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三 联 学 院 交 通 工 程 系 第 三 章 配 气 机 构配 气 机 构 的 主 要 零 部 件 概 述 配 气 相 位可 变 进 气 系 统 三 联 学 院 交 通 工 程 系 3.1 概 述 v=M/M0 M 进 气 过 程 中 ， 实 际 进 入 气 缸 的 新 气 的 质 量 ； Mo在 理 想 状 态 下 ， 充 满 气 缸 工 作 容 积 的 新 气 质 量 。 按 照 发 动 机 每 个 气 缸 内 所 进 行 的 工 作 循 环 和 发 火 次 序 的 要 求 ，定 时 开 启 和 关 闭 气 缸 的 进 、 排 气 门 ， 使 新 鲜 可 燃 混 合 气 (汽 油 机 )或空 气 (柴 油 机 )得 以 及 时 进 入 气 缸 ， 废 气 得 以 及 时 从 气 缸 排 出 。功 用一 、 充 气 效 率 在 进 气 行 程 中 ， 实 际 进 入 气 缸 内 的 新 鲜 空 气 或 可 燃 混 合 气 的质 量 与 在 进 气 系 统 进 口 状 态 下 充 满 气 缸 工 作 容 积 的 新 鲜 空 气 或 可 燃混 合 气 的 质 量 之 比 。 三 联 学 院 交 通 工 程 系 二 、 配 气 机 构 的 布 置 型 式 目 前 国 产 的 汽 车 发动 机 都 采 用 气 门 顶置 式 配 气 机 构 。 压 缩 比 受 到 限 制 ，进 排 气 门 阻 力 较 大 ，发 动 机 的 动 力 性 和高 速 性 均 较 差 ， 逐渐 被 淘 汰 。 三 联 学 院 交 通 工 程 系 三 、 凸 轮 轴 的 布 置 型 式凸 轮 轴 下 置 凸 轮 轴 中 置 凸 轮 轴 上 置 三 联 学 院 交 通 工 程 系 四 、 凸 轮 轴 的 传 动 方 式传 动 方 式 图 示 应 用齿 轮 传 动 凸 轮 轴 下 置 、中 置 式 配 气 机 构链 条 传 动 凸 轮 轴 上 置 式配 气 机 构 齿 形 带 传 动 凸 轮 轴 上 置 式配 气 机 构 三 联 学 院 交 通 工 程 系 五 、 气 门 数 目 及 排 列 方 式 每缸四气门的布置 三 联 学 院 交 通 工 程 系 六 、 气 门 间 隙气 门 间 隙 ： 为 保 证 气 门 关 闭 严 密 ， 通 常 发 动 机 在 冷 态 装配 时 ， 在 气 门 杆 尾 端 与 气 门 驱 动 零 件 （ 摇 臂 、 挺 柱 或凸 轮 ） 之 间 留 有 适 当 的 间 隙 。 气 门 杆 凸 轮 轴气 门 间 隙进 气 门 0.25 0.30mm排 气 门 0.30 0.35mm 1、 概 念 ： 三 联 学 院 交 通 工 程 系 实 物 图测 量 气 门 间 隙 拧 松 紧 定 螺 母 ， 调 整 调 节 螺 钉 三 联 学 院 交 通 工 程 系 3.2 配 气 相 位 气 门 从 开 启 到 关 闭所 经 历 的 曲 轴 转 角 ， 称为 配 气 相 位 。 1030 4080 4080 1030 上 止 点下 止 点一 、 概 念 三 联 学 院 交 通 工 程 系 二 、 气 门 重 叠气 门 重 叠 ： 当 进 气 门 早 开 和 排 气 门 迟 关 时 ， 出 现 的进 排 气 门 同 时 开 启 的 现 象 。 气 门 重 叠 角 ： 气 门 同 时 开 启 的 角 度 （ + ） 。 排 气 过 程进 气 过 程气 门 重 叠 角 三 联 学 院 交 通 工 程 系 配 气 相 位 演 示 三 联 学 院 交 通 工 程 系 3.3 配 气 机 构 的 主 要 零 部 件一 、 气 门 组 三 联 学 院 交 通 工 程 系 气 门 组 实 物 图锁 片 弹 簧 座 三 联 学 院 交 通 工 程 系 1、 气 门A、 进 气 门 570K 670K， 排 气 门 1050K1200K。 