吉林大学汽车构造第3章配气机构讲义

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1、第三章第三章 配气机构配气机构3.13.1 气门式配气机构的布置及传动气门式配气机构的布置及传动3.2 3.2 配气定时配气定时3.3 3.3 配气机构的零件和组成配气机构的零件和组成 第三章第三章 配气机构配气机构概述概述1 1、作用、作用 ：按工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭进、按工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭进、 排气门，使新鲜可燃混合气（汽油机）或空气（柴油机）及排气门，使新鲜可燃混合气（汽油机）或空气（柴油机）及时进入气缸，废气及时排出气缸。时进入气缸，废气及时排出气缸。2 2、充气效率、充气效率：评价气缸内换气过程好坏的指标，用评价气缸内换气过程好坏的指标，用 c

2、 c 表示。表示。M0进气状态下充满气缸工作容积的理论质量（kg）其中：M每循环实际进气量（kg） c愈大，新鲜可燃混合气进入气缸的数量愈多，着火愈大，新鲜可燃混合气进入气缸的数量愈多，着火时放热量愈大，输出功率愈大。时放热量愈大，输出功率愈大。 c一般在一般在80 %80 %90 %90 %。 c c影响因素：影响因素：1 1）进气终了压力（进气阻力损失）进气终了压力（进气阻力损失）(0.75(0.750.90bar0.90bar）2 2）进气终了温度（残余废气等加热）（）进气终了温度（残余废气等加热）（370370400K400K）3 3）残余废气存在。）残余废气存在。 3、要求、要求：

3、（1 1）足够高的充气效率；）足够高的充气效率； （2 2）工作可靠；）工作可靠； （3 3）配气相位准确；）配气相位准确； （4 4）气门机构有良好的高速动力特性；）气门机构有良好的高速动力特性； （传动链不飞脱、不反跳、不提前落座）（传动链不飞脱、不反跳、不提前落座）4 4、配气机构的组成、配气机构的组成 1)1)气门驱动组：气门驱动组气门驱动组：气门驱动组是从正时齿轮开始至推动气门动作是从正时齿轮开始至推动气门动作的所有零件。主要由正时齿轮、凸的所有零件。主要由正时齿轮、凸轮轴、气门挺柱、推杆、调整螺钉轮轴、气门挺柱、推杆、调整螺钉和锁紧螺母、摇臂、摇臂轴、摇臂和锁紧螺母、摇臂、摇臂轴、

4、摇臂轴支架等组成。其功用是定时驱动轴支架等组成。其功用是定时驱动气门使其开闭。气门使其开闭。 2)2)气门组：主要由气门锁片、气门组：主要由气门锁片、气门弹簧座、气门弹簧、气门、气气门弹簧座、气门弹簧、气门、气门导管、气门座等组成。其功用主门导管、气门座等组成。其功用主要是维持气门的关闭。要是维持气门的关闭。 一、配气机构的布置型式一、配气机构的布置型式 目前国产的目前国产的汽车发动机汽车发动机都采用气门都采用气门顶置式配气顶置式配气机构。机构。压缩比受到压缩比受到限制，进排限制，进排气门阻力较气门阻力较大，发动机大，发动机的动力性和的动力性和高速性均较高速性均较差，逐渐被差，逐渐被淘汰。淘汰

5、。 3.1 3.1 气门式配气机构的布置及传动气门式配气机构的布置及传动二、凸轮轴的布置型式二、凸轮轴的布置型式凸轮轴下置凸轮轴下置凸轮轴中置凸轮轴中置凸轮轴上置凸轮轴上置三、凸轮轴的传动方式三、凸轮轴的传动方式传动方式传动方式传动路线传动路线图图 示示应应 用用齿轮传动齿轮传动曲轴正时齿轮（钢）曲轴正时齿轮（钢）凸轮轴正时齿轮凸轮轴正时齿轮（铸铁或胶木）（铸铁或胶木） 凸轮凸轮轴下置、轴下置、中置式中置式配气机配气机构构链条传动链条传动曲轴曲轴链条链条凸轮轴正凸轮轴正时齿轮时齿轮 凸轮凸轮轴上置轴上置式配气式配气机构机构 齿形带传齿形带传动动曲轴曲轴齿形皮带齿形皮带凸轮凸轮轴正时齿轮轴正时齿

6、轮 凸轮凸轮轴上置轴上置式配气式配气机构机构四、气门数目及排列方式四、气门数目及排列方式四气门的排列及驱动：四气门的排列及驱动： 某些大排量、高转速、高功率的发动机，由于气门尺寸的限制，每缸两某些大排量、高转速、高功率的发动机，由于气门尺寸的限制，每缸两个气门不能满足换气的需要，而采用三气门个气门不能满足换气的需要，而采用三气门( (两进一排两进一排) )或四气门或四气门( (两进两两进两排排) )，因此必须有使两同名气门同步开闭的驱动装置。，因此必须有使两同名气门同步开闭的驱动装置。 每缸采用四个气门时，其气门排列的方案有二种：每缸采用四个气门时，其气门排列的方案有二种： 1).1).同名气

7、门排成两列同名气门排成两列 如图所示，由一个凸轮通过如图所示，由一个凸轮通过T T形驱动杆同形驱动杆同时驱动，并且所有气门都可以由一根凸轮时驱动，并且所有气门都可以由一根凸轮轴驱动。轴驱动。 2).2).同名气门排成一列同名气门排成一列 如图所示，进排气门分别位于曲轴中心如图所示，进排气门分别位于曲轴中心线的两侧，分别采用两凸轮轴驱动，每缸线的两侧，分别采用两凸轮轴驱动，每缸两同名气门采用两个形状和位置相同的凸两同名气门采用两个形状和位置相同的凸轮驱动。轮驱动。 五、气门间隙五、气门间隙1 1、气门间隙：、气门间隙：为保证气门关闭严密，通常发动机在冷态装配时，在气门为保证气门关闭严密，通常发动

