1、发动机构造配气机构发动机构造配气机构第一节第一节 配气机构的组成配气机构的组成 每组的零件组成与气门的位置、凸轮轴的位置、气门驱动形式有关。从构造上看，气门式配气机构的种类可按气门的位置划分为侧置气门见图3-1和顶置气门见图3-2a,图3-2b。气门式配气机构气门组：气门、气门座和气门座圈、气门导管、气门弹簧气门旋转机构气门传动组：凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂 摆臂与气门间隙自动补偿器气门顶置式配气机构 1.组成 气门(valve)、气门导管、弹簧、弹簧座，摇臂轴、摇臂、推杆、挺柱、凸轮轴、正时齿轮(timing gear)。2.原理 曲轴正时齿轮凸轮轴凸轮挺柱推杆摇臂气门。曲轴与凸轮轴传动曲轴与
2、凸轮轴传动比比 2:1。挺柱推杆凸轮 顶置气门及传动机构 一、侧置气门SVSide valve：是进、排气门沿着汽缸排列的型式，如图3-1所示，属于气门系统中构造最简单的一种。发动机的总高度较低，也没有推杆间隙调整问题。但是，这种构造的燃烧室形状造成压缩比不高，热效率较低，目前这种型式的配气机构已趋于淘汰。总结：SV构造简单、性能低。二、顶置气门Overhead valve：凸轮轴顶置凸轮轴顶置OHC：Overhead camshaft 将凸轮轴布置于汽缸顶部图将凸轮轴布置于汽缸顶部图3-5的优点：去掉了推的优点：去掉了推杆那样的往复运动局部，而且凸轮直接与摇臂接触或直杆那样的往复运动局部，而
3、且凸轮直接与摇臂接触或直接驱动气门，从而使发动机在高速旋转时也能准确地正接驱动气门，从而使发动机在高速旋转时也能准确地正时，气门能平稳地开闭。当然，由于凸轮轴位于汽缸上时，气门能平稳地开闭。当然，由于凸轮轴位于汽缸上方很高的位置上，增加了发动机的高度，也使得曲轴与方很高的位置上，增加了发动机的高度，也使得曲轴与凸轮轴之间的转动要使用长的链条或皮带。为了保证正凸轮轴之间的转动要使用长的链条或皮带。为了保证正时、还需安装一些调节装置，使机构变得复杂。时、还需安装一些调节装置，使机构变得复杂。第二节第二节 配气定时配气定时 一、气门动作的实际过程见图一、气门动作的实际过程见图3-7 二、配气相位二、
4、配气相位 一、气门动作的实际过程见图一、气门动作的实际过程见图3-73-7 1 1进气冲程进气冲程 在活塞下降阶段，被一个凸轮顶出的在活塞下降阶段，被一个凸轮顶出的摇臂压向进气门，气门翻开。汽油和空气的混合摇臂压向进气门，气门翻开。汽油和空气的混合气从进气口被大气压压入气门。气从进气口被大气压压入气门。2 2压缩冲程压缩冲程 活塞下降完毕，跟着开场上升。同时，活塞下降完毕，跟着开场上升。同时，凸轮轴以曲轴的凸轮轴以曲轴的1/21/2速度运转，这是因为曲轮皮速度运转，这是因为曲轮皮带轮的直径是凸轮轴皮带轮直径的带轮的直径是凸轮轴皮带轮直径的1/21/2。二个凸。二个凸轮的尖端都在哪个摇臂也没顶出
5、的位置上，所以轮的尖端都在哪个摇臂也没顶出的位置上，所以进排气门都在卷簧的力的作用下处于关闭状态，进排气门都在卷簧的力的作用下处于关闭状态，进气冲程的进气冲程中吸入的混合气被压缩。进气冲程的进气冲程中吸入的混合气被压缩。3爆发冲程 在压缩冲程接近完毕时，火花塞电火花点燃燃烧室内的混合气，混合气爆发，气体急剧膨胀，压下活塞，带动曲轴运转，产生动能。在这个过程中，凸轮不在顶出摇臂的位置上，两个气门仍处在关闭状态。4排气冲程 活塞到达下止点位置上，再次开场上升，这样排气门方面的凸轮尖端转动，顶起摇臂。所以，排气门翻开，开场排气。进气门方面的凸轮的尖端紧接其后动作，所以又后进气冲程开场重复一样的动作。
6、二、配气相位二、配气相位 以曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻及其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称作配气相位定时。开启的持续时间称作配气相位定时。配气相位可以用配气相位图来表示见图配气相位可以用配气相位图来表示见图3-83-8(动画动画效果演示效果演示)1 1进气门提前开：进气冲程开场时，进气门接近全开，进进气门提前开：进气冲程开场时，进气门接近全开，进气阻力小。气阻力小。2 2进气门延迟关闭，利用进气惯性多进气。进气门延迟关闭，利用进气惯性多进气。3 3排气门提前开：先自由排气，减少排气冲程时活塞上行排气门提前开：先自由排气，减少排气冲程时活塞上行阻力。阻力。4 4排气门
