配氣機構(gòu)演示文稿.ppt

第三章 配氣機構(gòu) 概述 氣門間隙 配氣相位 配氣機構(gòu)的組成和零件 概 述 一、功用： 配氣機構(gòu)是進、排氣控制機構(gòu)，它按照氣 缸的工作順序和工作過程的要求，準時地開閉 進、排氣門、向氣缸供給可燃混合氣（汽油機） 或新鮮空氣（柴油機）并及時排出廢氣。另外， 當(dāng)進、排氣門關(guān)閉時，保證氣缸密封。進飽排 凈。 二、充氣效率： 新鮮空氣或可燃混合氣被吸入氣缸愈多， 則發(fā)動機可能發(fā)出的功率愈大。這些氣體充滿 氣缸的程度，用 充量系數(shù) 表示。 越高， 表明進入氣缸的新氣越多，可燃混合氣燃燒時 可能放出的熱量也就越大，發(fā)動機的功率越大。 三 、類型： 1、按氣門的布臵： 氣門頂臵式；氣門側(cè)臵式 2、按凸輪軸的布臵位臵： 下臵式；中臵式；上臵式 3、按曲軸與凸輪軸的傳動方式： 齒輪傳動；鏈條傳動；齒帶傳動 4、按每氣缸氣門數(shù)目： 二氣門式；四氣門式等 3.1 配氣機構(gòu)的總布臵 一、配氣機構(gòu)的組成與工作情況 氣門驅(qū)動組： 氣門驅(qū) 動組是從 正時齒輪開始 至推動氣門動作的所有 零件。 主要由正時齒輪、 凸輪軸、氣門挺柱、推 桿、調(diào)整螺釘和鎖緊螺 母、搖臂、搖臂軸、搖 臂軸支架等組成。其功 用是定時驅(qū)動氣門使其 開閉。 氣門組： 主要由氣門 鎖片、氣門彈簧座、氣 門彈簧、氣門、氣門導(dǎo) 管、氣門座等組成。其 功用主要是維持氣門的 關(guān)閉。 1、氣門布置 1)氣門頂置式 組成： 工作過程 (1)氣門打開： 曲 軸通過正時齒輪驅(qū)動 凸輪軸旋轉(zhuǎn)，使凸輪 軸上的凸輪凸起部分 通過挺柱、推桿、調(diào) 整螺釘，推動搖臂擺 轉(zhuǎn)，搖臂的另一端便 向下推開氣門，同時 使彈簧進一步壓縮。 (2)氣門關(guān)閉： 當(dāng) 凸輪的凸起部分的頂 點轉(zhuǎn)過挺柱以后，氣 門在其彈簧張力的作 用下，開度逐漸減小， 直至最后關(guān)閉，進氣 或排氣過程即告結(jié)束。 特點： A、氣門行程大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，燃燒室緊湊。 (凸輪軸下臵式 ) B、 進氣阻力小，燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊，氣流攪 動大，能達到較高的壓縮比，目前國產(chǎn)的 汽車發(fā)動機都采用氣門頂臵式配氣機構(gòu)。 C、曲軸與凸輪軸傳動比為 2:1。 2)、氣門側(cè)臵式 進排氣門都布臵在氣缸 的一側(cè)，結(jié)構(gòu)簡單、零件數(shù) 目少。 氣門布臵在同一側(cè)導(dǎo)致 燃燒室結(jié)構(gòu)不緊湊、熱量損 失大、進氣道曲折、進氣阻 力大，使發(fā)動機性能下降， 已趨于淘汰。 2、凸輪軸的布置型式 1)、凸輪軸下臵 不利因素： 凸輪軸 與氣門相距較遠， 動力傳遞路線較長， 環(huán)節(jié)多，因此不適 用于高速發(fā)動機。 有利因素： 簡化曲 軸與凸輪軸之間的 傳動裝臵，有利于 發(fā)動機的布臵。 2、凸輪軸中臵式 傳動方式 ：凸輪 軸經(jīng)過挺柱直接 驅(qū)動搖臂，省去 了推桿。 應(yīng)用 ：適用于發(fā) 動機轉(zhuǎn)速 較高 時， 可以減少氣門傳 動機構(gòu)的往復(fù)運 動質(zhì)量。 凸輪軸 挺柱 活塞 搖臂 調(diào)整螺釘 3、凸輪軸上臵式 應(yīng)用：高速發(fā)動機 特點： 凸輪軸與 氣門距離近，不 需要推桿、挺柱， 使往復(fù)運動的慣 量減少。 凸輪軸 凸輪軸 活塞 雙凸輪軸上置式發(fā)動機 桑塔納轎車發(fā)動機 二、配氣機構(gòu)的傳動方式 傳動方式 傳動路線 應(yīng)用 齒輪傳動 曲軸正時齒輪（鋼） 凸輪軸正時齒輪（鑄鐵或膠木） 凸輪軸下置、 中置式配氣 機構(gòu) 鏈條傳動 曲軸 鏈條 凸輪軸正時齒輪 凸輪軸上置 式配氣機構(gòu) 齒形帶傳動 曲軸 齒形皮帶 凸輪軸正時齒輪 凸輪軸上置式配氣機構(gòu) 齒輪傳動 曲軸正時齒輪（鋼） 凸輪軸正時齒輪（鑄鐵或膠木） 凸輪軸下置、 中置式配氣 機構(gòu) 一般從曲軸到凸輪軸只需一對正 時齒輪傳動，若齒輪直徑過大， 可增加一個中間齒輪。為了嚙合 平穩(wěn)，減小噪聲，正時齒輪多用 斜齒 材料： 曲軸正時齒輪：鋼制 凸輪軸正時齒輪：鑄鐵，夾布膠 木 配氣正時：安裝時正時記號對齊 鏈條傳動 曲軸 鏈條 凸輪軸正時齒輪 凸輪軸上置 式配氣機構(gòu) 噪音小 工作可靠性和耐久性不如齒輪傳動 齒形帶傳動 曲軸 齒形皮帶 凸輪軸正時齒輪 凸輪軸上置式配氣機構(gòu) 齒形帶傳動，傳動 比準確，效率高， 不需潤滑，噪聲小、 工作可靠、成本低 齒形皮帶材料：氯 丁橡膠 曲軸正時 齒形帶輪 中間軸齒 形帶輪 張緊輪 凸輪軸正時 齒形帶輪 三、氣門排列及驅(qū)動裝臵 1.兩氣門的排列及驅(qū)動 一般發(fā)動機都采用每缸兩個氣門，即一個進氣門 和一個排氣門的結(jié)構(gòu)。為了改善換氣，在可能的條件 下，應(yīng)盡量加大氣門的直徑，特別是進氣門的直徑。 排列 ： 一列 驅(qū)動：一根凸輪軸驅(qū)動 進排氣道： 汽油機：臵于機體一側(cè)，進氣預(yù)熱 ，提高汽油揮發(fā)性 柴油機：臵于機體兩側(cè)，防止進氣預(yù)熱，提高充氣效 率 2.四氣門的排列及驅(qū)動 某些大排量、高功率的發(fā)動機，由于氣門尺寸的限制，每缸兩個 氣門不能滿足換氣的需要，而采用三氣門 (兩進一排 )或四氣門 (兩 進兩排 )，因此必須有使兩 同名氣門同步開閉 的驅(qū)動裝臵。 每缸采用四個氣門時，其氣門排列的方案有二種： 1).同名氣門排成兩列 如圖所示，由一個凸輪 通過 T形驅(qū)動桿同時驅(qū)動， 并且所有氣門都可以由一 根凸輪軸驅(qū)動。 