8、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2 2、气门间隙过大与过小的危害、气门间隙过大与过小的危害 n间隙过大间隙过大：进、排气门开启迟后，缩短了进排气时间，降低了气门的：进、排气门开启迟后，缩短了进排气时间，降低了气门的开启高度，改变了正常的配气相位，使发动机因进气不足，排气不净开启高度，改变了正常的配气相位，使发动机因进气不足，排气不净而功率下降；此外，还使配气机构零件的撞击增加，磨损加快。而功率下降；此外，还使配气机构零件的撞击增加，磨损加快。n无间隙或间隙过小无间隙或间隙过小：发动机工作后

9、，零件受热膨胀，将气门推开，使：发动机工作后，零件受热膨胀，将气门推开，使气门关闭不严，造成漏气，功率下降，并使气门的密封表面严重积碳气门关闭不严，造成漏气，功率下降，并使气门的密封表面严重积碳或烧坏，甚至气门撞击活塞。或烧坏，甚至气门撞击活塞。气气 门杆门杆凸轮轴凸轮轴气门气门间间 隙隙进气门进气门0.250.250.30mm0.30mm排气门排气门0.300.300.35mm0.35mm为何排气门间隙大于进气门间隙？为何排气门间隙大于进气门间隙？3 3、气门间隙调整、气门间隙调整1 1）气门间隙调整方法）气门间隙调整方法两遍法两遍法 生产实践中，普遍地采用两遍法调整气门间隙，即第一缸生产实

10、践中，普遍地采用两遍法调整气门间隙，即第一缸压缩终了上止点时，调整所有气门的半数，再摇转曲轴一周压缩终了上止点时，调整所有气门的半数，再摇转曲轴一周( (指四冲程发动机指四冲程发动机) )便可调整其余半数气门。便可调整其余半数气门。 2 2）气门间隙调整原则）气门间隙调整原则气门在完全关闭的情况下，才能调气门在完全关闭的情况下，才能调整气门间隙即挺柱整气门间隙即挺柱( (或摇臂或摇臂) )必须落在凸轮的基圆上才可调整。必须落在凸轮的基圆上才可调整。 由于气门开始开启和开始关闭时，挺柱由于气门开始开启和开始关闭时，挺柱( (或摇臂或摇臂) )是在凸轮是在凸轮的缓冲段内某点上，而且配气相位往往产生

11、一定的偏差，所以的缓冲段内某点上，而且配气相位往往产生一定的偏差，所以不仅气门开启过程不能调，而且将要开启和刚关闭不久的一段不仅气门开启过程不能调，而且将要开启和刚关闭不久的一段时间内也不能调。根据该原则，则气门在六种状态下不能调。时间内也不能调。根据该原则，则气门在六种状态下不能调。n(1)(1)正在进气，则进气门不能调；正在进气，则进气门不能调；(4)(4)将要排气，则排气门不能调；将要排气，则排气门不能调；n(2)(2)正在排气，则排气门不能调；正在排气，则排气门不能调；(5)(5)刚进气完，则进气门不能调；刚进气完，则进气门不能调；n(3)(3)将要进气，则进气门不能调；将要进气，则进

12、气门不能调；(6)(6)刚排气完，则排气门不能调。刚排气完，则排气门不能调。 据调整原则结合表中据调整原则结合表中的图可以看出：的图可以看出：1 1缸缸压缩压缩终了，双门关闭，均可调；终了，双门关闭，均可调；6 6缸缸排气终了，双门叠开，排气终了，双门叠开，均不可调；均不可调；5 5缸缸压缩过程，压缩过程，距距“进关进关”很近，属很近，属“进进气刚完气刚完”，进气门不能调，进气门不能调，距距“排开排开”、“排关排关”都都很远，排气门可调；很远，排气门可调；2缸缸“正在排气正在排气”，排气门不可调，距，排气门不可调，距“进开进开”尚远，进气门可调；尚远，进气门可调；3 3缸缸“正在进气正在进气”

13、，进气门下可调，距，进气门下可调，距“排关排关”已远，排气门可调；已远，排气门可调；四缸作功过程，已距四缸作功过程，已距“排开排开”很近，属很近，属“将要排气将要排气”，排气门不，排气门不可调，距可调，距“进开进开”“进关进关”都很远，进气门可调。都很远，进气门可调。 综上分析，综上分析，1 1缸缸压缩终了时，可调气门有：压缩终了时，可调气门有：1 1缸缸双门，双门，2 2、4 4缸缸进气门，进气门，3 3、5 5缸缸排气门。同理可分析排气门。同理可分析6 6缸缸压缩终了时，剩下压缩终了时，剩下6 6个气个气门可调。如此，两遍调完全部气门。门可调。如此，两遍调完全部气门。 如将发动机的工作顺序

14、排成如图如将发动机的工作顺序排成如图3-373-37所示的环形图，则一所示的环形图，则一缸作功开始时，将第一周和第二周作功的缸号，分别排在环缸作功开始时，将第一周和第二周作功的缸号，分别排在环形图的上方形图的上方( (可调排气门可调排气门) )和下方和下方( (可调进气门可调进气门) )。于是环形图。于是环形图中各缸号可分为双门可调段中各缸号可分为双门可调段( (左左) )、排气门可调段、排气门可调段( (上上) )、双门、双门均不可调段均不可调段( (右右) )、进气门可调段、进气门可调段( (下下) )，即顺次可按，即顺次可按“双、排、双、排、不、进不、进”四段来判别气门的可调性。自然，将