7、延迟关闭：利用排气惯性，使废气排得更干净。排气门延迟关闭：利用排气惯性，使废气排得更干净。由于进气门早开和排气门晚关，致使活塞在由于进气门早开和排气门晚关，致使活塞在上止点附近出现进、排气门同时开启的现象上止点附近出现进、排气门同时开启的现象气门重气门重叠，它等于进气提前角与排气迟后角之和。叠，它等于进气提前角与排气迟后角之和。发动机高速运转时气门重叠角大，发动机高速运转时气门重叠角大，低速运转时气门重叠角小低速运转时气门重叠角小第三节第三节 气门组气门组一、气门组 1.组成 气门、气门弹簧、弹簧座(spring collar)、锁片(spring fixing)、气门导管。2.要求 贴合严密
8、、良好导向、开闭迅速。气门油封 1气门导管(valve guide):压入导管孔，飞溅润滑。2气门座(seat)3气门旋转机构 4气门：合金钢制成。密封锥面研配。气门杆锁片固定。二、气门二、气门 1.气门的工作条件：气门温度高进气门为气门的工作条件：气门温度高进气门为300400，排气门为排气门为600800；受冲击力大；润滑差，易腐蚀。；受冲击力大；润滑差，易腐蚀。2气门材料气门材料 进气门：合金钢进气门：合金钢 排气门：高铬耐热钢排气门：高铬耐热钢 3气门构造：进、排气门均为菌形气门，由气门头部和气门构造：进、排气门均为菌形气门，由气门头部和气门杆两局部组成见图气门杆两局部组成见图3-11
9、，气，气 门顶面有平顶、凸门顶面有平顶、凸顶和凹顶等形状见图顶和凹顶等形状见图3-12。目前应用最多的是平顶。目前应用最多的是平顶气门。气门与气门座或气门座圈之间靠锥面密封。气门气门。气门与气门座或气门座圈之间靠锥面密封。气门锥角一般为锥角一般为45、30很少采用。很少采用。4每缸气门数：每缸气门数：特点：但凡进气门和排气门数量一样时，特点：但凡进气门和排气门数量一样时，进气门头部直径总比排气门大；但凡进进气门头部直径总比排气门大；但凡进气门数比排气门数多时，排气门头部直气门数比排气门数多时，排气门头部直径总比进气门大径总比进气门大 图3-11 气门构造研配图3-12 气门顶面的形状 三、气门
10、座与气门座圈 四、气门导管：主要起导向作用，间隙不能太大。五、气门弹簧：一般为等螺距圆柱形螺旋弹簧 见图3-15。但为避 开共振，也采用变螺距气门弹 簧、双气门弹簧 六、气门旋转机构第四节第四节 气门传动组气门传动组 二、气门传动组 凸轮轴、正时齿轮、挺柱及导管、推杆、摇臂、摇臂轴。按配气相位规定的时刻开闭进、排气门，并有足够开度。凸轮轴凸轮轴 1.凸轮轴工作条件及材料：模锻或铸造制成 2.凸轮轴构造：如图316为凸轮轴的构造，它由凸轮轴轴颈，进、排气凸轮等组成。进、排气门开启和关闭的时刻、持续时间以及开闭的速度等分别由凸轮轴上的进、排凸轮控制。凸轮和凸轮轴采用整体制造，凸轮轮廓见图317。3
11、.凸轮轴传动机构：凸轮轴由曲轴驱动，其传动机构有齿轮式、链条式及齿形带式。*齿轮式传动机构用于下置式和中置式凸轮轴的传动。*链条式传动机构用于中置式和上置式凸轮轴的传动。*齿形带式传动机构用于上置式凸轮轴的传动。4.凸轮轴的轴向定位以下图是直列6缸DOHC发动机所用的凸轮轴。右以下图是直列4缸SOHC发动机所用的凸轮轴。进、排气门都排列在同一根轴上。图3-11 DOHC所用凸轮轴和SOHC所用凸轮轴 凸轮轴上各同名凸轮的相对角位置符合各缸发火次序 模锻或铸造制成 正时齿轮的正时记号3凸轮轴传动机构 1齿轮传动机构 2链传动机构 3齿形带传动机构图3-17 凸轮的轮廓及形状气门间隙(valve
12、clearance)冷态装配时，气门与传动机构留出适当间隙，以补偿热膨胀量。挺柱挺柱 气门挺柱位于凸轮与推杆之间，承受凸轮的动作。因此，挺柱是凸轮从动件。它可分为机械挺柱和液力挺柱两大类。图3-18 带有间隙自调整装置的气门挺柱-液力挺柱 摇臂摇臂 从从DOHC发动机开场，凸轮直接驱动气门杆，就发动机开场，凸轮直接驱动气门杆，就是所谓的直动式，但现在仍然还有摇臂式的是所谓的直动式，但现在仍然还有摇臂式的DOHC发发动机。摇臂式用的是杠杆原理，动机。摇臂式用的是杠杆原理，SOHC和和ODHC的不的不同之处在于摇臂轴位置不同。根据杠杆原理、凸轮鼻同之处在于摇臂轴位置不同。根据杠杆原理、凸轮鼻高度、气门升程等设定最好的摇臂轴位置。摇臂式的高度、气门升程等设定最好的摇臂轴位置。摇臂式的气门间隙易调整，但构造复杂，高速运动时摇臂存在气门间隙易调整，但构造复杂，高速运动时摇臂存在弯曲问题。弯曲问题。图3-19 SOHC和DOHC摇臂2021/11/547谢谢欣赏！