2).同名氣門排成一列 如圖所示，進排氣門分 別位于曲軸中心線的兩側(cè)， 分別采用兩凸輪軸驅(qū)動， 每缸兩同名氣門采用兩個 形狀和位臵相同的凸輪驅(qū) 動。 四、氣門間隙及其調(diào)整 1、概念： 氣門間隙 ： 為保證氣門關(guān)閉嚴密，通常發(fā)動機在冷態(tài) 裝配時，在氣門桿尾端與氣門驅(qū)動零件（搖臂、挺柱 或凸輪）之間留有適當(dāng)?shù)拈g隙。 氣門桿 搖臂 氣門間隙 2、 必要性： 發(fā)動機工作時 ， 氣門將因溫度升高而膨脹 ， 如果氣門及 其傳動件之間 ， 在冷態(tài)時無間隙或間隙過小 ， 則在熱態(tài)時 ， 氣門及其 傳動件的受熱膨脹勢必引起氣門關(guān)閉不嚴 ， 造成發(fā)動機在壓縮和作功 行程中漏氣 ， 而使功率下降 ， 嚴重時甚至不易起動 。 為了消除這種現(xiàn) 象 ， 通常在發(fā)動機冷態(tài)裝配時 ， 留有氣門間隙 ， 以補償氣門受熱后的 膨脹量 。 有的發(fā)動機采用液力挺柱 ， 挺柱的長度能自動變化 ， 隨時補 償氣門的熱膨脹量 ， 故不需要預(yù)留氣門間隙 。 過大： （ 1） 傳動零件之間及氣門和氣門座之間產(chǎn)生撞擊響聲 ， 并 加速磨損 。 （ 2） 使氣門開啟的持續(xù)時間減少 ， 氣缸充氣和排氣情況變 壞 。 過?。?熱態(tài)下使氣門關(guān)閉不嚴而發(fā)生漏氣 ， 導(dǎo)致功率下降 ， 甚至燒壞氣門 。 3、 大小 ： 氣門 間隙 進氣門 0.250.30mm 排氣門 0.300.35mm 4、氣門間隙調(diào)整 1）氣門間隙調(diào)整方法 兩遍法 生產(chǎn)實踐中，普遍地采用兩遍法調(diào)整氣門間隙，即第一缸壓縮終了上止 點時，調(diào)整所有氣門的半數(shù)，再搖轉(zhuǎn)曲軸一周 (指四沖程發(fā)動機 )便可調(diào)整 其余半數(shù)氣門。 2）氣門間隙調(diào)整原則 氣門在完全關(guān)閉的情況下，才能調(diào)整氣門間隙 即挺柱 (或搖臂 )必須落在凸輪的基圓上才可調(diào)整。 由于氣門開始開啟和開始關(guān)閉時，挺柱 (或搖臂 )是在凸輪的緩沖段內(nèi)某點 上，而且配氣相位往往產(chǎn)生一定的偏差，所以不僅氣門開啟過程不能調(diào)， 而且將要開啟和剛關(guān)閉不久的一段時間內(nèi)也不能調(diào)。根據(jù)該原則，則氣 門在六種狀態(tài)下不能調(diào)： (1)正在進氣，則進氣門不能調(diào)； (2)正在排氣，則排氣門不能調(diào)； (3)將要進氣，則進氣門不能調(diào)； (4)將要排氣，則排氣門不能調(diào)； (5)剛進氣完，則進氣門不能調(diào)； (6)剛排氣完，則排氣門不能調(diào)。 據(jù)調(diào)整原則結(jié)合表中的圖可以看出：一缸壓縮終了，雙門關(guān)閉，均可 調(diào)；六缸排氣終了，雙門疊開，均不可調(diào)；五缸壓縮過程，距“進關(guān)” 很近，屬“進氣剛完”，進氣門不能調(diào)，距“排開”、“排關(guān)”都很遠， 排氣門可調(diào)；二缸“正在排氣”，排氣門不可調(diào)，距“進開”尚遠，進 氣門可調(diào)；三缸“正在進氣”，進氣門下可調(diào)，距“排關(guān)”已遠，排氣 門可調(diào)；四缸作功過程，已距“排開”很近，屬“將要排氣”，排氣門 不可調(diào)，距“進開”“進關(guān)”都很遠，進氣門可調(diào)。 綜上分析，一缸壓縮終了時，可調(diào)氣門有：一缸雙門，二、四缸進氣 門，三、五缸排氣門。同理可分析六缸壓縮終了時，剩下六個氣門可調(diào)。 如此，兩遍調(diào)完全部氣門。 如將發(fā)動機的工作順序排成如圖 3-37所示的環(huán)形圖，則一缸作功 開始時，將第一周和第二周作功的缸號，分別排在環(huán)形圖的上方 (可調(diào)排氣門 )和下方 (可調(diào)進氣門 )。于是環(huán)形圖中各缸號可分為 雙門可調(diào)段 (左 )、排氣門可調(diào)段 (上 )、雙門均不可調(diào)段 (右 )、進 氣門可調(diào)段 (下 )，即順次可按 “ 雙、排、不、進 ” 四段來判別氣 門的可調(diào)性。自然，將曲軸轉(zhuǎn)一圈，則 “ 雙 -不 ” 對調(diào)， “ 排 -進 ” 對調(diào)。 發(fā)動機工作時，由于汽門處在高溫下工作，氣門等機件因受熱膨脹而伸長， 所以，必須在氣門冷態(tài)時預(yù)留一定的氣門間隙，以保證在氣門受熱膨脹伸 長時，仍能使氣門與氣門座緊密配合。由于氣門長時間的工作，改變了原 來的氣門間隙。所以，當(dāng)聽到氣門有“嗒嗒”的異響時，應(yīng)檢查并調(diào)整氣 門間隙。 在調(diào)整氣門間隙時，必須按廠家規(guī)定的數(shù)值去調(diào)整，并且使氣門在完 全關(guān)閉的情況下進行。調(diào)整氣門間隙的位臵：側(cè)臵式發(fā)動機在挺桿上，頂 臵式發(fā)動機在搖臂上。常見的氣門調(diào)整方法有：逐缸調(diào)整法、二次調(diào)整法、 表達式法等。但由于發(fā)動機種類繁多，進排氣門排列順序各不相同。用以 上方法調(diào)整氣門間隙，有不便記憶和繁鎖之感。而且如果不知道發(fā)動機的 點火順序（或噴油順序），調(diào)整起來將更加麻煩?，F(xiàn)介紹針對 2種不同情 況下調(diào)整氣門間隙的方法及技巧。 已知點火順序的氣門間隙調(diào)整 1確定 1缸壓縮上止點的簡便方法 若知道發(fā)動機的點火順序（或噴油順序），調(diào)整氣門間隙時，首先 應(yīng)準確無誤地找出 1缸或 6缸壓縮上止點的位謾秩范 ?