15、曲轴转一圈，四段来判别气门的可调性。自然，将曲轴转一圈，则则“双双- -不不”对调，对调，“排排- -进进”对调。对调。 发动机工作时，由于汽门处在高温下工作，气门等机件发动机工作时，由于汽门处在高温下工作，气门等机件因受热膨胀而伸长，所以，必须在气门冷态时预留一定的气因受热膨胀而伸长，所以，必须在气门冷态时预留一定的气门间隙，以保证在气门受热膨胀伸长时，仍能使气门与气门门间隙，以保证在气门受热膨胀伸长时，仍能使气门与气门座紧密配合。由于气门长时间的工作，改变了原来的气门间座紧密配合。由于气门长时间的工作，改变了原来的气门间隙。所以，当听到气门有隙。所以，当听到气门有“嗒嗒嗒嗒”的异响时，应检

16、查并调整的异响时，应检查并调整气门间隙。气门间隙。在调整气门间隙时，必须按厂家规定的数值去调整，并在调整气门间隙时，必须按厂家规定的数值去调整，并且使气门在完全关闭的情况下进行。调整气门间隙的位置：且使气门在完全关闭的情况下进行。调整气门间隙的位置：侧置式发动机在挺杆上，顶置式发动机在摇臂上。常见的气侧置式发动机在挺杆上，顶置式发动机在摇臂上。常见的气门调整方法有：逐缸调整法、二次调整法、表达式法等。但门调整方法有：逐缸调整法、二次调整法、表达式法等。但由于发动机种类繁多，进排气门排列顺序各不相同。用以上由于发动机种类繁多，进排气门排列顺序各不相同。用以上方法调整气门间隙，有不便记忆和繁锁之感

17、。而且如果不知方法调整气门间隙，有不便记忆和繁锁之感。而且如果不知道发动机的点火顺序（或喷油顺序），调整起来将更加麻烦。道发动机的点火顺序（或喷油顺序），调整起来将更加麻烦。现介绍针对现介绍针对2种不同情况下调整气门间隙的方法及技巧。种不同情况下调整气门间隙的方法及技巧。已知点火顺序的气门间隙调整已知点火顺序的气门间隙调整 1 1确定确定1 1缸缸压缩上止点的简便方法压缩上止点的简便方法若知道发动机的点火顺序（或喷油顺序），调整气门若知道发动机的点火顺序（或喷油顺序），调整气门间隙时，首先应准确无误地找出间隙时，首先应准确无误地找出1 1缸缸或或6 6缸缸压缩上止点的位压缩上止点的位谩秩范谩秩

18、范? ?缸或缸或6 6缸缸压缩上止点的方法比较复杂，操作起来压缩上止点的方法比较复杂，操作起来十分麻烦（即卸下第十分麻烦（即卸下第1 1缸缸火花塞，用大姆指或棉纱团堵住第火花塞，用大姆指或棉纱团堵住第1 1缸缸火花塞孔，然后用手摇柄摇转曲轴。当大拇指感到有压火花塞孔，然后用手摇柄摇转曲轴。当大拇指感到有压力或棉纱团力或棉纱团“嘭嘭”地一下跳出时，即为第地一下跳出时，即为第1 1缸缸压缩上止点的压缩上止点的位置）。现根据笔者的检修经验介绍一种简便实用的方法：位置）。现根据笔者的检修经验介绍一种简便实用的方法：利用利用1 1、6 6缸缸（4 4缸）活塞在同一平面上，缸）活塞在同一平面上，1 1缸缸

19、压缩终了时，压缩终了时，6 6或或4 4缸缸气门迭开这一规律来确定。即当气门迭开这一规律来确定。即当1 1缸缸压缩上止点时，压缩上止点时，6 6缸（缸（4 4缸）缸）排气门接近关闭，进气门刚刚上顶，排气门下落排气门接近关闭，进气门刚刚上顶，排气门下落不好掌握，进气门上顶便于观察，只要进气门顶杆略微上不好掌握，进气门上顶便于观察，只要进气门顶杆略微上行，行，1 1缸缸即在压缩上止点位置。同理，当即在压缩上止点位置。同理，当1 1缸缸进气门推杆微进气门推杆微动，动，6 6缸（缸（4 4缸）缸）即在压缩上止点位置。即在压缩上止点位置。2 2 确定可调气门的技巧确定可调气门的技巧下面以作功顺序为下面以

20、作功顺序为1-5-3-6-2-41-5-3-6-2-4的的6 6缸发动机为例说缸发动机为例说明其简便调整的方法及口诀。当确定发动机明其简便调整的方法及口诀。当确定发动机1 1缸在压缩上缸在压缩上止点时，止点时，1 1缸缸2 2气门全调，气门全调，5 5、3 3缸在压缩开始和进气过程，缸在压缩开始和进气过程，2 2排气门可调。排气门可调。6 6缸在进气迭开状态，均不可调。缸在进气迭开状态，均不可调。2 2、4 4缸缸在排气和作功终了时，在排气和作功终了时，2 2进气门可调。调整完毕后，再转进气门可调。调整完毕后，再转动曲轴动曲轴360360后，可依次调整剩下的所有气门。后，可依次调整剩下的所有气

21、门。可归纳成口诀为：全调排、不调进。也可概括归纳可归纳成口诀为：全调排、不调进。也可概括归纳为：取首缸、去中间、前调排、后调进、三百六、剩余为：取首缸、去中间、前调排、后调进、三百六、剩余缸、依次来。缸、依次来。即：即：6 6缸前的汽缸调进气门，缸前的汽缸调进气门，6 6缸后的汽缸调进气门。若缸后的汽缸调进气门。若6 6缸在压缩上止点时（缸在压缩上止点时（6-2-4-1-5-36-2-4-1-5-3），其推理方法相同，），其推理方法相同，从从6 6缸开始，也是全调排、不调进。即缸开始，也是全调排、不调进。即1 1缸前的汽缸调进缸前的汽缸调进气门，气门，1 1缸后的汽缸调进气门。缸后的汽缸调进气

