3.1配气机构结构类型认知（教案）-《汽车发动机构造与维修》同步教学（电子工业版）

授课项目及 任务名称 项目三 配气机构检修 任务1 配气机构结构类型认知 教学目标 素养目标 1．提升学生观察能力，理论联系实际的能力。 2．培养学生空间想象能力，逻辑思维能力。 知识目标 1．能够正确描述配气机构的功用、组成。 2．能够正确描述配气机构的布置形式。 3．能够正确描述配气机构的配气相位。 4．能够正确描述配气可变正时机构的结构与原理。 能力目标 能够指出配气机构在发动机上所处的位置，识别配气机构各组成部件的结构及其位置。 教学重点 1．.配气机构的功用与组成 2．配气机构的类型 3．配气相位 4．可变正时机构结构与原理 教学难点 1.配气相位 2.配气机构的类型识别 教法学法 借助于多媒体课件，讲授配气机构零部件的组成与检修方法。通过动画模拟配气机构的实际工作，使学生更形象了解配气机构的组成。 通过真实的气门拆装实训台架，教师讲解，学生指认练习等教学环节使学生熟悉并掌握项目所学内容。 课前准备（教具、活动准备等） 1.汽车配气机构工作原理动画、气门、气门弹簧等多媒体教学资源； 2.发动机配气机构台架实物； 3.多媒体教学设备、手套、抹布等。 授 课 主 要 内 容 任务导入 张先生开着自己的2010款卡罗拉汽车上班，在行驶过程中发现汽车行驶无力，提速困难，汽车尾部冒出大量蓝烟，遂到修理厂进行修理，经检测某缸燃烧室渗漏大量机油，缸压远低于标准值，需进一步进行拆卸检测。 任务准备 一、配气机构的功用与组成 1．配气机构的功用 配气机构的功用是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和点火顺序的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜充足的空气或混合气体及时进入气缸，废气及时从气缸排出；在压缩与做功冲程中，保证燃烧室的密封。 2．配气机构的组成 配气机构由气门组和气门传动组构成。 气门组包括：气门、气门座、气门导管、气门弹簧、锁片、卡簧。 气门传动组主要由正时链条（皮带）、凸轮轴正时齿轮及曲轴正时齿轮等组成。 二、配气机构的类型 1．配气机构按气门的布置形式，主要有气门顶置式和气门侧置式。 （1）气门顶置式：气门位于气缸盖上称为气门顶置式配气机构，由凸轮、挺柱、推杆、摇臂、气门和气门弹簧等组成。 （2）气门侧置式：气门位于气缸体侧面称为气门侧置式配气机构，由凸轮、挺柱、气门和气门弹簧等组成。 图3-1 气门顶置与侧置 2． 按照凸轮轴的布置位置分：下置式、中置式和上置式。 （1） 凸轮轴下置式，凸轮轴安装于发动机曲轴箱内。主要优点是凸轮轴离曲轴近，齿轮传动，优点是结构简单，缺点是零件多，传动链长，整个机构的刚度差； （2） 凸轮轴中置。凸轮轴位于气缸体的中部，由凸轮轴直接驱动气门组件，省去推杆，这种结构称为凸轮轴中置配气机构。 （3） 凸轮轴上置，凸轮轴布置在气缸盖上。凸轮轴上置有两种结构，一是凸轮轴直接通过摇臂来驱动气门，这样既无挺柱，又无推杆，往复运动质量大大减小，此结构适于高速发动机。 图3-2 凸轮轴布置位置 3． 按曲轴和凸轮轴的传动方式分为齿轮传动、链传动和带传动。 齿轮传动：应用在下置凸轮轴发动机，采用斜齿齿轮传动。 链传动和带传动：适用于凸轮轴上置的配气机构，链条传动噪声小，用于中置式或顶置式凸轮轴发动机。 4．按照气缸气门数量分类有二气门、四气门、五气门、八气门等。 三、配气相位 1．功用 配气相位就是气门从开始开启到关闭所经历的曲轴转角称为配气相位，通常用上、下止点曲拐位置的曲轴转角的环形图来表示，这种图形称为配气相位图。 