B、 头 部 承 受 气 体 压 力 、 气 门 弹 簧 力 等 ， C、 冷 却 和 润 滑 条 件 差 ， D、 被 气 缸 中 燃 烧 生 成 物 中 的 物 质 所 腐蚀 。 功 用 ： 燃 烧 室 的 组 成 部 分 ， 是 气 体 进 、 出 燃 烧 室 通 道 的 开 关 ，承 受 冲 击 力 、 高 温 冲 击 、 高 速 气 流 冲 击 。 头 部杆 部工 作 条 件 ：性 能 ： 强 度 和 刚 度 大 、 耐 热 、 耐 腐 蚀 、 耐磨 进 气 门 ： 铬 钢或 铬 镍 钢 ； 排 气 门 ： 硅 铬钢 三 联 学 院 交 通 工 程 系 气 门 头 部 的 结 构 形 式平 顶 式 结 构 简 单 ， 制 造 方 便 ， 吸 热 面 积 小 ， 质 量 也 较 小 ， 进 、排 气 门 都 可 采 用 。凸 顶 式（ 球 面 顶 ） 适 用 于 排 气 门 ， 因 为 其 强 度 高 ， 排 气 阻 力 小 ， 废 气 的 清除 效 果 好 ， 但 球 形 的 受 势 面 积 大 ， 质 量 和 惯 性 力 大 加 工较 复 杂 。凹 顶 式（ 喇 叭 顶 ） 凹 顶 头 部 与 杆 部 的 过 渡 部 分 具 有 一 定 的 流 线 形 ， 可 以 减 少 进 气 阻 力 ， 但 其 顶 部 受 热 面 积 大 ， 故 适 用 于 进 气 门 ，而 不 宜 用 于 排 气 门 。 三 联 学 院 交 通 工 程 系 气 门 锥 角气 门 锥 角 概 念 ： 气 门 头 部 与 气 门 座 圈 接 触 的 锥 面 与 气 门顶 部 平 面 的 夹 角 。锥 角 作 用 ： A、 获 得 较 大 的 气 门 座 合 压 力 ， 提 高 密 封 性 和 导 热 性 。 B、 气 门 落 座 时 有 较 好 的 对 中 、 定 位 作 用 。C、 避 免 气 流 拐 弯 过 大 而 降 低 流 速 。 装 配 前 应 将 密封 锥 面 研 磨 。边 缘 应 保 持 一 定的 厚 度 ， 1 3mm。 三 联 学 院 交 通 工 程 系 气 门 实 物 图进 气 门 （ 大 ） 排 气 门 （ 小 ） 三 联 学 院 交 通 工 程 系 气 门 杆 部较 高 的 加 工 精 度 ， 表面 经 过 热 处 理 和 磨 光 ，保 证 同 气 门 导 管 的 配合 精 度 和 耐 磨 性 气 门 杆 尾 部 ：环 形 槽 、 锁 销孔凹 槽 易 断 裂 处 三 联 学 院 交 通 工 程 系 2、 气 门 导 管作 用 ： 为 气 门 的 运 动 导 向 ，保 证 气 门 直 线 运 动 兼 起 导热 作 用 。 工 作 条 件 ： 工 作 温 度 较 高 ，约 500K。 润 滑 困 难 ， 易 磨损 。 材 料 ： 用 含 石 墨 较 多 的 铸铁 ， 能 提 高 自 润 滑 作 用 。 加 工 方 法 ： 外 表 面 加 工 精度 较 高 ， 内 表 面 精 绞 装 配 ： 气 门 杆 与 气 门 间 隙0.05 0.12mm。 气 门 导 管 气 缸 盖 过 盈 配 合卡 环 ： 防 止 气 门 导管 在 使 用 中 脱 落 。伸 入 深 度 应 适 量 。 锥 度可 减 少 气 流 阻 力 。 三 联 学 院 交 通 工 程 系 3、 气 门 座 气 门 座 概 念 ： 气 缸 盖 的 进 、 排 气 道 与 气 门 锥 面 相 结 合 的 部 位 。 作 用 ： 靠 其 内 锥 面 与 气 门 锥 面 的 紧 密 贴 合 密 封 气 缸 。 接 受 气 门 传 来 的 热 量 。 