22、门。此法同样可用于此法同样可用于4 4缸和多缸发动机，以作功顺序为缸和多缸发动机，以作功顺序为1-3-4-21-3-4-2的的4 4缸缸发动机为例介绍：其口诀仍是全调排、不调进。即发动机为例介绍：其口诀仍是全调排、不调进。即4 4缸前的汽缸前的汽缸调进气门，缸调进气门，4 4缸后的汽缸调进气门。缸后的汽缸调进气门。4 4缸进、排气门均不调。缸进、排气门均不调。以上推理表明，只要我们记住以上推理表明，只要我们记住“口诀口诀”，知道发动机的，知道发动机的作功顺序就可简便地确定可调气门。作功顺序就可简便地确定可调气门。未知点火顺序的气门间隙调整未知点火顺序的气门间隙调整我们在维修某些汽车时，有时会不

23、知道其点火顺序（或我们在维修某些汽车时，有时会不知道其点火顺序（或喷油顺序）。如何检查并调整其气门间隙呢？下面介绍喷油顺序）。如何检查并调整其气门间隙呢？下面介绍2 2种调种调整气门的方法和技巧。整气门的方法和技巧。方法方法1 1：直列：直列4 4行程式汽缸，将其缸数一分为二，以中间为对称轴，行程式汽缸，将其缸数一分为二，以中间为对称轴，使其两边的缸数相等。两人配合，一人摇转曲轴。当要检查使其两边的缸数相等。两人配合，一人摇转曲轴。当要检查调整对称轴右边的某一缸气门间隙时，只要注意看对称轴的调整对称轴右边的某一缸气门间隙时，只要注意看对称轴的左边对应缸的进气门。当该气门稍动时，即可检查调整右边

24、左边对应缸的进气门。当该气门稍动时，即可检查调整右边这一缸的气门间隙。这一缸的气门间隙。6 6缸直列式发动机，如要检查调整第缸直列式发动机，如要检查调整第5 5缸缸进、排气门间隙，则看到第进、排气门间隙，则看到第2 2缸进气门稍动时，第缸进气门稍动时，第5 5缸正处于缸正处于压缩终了上止点，此时就要检查调整该缸的压缩终了上止点，此时就要检查调整该缸的2 2只气门。对于只气门。对于V V型发动机，可将其看作两个彼此直列式来分析，分别进行检型发动机，可将其看作两个彼此直列式来分析，分别进行检查调整，具体方法一样。查调整，具体方法一样。 从发动机曲轴的连杆轴颈排列来分析，该方法是正从发动机曲轴的连杆

25、轴颈排列来分析，该方法是正确的。因为对称轴左右的连杆轴颈是对称的。当第确的。因为对称轴左右的连杆轴颈是对称的。当第5 5缸处缸处于压缩上止点时，第于压缩上止点时，第2 2缸正好是处于排气上止点。由于进、缸正好是处于排气上止点。由于进、排气有迭开角，故该缸进气门刚刚开启。排气有迭开角，故该缸进气门刚刚开启。方法方法2 2：当某一缸内的：当某一缸内的1 1只气门处于开启最大位置时只气门处于开启最大位置时（侧置式配气机构可从气门室盖观察，即凸轮的尖端部（侧置式配气机构可从气门室盖观察，即凸轮的尖端部分朝向插杆时；顶置式配气机构可观察气门摇臂，其端分朝向插杆时；顶置式配气机构可观察气门摇臂，其端头向下

26、打开气门的最低位置时），这时可检查调整该缸头向下打开气门的最低位置时），这时可检查调整该缸的另一只气门间隙。照此逐缸一一进行，就可将该缸发的另一只气门间隙。照此逐缸一一进行，就可将该缸发动机的全部气门间隙调整完毕。动机的全部气门间隙调整完毕。这种方法的可行性可从凸轮轴的结构来加以验证，这种方法的可行性可从凸轮轴的结构来加以验证，因为同一缸的异名凸轮夹角为因为同一缸的异名凸轮夹角为9090，也就是说，同一缸，也就是说，同一缸的的1 1只气门处于最大开启状态时，另一只气门一定处于关只气门处于最大开启状态时，另一只气门一定处于关闭状态，且凸轮的基圆是朝向挺杆的，具备了调整该气闭状态，且凸轮的基圆是朝

27、向挺杆的，具备了调整该气门间隙的条件。门间隙的条件。利用配气相位调节气门间隙利用配气相位调节气门间隙n例：例：=8 =31 =28 =8=8 =31 =28 =8 点火次序：点火次序：153624153624 一缸在压缩上止点，问那些气门的间隙可调？一缸在压缩上止点，问那些气门的间隙可调？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缸缸6缸缸进气门进气门可调可调可调可调不可调不可调可调可调不可调不可调不可调不可调排气门排气门可调可调不可调不可调可调可调不可调不可调可调可调不可调不可调实 物 图测量气门间隙测量气门间隙拧松紧定螺母，调整调节螺钉拧松紧定螺母，调整调节螺钉一、配气

28、相位：用曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻和开启持一、配气相位：用曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻和开启持续时间，称为配气相位。续时间，称为配气相位。 通常用环形图表示-配气相位图。 3.2 3.2 配配 气气 定定 时时 理论上讲进、压、功、排各占理论上讲进、压、功、排各占180180，也就是说进、排，也就是说进、排气门都是在上、下止点开闭，延续时间都是曲轴转角气门都是在上、下止点开闭，延续时间都是曲轴转角180180。但实际表明，简单配气相位对实际工作是很不适应的，。但实际表明，简单配气相位对实际工作是很不适应的，它不能满足发动机对进、排气门的要求。它不能满足发动机对进、排气门的要求。 原因

