3.1配气机构概述(课件）-《汽车发动机构造与维修》同步教学（上海交通大学出版社）

第三章 配气机构的结构与检修 目录 CONTENTS 配气机构概述 01 配气机构的主要零部件 02 配气相位 03 04 配气机构检修项目及内容 模块一 配气机构概述 配气机构的功能及充气效率 一 配气机构按照发动机各缸的做功次序和每一缸工作循环的要求，适时地将各缸进气门与排气门打开或关闭，以保证新鲜空气（柴油机）或可燃混合气（汽油机）及时进入气缸并把燃烧后的废气排出气缸。 新鲜空气或可燃混合气被吸进气缸越多，则发动机可能发出的功率越大。新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度，用充气效率ηｖ 来表示。充气效率就是在进气行程中，实际进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气的质量与在进气系统进气状态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多，可燃混合气燃烧时可能放出的热量越大，所以发动机发出的功率也越大。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。此时压力越高，温度越低，则一定容积的气体质量就越大，因而充气效率越高。由于进气系统对气流的阻力造成进气终了时缸内气体压力降低，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的新气加热，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在进气状态下充满气缸工作容积的新鲜气体的质量。也就是说，充气效率总是小于１，一般为0.80～0.90。影响发动机充气效率的因素很多，故提高充气效率可以从多方面入手。就配气机构而言，主要是要求其结构有利于减小进气和排气的阻力，而且进、排气门的开启时刻和持续开启的时间比较适当，使吸气和排气都尽可能充分。 配气机构的基本组成 二 配气机构由气门组和气门传动组组成，如图3-1所示。 １．气门组 气门组主要由气门、气门导管、气门弹簧、气门弹簧座、气门油封和气门锁片等组成，其作用是开启和封闭进、排气道。 ２．气门传动组 气门传动组主要由凸轮轴正时齿轮、凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂总成等组成，其作用是使进、排气门按规定的时刻开闭。 配气机构的工作过程 三 配气机构的工作过程如图3-2所示，凸轮轴通过正时齿轮由曲轴驱动。四冲程发动机完成一个工作循环即曲轴转两圈（720°），每缸进、排气门各开启一次，故凸轮轴只需转一圈即可，因此曲轴转速与凸轮轴转速之比为2∶1。 （１）当凸轮轴上的凸轮基圆部分与挺柱接触时，挺柱不升高，气门处于关闭状态。 （２）当凸轮轴上的凸起部分与挺柱接触时，将挺柱顶起，挺柱通过推杆使摇臂绕摇臂轴摆动，摇臂的另一端向下推动气门，压缩气门弹簧，将气门头部推离气门座而打开。 （３）当凸轮的顶点转过挺柱后，便逐渐减小了对挺柱的推力，气门在其弹簧张力的作用下，开度逐渐减小直至关闭，使气缸密封。 配气机构的分类 四 １．按每缸气门数量分类 配气机构按每缸气门的数量，可分为双气门式和多气门式。现代高速发动机普遍采用多气门结构。为了改善换气性能，在可能的条件下，应尽量加大气门的直径，特别是进气门的直径。但是由于燃烧室尺寸的限制，气门直径最大一般不能超过气缸直径的一半。当气缸直径较大，活塞平均速度较高时，每缸一进一排的气门结构就不能保证良好的换气质量。因此，在很多新型汽车发动机上多采用每缸四个气门结构，即两个进气门和两个排气门，如图3-3所示。 ２．按凸轮轴的布置位置分类 按凸轮轴的布置位置，配气机构可分为凸轮轴下置式、凸轮轴中置式和凸轮轴上置式，如图3-4所示。 １）凸轮轴下置式 凸轮轴布置在气缸体上靠近曲轴的一侧，一般只用一对正时齿轮传动，大多数载货汽车和大中型客车发动机的配气机构采用这种形式。 ２）凸轮轴中置式 为减小气门传动组零件的往复运动惯性力，某些速度较高的发动机将下置式凸轮轴的位置抬高到气缸体的上部，缩短了传动零件的长度，称之为凸轮轴中置式配气机构。由于凸轮轴与曲轴的距离较远，故在一对正时齿轮中间加一个中间传动齿轮。 ３）凸轮轴上置式 凸轮轴直接布置在缸盖上。凸轮轴直接通过挺柱来驱动气门，省去了推杆、摇臂等，使往复运动质量大大减小，因此它适合于高速发动机。由于凸轮轴离曲轴中心较远，因而都采用链传动或同步齿形带传动。 ３．按凸轮轴的传动方式分类 按凸轮轴的传动方式，配气机构分为齿轮传动式、链传动式和同步齿形带传动式，如图3-5所示。 １.齿轮传动式 凸轮轴下置、中置的配气机构大多采用圆柱形正时齿轮传动。一般从曲轴到凸轮轴的传动只需一对正时齿轮，必要时可加装中间齿轮。为了啮合平稳，减小噪声，正时齿轮多用斜齿。在中、小功率发动机上，曲轴正时齿轮用钢来制造，而凸轮轴正时齿轮则用铸铁或夹布胶木制造，以减小噪声。 A ２.链传动式 链传动是指曲轴通过链条来驱动凸轮轴，这种传动形式多用于凸轮轴上置的远距离传动。但链传动的可靠性和耐久