第4章发动机之配气机构

2/2/20231北京邮电大学自动化学院配气机构功用

按照发动机的工作顺序和工作循环的要求定时开启和关闭各缸的进、排气门使新鲜可燃混合气或空气得以及时进入气缸，废气得以从气缸及时排除。2/2/20232北京邮电大学自动化学院充气效率

充气效率ηv=M/Mo

M：在进气行程中实际进入气缸内新气质量

Mo：在进气系统进口状态下，充满气缸工作容积的新气质量对充气效率的分析

ηv<1（一般为0.8~0.9）提高ηv方法

减少进气和排气阻力

，

进排气门的开启时刻和持续开启时间适当。2/2/20233北京邮电大学自动化学院组成气门组气门传动组凸轮轴挺柱推杆摇臂气门与气门座气门导管气门弹簧2/2/20234北京邮电大学自动化学院配气机构类型气门顶置式气门布置形式气门侧置式凸轮轴下置式凸轮轴布置位置凸轮轴中置式凸轮轴上置式齿轮传动式凸轮轴传动方式链传动式齿形带传动式2/2/20235北京邮电大学自动化学院摇臂驱动式气门驱动形式摆臂驱动式直接驱动式两气门式每缸气门数及其排列方式多气门式4气门5气门3气门2/2/20236北京邮电大学自动化学院凸轮轴下置凸轮轴中置气门顶置挺柱挺柱推杆摇臂摇臂2/2/20237北京邮电大学自动化学院单上置凸轮轴(SOHCSingleOverHeadCamshaft

)气门顶置摇臂驱动液力挺柱摇臂驱动气门顶置2/2/20238北京邮电大学自动化学院凸轮轴上置气门顶置摆臂驱动摆臂支座摆臂支座气门间隙调整块2/2/20239北京邮电大学自动化学院凸轮轴上置直接驱动挺柱体气门顶置2/2/202310北京邮电大学自动化学院4气门配气机构5气门配气机构双凸轮轴上置直接驱动气门2/2/202311北京邮电大学自动化学院配气机构工作过程

2/2/202312北京邮电大学自动化学院配气定时(配气相位)配气定时：以曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻及其开启的持续时间进气提前角α

：从进气门开到上止点曲轴所转过的角度进气迟后角β

：从进气行程下止点到进气门关闭曲轴转过的角度排气提前角γ

：从排气门开启到下止点曲轴转过的角度排气迟后角δ

：从上止点到排气门关闭曲轴转过的角度2/2/202313北京邮电大学自动化学院进排气行程

2/2/202314北京邮电大学自动化学院配气相位图

2/2/202315北京邮电大学自动化学院部分车型配气相位(°)车

型αβγδ奥迪A62.8L12423882.4L12363881.8L1638388帕萨特B51638388桑塔纳2000GSi224448GLi2344482/2/202316北京邮电大学自动化学院液压挺柱2/2/202317北京邮电大学自动化学院气门组

气门锁片上气门弹簧座气门弹簧气门油封气门导管排气门座进气门座排气门进气门2/2/202318北京邮电大学自动化学院气门组组成及要求组成：

气门、气门座、气门导管、气门弹簧，

有的进气门还设有气门旋转机构要求：气门头部与气门座贴合严密气门导管与气门杆导向良好气门弹簧两端与气门杆的中心垂直气门弹簧的弹力足够2/2/202319北京邮电大学自动化学院气门气门顶面气门锥面气门锥角气门锁夹槽气门尾端面2/2/202320北京邮电大学自动化学院气门传热气门密封锥面必须严密贴合：研磨气门与气门座圈；气门杆与气门导管配合间隙小：减少热阻。2/2/202321北京邮电大学自动化学院特殊气门中空气门杆气门减轻气门质量减小气门运动惯性力应用某些高度强化发动机充钠排气门冷却效果明显应用某些风冷和轿车发动机钠熔点：97.8℃

沸点：880℃充钠镶装硬合金镶装硬合金2/2/202322北京邮电大学自动化学院气门油封2/2/202323北京邮电大学自动化学院两气门进气门比排气门大减小进气阻力增大进气量

3气门2个进气门，1个排气门排气门比进气门大进气量有明显增加火花塞很难布置在中央对燃烧不利

每缸气门数2/2/202324北京邮电大学自动化学院

4和5气门现代高性能汽车发动机普遍采用每缸三、四、五个气门。其中尤以四气门发动机为数最多2/2/202325北京邮电大学自动化学院4气门5气门优点

进排气充分,发动机转矩和功率提高;

气门质量减轻,运动惯性力减小,有利提高转速;

火花塞布置在燃烧室中央,有利于燃烧

能明显增加进气量,比4气门还优越3个进气门和2个排气门，排气门比进气门大缺点

发动机零件数量增多,制造成本增加

结构非常复杂,增加了燃烧室表面积,对燃烧不利2/2/202326北京邮电大学自动化学院气门传动组

2/2/202327北京邮电大学自动化学院凸轮轴结构凸轮轴正时齿形带轮凸轮轴油封半圆键4缸机凸轮轴2/2/202328北京邮电大学自动化学院6缸机凸轮轴双上置凸轮轴排气凸轮轴进气凸轮轴轴颈偏心轮排气凸轮分电器驱动齿轮进气凸轮键槽2/2/202329北京邮电大学自动化学院

凸轮轴传动机构

适用于中置式和下置式凸轮轴定时齿轮圆柱螺旋齿轮曲轴定时齿轮中碳钢凸轮轴定时齿轮铸铁或夹布胶木啮合平顺、噪声低、磨损小齿轮传动机构适用于中置式和上置式凸轮轴链条滚子链装有导链板、张紧器和张紧轮

保持一定张紧度不产生振动噪声

链传动机构2/2/202330北京邮电大学自动化学院适用于上置式凸轮轴轿车发动机多采用伸长量小适合精确定时传动优点噪声小、质量轻、成本低、工作可靠、不需要润滑齿形带氯丁橡胶齿形带齿钢或铁基粉末冶金不能与水和机油接触容易跳齿保持一定张紧力张紧轮和张紧器齿形带传动机构2/2/202331北京邮电大学自动化学院齿轮传动链传动曲轴正时齿轮凸轮轴正时齿轮曲轴正时链轮凸轮轴正时链轮定时记号2/2/202332北京邮电大学自动化学院齿形带传动曲轴正时齿形带轮凸轮轴正时齿形带轮定时记号2/2/202333北京邮电大学自动化学院

凸轮轴工作

2/2/202334北京邮电大学自动化学院

摇臂结构摇臂气门间隙调整螺钉缩紧螺母摇臂衬套摇臂(与液压挺柱联用)摇臂支点球座2/2/202335北京邮电大学自动化学院

摇臂工作2/2/202336北京邮电大学自动化学院可变配气技术VVT-i，丰田，吸引买主的法宝

VariableValve

Timing

with

intelligence中文翻译是“智能可变配气正时系统”。i-VTEC，本田，冲击市场的利器

Variable

ValveTiming

and

Valve

Lift

Electronic

ControlSystem中文意思是“可变气门配气正时和气门升程电子控制系统”。2/2/202337北京邮电大学自动化学院可变配气正时及气门升程机构

正时板辅助进气摇臂主进气摇臂凸轮轴中间进气摇臂进气门排气门广本雅阁VTEC结构图2/2/202338北京邮电大学自动化学院1.VTEC功用

VTEC使配