缸或 6缸壓縮上止 點的方法比較復(fù)雜，操作起來十分麻煩（即卸下第 1缸火花塞，用大姆指 或棉紗團堵住第一缸火花塞孔，然后用手搖柄搖轉(zhuǎn)曲軸。當(dāng)大拇指感到 有壓力或棉紗團“嘭”地一下跳出時，即為第 1缸壓縮上止點的位臵）。 現(xiàn)根據(jù)筆者的檢修經(jīng)驗介紹一種簡便實用的方法：利用 1、 6缸（ 4缸）活 塞在同一平面上， 1缸壓縮終了時， 6或 4缸氣門迭開這一規(guī)律來確定。即 當(dāng) 1缸壓縮上止點時， 6缸（ 4缸）排氣門接近關(guān)閉，進氣門剛剛上頂，排 氣門下落不好掌握，進氣門上頂便于觀察，只要進氣門頂桿略微上行， 1 缸即在壓縮上止點位臵。同理，當(dāng) 1缸進氣門推桿微動， 6缸（ 4缸）即在 壓縮上止點位臵。 2 確定可調(diào)氣門的技巧 下面以作功順序為 1-5-3-6-2-4的 6缸發(fā)動機為例說明其簡便調(diào)整的方 法及口訣。當(dāng)確定發(fā)動機 1缸在壓縮上止點時， 1缸 2氣門全調(diào)， 5、 3缸在 壓縮開始和進氣過程， 2排氣門可調(diào)。 6缸在進氣迭開狀態(tài)，均不可調(diào)。 2、 4缸在排氣和作功終了時， 2進氣門可調(diào)。調(diào)整完畢后，再轉(zhuǎn)動曲軸 360 后，可依次調(diào)整剩下的所有氣門。 可歸納成口訣為：全調(diào)排、不調(diào)進。也可概括歸納為：取首缸、去中 間、前調(diào)排、后調(diào)進、三百六、剩余缸、依次來。即： 6缸前的汽缸調(diào)進 氣門， 6缸后的汽缸調(diào)進氣門。若 6缸在壓縮上止點時（ 6-2-4-1-5-3），其 推理方法相同，從 6缸開始，也是全調(diào)排、不調(diào)進。即 1缸前的汽缸調(diào)進氣 門， 1缸后的汽缸調(diào)進氣門。 此法同樣可用于 4缸和多缸發(fā)動機，以作功順序為 1-3-4-2的 4缸發(fā)動機 為例介紹：其口訣仍是全調(diào)排、不調(diào)進。即 4缸前的汽缸調(diào)進氣門， 4缸后 的汽缸調(diào)進氣門。 4缸進、排氣門均不調(diào)。 以上推理表明，只要我們記住“口訣”，知道發(fā)動機的作功順序就可 簡便地確定可調(diào)氣門 未知點火順序的氣門間隙調(diào)整 我們在維修某些汽車時，有時會不知道其點火順序（或噴油順序）。如何檢 查并調(diào)整其氣門間隙呢？下面介紹 2種調(diào)整氣門的方法和技巧。 方法 1：直列 4行程式汽缸，將其缸數(shù)一分為二，以中間為對稱軸，使其兩邊 的缸數(shù)相等。兩人配合，一人搖轉(zhuǎn)曲軸。當(dāng)要檢查調(diào)整對稱軸右邊的某一缸氣門 間隙時，只要注意看對稱軸的左邊對應(yīng)缸的進氣門。當(dāng)該氣門稍動時，即可檢查 調(diào)整右邊這一缸的氣門間隙。 6缸直列式發(fā)動機，如要檢查調(diào)整第 5缸進、排氣門 間隙，則看到第 2缸進氣門稍動時，第 5缸正處于壓縮終了上止點，此時就要檢查 調(diào)整該缸的 2只氣門。對于 V型發(fā)動機，可將其看作兩個彼此直列式來分析，分別 進行檢查調(diào)整，具體方法一樣。 從發(fā)動機曲軸的連桿軸頸排列來分析，該方法是正確的。因為對稱軸左右的 連桿軸頸是對稱的。當(dāng)?shù)?5缸處于壓縮上止點時，第 2缸正好是處于排氣上止點。 由于進、排氣有迭開角，故該缸進氣門剛剛開啟。 方法 2：當(dāng)某一缸內(nèi)的 1只氣門處于開啟最大位臵時（側(cè)臵式配氣機構(gòu)可從氣 門室蓋觀察，即凸輪的尖端部分朝向插桿時；頂臵式配氣機構(gòu)可觀察氣門搖臂， 其端頭向下打開氣門的最低位臵時），這時可檢查調(diào)整該缸的另一只氣門間隙。 照此逐缸一一進行，就可將該缸發(fā)動機的全部氣門間隙調(diào)整完畢。 這種方法的可行性可從凸輪軸的結(jié)構(gòu)來加以驗證，因為同一缸的異名凸輪夾 角為 90 ，也就是說，同一缸的 1只氣門處于最大開啟狀態(tài)時，另一只氣門一定 處于關(guān)閉狀態(tài)，且凸輪的基圓是朝向挺桿的，具備了調(diào)整該氣門間隙的條件。 利用配氣相位調(diào)節(jié)氣門間隙 例： =8 =31 =28 =8 點火次序： 1 5 3 6 2 4 一缸在壓縮上止點，問那些氣門的間隙 可調(diào)？ 1缸 5缸 3缸 6缸 2缸 4缸 1缸 2缸 3缸 4缸 5缸 6缸 進氣門 可調(diào) 可調(diào) 不可調(diào) 可調(diào) 不可調(diào) 不可調(diào) 排氣門 可調(diào) 不可調(diào) 可調(diào) 不可調(diào) 可調(diào) 不可調(diào) 本田雅閣發(fā)動機氣門間隙的調(diào)整 1只有當(dāng)缸蓋溫度降到 38度以下后，才能進行氣門間隙 調(diào)整。 (1)拆下缸蓋罩和正時皮帶上罩。 (2)設(shè)置 1號氣缸活塞在壓縮上死點位置。凸輪軸皮帶輪 上的“ UP”記號應(yīng)位于頂部，皮帶輪上的上死點槽口 應(yīng)與缸蓋表面平齊。 (3)調(diào)節(jié) 1號氣缸進、排氣門的間隙 進氣門： 0 26mm 0 02mm； 排氣門： 0 30mm 0 02mm。 (4)松開鎖止螺母， 轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺釘，直到 厚薄規(guī)前后移動時感 覺到有一點拖滯為止。 (5)擰緊鎖止螺母， 再檢查氣門間隙， 如有必要，重新進 行調(diào)整。 實物圖 測量氣門間隙 擰松緊定螺母，調(diào)正調(diào)節(jié)螺釘 (6)逆時針方向旋轉(zhuǎn)曲軸 180度 (凸輪軸皮帶輪轉(zhuǎn) 動 90度 )，“ UP” 記號應(yīng)在排氣門側(cè)。