配气机构-山东大学

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一、配气机构概述功用：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：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。气门式配气机构的布置与传动组成：由气门组和气门传动组组成。分类：按气门布置的形式：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按凸轮轴布置的形式：下置、中置、上置按凸轮轴传动的形式：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→齿形皮带→凸轮轴正时齿轮凸轮轴上置式配气机构按每缸气门数及其排列方式：二气门、三气门、四气门、五气门气门间隙：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：0.25～0.30mm排气门间隙：0.30～0.35mm二、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。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：影响发动机的动力性、功率。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flash动画演示配气相位角进气提前角α

：一般为：10º～30º进气迟后角β

：一般为：40º～80º进气持续角：进气门开启持续时间的曲轴转角。为180º+α+β排气提前角γ

：一般为：40º～80º排气迟后角δ

：一般为：10º～30º排气持续角：排气门开启持续时间的曲轴转角。为180º+γ+δ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：气门重叠时的曲轴转角。为α+δ

三、气门组的构造气门组组成：气门、气门座、气门导管、气门弹簧、弹簧座及锁片等零件。要求：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。气门气门座气门导管气门弹簧弹簧座锁片气门组成：头部和杆部。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：受高温、气体压力、气门弹簧力以及传动零件惯性力的作用。头部杆部进气门：570K~670K（铬钢或铬镍钢）排气门：1050K~1200K（硅铬钢）气门影片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。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。气门实物图进气门排气门气门锥角气门锥角：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：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。装配前应将密封锥面研磨。气门座气缸盖的进、排气道与气门锥面相结合的部位。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：高温、磨损严重。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：比气门锥角大0.5～1度的气门座圈锥角。气门座气门和气门座影片气门导管功用：导向作用、导热作用。工作条件：高温、磨损严重。材料：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。气门弹簧功用：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：圆柱形螺旋弹簧。材料：高碳锰钢、硌钒钢。防止共振：①提高气门弹簧的刚度；②采用不等螺距的圆柱弹簧；③采用双气门弹簧。气门旋转机构：低摩擦型自由旋转机构；强制旋转机构。气门弹簧气门弹簧座锁片气门旋转机构四、气门传动组功用：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。摇臂轴摇臂推杆挺柱凸轮轴正时齿轮凸轮轴凸轮轴组成：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：使气门按一定的工作次序和配气相位及时开闭，并保证气门有足够的升程。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凸轮轴凸轮轴影片凸轮与挺柱线接触，接触压力大，磨损快。凸轮工作条件： 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。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凸轮的轮廓同一气缸的进、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：1－2－4－3同名凸轮的相对角位置正时齿轮止推板隔圈（调节环）凸轮轴颈凸轮轴的轴向间隙气缸体利用调节环控制轴向窜动窜动量凸轮轴的轴向定位凸轮轴的驱动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。挺柱功用：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：筒式、滚轮式。材料：镍硌合金、冷激合金铸铁。筒式滚轮式液力挺柱组成：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：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。挺柱体柱塞球形支座卡环柱塞弹簧单向阀单向阀架柱塞腔挺柱体腔进油口进油通道气门关闭时气门打开时单向阀弹簧被压缩桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图推杆功用：将从凸轮轴经过挺柱传来的推力传给摇臂。材料：硬铝、钢。结构：实心推杆、硬铝棒、钢管。摇臂功用：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：实际是一个双臂杠杆。易磨损部位堆焊耐磨合金气门间隙调节螺钉调节螺母摇臂摇臂轴套润滑油道摇臂轴螺栓摇臂轴支座摇臂轴紧固螺钉摇臂衬套调整螺钉摇臂定位弹簧摇臂组示意图五、配气机构的维修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。例：α=8ºβ=31ºγ=28ºδ=8º

点火次序：1—5—3—6—2—4

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1缸5缸3缸6