汽车构造第三章配气机构

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第3章 配气机构,主要,内,内容,概 述,3.1,气 门 组 件,3.,2,气门传动组,3.,3,可变配气相位机构,3.4,3.1,概,概,述,述,配气,机,机构,是,是控,制,制发,动,动机,进,进气,和,和排,气,气的,装,装置,，,，其,作,作用,是,是按,照,照发,动,动机,的,的工,作,作循,环,环和,点,点火,次,次序,的,的要,求,求定,时,时开,启,启和,关,关闭,各,各缸,的,的进,、,、排,气,气门,，,，以,便,便在,进,进气,行,行程,使,使尽,可,可能,多,多的,可,可燃,混,混合,气,气（,汽,汽油,机,机）,或,或空,气,气（,柴,柴油,机,机）,进,进入,汽,汽缸,，,，在,排,排气,行,行程,将,将废,气,气快,速,速排,出,出汽,缸,缸。,配,气,气,机,机,构,构,的,的,组,组,成,成,3.1.1,配,配,气,气,机,机,构,构,的,的,分,分,类,类,1.,按,按,气,气,门,门,的,的,布,布,置,置,形,形,式,式,分,分,1,）,）,侧,侧,置,置,气,气,门,门,式,式,配,配,气,气,机,机,构,构2,）,）,顶,顶,置,置,气,气,门,门,式,式,配,配,气,气,机,机,构,构,2.,按,按,凸,凸,轮,轮,轴,轴,的,的,布,布,置,置,形,形,式,式,分,分,1,）,）,凸,凸,轮,轮,轴,轴,下,下,置,置,式,配,配,气,气,机,机,构,构,2,）,）,凸,凸,轮,轮,轴,轴,中,中,置,置,式,式,配,气,气,机,机,构,构,3,）,）,凸,凸,轮,轮,轴,轴,上,上,置,置,式,式,配,配,气,气,机,机,构,构,3.,按,按,曲,曲,轴,轴,驱,驱,动,动,凸,凸,轮,轮,轴,轴,的,的,方,方,式,式,分,分,1,）,）,齿,齿,轮,轮,传,传,动,动,配,配,气,气,机,机,构,构2,）,）,链,链,传,传,动,动,配,配,气,气,机,机,构,构,3,）,）,齿,齿,形,形,带,带,传,传,动,动,配,配,气,气,机,机,构,构,4.,按,按,每,每,缸,缸,气,气,门,门,的,的,数,数,量,量,分,分,1,）,）,双,双,气,气,门,门,式,式,配,配,气,气,机,机,构,构2,）,）,多,多,气,气,门,门,式,式,配,配,气,气,机,机,构,构,(a),双,双,气,气,门,门(b),三,三,气,气,门,门(c),四,四,气,气,门,门(d),五,五,气,气,门,门,3.1.2,气,气,门,门,间,间,隙,隙,发,动,动,机,机,工,工,作,作,时,时,，,，,气,气,门,门,及,及,其,其,传,传,动,动,件,件,将,将因,温,温,度,度,升,升,高,高,而,而,膨,膨,胀,胀。,如,如,果,果,气,气,门,门,及,及,其,其,传,传,动,动,件,件,之,之,间,间,在,在,冷,冷,态,态,时,时,无,无,间,间,隙,隙,或,或,间,间,隙,隙,过,过,小,小,，,，,则,则,在,在,热,热,态,态,下,下,，,，,气,气,门,门,及,及,其,其,传,传,动,动,件,件,受,受,热,热,膨,膨,胀,胀,势,势,必,必,引,引,起,起气,门,门,关,关,闭,闭,不,不,严,严，,造,造,成,成,发,发,动,动,机,机,在,在,压,压,缩,缩,和,和,作,作,功,功,行,行,程,程,中,中漏,气,气，,会,会,使,使,发,发,动,动,机,机,功,功,率,率,下,下,降,降,。,。,为,为,了,了,消,消,除,除,上,上,述,述,现,现,象,象,，,，,通,通,常,常,在,在,发,发,动,动,机,机,冷,冷,态,态,装,装,配,配,时,时,，,，,在,在,气,气,门,门,及,及,其,其,传,传,动,动,机,机,构,构,中,中,留,留,有,有,适,适,当,当,的,的,间,间,隙,隙,，,，,以,以补,偿,偿,气,气,门,门,受,受,热,热,后,后,的,的,膨,膨,胀,胀,量,量。,这,这,一,一,预,预,留,留,间,间,隙,隙,称,称,为,为,气,气,门,门,间,间,隙,隙,。