29、： 气门的开、闭有个过程开启开启 总是总是 由小由小大大 关闭关闭 总是总是 由大由大小小 气体惯性的影响随着活塞的运动气体惯性的影响随着活塞的运动同样造成同样造成 发动机速度的要求发动机速度的要求 实际发动机曲轴转速很高，实际发动机曲轴转速很高，活塞每一行程历时都很短，活塞每一行程历时都很短，当转速为当转速为5600r/min5600r/min时一个时一个行程只有行程只有60/60/（5600256002）=0.0054s=0.0054s，就是转速为，就是转速为1500r/min1500r/min，一个行程也只有一个行程也只有0.02s0.02s，这，这样短的进气或排气过程，样短的进气或排气

30、过程，使发动机进气不足，排气使发动机进气不足，排气不净。不净。 可见，理论上的配气相位可见，理论上的配气相位不能满足发动机进饱排净不能满足发动机进饱排净的要求。的要求。实际配气相位演示实际配气相位演示二、进气门的配气相位二、进气门的配气相位 1.1.进气提前角进气提前角(1)(1)定义：在排气冲程接近终了，活塞到达上止点之前，定义：在排气冲程接近终了，活塞到达上止点之前，进气门便开始开启。从进气门开始开启到上止点所对应的曲进气门便开始开启。从进气门开始开启到上止点所对应的曲轴转角称为进气提前角轴转角称为进气提前角( (或早开角或早开角) )。一般为一般为10103030。 (2)(2)目的：进

31、气门早开，使得活塞到达上止点开始向下运目的：进气门早开，使得活塞到达上止点开始向下运动时，因进气门已有一定开度，所以可较快地获得较大的进动时，因进气门已有一定开度，所以可较快地获得较大的进气通道截面，减少进气阻力。气通道截面，减少进气阻力。 2.2.进气迟后角进气迟后角 (1)(1)定义：在进气冲程下止点过后，活塞重又上行一段，进定义：在进气冲程下止点过后，活塞重又上行一段，进气门才关闭。从下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角称为气门才关闭。从下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角称为进气迟后角进气迟后角( (或晚关角或晚关角) )。一般为一般为40408080。 (2)(2)目的：目的： 利用压力

32、差继续进气利用压力差继续进气; ;利用进气惯性继续进气。利用进气惯性继续进气。 下止点过后，随着活塞的上行，下止点过后，随着活塞的上行，气缸内压力逐渐增大，进气气流速气缸内压力逐渐增大，进气气流速度也逐渐减小，至流速等于零时，度也逐渐减小，至流速等于零时，进气门便关闭的进气门便关闭的角最适宜。若角最适宜。若过大便会将进入气缸内的气体重新过大便会将进入气缸内的气体重新又压回进气管。又压回进气管。 由上可见，进气门开启持续时由上可见，进气门开启持续时间内的曲轴转角，即进气持续角为：间内的曲轴转角，即进气持续角为：+180+180+。 三、排气门的配气相位三、排气门的配气相位 1.1.排气提前角排气

33、提前角 (1)(1)定义：在作功行程的后期，活塞到达下止点前，排气门定义：在作功行程的后期，活塞到达下止点前，排气门便开始开启。从排气门开始开启到下止点所对应的曲轴转角便开始开启。从排气门开始开启到下止点所对应的曲轴转角称为排气提前角称为排气提前角( (或早开角或早开角) )。排气提前角用。排气提前角用表示，表示，一般一般为为40408080。 (2)(2)目的：目的： 利用气缸内的废气压力提前自由排气：恰当的排气门早利用气缸内的废气压力提前自由排气：恰当的排气门早开，气缸内还有大约开，气缸内还有大约300kPa300kPa500kPa500kPa的压力，作功作用已经的压力，作功作用已经不大，

34、可利用此压力使气缸内的废气迅速地自由排出。不大，可利用此压力使气缸内的废气迅速地自由排出。 减少排气消耗的功率：提前排气，等活塞到达下止点时，减少排气消耗的功率：提前排气，等活塞到达下止点时，气缸内只剩约气缸内只剩约110kPa110kPa120kPa120kPa的压力，使排气冲程所消耗的的压力，使排气冲程所消耗的功率大为减小。功率大为减小。 高温废气的早排，还可以防止发动机过热。高温废气的早排，还可以防止发动机过热。 2.2.排气迟后角排气迟后角 (1)(1)定义：在活塞越过上止点后，排气门才关闭。从上止定义：在活塞越过上止点后，排气门才关闭。从上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角称为排气迟后

35、角点到排气门关闭所对应的曲轴转角称为排气迟后角( (或晚关或晚关角角) )。一般为一般为10103030。 (2)(2)目的：目的： 利用缸内外压力差继续排气：活塞到达上止点时，气缸利用缸内外压力差继续排气：活塞到达上止点时，气缸内的压力仍高于大气压，利用缸内外压力差可继续排气。内的压力仍高于大气压，利用缸内外压力差可继续排气。 利用惯性继续排气：活塞到利用惯性继续排气：活塞到达上止点时，废气气流有一定达上止点时，废气气流有一定的惯性，利用惯性可继续排气。的惯性，利用惯性可继续排气。所以排气门适当晚关可使废气所以排气门适当晚关可使废气排得较干净。由此可见，气门排得较干净。由此可见，气门开启持续

