三 聯(lián) 學(xué) 院 交 通 工 程 系