气 门 密 封 干 涉 角 ： 比 气 门 锥 角 大 0.5 1度 的 气 门 座 圈 锥 角 。 气 门 座 三 联 学 院 交 通 工 程 系汽 油 机 ： 排 气 门 采 用 镶 嵌 式 气 门 座 柴 油 机 ： 进 气 门 采 用 镶 嵌 式 气 门 座 气 门 座 圈 ： 以 较 大 过 盈 量 镶 嵌 在 气 门 座 上 的 圆 环 。镶 嵌 式 气 门 座 特 点 ： 优 点 ： 提 高 气 门 座 的 使 用 寿 命 ， 便 于 更 换 。 缺 点 ： 导 热 性 差 ， 加 工 精 度 高 ， 脱 落 时 易 造成 严 重 事 故 。 气 门 座 圈 三 联 学 院 交 通 工 程 系 4、 气 门 弹 簧功 用 ： 保 证 气 门 的 回 位 。 材 料 ： 高 锰 碳 钢 、 铬 钒 钢 。气 门 弹 簧气 门 弹 簧 座锁 片 气 门 关 闭 保 证 气 门 及 时关 闭 、 密 封气 门 开 启 保 证 气 门 不 脱 离 凸 轮 三 联 学 院 交 通 工 程 系 气 门 旋 转 机 构 为 了 使 气 门 头 部 温 度 均 匀 ，防 止 局 部 过 热 引 起 的 变 形 和 清 除气 门 座 积 炭 ， 可 设 法 使 气 门 在 工作 中 相 对 气 门 座 缓 慢 旋 转 。 气 门缓 慢 旋 转 时 在 密 封 锥 面 上 产 生 轻微 的 摩 擦 力 ， 有 阻 止 沉 积 物 形 成的 自 洁 作 用 。 三 联 学 院 交 通 工 程 系 二 、 气 门 传 动 组 1、 组 成 2、 功 用 ： 定 时 驱 动 气 门 开 闭 ， 并 保 证 气 门 有 足 够 的 开 度 和 适当 的 气 门 间 隙 。凸 轮 轴 挺 柱推 杆摇 臂 凸 轮 轴 正时 齿 轮 摇 臂 轴 三 联 学 院 交 通 工 程 系 点 此 观 看 气 门 传 动 组 录 像 三 联 学 院 交 通 工 程 系 1、 凸 轮 轴作 用 ： 驱 动 和 控 制 各 缸 气 门 的 开 启 和 关 闭 ， 使 其 符 合 发 动 机 的 工 作顺 序 、 配 气 相 位 和 气 门 开 度 的 变 化 规 律 等 要 求 。 工 作 条 件 ： 承 受 气 门 间 歇 性 开 启 的 冲 击 载 荷 。 材 料 ： 优 质 钢 、 合 金 铸 铁 、 球 墨 铸 铁 结 构 ： 轴 颈 斜 齿 轮 凸 轮偏 心 轮正 时 齿 轮 斜 齿 轮 ： 驱 动 分 电 器 、（ 机 油 泵 ）偏 心 轮 ： 驱 动 器 汽 油 泵 三 联 学 院 交 通 工 程 系 凸 轮凸 轮 性 能 ： 承 受 气 门 弹 簧 的 张 力 ， 间 歇 性的 冲 击 载 荷 。 表 面 有 良 好 的 耐 磨 性 ， 足 够 的刚 度 。 凸 轮 与 挺 柱 线 接 触 ， 接触 压 力 大 ， 磨 损 快 。工 作 条 件 ： 三 联 学 院 交 通 工 程 系 凸 轮 的 轮 廓凸 轮 轮 廓 与 气 门 的 运 动 规 律气 门 开 启 点 消 除 气 门 间隙 阶 段 气 门 升 程 最 大 时 刻气 门 关 闭 点出 现 气 门 间隙 阶 段缓 冲 结 束 点 三 联 学 院 交 通 工 程 系 同 名 凸 轮 的 相 对 角 位 置 同 一 气 缸 的 进 、 排 气 凸 轮 的 相 对 角 位 置 是 与 相 应 的 配 气相 位 相 对 应 的 。 四 缸 发 动 机 凸 轮 投 影 点 火 顺 序 ： 1243 三 联 学 院 交 通 工 程 系1、 正 时 齿 轮 ； 2、 垫 圈 ； 3、螺 母 ； 4、 止 推 片 ； 5、 螺 栓 ；6、 隔 圈 。123 4 5 6凸 轮 轴 轴 向 定 位 凸 轮 轴 的 轴 向 定 位作 用 ： 为 了 防 止 凸 轮 轴 在 工 作 中 产 生 轴 向 窜 动 和 承 受 斜 齿 轮产 生 的 轴 向 力 。 