,。,3.1.3,配,配,气,气,相,相,位,位,配,气,气,相,相,位,位,是,是,用,用曲,轴,轴,转,转,角,角表,示,示,的,的,进,进,、,、,排,排,气,气,门,门,的,的,开,开,启,启,时,时,刻,刻,和,和,开,启,启,延,延,续,续,时,时,间,间,。,。,配,气,气,相,相,位,位,图,图,配,气,气,相,相,位,位,对,对,发,发,动,动,机,机,工,工,作,作,的,的,要,要,求,求,：,：,延,长,长,进,进,、,、,排,排,气,气,时,时,间,间,。,。,进,进,气,气,门,门,早,早,开,开,晚,晚,关,关,，,，,排,排,气,气,门,门,早,早,开,开,晚,晚,关,关,。,。,1.,进,进,气,气,门,门,的,的,配,配,气,气,相,相,位,位,进,气,气,提,提,前,前,角,角,：一,般,般,为,为10,30,进,气,气,迟,迟,后,后,角,角,：一,般,般,为,为40,70,进,气,气,持,持,续,续,角,角,：,：进,气,气,门,门,开,开,启,启,持,持,续,续,时,时,间,间,的,的,曲,曲,轴,轴,转,转,角,角,。,。,为180,+,+,2.,排,排,气,气,门,门,的,的,配,配,气,气,相,相,位,位,排,气,气,提,提,前,前,角,角,：一,般,般,为,为40,80,排,气,气,迟,迟,后,后,角,角,：一,般,般,为,为10,30,排,气,气,持,持,续,续,角,角,：,：排,气,气,门,门,开,开,启,启,持,持,续,续,时,时,间,间,的,的,曲,曲,轴,轴,转,转,角,角,。,。,为180,+,+,3.,气,气,门,门,叠,叠,开,开,气,门,门,叠,叠,开,开,：,：在,某,某,一,一,时,时,间,间,内,内,，,，,进,进,气,气,门,门,、,、,排,排,气,气,门,门,同,同,时,时,开,开,启,启,的,的,现,现,象。,气门叠,开,开角：气门重,叠,叠时的,曲,曲轴转,角,角。为,+,3.2,气,气,门,门组件,气门组,件,件组成,：,：,气门、,气,气门座,、,、气门,导,导管、,气,气门弹,簧,簧、气,门,门弹,簧座及,气,气门锁,片,片等零,件,件。,工作要,求,求：,（1）,气,气门头,部,部与气,门,门座贴,合,合严密,。,。,（2）,气,气门导,管,管对气,门,门杆的,往,往复运,动,动导向,良,良好。,（3）,气,气门弹,簧,簧两端,面,面与气,门,门杆中,心,心线相,互,互垂直,，,，以保,证,证气门,头,头部在,气,气门座,上,上不偏,斜,斜。,（4）,气,气门弹,簧,簧的弹,力,力足以,克,克服气,门,门及其,传,传动件,的,的运动,惯,惯性力,，,，使气,门,门能迅,速,速关闭,，,，并能,保,保证气,门,门关闭,时,时的密,封,封性。,3.2.1,气,气门,分类：,进气门和排气门两种。,组成：,头部和杆部。,功用：,头部是用来,密,密封汽,缸,缸的进,、,、排气,通,通道；杆部是用来,为,为气门,的,的运动,导,导向。,工作要,求,求：,有足够,的,的强度,、,、刚度,，,，耐磨,损,损，耐,高,高温，,不,不易变,形,形，且,质,质量要,尽,尽可能,地,地轻。,1.气,门,门头部,气门头,部,部的形,状,状一般,有,有3种,形,形式：平顶、,球,球面顶,和,和喇叭,形,形顶,平顶,结构简单、制造方便、吸热面积小，质量小、进、排气门均可采用。多数发动机采用。,球面顶,适用于排气门。强度高，排气阻力小，废气的清除效果好，但受热面积大，质量和惯性力大，加工较复杂。,喇叭形顶,通常作为进气门。其特点是进气阻力小，且质量轻、惯性小，但受热面积大。,气门锥,角,角,为了保证气,门,门与气,门,门座贴,合,合紧密，将气,门,门密封,面,面做成,锥,锥面，,通,通常把,气,气门密,封,封锥面,的,的锥角,称,称为气,门,门锥角,。,。一般,气,气门锥,角,角为45。,在,在气门,升,升程一,定,定的情,况,况下，减小气,门,门锥角,，,，可以,增,增大气,流,流通道,断,断面，,减,减小进,气,气阻力,。,。但锥,角,角减小,会,会引起,气,气门头,部,部边缘,厚,厚度变,薄,薄，致,使,使气门,的,的密封,和,和导热,性,性变差,。