36、时间内的曲轴转角，开启持续时间内的曲轴转角，即排气持续角为即排气持续角为+180+180+。 1.1.定义：由于进气门早开和排气门晚关，就出现了一段进定义：由于进气门早开和排气门晚关，就出现了一段进排气门同时开启的现象，称为气门叠开。同时开启的角度，排气门同时开启的现象，称为气门叠开。同时开启的角度，即进气门早开角与排气门晚关角的和即进气门早开角与排气门晚关角的和( (+) )，称为气门叠开，称为气门叠开角。角。 2.2.废气倒排回进气管和新鲜气体随废气排出的问题：废气倒排回进气管和新鲜气体随废气排出的问题： 四四、气门叠开、气门叠开(+) 由于叠开时气门的开度较由于叠开时气门的开度较小，且新

37、鲜气体和废气流的惯小，且新鲜气体和废气流的惯性要保持原来的流动方向，所性要保持原来的流动方向，所以只要叠开角适当，就不会产以只要叠开角适当，就不会产生废气倒排回进气管和新鲜气生废气倒排回进气管和新鲜气体随废气排出的问题。发动机体随废气排出的问题。发动机的结构不同、转速不同，配气的结构不同、转速不同，配气相位也就不同。相位也就不同。 3.3 3.3 配气机构的主要零部件配气机构的主要零部件一、气门组一、气门组 气门组实物图气门组实物图锁片锁片弹簧座弹簧座1 1、气门、气门A A、进气门进气门570K570K670K670K，排气门排气门1050K1050K1200K1200K。 B B、头部承受

38、气体压力、气门弹簧力等，头部承受气体压力、气门弹簧力等， C C、冷却和润滑条件差，冷却和润滑条件差， D D、被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。 功用：功用：燃烧室的组成部分，是气体进、出燃烧室通道的开关，燃烧室的组成部分，是气体进、出燃烧室通道的开关，承受冲击力、高温冲击、高速气流冲击。承受冲击力、高温冲击、高速气流冲击。 头部头部杆部杆部工作条件：工作条件：性能：性能： 强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨。强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨。材料：材料： 进气门进气门铬钢或铬镍钢；铬钢或铬镍钢； 排气门排气门硅铬钢硅铬钢气门头部的结构形式气门头部的结构形式平

39、顶式平顶式 结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较小，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。进、排气门都可采用。凸顶式凸顶式（球面顶）（球面顶） 适用于排气门，因为其强度高，排气阻力小，废气适用于排气门，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。加工较复杂。凹顶式凹顶式（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，故适用于进气以减少进气阻力，但其顶部受热面积大，故适用于进气

40、门，而不宜用于排气门。门，而不宜用于排气门。气门锥角气门锥角气门锥角概念：气门锥角概念：气门头部与气门座圈接触的锥面与气门顶部平气门头部与气门座圈接触的锥面与气门顶部平面的夹角。面的夹角。锥角作用：锥角作用： A A、获得较大的气门座合压力，提高密封性和导热性。获得较大的气门座合压力，提高密封性和导热性。 B B、气门落座时有较好的对中、定位作用。气门落座时有较好的对中、定位作用。C C、避免气流拐弯过大而降低流速。避免气流拐弯过大而降低流速。装配前应将密装配前应将密封锥面研磨。封锥面研磨。边缘应保持一定的厚边缘应保持一定的厚度，度，1 13mm3mm。气门实物图气门实物图进气门（大）进气门（

41、大）排气门（小）排气门（小）气门杆部气门杆部较高的加工精度，表较高的加工精度，表面经过热处理和磨光，面经过热处理和磨光，保证同气门导管的配保证同气门导管的配合精度和耐磨性合精度和耐磨性气门杆尾部：气门杆尾部：环形槽、锁销孔环形槽、锁销孔凹槽凹槽易断裂处易断裂处2 2、气门导管、气门导管作用：作用： 为气门的运动导向，为气门的运动导向，保证气门直线运动兼起保证气门直线运动兼起导热作用。导热作用。 工作条件：工作条件： 工作温度较高，工作温度较高，约约500K500K。润滑困难，易润滑困难，易磨损。磨损。 材料：材料： 用含石墨较多的铸用含石墨较多的铸铁，能提高自润滑作用。铁，能提高自润滑作用。

42、加工方法：加工方法： 外表面加工精外表面加工精度较高度较高 ，内表面精绞内表面精绞 装配：装配： 气门杆与气门间隙气门杆与气门间隙0.050.050.12mm0.12mm。 气门导管气门导管气缸盖气缸盖过盈配合过盈配合卡环：防止气门导卡环：防止气门导管在使用中脱落。管在使用中脱落。伸入深度应适量。锥度伸入深度应适量。锥度可减少气流阻力。可减少气流阻力。3 3、气门座、气门座 气门座概念：气门座概念： 气缸盖的进、排气道与气门锥面相结气缸盖的进、排气道与气门锥面相结 合的部位。合的部位。 作用：作用： 靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封气缸。靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封气缸。 接受气门传来

43、的热量。接受气门传来的热量。 气门密封干涉角：气门密封干涉角： 比气门锥角大比气门锥角大0.50.51 1度的气门座圈锥角。度的气门座圈锥角。 气门座气门座汽油机：汽油机：排气门采用镶嵌式气门座排气门采用镶嵌式气门座 柴油机：柴油机：进气门采用镶嵌式气门座进气门采用镶嵌式气门座 气门座圈：气门座圈： 以较大过盈量镶嵌在气门座上的圆环。以较大过盈量镶嵌在气门座上的圆环。镶嵌式气门座特点：镶嵌式气门座特点： 优点：优点：提高气门座的使用寿命，便于更换。提高气门座的使用寿命，便于更换。 缺点：缺点：导热性差，加工精度高，脱落时易造导热性差，加工精度高，脱落时易造成严重事故。成严重事故。气门座圈气门座