調(diào)節(jié)第 3 號氣缸進、排氣門的間隙。 (7)繼續(xù)逆時針方向轉(zhuǎn)動曲軸 180。使第 4號 氣缸活塞處于壓縮上死點位置。調(diào)節(jié)第 4 號氣缸進、排氣門的間隙。 (8)再逆時針轉(zhuǎn)動曲軸 180 。使第 2號氣缸 活塞處于壓縮上死點位置，“ UP”記號 應(yīng)在進氣門側(cè)。調(diào)節(jié)第 2號氣缸進、排氣 門的間隙。 3.2 配氣相位 (定時） 一、配氣相位：用曲軸轉(zhuǎn)角表示的進、排氣門開閉時刻和 開啟持續(xù)時間，稱為配氣相位。 通常用環(huán)形圖表示 -配氣相位圖。 理論上 講進、壓、功、排各占 180 ，也就是說進、排氣門都是在 上、下止點開閉，延續(xù)時間都是曲軸轉(zhuǎn)角 180 。 但實際表明 ，簡單配氣相位對實際工作是很不適應(yīng)的，它不能滿 足發(fā)動機對進、排氣門的要求。 原因： 氣門的開、閉有個過程 開啟 總是 由小 大 關(guān)閉 總是 由大 小 氣體慣性的影響 隨著活塞的運動 同樣造成進氣不足、排氣不凈 發(fā)動機速度的要求 實際發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速很高，活塞每一行程歷時都很短，當(dāng)轉(zhuǎn)速為 5600r/min時一個行程只有 60/（ 5600 2） =0.0054s，就是轉(zhuǎn)速為 1500r/min，一個行程也只有 0.02s，這樣短的進氣或排氣過程，使 發(fā)動機進氣不足，排氣不凈。 可見，理論上的配氣相位不能滿足發(fā)動機進飽排凈的要求， 實際配氣相位演示 上止點 下止點 10 30 40 80 40 80 10 30 二、進氣門的配氣相位 1.進氣提前角 (1)定義：在排氣沖程接近終了，活塞到達上止點之前，進氣門便開始 開啟。從進氣門開始開啟到上止點所對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角稱為進氣提前角 (或 早開角 )。進氣提前角用 表示， 一般為 10 30 。 (2)目的：進氣門早開，使得活塞到達上止點開始向下運動時，因進氣 門已有一定開度，所以可較快地獲得較大的進氣通道截面，減少進氣阻 力。 2.進氣遲后角 (1)定義：在進氣沖程下止點過后，活塞重又上行一段，進氣門才關(guān)閉。 從下止點到進氣門關(guān)閉所對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角稱為進氣遲后角 (或晚關(guān)角 )。進 氣遲后角用 表示， 一般為 40 80 。 (2)目的： 利用壓力差繼續(xù)進氣：活塞到達下止點時，由于進氣阻力的影響，氣缸 內(nèi)的壓力仍低于大氣壓，進氣門晚關(guān)，利用壓力差可繼續(xù)進氣。 利用進氣慣性繼續(xù)進氣：活塞到達下止點時，進氣氣流還有相當(dāng)大的慣 性，進氣門晚關(guān)，仍能繼續(xù)進氣。 下止點過后，隨著活塞的上行，氣缸內(nèi)壓力逐漸增大，進氣氣流速度也逐 漸減小，至流速等于零時，進氣門便關(guān)閉的 角最適宜。若 過大便會將 進入氣缸內(nèi)的氣體重新又壓回進氣管。 由上可見，進氣門開啟持續(xù)時間 內(nèi)的曲軸轉(zhuǎn)角，即進氣持續(xù)角為： +180 +。 三、排氣門的配氣相位 1.排氣提前角 (1)定義：在作功行程的后期，活塞到達下止點前，排氣門便開始開啟。 從排氣門開始開啟到下止點所對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角稱為排氣提前角 (或早開角 )。 排氣提前角用 表示， 一般為 40 80 。 (2)目的： 利用氣缸內(nèi)的廢氣壓力提前自由排氣：恰當(dāng)?shù)呐艢忾T早開，氣缸內(nèi) 還有大約 300kPa500kPa的壓力，作功作用已經(jīng)不大，可利用此壓力使氣 缸內(nèi)的廢氣迅速地自由排出。 減少排氣消耗的功率：提前排氣，等活塞到達下止點時，氣缸內(nèi)只 剩約 110kPa120kPa的壓力，使排氣沖程所消耗的功率大為減小。 高溫廢氣的早排，還可以防止發(fā)動機過熱。 2.排氣遲后角 (1)定義：在活塞越過上止點后，排氣門才關(guān)閉。從上止點到排氣門關(guān) 閉所對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角稱為排氣遲后角 (或晚關(guān)角 )。排氣遲后角用 表示， 一般為 10 30 。 (2)目的： 利用缸內(nèi)外壓力差繼續(xù)排氣：活塞到達上止點時，氣缸內(nèi)的壓力仍高 于大氣壓，利用缸內(nèi)外壓力差可繼續(xù)排氣。 利用慣性繼續(xù)排氣：活塞到達上止點時，廢氣氣流有一定的慣性，利 用慣性可繼續(xù)排氣。所以排氣門適當(dāng)晚關(guān)可使廢氣排得較干凈。 由此可見，氣門開啟持續(xù)時間內(nèi) 的曲軸轉(zhuǎn)角，即排氣持續(xù)角為 +180 +。 1.定義：由于進氣門早開和排氣門晚關(guān)，就出現(xiàn)了一段進排氣門同時開啟 的現(xiàn)象，稱為氣門疊開。同時開啟的角度，即進氣門早開角與排氣門晚關(guān)角 的和 (+)，稱為氣門疊開角。 2.廢氣倒排回進氣管和新鮮氣體隨廢氣排出的問題： 由于疊開時氣門的開度較小，且新鮮氣體和廢氣流的慣性要保持原來的流 動方向，所以只要疊開角適當(dāng)，就不會產(chǎn)生廢氣倒排回進氣管和新鮮氣體隨 廢氣排出的問題。發(fā)動機的結(jié)構(gòu)不同、轉(zhuǎn)速不同，配氣相位也就不同。 四 、氣門疊開 從上面的分析，可以看出實際配氣相位和理論上的配氣相位相差很大，實 際配氣相位，氣門要早開晚關(guān)，主要是為了滿足進氣充足，排氣干凈的要 求。