,。,2.气,门,门杆部,气门在,气,气门导,管,管中上,下,下运动,，,，靠气,门,门杆部,起,起导向,和,和传热,作用。,气,气门杆,尾,尾端的,形,形状取,决,决于气,门,门弹簧,座,座的固,定,定方式,气门杆,尾,尾端形,状,状与弹,簧,簧座的,固,固定方,式,式,1气,门,门杆；2,气,气门弹,簧,簧；3弹,簧,簧座；4,锥,锥形锁,片,片；5锁,销,销,3.2.2,气,气门,座,座,进、排,气,气道口,与,与气门,密,密封锥,面直接,贴,贴合的,部,部位,。,。,1.气,门,门座的,形,形式,功用：,与气门,头,头部一,起,起对汽,缸,缸起密,封,封作用,，,，同时,接,接受气,门,门头部,传,传来的,热,热量并,将,将其传,递,递出去,，,，起散,热,热作用,。,。,工作条,件,件：,高温、,磨,磨损严,重,重。,类型：,一种是,直,直接在,汽,汽缸盖,上,上镗出,的,的气门,座,座；另,一,一种是,单,单独制,成,成气门,座,座圈，,镶,镶嵌在,汽,汽缸盖,上,上的气,门,门座,。,。,气门座,结,结构,1卡,环,环；2,气,气门导,管,管；,3汽,缸,缸盖；4,气门,座,座,2.气,门,门座锥,角,角,气门座,锥,锥角由,三,三部分,组,组成。,其,其中45,（,（或30）的锥面,与,与气门,密,密封锥,面,面贴合,，,，15,和,和75,锥角是,用,用来修,正,正工作,锥,锥面的,宽,宽度和,上,上、下,位,位置的,，,，以使,其,其达到,规,规定的,要,要求。,某,某些发,动,动机的,气,气门锥,角,角比气,门,门座锥,角,角小0.5,l,，该角,称,称为密封干,涉,涉角。,(a),气,气门座,锥,锥角(b),密,密封干,涉,涉角,1气,门,门座；,2气,门,门,3.2.3,气,气门,导,导管,功用：主要作,用,用是对,气,气门的,运,运动导,向,向，以,保,保证气,门,门做上,下,下往复,运,运动时,不,不发生,径,径向摆,动,动而可,以,以准确,落,落座，,且,且与气,门,门座正,确,确贴合,。,。同时,还,还可以,起,起到导,热,热作用,，,，将气,门,门杆的,热,热量经,气,气门导,管,管传给,缸,缸盖及,水,水套。,工作条,件,件：高温、,磨,磨损严,重,重。,气门导,管,管内外,圆,圆柱面,经,经加工,后,后压入,汽,汽缸盖,的,的气门,导,导管孔,中，然,后,后再精,铰,铰内孔,。,。并用,卡,卡环定,位,位。,气门导,管,管,汽缸盖,过盈配,合,合,卡环：防止气,门,门导管,在,在使用,中,中脱落,。,。,伸入深,度,度应适,量,量。锥,度,度可减,少,少气流,阻,阻力。,3.2.3,气,气门,弹,弹簧,功用：,使气门,自,自动复,位,位关闭,，,，并保,证,证气门,与,与气门,座,座的座,合,合压力,；,；还用,于,于吸收,气,气门在,关,关闭过,程,程中各,传,传动零,件,件所产,生,生的惯,性,性力，,以,以防各,个,个传动,件,件彼此,分,分离而,破,破坏配,气,气机构,的,的正常,工,工作。,防止共,振,振：,提高,气,气门弹,簧,簧的刚,度,度；,采,采用不,等,等螺距,的,的圆柱,弹,弹簧；,采用,双,双气门,弹,弹簧,。,(a),粗,粗径等,螺,螺距弹,簧,簧(b),变,变螺距,弹,弹簧(c)双弹,簧,簧,3.3,气门传,动,动组,气门传,动,动组主,要,要包括,凸,凸轮轴,、,、挺柱,、,、推杆,和,和摇臂,等,等零件,。,。,摇臂轴,摇臂,推杆,挺柱,凸轮轴,正,正时齿,轮,轮,凸轮轴,3.3.1,凸,凸轮,轴,轴,1.凸,轮,轮轴结,构,构,凸轮轴,主,主要由,凸,凸轮和,轴,轴颈两,部,部分组,成,成。单根凸,轮,轮轴一般,将进气,凸,凸轮和,排,排气凸,轮,轮布置,在,在同一,根,根凸轮,轴,轴上。双上置,凸,凸轮,轴配气机,构,构的两,根,根凸轮,轴,轴，一,根,根是进,气,气凸轮,轴,轴，上,面,面布置,有,有,各缸的,进,进气凸,轮,轮；另,一,一根是,排,排气凸,轮,轮轴，,上,上面分,布,布有各,缸,缸的,排气凸,轮,轮。,2.