44、圈4 4、气门弹簧、气门弹簧功用：功用：保证气门的回位。保证气门的回位。 材料：材料：高锰碳钢、铬钒钢。高锰碳钢、铬钒钢。气门弹簧气门弹簧气门弹簧座气门弹簧座锁片锁片气门关闭气门关闭 保证气门及时保证气门及时关闭、密封关闭、密封气门开启气门开启 保证气门不脱保证气门不脱离凸轮离凸轮气门旋转机构气门旋转机构分类：分类：a a、低摩擦型自由旋转机构；、低摩擦型自由旋转机构；b b、强制旋转机构、强制旋转机构 。 为了使气门头部温度均匀，防止局部过热引起的变形为了使气门头部温度均匀，防止局部过热引起的变形和清除气门座积炭，可设法使气门在工作中相对气门座缓和清除气门座积炭，可设法使气门在工作中相对气门

45、座缓慢旋转。气门缓慢旋转时在密封锥面上产生轻微的摩擦力，慢旋转。气门缓慢旋转时在密封锥面上产生轻微的摩擦力，有阻止沉积物形成的自洁作用。有阻止沉积物形成的自洁作用。a、低摩擦型自由旋转机构、低摩擦型自由旋转机构 b、强制旋转机构、强制旋转机构 二、气门传动组二、气门传动组 1 1、组成：、组成：2 2、功用、功用：定时驱动气门开闭，并保证气门有足够的开度和适：定时驱动气门开闭，并保证气门有足够的开度和适当的气门间隙。当的气门间隙。凸轮轴凸轮轴挺柱挺柱推杆推杆摇臂摇臂凸轮轴正凸轮轴正时齿轮时齿轮摇臂轴摇臂轴凸轮轴凸轮轴作用：作用：驱动和控制各缸气门的开启和关闭，使其符合发动机驱动和控制各缸气门的

46、开启和关闭，使其符合发动机的工作顺序、配气相位和气门开度的变化规律等要求。的工作顺序、配气相位和气门开度的变化规律等要求。 工作条件：工作条件：承受气门间歇性开启的冲击载荷。承受气门间歇性开启的冲击载荷。 材料：材料：优质钢、合金铸铁、球墨铸铁优质钢、合金铸铁、球墨铸铁 结构：斜齿轮：结构：斜齿轮：驱动分电器、机油泵驱动分电器、机油泵 偏心轮：偏心轮：驱动器汽油泵驱动器汽油泵轴颈轴颈斜齿轮斜齿轮凸轮凸轮偏心轮偏心轮正时齿轮正时齿轮凸轮凸轮2)2)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。承受气门弹簧的张力，间歇性的冲击载荷。3)3)凸轮性能：凸轮性能：表面有良好的耐磨性，足够的

47、刚度。表面有良好的耐磨性，足够的刚度。凸轮与挺柱线接触，接凸轮与挺柱线接触，接触压力大，磨损快。触压力大，磨损快。1)1)作用：气门开启和关闭的持续时间必作用：气门开启和关闭的持续时间必须符合配气相位要求。这是由凸轮的轮廓须符合配气相位要求。这是由凸轮的轮廓来保证的，而且凸轮的轮廓还在很大程度来保证的，而且凸轮的轮廓还在很大程度上决定了气门的最大升程和升降行程的运上决定了气门的最大升程和升降行程的运动规律。动规律。 气门开启点气门开启点消除气门消除气门间隙阶段间隙阶段气门升程最大时刻气门升程最大时刻气门关闭点气门关闭点出现气门出现气门间隙阶段间隙阶段缓冲结束点缓冲结束点4)4)结构：如图所示的

48、凸轮轮廓中，结构：如图所示的凸轮轮廓中，O O为凸轮轴的轴心，圆弧为凸轮轴的轴心，圆弧EAEA为凸轮的基圆，为凸轮的基圆，ABAB和和DEDE为凸轮的缓冲段，缓冲段中凸轮的为凸轮的缓冲段，缓冲段中凸轮的升程变化速度较慢，升程变化速度较慢，BCDBCD为凸轮的工作段，此段升程较快，为凸轮的工作段，此段升程较快，C C点时升程最大，它决定了气门的最大开度。点时升程最大，它决定了气门的最大开度。5)5)工作过程：工作过程： 以下置式凸轮轴为例，凸轮的工作过程如下：当凸轮按以下置式凸轮轴为例，凸轮的工作过程如下：当凸轮按图中方向转过图中方向转过EAEA时，挺柱处于最低位置不动，气门处于关闭时，挺柱处于

49、最低位置不动，气门处于关闭状态。凸轮转至状态。凸轮转至A A点时，挺柱开始移动。继续转动，在缓冲点时，挺柱开始移动。继续转动，在缓冲段段ABAB内的某点内的某点M M处消除气门间隙，气门开始开启，至处消除气门间隙，气门开始开启，至C C点时气点时气门开度最大，而后逐渐关小，至缓冲段门开度最大，而后逐渐关小，至缓冲段DEDE内某点内某点N N时，时，气门完全关闭。此后，挺柱继续气门完全关闭。此后，挺柱继续下落，出现气门间隙，至下落，出现气门间隙，至E E点时点时挺柱又处于最低位置。挺柱又处于最低位置。 由于气门开始开启和最后关由于气门开始开启和最后关闭时均在凸轮升程变化较慢的缓闭时均在凸轮升程变

50、化较慢的缓冲段内，这就使气门杆尾端在消冲段内，这就使气门杆尾端在消除气门间隙的瞬间和气门头落座除气门间隙的瞬间和气门头落座的瞬间的冲击力均较小，有利于的瞬间的冲击力均较小，有利于减小噪声和磨损。减小噪声和磨损。 与 (+180+)/2有何关系 = (+180+)/26 6）同名凸轮的相对角位置）同名凸轮的相对角位置同名凸轮同名凸轮: :各缸进气凸轮或排气凸轮各缸进气凸轮或排气凸轮同一气缸进、排气凸轮的相对角位置与相应的配气相位相对同一气缸进、排气凸轮的相对角位置与相应的配气相位相对应。应。凸轮轴为逆时针凸轮轴为逆时针 ( (从前端看从前端看) )转动，工作顺序为转动，工作顺序为1-2-4-31

