配气机构---山东大学

1、山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院1制作：闵思鹏第三章 配气机构本章讲授内容：配气机构概述配气相位气门组的构造气门传动组的构造配气机构的维修配气机构异响诊断山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院2制作：闵思鹏一、配气机构概述功用：功用：按发动机每一气缸内所进行的工作循环或发火次序的要求，顶事开启和关闭个气缸的进、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。 对配气机构的要求：对配气机构的要求：减小进气和排气的 阻力使进气和排气都尽 可能充分和完善。山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院3制作：闵思鹏气

2、门式配气机构的布置与传动组成：组成：由气门组和气门传动组组成。分类：分类：按气门布置气门布置的形式：气门顶置、气门侧置气门顶置式应用最为广泛。气门顶置式配气机构工作过程气门顶置式配气机构工作过程山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院4制作：闵思鹏按凸轮轴布置凸轮轴布置的形式：下置、中置、上置山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院5制作：闵思鹏按凸轮轴传动凸轮轴传动的形式：齿轮传动、链传动、齿形带传动传动方式传动路线应用齿轮传动曲轴正时齿轮（钢）凸轮轴正时齿轮（铸铁或胶木）凸轮轴下置、中置式配气机构链条传动曲轴链条凸轮轴正时齿轮凸轮轴上置式配气机构齿形带传动曲轴齿形皮

3、带凸轮轴正时齿轮凸轮轴上置式配气机构山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院6制作：闵思鹏按每缸气门数及其排列每缸气门数及其排列方式：二气门、三气门、四气门、五气门山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院7制作：闵思鹏气门间隙：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。进气门间隙进气门间隙：0.250.30mm排气门间隙排气门间隙：0.300.35mm山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院8制作：闵思鹏二、配气相位配气相位：配气相位：用曲轴转角表示的进、排气门的实际开闭时刻和开启的持续时间

4、。配气相位图：配气相位图：用曲轴转角的环形图来表示的配气相位。配气相位对发动机工作的影响：配气相位对发动机工作的影响：影响发动机的动力性、功率。配气相位对发动机工作的要求：配气相位对发动机工作的要求：延长进、排气时间。进气门早开晚关，排气门早开晚关。配气相位配气相位flash动画演示动画演示山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院9制作：闵思鹏配气相位角进气提前角进气提前角 ：一般为：1030进气迟后角进气迟后角 ：一般为：4080进气持续角进气持续角： 进气门开启持续时间的曲轴转角。为180+排气提前角排气提前角 ：一般为：4080排气迟后角排气迟后角 ：一般为：1030排气持续

5、角排气持续角：排气门开启持续时间的曲轴转角。为180+气门重叠气门重叠：在某一时间内，进气门、排气门同时开启的现象。气门重叠角气门重叠角：气门重叠时的曲轴转角。为+ 山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院10制作：闵思鹏三、气门组的构造气门组组成：气门组组成：气门、气门座、气门导管、气门弹簧、弹簧座及锁片等零件。要求：要求：气门头部与气门座贴合严密；气门导管与气门杆上下运动有 良好的导向；气门弹簧的两端面与气门杆的 中心线相垂直；气门弹簧的弹力足以克服气门 及其传动件的运动惯性。气门气门气门座气门座气门导管气门导管气门弹簧气门弹簧弹簧座弹簧座锁片锁片山东大学机电与信息工程学院山东

6、大学机电与信息工程学院11制作：闵思鹏气门组成：组成：头部和杆部。功用：功用：头部是用来密封气缸的进、排气通道；杆部是用来为气门的运动导向。工作条件：工作条件：受高温、气体压力、气门弹簧力以及传动零件惯性力的作用。头部头部杆部杆部进气门：进气门：570K670K（铬钢或铬镍钢）（铬钢或铬镍钢）排气门：排气门：1050K1200K（硅铬钢）（硅铬钢）气门影片气门影片山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院12制作：闵思鹏气门头部结构形式气门头顶面形状：平顶、球面顶、喇叭顶。平顶式平顶式结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较小，进、排气门都可采用。球面顶球面顶适用于排气门，因为其强度

7、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。喇叭顶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。山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院13制作：闵思鹏气门实物图进气门进气门排气门排气门山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院14制作：闵思鹏气门锥角气门锥角：气门锥角：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：锥角作用：获得较大的气门座合压力，提高密封性和导热性。气门落座时有较好的对中、定位作用。避免气流拐弯过大而降低流速。装配前应将装配前应将

8、密封锥面研密封锥面研磨。磨。山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院15制作：闵思鹏气门座气缸盖的进、排气道与气门锥面相结合的部位。 功用：功用：与气门头部共同对气缸起密封作用，并接受气门传来的热量。工作条件：工作条件：高温、磨损严重。类型：类型：直接镗出（进气门座）、 镶嵌式（排气门和铝合金发动机的 进、排气门座）。气门密封干涉角：气门密封干涉角： 比气门锥角大0.51度的 气门座圈锥角。气门座气门座气门和气门座影片气门和气门座影片山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院16制作：闵思鹏气门导管功用功用：导向作用、导热作用。工作条件工作条件：高温、磨损严重。材料材料：

9、灰铸铁、球墨铸铁或铁基粉末冶金材料。气门导管内外圆柱面经加工后压入气缸盖的气门导管孔中，然后再精铰内孔。并用卡环定位。气门导管气门导管气缸盖气缸盖过盈配合过盈配合卡环卡环：防止气门：防止气门导管在使用中脱导管在使用中脱落。落。伸入深度应适量。锥度可减少伸入深度应适量。锥度可减少气流阻力。气流阻力。山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院17制作：闵思鹏气门弹簧功用功用：克服在气门关闭过程中气门及传动件的惯性力，保证气门及时落座并紧紧贴合。形状形状：圆柱形螺旋弹簧。材料材料：高碳锰钢、硌钒钢。防止共振防止共振：提高气门弹簧的刚度；采用不等螺距的圆柱弹簧；采用双气门弹簧。气门旋转机构气