凸,轮,轮轮廓,形,形状,气门的,开,开闭时,刻,刻及其,升,升程变,化,化规律,主,主要取,决,决于控,制,制气门,的,的凸轮,外,外部,轮廓曲,线,线即凸,轮,轮轮廓,形,形状。,凸,凸轮轮,廓,廓直接,决,决定了,气,气门的,升,升程及,其,其升降,过,过,程的运,动,动规律,。,。,凸轮轮,廓,廓与气,门,门的运,动,动规律,气门开,启,启点,消除气,门,门间隙,阶,阶段,气门升,程,程最大,时,时刻,气门关,闭,闭点,出现气,门,门间隙,阶,阶段,缓冲结,束,束点,3.凸,轮,轮间的,相,相对角,位,位置,1）同,名,名凸轮,间,间的相,对,对角位,置,置,凸轮轴,上,上各缸,同,同名凸,轮,轮相对,角,角位置,的,的排列,与,与凸轮,轴,轴的转,动方向,、,、各缸,的,的工作,顺,顺序和,作,作功间,隔,隔角有,关,关。,2）异,名,名凸轮,的,的相对,角,角位置,同一汽,缸,缸进、,排,排气（,异,异名）,凸,凸轮间,的,的相对,角,角位置,排,排列取,决于凸,轮,轮轴的,转,转动方,向,向和发,动,动机的,配,配气相,位,位。,4缸汽,油,油机同,名,名凸轮,排,排列6缸,柴,柴油机,同,同名凸,轮,轮排列,4.凸,轮,轮轴的,轴,轴向定,位,位,为了防,止,止凸轮,轴,轴轴向,窜,窜动，,一,一般设,有,有轴向,定,定位装,置,置。,正时齿,轮,轮,止推板,凸轮轴,颈,颈,凸轮轴,的,的轴向,间,间隙,汽缸体,利用调,节,节环控,制,制轴向,窜,窜动,窜动量,3.3.2,挺,挺柱,功用：,将凸轮,轴,轴旋转,时,时产生,的,的推动,力,力传给,推,推杆（,下,下、中,置,置凸轮,轴,轴）或,气,气门（,上,上置凸,轮,轮轴）,。,。,材料：,一般用,耐,耐磨性,好,好的合,金,金钢或,合,合金铸,铁,铁等材,料,料制造,。,。,1.普,通,通挺柱,常见的,挺,挺柱主,要,要有筒,形,形和滚,轮,轮式两,种,种,(a)筒形平,面,面(b)筒形球,面,面(c)滚轮式,2.液压挺柱,液压挺柱除可,以,以自动补偿气,门,门间隙外，还,具,具有以下优点,：,：,（1）取消了,调,调整气门间隙,的,的零件，使结,构,构简单。,（2）不需调,整,整气门间隙，,简,简化了装配后,的,的调整过程。,（3）消除了,由,由气门间隙引,起,起的冲击和噪,声,声，减轻了气,门,门传动组件之,间,间的摩擦。,挺柱体,柱塞,球座,卡簧,柱塞弹簧,单向阀,柱塞腔,挺柱体腔,进油口,进油通道,3.3.3,推,推杆,功用：,采用下置、中,置,置式凸轮轴的,配,配气机构，利,用,用推杆将挺柱,传,传来的力传给,摇,摇臂。,材料：,硬铝、钢。,结构：,实心推杆、硬,铝,铝棒、钢管。,3.3.4,摇,摇臂与摇臂,组,组件,功用：,将推杆或凸轮,传,传来的力改变,方,方向后传给气,门,门，使其开,启。摇臂组件,主,主要包括摇臂,、,、摇臂轴、支,承,承座及气门间,隙,隙调,整螺钉等零件,。,。,3.4,可变配气相位,机,机构,常见的双气门,机,机构与四气门,机,机构的配气正,时,时主要考虑提,高,高发动机的有,效,效功率和转矩,，,，但在发动机怠速,运,运转时，动力,性,性急剧下降，,燃,燃油经济性很,差,差。为避免此种现,象,象，有些汽车,近,近年来采用一,种,种可变配气相位,与,与气门升程的,电,电子控制（VTEC）机构来控制进气时,间,间与进气量，,从,从而使发动机输出,不,不同的输出功,率,率。,1.VTEC,的,的结构,装有VTEC,机,机构的发动机,每,每个汽缸都配,置,置有两个进气门和,两,两个排气门。,本田汽车的VTEC机构,1正时板；,2中间摇臂,；,；,3次摇臂；,4同步活塞B；,5同步活塞A；,6正时活塞,；,；,7进气门；,8主摇臂；,9凸轮,2.VTEC,的,的工作原理,VTEC机构,低,低速工作时,1主凸轮；2中间凸,轮,轮； 3次,凸,凸轮； 4,次,次摇臂；,5次同步活,塞,塞； 6中,间,间同步活塞B,；,；7主同步,活,活塞A；,8正时活塞,；,； 9主摇,臂,臂； 10,中,中间摇臂,VTEC机构,高,高速工作时,1主摇臂；2中间摇,臂,臂； 3中,间,间凸轮,