进气门早开：增大了进气冲程开始时气门的开启高度，减小进气阻力，增加进气量。 进气门晚关：延长了进气时间，在大气压和气体惯性力的功用下，增加进气量。 排气门早开：借助气缸内的高压自行排气，大大减小了排气阻力，使排气干净。 排气门晚关：延长了排气时间，在废气压力和惯性力的功用下，使排气干净。 2．气门重叠 由于进气门早开，排气门晚关，进气门在上止点前开启，而排气门在上止点后关闭，势必造成在同一时间内两个气门同时开启的现象，这个现象称为气门重叠，把两个气门同时开启时间相对应的曲轴转角称为气门重叠角。 3．进、排气门的实际开闭时刻和持续时间 实际进气时刻和延续时间：在排气冲程接近终了时，活塞到达上止点前，即曲轴转到离上止点还差一个角度α，进气门便开始开启，进气冲程直到活塞越过下止点后β时，进气门才关闭。整个进气过程延续时间相当于曲轴转角180°+α+β。 α—进气提前角 一般α=10°～30° β—进气延迟角 一般β=40°～80° 所以进气过程曲轴转角为230°～290° 实际排气时刻和延续时间：同样，做功冲程接近终了时，活塞在下止点前排气门便开始开启，提前开启的角度γ一般为40°～80°，活塞越过上止点后δ排气门关闭，δ一般为10°～30°，整个排气过程相当于曲轴转角180°+γ+δ。 γ—排气提前角 一般γ=40°～80° δ—进气延迟角 一般δ=10°～30° 所以排气过程曲轴转角为230°～290° 气门重叠角α+δ=20°～60° 四、可变正时机构结构与原理 1．可变气门正时机构 可变气门正时机构的基本结构如图3-8所示，主要由可变气门凸轮轴正时调节器、油压 控制阀（OCV）、曲轴位置传感器（CKP）、凸轮轴位置传感器（CMP）及发动机管理系统（PCM）等组成。CKP将发动机转速信号和气缸识别信号传给 PCM。PCM经分析、计算，发出指令，输出电流（占空比）控制OCV，改变OCV的高压油通道。OCV控制可变气门正时执行器调节进气凸轮轴相位，以使气门正时达到最佳。 2．可变气门正时机构的工作原理 气门正时提前，当油压控制阀的滑阀按照PCM信号移动到左侧时，油泵液压注入气门正时提前通道，并最终到达可变气门正时执行器的气门正时提前室。然后，转子与凸轮轴一起向气门正时提前方向旋转，与曲轴驱动的壳旋转方向相同，此时气门正时被提前。 任务实施 一、任务名称 配气机构零部件认知 二、任务目标 1．能够正确判断配气机构的布置形式， 2．并能够描述配气机构气门组与气传动组的零部件组成。 三、技术标准 1．正确指认配气机构主要零部件名称； 2．正确判断配气机构布置形式。 四、任务操作流程 1．观察发动机，按照凸轮轴的位置判断配气机构布置形式。 2．观察发动机，确认气门传动组正时装置在发动机上的位置。 3．查阅资料确认该车每缸气门数。 4．观察发动机，判断该发动机是否配置可变气门正时机构。 5．判断发动机配气机构位置，并进一步判断凸轮轴数量。 6．在教师的指导下，在发动机实训台架上找出配气机构零部件组成，并记录。 五、安全注意事项 1．实训区域内严格遵守实训室要求、规范着装、穿戴好防护用品，不嬉戏打闹，不乱丢杂物，服从指导教师安排； 2．操作过程中，有不会的、不懂的可以组内讨论或请教老师，严禁随意拆卸，暴力操作； 3．工位污物及时清洁，工具、零件及设备有序摆放； 4．操作完成后，工具、设备及时归位，清洁工位，及时完成相关数据和实训报告的填写。 附板书设计： 项目三 配气机构检修 任务1 配气机构结构类型认知 一、配气机构的功用与组成 二、配气机构的类型 三、配气相位 四、可变正时机构结构与原理 课后反思： 3 学科网（北京）股份有限公司 $$