51、-2-4-3的四缸发动机其作功间隔为的四缸发动机其作功间隔为720720/4=180/4=180，由于凸轮轴转，由于凸轮轴转速为曲轴转速的速为曲轴转速的1/21/2，所以表现在凸轮轴上同名凸轮间的夹，所以表现在凸轮轴上同名凸轮间的夹角则为角则为180180/2=90/2=90，又如凸轮轴为逆时针方向转动，工作，又如凸轮轴为逆时针方向转动，工作顺序为顺序为1-5-3-6-2-41-5-3-6-2-4的六缸发动机其作功间隔角为的六缸发动机其作功间隔角为点火顺序：点火顺序：12431243120120，则同名凸轮的，则同名凸轮的夹角为夹角为120120/2=60/2=60。 已知凸轮轴旋转方已知凸轮

52、轴旋转方向和同名凸轮的相对位向和同名凸轮的相对位置，可判断发动机的工置，可判断发动机的工作顺序。作顺序。 7)异名凸轮的相对角位置异名凸轮的相对角位置 异名凸轮：同一气缸的进、排气凸轮。异名凸轮的相对角异名凸轮：同一气缸的进、排气凸轮。异名凸轮的相对角位置由发动机的配气相位和凸轮轴的转向决定。位置由发动机的配气相位和凸轮轴的转向决定。由于气门早开晚关，且早开角由于气门早开晚关，且早开角晚关角晚关角，所以，所以 9090凸轮的轮廓凸轮的轮廓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气门开启点消除气门间消除气门间隙阶段隙阶段气门升程最大时刻气门升程最大时刻气门关闭点气门关闭点出现气

53、门间出现气门间隙阶段隙阶段缓冲结束点缓冲结束点同名凸轮的相对角位置同名凸轮的相对角位置 同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与相同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与相应的配气相位相对应的。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： 124312431 1、正时齿轮；、正时齿轮；2 2、垫圈；、垫圈；3 3、螺母；螺母；4 4、止推片；、止推片；5 5、螺栓；、螺栓；6 6、隔圈。、隔圈。123456凸轮轴轴向定位凸轮轴的轴向定位凸轮轴的轴向定位作用：作用： 为了防止凸轮轴在工作中产生轴向窜动和承受斜齿轮为了防止凸轮轴在工作中产生轴向窜动和承受斜齿轮产生的轴

54、向力。产生的轴向力。凸轮轴的驱动凸轮轴的驱动A A、齿轮传动：应用在下置凸轮轴发动机。采用斜齿齿轮传动：应用在下置凸轮轴发动机。采用斜齿齿轮。齿轮。正时齿轮及正时标记正时齿轮及正时标记B B、链条和齿形皮带传动：链条传动噪声小，用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。于中置式或顶置式凸轮轴发动机。曲轴正时齿曲轴正时齿形带轮形带轮中间轴齿形中间轴齿形带轮带轮张紧轮张紧轮凸轮轴正时凸轮轴正时齿形带轮齿形带轮2 2、挺、挺 柱柱（1 1）作用：）作用：将凸轮的推力传给推杆或气门。将凸轮的推力传给推杆或气门。 （2 2）挺柱的分类：）挺柱的分类：普通挺柱和液力挺柱。普通挺

55、柱和液力挺柱。普通普通挺柱挺柱用途用途 图示图示筒式筒式气门顶置式气门顶置式滚轮式滚轮式减小摩擦所造成的对挺减小摩擦所造成的对挺柱的侧向力。多用于大柱的侧向力。多用于大缸径柴油机。缸径柴油机。液力挺柱液力挺柱结构：结构：见右图见右图 性能：性能： 消除了配气消除了配气机构的间隙，减机构的间隙，减小了各零件的冲小了各零件的冲击载荷和噪声提击载荷和噪声提高发动机高速时高发动机高速时的性能。的性能。卡环卡环阀架阀架支承支承座座单向单向阀阀柱塞柱塞弹簧弹簧碟形碟形弹簧弹簧挺杆挺杆体体柱塞柱塞推杆推杆桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图气门关闭时气门关闭时气门打开时气门打开时单向

56、阀单向阀弹簧被压缩弹簧被压缩3 3、气门推杆、气门推杆作用：作用： 将挺柱传来的推力将挺柱传来的推力传给摇臂。传给摇臂。 工作情况：工作情况： 是气门机构中最容是气门机构中最容易弯曲的零件。易弯曲的零件。 材料：材料： 硬铝或钢。硬铝或钢。 短臂短臂 长臂长臂4 4、摇臂、摇臂功用：功用： 摇臂结构示意图摇臂结构示意图将推杆或凸轮传来的力改变方向，作用到气门杆将推杆或凸轮传来的力改变方向，作用到气门杆端以推开气门。端以推开气门。摇臂摇臂分类：分类：普通摇臂和无噪生摇臂。普通摇臂和无噪生摇臂。摇臂组示意图摇臂组示意图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称套摇臂称套调整螺钉调整螺钉摇臂摇臂定位弹簧定位弹簧小小 结结气气门门组组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头部头部杆部杆部气门直径要大气门直径要大锥角要合适锥角要合适密封锥面宽度、密封锥面宽度、角度要合适角度要合适气气门门传传动动组组凸轮轴凸轮轴气门挺杆气门挺杆推杆推杆摇臂及摇臂轴摇臂及摇臂轴凸轮、挺杆凸轮、挺杆推杆、摇臂推杆、摇臂普通挺杆普通挺杆液力挺杆液力挺杆气门气门开启开启关闭关闭