但實際中，究竟氣門什么時候開？什么時候關(guān)最好呢？這主要根據(jù)各 種車型，經(jīng)過實驗的方法確定，由凸輪軸的形狀、位臵及配氣機構(gòu)來保證。 氣門疊開角過大 :小負荷運轉(zhuǎn)時，由于進氣管壓力很低，易出現(xiàn)廢氣倒流 增壓柴油機氣門疊開角一般很大，因進氣壓力大，掃氣，甚至有一部分新 鮮空氣從排氣門排出。 一、氣門傳動組 組成 功用：定時驅(qū)動氣門開閉，并保證氣門有足夠的開度和適當(dāng)?shù)?氣門間隙。 凸輪軸 挺柱 推桿 搖臂 凸輪軸正 時齒輪 搖臂軸 3.3 氣門傳動組與氣門組 1、凸輪軸 1)、 作用：驅(qū)動和控制各缸氣門的開啟和關(guān)閉，使其符合發(fā)動機的 工作順序、配氣相位和氣門開度的變化規(guī)律等要求。 工作條件：承受氣門間歇開啟的周期性沖擊載荷。 2)、 材料：多用優(yōu)質(zhì)碳鋼或合金鋼鍛制，并經(jīng)表面高頻淬火 (中碳鋼 ) 或滲碳淬火 (低碳鋼 )處理。合金鑄鐵、球墨鑄鐵 3)、 結(jié)構(gòu)： 凸輪 凸輪軸軸頸 驅(qū)動分電器的螺旋齒輪 螺栓 墊片 正時齒輪 止推凸緣 止推座 凸輪軸 襯套 驅(qū)動汽 油泵的 偏心輪 4)、凸輪軸軸頸 （多軸頸支撐） 1)作用：用來支承凸輪軸。 2)結(jié)構(gòu)： (1)凸輪軸各道軸頸的直徑 有的相等 ，但也有的 從前往后 逐漸減小 ，以便于安裝。 2、 凸輪 2)工作條件： 承受氣門彈簧的張力，間歇性的沖擊 載荷。 3)凸輪性能： 表面有良好的耐磨性，足夠的剛度。 凸輪與挺柱線接觸，接 觸壓力大，磨損快。 1)作用：氣門開啟和關(guān)閉的持續(xù)時間必 須符合配氣相位要求。這是由 凸輪的輪 廓來保證的， 而且凸輪的輪廓還在很大 程度上決定了氣門的最大升程和升降行 程的運動規(guī)律。 氣門開啟點 消除氣門 間隙階段 氣門升程最大時刻 氣門關(guān)閉點 出現(xiàn)氣門 間隙階段 緩沖結(jié)束點 4)結(jié)構(gòu)：如圖所示的凸輪輪廓中， O為凸輪軸的軸心，圓弧 EA為凸 輪的基圓， AB和 DE為凸輪的緩沖段，緩沖段中凸輪的升程變化速 度較慢， BCD為凸輪的工作段，此段升程較快， C點時升程最大， 它決定了氣門的最大開度。 5)工作過程： 當(dāng)凸輪按圖中方向轉(zhuǎn)過 EA時，挺柱處于最低位臵不動，氣門處于 關(guān)閉狀態(tài)。凸輪轉(zhuǎn)至 A點時，挺柱開始移動。繼續(xù)轉(zhuǎn)動，在緩沖段 AB內(nèi)的某點 M處消除氣門間隙，氣門開始開啟，至 C點時氣門開度 最大，而后逐漸關(guān)小，至緩沖段 DE內(nèi)某點 N時，氣門完全關(guān)閉。此 后，挺柱繼續(xù)下落，出現(xiàn)氣門間隙，至 E點時挺柱又處于最低位臵。 氣門開啟點 消除氣門間 隙階段 氣門升程最大時刻 氣門關(guān)閉點 出現(xiàn)氣門間 隙階段 緩沖結(jié)束點 由于氣門開始開 啟和最后關(guān)閉時 均在凸輪升程變 化較慢的緩沖段 內(nèi)，這就使氣門 桿尾端在消除氣 門間隙的瞬間和 氣門頭落座的瞬 間的沖擊力均較 小，有利于減小 噪聲和磨損。 6）同名凸輪的相對角位臵 同名凸輪 :各缸進氣凸輪或排氣凸輪 同一氣缸進 、 排氣凸輪的相對角位臵與相應(yīng)的配氣相位相對應(yīng)。 點火順序： 1 2 4 3 凸輪軸為逆時針 (從前端看 )轉(zhuǎn)動，工作順序為 1-2-4-3的四缸發(fā)動機其作 功間隔為 720 /4=180 ，由于凸輪軸轉(zhuǎn)速為曲軸轉(zhuǎn)速的 1/2，所以表現(xiàn)在 凸輪軸上 同名凸輪間的夾角 則為 180 /2=90 ，又如凸輪軸為逆時針方向 轉(zhuǎn)動，工作順序為 1-5-3-6-2-4的六缸發(fā)動機其作功間隔角為 120 ，則同 名凸輪的夾角為 120 /2=60 。 已知凸輪軸旋轉(zhuǎn)方向和同名凸輪的相對位臵，可判斷發(fā)動機的工作順 序。 凸輪軸的軸向定位： 作用： 為了防止凸輪軸在工作中產(chǎn)生軸向竄動和承受斜齒輪產(chǎn)生 的軸向力。 利用調(diào)節(jié)環(huán)控制軸向竄動 凸輪軸的驅(qū)動 A、齒輪傳動：應(yīng)用在下置凸輪 軸發(fā)動機。采用斜齒齒輪。 B、鏈條和齒形皮帶傳動：鏈條傳動噪聲小，用于 中置式或頂置式凸輪軸發(fā)動機。 曲軸正時 齒形帶輪 中間軸齒 形帶輪 張緊輪 凸輪軸正時 齒形帶輪 2、凸輪軸軸承 結(jié)構(gòu)：襯套壓入座孔 材料：低碳鋼背內(nèi)澆減磨合金或銅套 3、挺柱 (1)作用 ：將凸輪的推力傳給推桿或氣門，并承受凸輪 旋轉(zhuǎn)時施加的側(cè)向力。 (2)常用材料： 有中碳鋼、合金鋼、合金鑄鐵和冷激鑄 鐵等 (3)挺柱的分類 ：普通挺住 菌式 氣門側(cè)臵式 筒式 氣門頂臵式 滾輪式 減小摩擦所造成的對 挺柱的側(cè)向力。多用 于大缸徑柴油機。 4)挺柱的旋轉(zhuǎn) (1)旋轉(zhuǎn)的目的： 使挺柱磨損均勻。 在挺柱工作時，由于受凸輪側(cè)向推力的作用會引起挺柱與導(dǎo)管之間單 面磨損，又因挺柱底面與凸輪固定不變地在一處接觸，也會造成磨損不 均勻。 (2)旋轉(zhuǎn)的措施： 挺柱底部工作面多制成球面，而且把凸輪制成錐形。 這樣，在工作時，由于凸輪與挺柱的接觸點偏離挺柱軸線，當(dāng)挺柱被凸 輪頂起上升時，接觸點的摩擦力使其繞本身軸線轉(zhuǎn)動，以達到磨損均勻 的目的。 錐形凸輪 球面 挺柱端面與凸輪的關(guān)系 錐形凸輪 凸輪為何要成錐 形？ 5)液力挺柱 (1)目的： 解決了因有氣 門間隙而產(chǎn)生的沖擊及噪 音問題。 