《汽车发动机构造与维修》配套课后习题：项目3-配气机构

项目三配气机构一、资讯说明：每位学生应在工作任务实施前独立完成准备工作。1、凸轮轴通过正时齿轮由驱动，四冲程发动机一个工作循环凸轮轴转一周，各气门开启1次。2、顶置气门式配气机构的凸轮轴布置有三种形式，它们是上置式、下置式、中置式。3、气门叠开角是和进气提前角和排气滞后角之和4、气门间隙是指在气门组与气门传动组之间留有适当的间隙。气门间隙过大，气门开启时刻变晚，关闭时刻变早；气门间隙过小，易使气门工作关闭不严,造成漏气。5、气门采用双弹簧结构时，外弹簧刚度较大，内弹簧刚度较小，且两弹簧的旋向相反。6、曲轴与凸轮轴之间的传动方式有齿轮传动、链条传动以及齿形胶带传动三种。7、气门弹簧座一般是通过锁块(夹)或锁销固定在气门杆尾端的。二、内容小结1、配气机构的功用是什么?根据发动机每一缸内所进行的工作循环和发火顺序的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜可染混合气（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除。新鲜空气或可染混合气被吸入气缸越多，则发动机可能发出的功率越大，新鲜混合气或空气充满气缸的程度，用充气效率来表示。充气效率=在进气行程中实际进入气缸的新鲜空气或可染混合气的质量/充满气缸工作容积的质量2、配气机构中进、排气门为什么早开晚关?进气门早开的目的是为了在进气开始时能有较大的开度或较大的进气通过断面，以减小进气阻力，使进气顺畅。进气门晚关则是为了充分利用气流的惯性，在进气迟后角内继续进气，以增加进气量。进气阻力减小不仅可以增加进气量，还可以减少进气过程消耗的功率。排气门早开的目的是为了在排气门开启时气缸内有较高的压力，使废气能以很高的速度自由排出，并在极短的时间内排出大量废气。当活塞开始排气行程时，气缸内的压力已大大下降，排气门开度或排气通过断面明显增大，从而使强制排气的阻力和排气消耗的功率大为减小。排气门晚关则是为了利用废气流动的惯性，在排气迟后角内继续排气，以减小干缸内的残余废气量。3、简述液力挺柱的工作原理。保证气门关闭严密，在气门杆端与气门驱动件（摇臂、挺杆或凸轮）之间留有适当的间隙，称为气门间隙。气门间隙在热车时比较小，在冷车时比较大，这是因为发动机运行时，气门杆因温度升高而膨胀伸长，导致间隙缩小。若气门间隙调整不当就会使发动机运行不正常，过大会影响气门的开启量，气门升程减少引起进气不足，排气不彻底；过小会引起气门关闭不严引起漏气，造成动力下降。为了避免气门间隙调整不当引起的麻烦，一般高速发动机上都使用可自行调整气门间隙的液力挺杆。

挺杆的一端与凸轮接触，另一端与气门接触，它的作用是将凸轮的推力传给气门。旧式发动机上的挺杆一端装有调整螺钉和锁紧螺母，用于调整气门间隙，而液力挺杆省略了调整螺钉和锁紧螺母，用液力调节代替了这些刚性零件的作用。

液力挺杆时刻与凸轮轴接触，无间隙运行。挺杆内部则运用液力来达到间隙调节的作用。液力挺杆主要由柱塞、单向阀和单向阀弹簧等组成，利用单向阀的作用储存或释放机油，通过改变挺杆体腔内的机油压力就可以改变液力挺杆的工作长度，从而起到自动调整气门间隙的作用。

发动机工作时，当气门关闭，机油经挺杆体(1)和柱塞(2)的孔道进入柱塞腔(a)，推开单向阀(3)直入挺杆体腔(b)，柱塞便在挺杆体腔的油压及弹簧(4)的作用下上升，压紧气门推杆(5)。此时柱塞的上升力不足以克服气门弹簧的张力，气门不会被打开而仅是消除了整个气门机构中的间隙。此时挺杆体腔已充满油，单向阀在油压及弹簧(6)的作用下关闭，切断了油路。当凸轮(7)转到工作面时挺杆上升，气门弹簧张力通过气门推杆作用在柱塞上，但此时单向阀巳关闭使油液无法溢出，而油液具有的不可压缩性使得挺杆象一个整体一样推动着气门开启。在此过程中，由于挺杆体腔油压很高，有少许油液通过挺杆体与柱塞的间隙处泄漏出去而使挺杆工作长度“缩短”。当凸轮转过工作面时挺杆下降，气门关闭，挺杆体腔内的油压也随之下降，于是主油道的机油又再次推开单向阀注入挺杆体腔内，补充油液，重复循环以上动作。

通过挺杆体腔内的油液泄漏及补充，不断自动调节挺杆的工作长度，从而保持气门工作正常而整个机构又没有间隙存在，减少了零件之间的冲击和噪声，消除了旧款发动机气门间隙的弊病。同时，采用液力挺杆可以将凸轮轴轮廓做得更徒一点，令气门开启与关闭得更快，更加符合现代高速发动机的要求。4、什么是配气相位?配气相位是用曲轴转角表示的进、排气门的开启时刻和开启延续时间，通常用环形图表示。

发动机在换气过程中，若能够做到排气彻底、进气充分，则可以提高充气系数，增大发动机的输出功率。四冲程的每个工作行程，其曲轴要转180°。现代发动机转速很高，一个行程经历的时间很短（如上海桑塔纳的四冲程的发动机，在最大功率的发动机转速达5600r/min，一个行程的时间只有0.0054s）。这样短时间的进气和排气过程往往会使发动机充气不