（中职）汽车发动机构造与维修模块三配气机构教学课件高教版

汽车发动机构造与维修模块三 配 气 机 构 汽车发动机构造与维修 模块三 ◎理解充气效率及配气相位的概念； ◎理解配气机构的工作原理； ◎掌握配气机构的组成、主要零部件的构造； ◎了解可变进气系统的工作特点； ◎掌握配气机构总成的拆装方法。 学习目标 1. 充气效率 纯空气或可燃混合气充满气缸的程度常用充气效率表示，也称充气系数。充气效率指在进气过 程中，实际进入气缸的新鲜空气或可燃混合气的质量与在理想状况下充满气缸工作容积的新鲜空气 或可燃混合气的质量之比。 充气效率越高，表明进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气的质量越大，可燃混合气燃烧时放出 的热量越大，发动机发出的功率和转矩也就越大。 一、配气机构概述 发动机配气机构的功用就是根据每一气缸内所进行的工作循环和点火顺序的要求，定时打开和 关闭各缸的进、排气门，使新鲜可燃的混合气（汽油机）或空气（柴油机）及时进入气缸，废气及 时排出气缸，使换气过程最佳。 1. 充气效率 对于一定工作容积的发动机而言，充气效率与进气终了时气缸内的压力和温度有关。进气终了 压力越高，温度越低，则一定容积的气体质量就越大，充气效率越高。 由于进气系统对气流的阻力造成进气终了时气缸内的气体压力降低，又由于上一循环中残留在 气缸内的高温废气以及燃烧室、活塞顶、气门等高温零件对进入气缸内的新鲜气体加热，使进气终 了时气体的温度升高，实际充入气缸的新鲜气体的质量总是小于理想状态下充满气缸工作容积的新 鲜气体的质量，即充气效率总是小于 1，一般为 0.80 ～ 0.90。 影响充气效率的因素很多，就配气机构而言，应使其结构有利于减小进、排气阻力，并且进、 排气门的开启时刻和持续开启的时间应适当，使吸气和排气过程尽可能充分，充气效率提高。 一、配气机构概述 2. 配气机构的组成 配气机构如图 3-1 所示，主要由气门组和气门传动组两部分组成。 气门组包括气门、气门座、气门导管、 气门弹簧及座圈、锁片（锁销）和油封等 零件。 气门传动组由凸轮轴、摇臂、摇臂轴、 推杆、挺柱和正时齿轮（正时皮带轮）等 组成。 为了满足现在车用发动机的高速、强 化、低排放要求，配气机构需要不断改善换 气性能和提高高速适应性，为此出现了多种 配气机构形式，其中可变配气技术在配气机 构中的应用越来越多。 一、配气机构概述 3. 配气机构的工作原理 发动机工作时，驱动机构驱动凸轮轴 旋转，凸轮的凸起部分通过挺柱、推杆和绕 摇臂轴摆动的摇臂压缩气门弹簧，使气门离 座，即气门开启。当凸轮凸起部分离开后， 气门便在气门弹簧力的作用下而落座，即气 门关闭。压缩和做功行程中，气门在弹簧张 力的作用下严密关闭。 四冲程发动机每完成一个工作循环，曲 轴旋转两周，各缸的进、排气门各开启一 次，凸轮轴应只旋转一周。因此，曲轴与凸 轮轴的转速之比为 2 ∶ 1。 一、配气机构概述 1. 气门的布置位置 气门的布置位置有侧置式和顶置式两种类型。 （1）气门侧置式配气机构。气门侧置式配气机构的进、排气门在气缸的侧面。其压缩比受到限 制，进、排气门阻力较大，发动机的动力性和高速性均较差，目前已被淘汰。 （2）气门顶置式配气机构。气门顶置式配气机构的进、排气门位于气缸盖上，如图 3-1 所示。 其进气阻力小，燃烧室结构紧凑，气流搅动大，能达到较高的压缩比，现代发动机均采用气门顶置 式配气机构。 二、气门的布置位置及排列方式 1）每缸两个气门的排列方式 一般发动机都采用每缸两气门，即一个进气门和一个排气门，所有气门沿机体纵向轴线排成一 列的结构。 为了改善气缸的换气性能，在结构允许的条件下，应尽量增大进气门头部的直径，特别是增大进气门的直径。通过增大断面面积，减小进气阻力，增加进气量。排气门头部直径略小，排气阻力 稍大，但排气阻力对发动机性能的影响比进气阻力小得多，因此进气门和排气门数量相同时，进气 门头部直径总比排气门大。 2. 每缸气门数及排列方式 二、气门的布置位置及排列方式 2）每缸四个气门的排列方式 现代高性能汽车发动机普遍采用每缸四气门，即两个进气门和两个排气门的结构。其突出的优 点是在有限的气缸直径内，气流通过断面面积大，进、排气充分，提高了充气效率；气门的头部直 径较小，质量减轻，运动惯性力也减小，有利于提高发动机转速。此外，四气门发动机，多采用篷 形燃烧室，火花塞布置在燃烧室的中央，有利于燃烧，提高功率、改善排放。其缺点是配气机构零 件数量增多，制造成本增加。 二、气门的布置位置及排列方式 2. 每缸气门数及排列方式 3）每缸五个气门的排列方式 每缸五个气门方式即每缸采用三个进气门和两个排气门的五个气门的结构，气门的排列方式通 常是同名气门排成一列，如图 3-3 所示。与四气门相比，其气门流