三 联 学 院 交 通 工 程 系 凸 轮 轴 的 驱 动A、 齿 轮 传 动 ： 应 用 在 下 置 凸 轮 轴 发 动 机 。 采 用 斜 齿 齿 轮 。正 时 齿 轮 及 正 时 标 记 三 联 学 院 交 通 工 程 系 B、 链 条 和 齿 形 皮 带 传 动 ： 链 条 传 动 噪 声 小 ， 用 于 中 置 式或 顶 置 式 凸 轮 轴 发 动 机 。 曲 轴 正 时 齿形 带 轮中 间 轴 齿 形带 轮张 紧 轮凸 轮 轴 正 时齿 形 带 轮 三 联 学 院 交 通 工 程 系 2、 挺 柱（ 1） 作 用 ： 将 凸 轮 的 推 力 传 给 推 杆 或 气 门 。 （ 2） 挺 柱 的 分 类 ： 普 通 挺 柱 和 液 力 挺 柱 。普 通挺 柱 用 途 图 示筒 式 气 门 顶 置 式滚 轮 式 减 小 摩 擦 所 造 成 的 对挺 柱 的 侧 向 力 。 多 用于 大 缸 径 柴 油 机 。 三 联 学 院 交 通 工 程 系 液 力 挺 柱结 构 ： 见 右 图 性 能 ： 消 除 了 配 气 机构 的 间 隙 ， 减 小 了各 零 件 的 冲 击 载 荷和 噪 声 提 高 发 动 机高 速 时 的 性 能 。 卡 环阀 架支 承座单 向阀 柱 塞弹 簧碟 形弹 簧挺 杆体柱 塞 推 杆 三 联 学 院 交 通 工 程 系 桑 塔 纳 发 动 机 液 压 挺 柱 工 作 示 意 图气 门 关 闭 时 气 门 打 开 时单 向 阀 弹 簧 被 压 缩 三 联 学 院 交 通 工 程 系 3、 气 门 推 杆作 用 ： 将 挺 柱 传 来 的 推 力 传给 摇 臂 。 工 作 情 况 ： 是 气 门 机 构 中 最 容 易弯 曲 的 零 件 。 材 料 ： 硬 铝 或 钢 。 三 联 学 院 交 通 工 程 系 短 臂 长 臂 4、 摇 臂功 用 ： 摇 臂 结 构 示 意 图将 推 杆 或 凸 轮 传 来 的 力 改 变 方 向 ， 作 用 到 气 门 杆 端 以 推开 气 门 。 摇 臂分 类 ： 普 通 摇 臂 和 无 噪 生 摇 臂 。 三 联 学 院 交 通 工 程 系 摇 臂 组 示 意 图摇 臂 轴螺 栓 摇 臂 轴 支 座 摇 臂 轴 紧 固 螺 钉摇 臂 称 套 调 整 螺 钉摇 臂 定 位 弹 簧 三 联 学 院 交 通 工 程 系 桑塔纳发动机的配气机构 三 联 学 院 交 通 工 程 系 3.4 可 变 进 气 系 统 可 变 进 气 系 统 可 以 显 著 提 高 发 动 机 的 进 气 效 果 ， 且 结 构 简 单 ，故 广 泛 应 用 于 轿 车 汽 油 机 上 。可 变 进 气 系 统 主 要 有 以 下 几 种 形 式 ：一 、 多 气 门 分 段 工 作 进 气 系 统 三 联 学 院 交 通 工 程 系 二 、双进气管分段工作进气系统 三 联 学 院 交 通 工 程 系 三 、 进 气 管 长 度 及 面 积 可 变 进 气 系 统 三 联 学 院 交 通 工 程 系 四 、 配 气 相 位 可 变 进 气 系 统 三 联 学 院 交 通 工 程 系 五 、 气 门 定 时 和 升 程 可 变 进 气 系 统 三 联 学 院 交 通 工 程 系 小 结气门组 气 门气 门 座气 门 导 管气 门 弹 簧头 部杆 部 气 门 直 径 要 大锥 角 要 合 适密 封 锥 面 宽 度 、角 度 要 合 适 三 联 学 院 交 通 工 程 系 气门传动组 凸 轮 轴气 门 挺 杆推 杆摇 臂 及 摇 臂 轴凸 轮 、 挺 杆推 杆 、 摇 臂普 通 挺 杆液 力 挺 杆 气 门 开 启关 闭 三 联 学 院 交 通 工 程 系