10、门旋转机构：低摩擦型自由旋转机构；强制旋转机构 。气门弹簧气门弹簧气门弹簧座气门弹簧座锁片锁片山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院18制作：闵思鹏气门旋转机构山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院19制作：闵思鹏四、气门传动组功用功用：使进、排气门能按配气相位规定的时刻开闭，且保证有足够的开度。摇臂轴摇臂轴摇臂摇臂推杆推杆挺柱挺柱凸轮轴正凸轮轴正时齿轮时齿轮凸轮轴凸轮轴山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院20制作：闵思鹏凸轮轴组成组成：个缸的进、排气门凸轮及驱动汽油泵的偏心轮、驱动配电盘的齿轮。功用功用：使气门按一定的工作次序和配气相位及时开闭，并

11、保证气门有足够的升程。材料材料：优质钢模锻、合金铸铁、球墨铸铁。同一气缸的进排气凸轮的相对转角位置是与既定的配气相位相适应的。驱动分电器的螺旋齿轮驱动分电器的螺旋齿轮凸轮轴凸轮轴凸轮轴影片凸轮轴影片山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院21制作：闵思鹏凸轮与挺柱线接触，凸轮与挺柱线接触，接触压力大，磨损接触压力大，磨损快。快。凸轮工作条件：工作条件：承受气门弹簧的张力，间歇性的冲击载荷。凸轮性能：表面有良好的耐磨性，足够的刚度。山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院22制作：闵思鹏凸轮轮廓与气门的运动规律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

12、时刻气门关闭点出现气门间隙阶段缓冲结束点凸轮的轮廓山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院23制作：闵思鹏同一气缸的进、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四缸发动机凸轮投影点火顺序：点火顺序：1 12 24 43 3同名凸轮的相对角位置山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院24制作：闵思鹏正时齿轮正时齿轮止推板止推板隔圈（调节环）隔圈（调节环）凸轮轴颈凸轮轴颈凸轮轴的凸轮轴的轴向间隙轴向间隙气缸体气缸体利用调节环控制轴向窜动利用调节环控制轴向窜动窜动量窜动量凸轮轴的轴向定位山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院25制作：闵

13、思鹏凸轮轴的驱动A、齿轮传动：应用在下置凸轮轴发动机。采用斜齿齿轮。凸轮轴的驱动影片凸轮轴的驱动影片山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院26制作：闵思鹏曲轴正时齿形带轮曲轴正时齿形带轮中间轴齿形带轮中间轴齿形带轮张紧轮张紧轮凸轮轴正时齿形带轮凸轮轴正时齿形带轮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。山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院27制作：闵思鹏挺柱功用功用：将凸轮的推力传给推杆或气门，并承受凸轮轴旋转时所施加的侧向力。结构形式：结构形式：筒式、滚轮式。材料：材料：镍硌合金、冷激合金铸铁。筒式筒式滚轮式滚轮式山东大学机电与信息

14、工程学院山东大学机电与信息工程学院28制作：闵思鹏液力挺柱组成：组成：挺柱体、卡簧、球座、柱塞、单向阀架、柱塞弹簧、单向阀碟形弹簧等。特点：特点：可消除配气机构的间隙，减小个零件的冲击载荷和噪声，提高发动机高速时的性能。挺柱体挺柱体柱塞柱塞球形支座球形支座卡环卡环柱塞弹簧柱塞弹簧单向阀单向阀单向阀架单向阀架柱塞腔柱塞腔挺柱体腔挺柱体腔进油口进油口进油通道进油通道山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院29制作：闵思鹏气门关闭时气门关闭时气门打开时气门打开时单向阀单向阀弹簧被压缩弹簧被压缩桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院30制作：闵思

15、鹏推杆功用：功用：将从凸轮轴经过挺柱传来的推力传给摇臂。材料：材料：硬铝、钢。结构：结构：实心推杆、硬铝棒、钢管。山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院31制作：闵思鹏摇臂功用功用：将推杆和凸轮传来的力改变方向，作用到气门杆以推开气门。工作过程：工作过程：实际是一个双臂杠杆。易磨损部位易磨损部位堆焊耐磨合金堆焊耐磨合金气门间隙气门间隙调节螺钉调节螺钉调节螺母调节螺母摇臂摇臂摇臂轴套摇臂轴套润滑油道润滑油道山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院32制作：闵思鹏摇臂轴摇臂轴螺栓螺栓摇臂轴支座摇臂轴支座摇臂轴紧固螺钉摇臂轴紧固螺钉摇臂衬套摇臂衬套调整螺钉调整螺钉摇臂摇臂定

16、位弹簧定位弹簧摇臂组示意图摇臂组示意图山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院33制作：闵思鹏五、配气机构的维修气门间隙调整气门间隙调整调整原则：不可调区域：将要排气，正在排气，排气刚完的排气门不可调。将要进气，正在进气，进气刚完的进气门不可调。调气门间隙的步骤：画出配气相位图排出各缸的位置当一缸在压缩上止点时，判断其它缸位于何行程，并判断间隙是否可调。山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院34制作：闵思鹏例：=8 =31 =28 =8 点火次序：153624 一缸在压缩上止点，问那些气门的间隙可调？利用配气相位调节气门间隙山东大学机电与信息工程学院山东大学机电与信息工程学院35制作：闵思鹏1缸缸5缸缸3缸缸6缸缸2缸缸4缸缸1缸缸2缸缸3缸缸4缸缸5