具有氣門間隙的配氣機 構(gòu)，雖然解決了材料熱膨 脹對氣門工作的影響，但 有了氣門間隙，發(fā)動機工 作時便會發(fā)生撞擊而產(chǎn)生 噪聲。為了解決這一矛盾， 采用液力挺柱，消除了氣 門間隙，減小了各零件的 沖擊載荷和噪聲， 同時凸 輪輪廓可設(shè)計得比較陡一 些，氣門開啟和關(guān)閉更快， 以減小進排氣阻力，改善 發(fā)動機的換氣，提高發(fā)動 機的性能，特別是高速性 能。 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 (2)構(gòu)造 液力挺柱由挺柱體、 柱塞、球座、柱塞彈簧、 單向閥和單向閥彈簧等 組成。挺柱體和柱塞上 有油孔與發(fā)動機機體上 相應(yīng)的油孔相通。球座 為推桿的支承座。單向 閥有片式和球式兩種。 挺柱體內(nèi)裝有柱塞， 柱塞上端壓有球座作為 推桿的支承座，同時將 柱塞內(nèi)腔堵住。彈簧用 來將柱塞經(jīng)常壓向上方， 卡簧用來對柱塞限位。 柱塞下端單向閥架內(nèi)裝 有碟形彈簧，用以關(guān)閉 單向閥。 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 3)工作情況 發(fā)動機工作時，機油沿主油道供到氣門挺柱。 (1)當(dāng)氣門關(guān)閉時 ，機油經(jīng)挺柱體和柱塞上的油孔壓進柱塞腔 A內(nèi)， 并推開單向閥充入挺柱體腔 B內(nèi)。柱塞便在挺柱體腔內(nèi)油壓及彈簧的作 用下上行，與氣門推桿壓緊。但此壓力遠小于氣門彈簧張力，氣門不 會被打開只是消除了整個配氣機構(gòu)中的間隙。與此同時，挺柱體腔 B內(nèi) 油液也已充滿，單向閥在碟形彈簧作用下關(guān)閉。 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 機油 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 A 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 B 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 52 (2)氣門的開啟： 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)到工作面使挺柱上推時，氣門 彈簧張力便通過推桿作用在柱塞上， 由于單向閥已關(guān)閉， 柱塞便推壓挺柱體腔 B內(nèi)油液使壓力升高，而液體具有不 可壓縮性，挺柱便像一個整體一樣推動氣門開啟。 此過 程中，由于挺柱體腔內(nèi)油壓較高，在柱塞與挺柱體的間 隙處，將有少許油液泄漏而使“挺柱縮短”。 由于氣門開啟過程中，挺柱體腔內(nèi)的油液會有少量 泄漏，而且油液并非剛性，所以挺柱工作時會被微量壓 縮，從而使氣門開啟持續(xù)角稍有減小，一般減小量只有 幾度凸輪轉(zhuǎn)角。但當(dāng)柱塞與挺柱體配合處磨損過甚、泄 油過多時，配氣相位將明顯減小。 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 0.5 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 (3)氣門的關(guān)閉： 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)到非工作 面時，解除了對推 桿的推力，使挺柱 腔內(nèi)油壓降低。于 是，主油道的油壓 將再次推開單向閥， 向挺柱體腔內(nèi)充油， 以補充工作時的泄 漏，并且此油壓又 和彈簧一起使柱塞 上推，如此始終保 持了配氣機構(gòu)無間 隙傳力。 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 氣門當(dāng) 量間隙 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 機油 0.5 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 機油 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 機油 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 機油 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 機油 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 機油 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 機油 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 機油 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 機油 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 機油 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 機油 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 機油 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 機油 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 機油 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 4)若氣門、推桿熱膨脹， 挺柱回落后向挺柱體腔內(nèi) 的補油過程便會減少補油量 (工作過程中 )或使挺柱 體腔內(nèi)的油液從柱塞與挺柱體間隙中泄漏一部分 (停車時 )。從而使 挺柱自動“縮短”； 因此可不留 氣門間隙而仍能保證氣門關(guān)閉。相反， 若氣門、推桿冷縮， 則向挺柱體腔內(nèi)的補油過程， 便會增加補油量 (工作過程中 )或在柱塞彈簧作用下 將柱塞上推，吸開單向閥向挺柱體腔內(nèi)補油 (停車 時 )，從而使 挺柱自動“伸長”， 因此仍能保持配 氣機構(gòu)無間隙。 當(dāng)受熱配氣機 構(gòu)零件變長時 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 機油 0.5 氣門當(dāng)量 間隙小 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 機油 0.2 氣門當(dāng)量 間隙小 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 機油 0.2 當(dāng)冷配氣機 構(gòu)零件變短時 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 機油 0.5 氣門當(dāng)量 間隙大 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 機油 1 氣門當(dāng)量 間隙大 碟形彈簧 柱塞彈簧 推桿 球座 挺柱體 柱塞 單向閥 凸輪 機油 1 氣門當(dāng)量 間隙大 6)奧迪和桑塔納轎車發(fā)動機液力挺柱的特點： 奧迪轎車發(fā)動機液力挺柱 1-高壓油腔； 2-缸蓋油道； 3-油量孔； 4-斜油孔； 5-球閥； 6-低壓油腔； 7-鍵形槽； 8-凸輪軸； 9-挺柱體； 10-柱塞焊縫； 11-柱塞； 12-油缸； 13- 彈簧； 14-缸蓋； 15-氣門桿 當(dāng)挺柱體 9圓筒上環(huán)形油槽與缸 蓋上的斜 孔 4對齊時 (圖中位臵 )， 發(fā)動機潤滑系中的機油 經(jīng)量孔 3， 斜油孔 4和環(huán)形油槽流入低壓油 腔 6。位于挺拄背面上的鍵形槽 7 可將機油引入柱塞上方的低壓油 腔，這時缸蓋主油道與液壓挺柱 6 低壓油腔連通。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動， 挺柱體 9和柱塞 11 向下移動時， 高壓油腔 1中的機油被壓縮，油 壓增高，加上補償彈簧 13的作用 使球閥緊壓在柱塞 6 下端閥座上， 這時高壓油腔與低壓油腔被分隔 開 由于液體的不可壓縮性，整個 挺柱如同一個剛體一樣下移推開 氣門并保證了氣門應(yīng)達到的升程 此時，挺柱環(huán)形油槽已離開了進 油的位臵停止進油。 當(dāng)挺柱到達下止點后開始上行 時， 在氣 門彈簧上頂和凸輪下 壓的作用下，高壓油腔陸續(xù)封 閉，球閥也不會訂開，液壓挺 柱仍可 認為是一個剛性挺柱， 直至上升到凸輪處于 基圓與氣 門關(guān)閉時為止。此時，缸蓋主 油道 中的壓力油經(jīng)量油孔，挺 柱環(huán)形油槽進入挺 柱的低壓油 腔，同時，高壓油腔內(nèi)油壓下 降 補償彈簧推動柱塞上行。從 低壓油腔來的壓 力油推開球閥 而進入高壓油腔，使兩腔連通 充滿機油。這時挺柱頂面仍和 凸輪緊貼。當(dāng) 氣門受熱膨脹時， 柱塞和油缸作軸向相對運 動高壓油腔中油液可經(jīng)過油 缸與柱塞間的 縫隙進入低壓油 腔，故使用液力挺柱時，可 以 不預(yù)留氣門間隙。 特點 (1)采 用倒臵的液力挺柱，直接推動氣門的開啟； (2)挺柱體是由上蓋和圓筒，經(jīng)加工后再用激光焊接成一體的薄壁零件； (3)單向閥采用鋼球，彈簧式結(jié)構(gòu)。補償彈簧把球閥壓靠在柱塞的閥座 上，球閥關(guān)閉柱塞中間孔，將挺柱分成兩個油腔，開啟時則成為一個油腔。 (4)油缸的內(nèi)孔與外園都要精加工，分別與柱塞和挺柱內(nèi)導(dǎo)向孔配合 工作原理 氣門關(guān)閉時 氣門打開時 單向閥 彈簧被壓縮 7)使用液力挺柱應(yīng)注意以下問題： 1）對潤滑油的壓力和濾清質(zhì)量要求較嚴格。當(dāng)潤滑 油壓力過低時，補油能力下降，氣門間隙大； 2）液力挺柱拆洗后，裝機前必須人工排氣，否則起 動困難； 3）冷機或停放時間長時，起動后有短暫氣門響聲， 這是正?，F(xiàn)象。 4）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度要求高 5）磨損后無法調(diào)整間隙只得更換 4、氣門推桿 作用： 將挺柱傳來的推力傳給搖臂。 工作情況： 是氣門機構(gòu)中最容易彎曲的零件。 材料： 硬鋁或鋼 結(jié)構(gòu)：推桿通常采用冷拔 無縫鋼管制成。桿的兩端 焊接或壓配有不同形狀的 端頭，下端頭通常是圓球 形，以便與棋柱的凹球形 支座相適應(yīng)；上端頭一般 采用凹球形，主要是為了 與搖臂上的氣門間隙調(diào)整 螺釘?shù)那蛐晤^部相適應(yīng)。 另外還可以積存少量潤滑 油以減小磨損。推桿的上 、下端頭均經(jīng)熱處理并磨 光，以提高其耐磨性。 5、搖臂 功用： 將推桿或凸輪傳來的力改變方向，作用到氣門桿端壓縮氣門彈 簧以推開氣門。 1)普通搖臂結(jié)構(gòu) : T字形 (提高剛度強度減輕質(zhì)量 ) 兩臂長比： 1.2-1.8(氣門端長所以在一定的氣門升程下，可減小 推桿、挺柱的運動距離和加速度，從而減小了工作中的慣性力 ) 氣門間隙 調(diào)節(jié)螺釘 調(diào)節(jié)螺母 搖臂 搖臂軸套 易磨損部位 堆焊耐磨合金 短臂 長臂 圓弧面 搖臂結(jié)構(gòu)示意圖 潤滑油道 油槽 潤滑油道 材料：一般為中碳鋼，也有的用球墨鑄鐵或合金鑄鐵， 輕質(zhì)合金鑄鋁 （高速，圓弧面堆焊耐磨合金） 搖臂軸孔內(nèi)鑲有青銅軸套或滾針軸承 搖臂組示意圖 搖臂軸 螺栓 搖臂軸支座 搖臂軸緊固螺釘 搖臂稱套 調(diào)整螺釘 搖臂 定位彈簧 碗形塞 鎖緊螺母 兩端帶堵的中空搖臂軸是通過支座固定于氣缸蓋上。機油從支座的油 道經(jīng)搖臂軸內(nèi)腔和搖臂中的油道流向搖臂兩端進行潤滑。為了防止搖 臂軸向竄動，在搖臂一側(cè)裝有彈簧。搖臂軸支座并非都有油道，不可 裝錯。 2）無噪聲搖臂 凸環(huán) 1的作用是 消除氣門和搖臂之間 的間隙 ，從而消除由此而產(chǎn)生的沖 擊噪聲。無噪聲搖臂的工作過程如 圖所示。凸環(huán) 8以搖臂 5的一端為支 點，并靠在氣門 9桿部的端面上，當(dāng) 氣門處在關(guān)閉位臵時，在彈簧 6的作 用下，柱塞 7推動凸環(huán)向外擺動，消 除了氣門間隙。氣門開啟時，推桿 3 便向上運動推動搖臂，由于搖臂已 經(jīng)通過凸環(huán)和氣門桿部處在接觸狀 態(tài)，因而不會發(fā)生沖擊噪聲。 桑塔納發(fā)動機的配氣機構(gòu) 二、氣門組 要求： 氣門頭部與氣門座貼合嚴密 氣門導(dǎo)管有良好導(dǎo)向作用 氣門彈簧能使氣門迅速關(guān)閉， 并保證氣門緊壓在氣門座上 氣門組實物圖 1、氣門 (進氣門 排氣門 ) 頭部：圓形且具有錐面，封閉進排氣道 桿部：圓柱形，為氣門的運動導(dǎo)向 1)頭部 功用： 燃燒室的組成部分，是氣體進、出燃燒室通道的開關(guān)，承受沖擊 力、高溫沖擊、高速氣流沖擊。 工作條件： A、進氣門 570K-670K，排氣門 1050K-1200K。 B、頭部承受氣體壓力、氣門彈簧力等， C、冷卻（主要靠頭部落座時由氣門座傳遞 散失，其次通過與桿部接觸的氣門導(dǎo)管傳 遞散失）和潤滑條件差， D、被氣缸中燃燒生成物中的物質(zhì)所腐蝕。 性能： 強度和剛度大、耐熱、耐腐蝕、耐磨 進氣門 570K-670K，采用合金鋼 （鉻鋼或鉻鎳鋼） 排氣門 1050K-1200K，采用耐熱合 金鋼（硅鉻鋼） 頭部 桿部 氣門頭部的結(jié)構(gòu)形式 平頂式 結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，吸熱面積小，質(zhì)量也較小，進、排氣門都可采用。 凸頂式 （球面頂） 適用于排氣門，因為其強度高，排氣阻力小， 廢氣的清除效果好，但球形的受熱面積大，質(zhì) 量和慣性力大加工較復(fù)雜。 凹頂式 （喇叭頂） 凹頂頭部與桿部的過渡部分具有一定的流線形， 可以減少進氣阻力，但其頂部受熱面積大，故 適用于進氣門，而不宜用于排氣門。 氣門實物圖 進氣門 排氣門 有的發(fā)動機 進氣門頭部直徑比排氣門大 ，兩氣門一樣大 時，排氣門有記號。 氣門錐角 氣門錐角： 氣門頭部與氣門座圈接觸的錐面與氣 門頂部平面的夾角。 錐角作用： A、 就象錐形塞子可以塞緊瓶口一樣，能獲得較大的 氣門座合壓力，以提高密封性和導(dǎo)熱性； 氣門落座時有自動定位作用； 避免使氣流拐彎過大而降低流速。 有了錐角，氣門落座時能擠掉接觸面的沉積物，即有 自潔作用。 裝配前應(yīng)將 密封錐面研 磨。 邊緣應(yīng)保持一定的 厚度， 13mm。 氣門錐角大小的影響： 進氣門錐角：主要是為了獲得大的通道截 面，其本身熱負荷較小，往往采用較小的錐 角， 多用 300，有利于提高充氣效率。 排氣門則因熱負荷較大而用較大的錐角， 通常為 450，以加強散熱 (大約 75%的氣門熱量 從氣門座處散失 )和避免受熱變形。 也有的發(fā) 動機為了制造和維修方便，二者都用 450。 3)氣門頭部直徑 氣門頭部直徑越大，氣門口通道截面就越大 ，進、排氣阻力就越小。由于最大尺寸受燃 燒室結(jié)構(gòu)的限制，考慮到進氣阻力比排氣阻 力對發(fā)動機性能的影響大得多，為盡量減小 進氣阻力， 進氣門直徑大于排氣門 。另外， 排氣門稍小些，還不易變形。 2）氣門桿 較高的加工精度，表面 經(jīng)過熱處理和磨光，保 證同氣門導(dǎo)管的配合精 度和耐磨性 氣門桿尾部： 環(huán)形槽、鎖銷孔 凹槽 易斷裂處 3）氣門的固定 1-氣門桿； 2-氣門彈簧； 3-彈簧座； 4-鎖片； 5-卡環(huán) 鎖片式結(jié)構(gòu)。 氣門桿的尾部切有凹槽， 用分成兩半的錐形鎖片 卡在凹槽中，鎖片錐形 外圓與彈簧座的錐形孔 貼合，在彈簧作用下， 鎖片與彈簧座的錐孔相 互卡緊不會脫落。 有些 發(fā)動機的氣門，在桿部 鎖片槽下面另有一條 切 槽裝一卡環(huán) 以防萬一氣 門彈簧折斷時氣門有落 入氣缸發(fā)生搗缸的危險。 鎖片式結(jié)構(gòu)。 鎖銷式結(jié)構(gòu)。 2、氣門導(dǎo)管 作用： 為氣門的運動導(dǎo)向，保證氣門直線運 動兼起導(dǎo)熱作用。 工作條件： 工作溫度較高，約 500K。潤滑困難， 易磨損。 材料： 由于潤滑較困難，導(dǎo)管一般用含石墨 較多的鑄鐵或粉末冶金制成。以提高 自潤滑性能。 加工方法： 導(dǎo)管內(nèi)，外圓柱面經(jīng)加工 后壓入氣缸蓋或氣缸體的 氣門導(dǎo)管孔中，然后再精 鉸內(nèi)孔。 裝配： 氣門桿與氣門導(dǎo)管間隙 0.05 0.12mm。 氣門導(dǎo)管 氣缸蓋 過盈配合 卡環(huán)：防止氣門 導(dǎo)管在使用中脫 落。 倒角 伸入深度應(yīng)適量。錐 度可減少氣流阻力。 結(jié)構(gòu)： (1)防脫落結(jié)構(gòu) 1)一般外表面為無臺肩的圓柱形 ， 其外表面加 工精度較高 ， 與缸蓋 (體 )過盈配合 ， 以保證良 好地傳熱和防止松脫 。 2)帶凸臺和帶卡環(huán)的導(dǎo)管過盈量較小，因 氣門彈簧下座將凸臺或卡環(huán)壓住，使導(dǎo)管 軸向定位可靠，不致脫落。鋁合金缸蓋常 用帶凸臺和卡環(huán)的導(dǎo)管，其過盈量較小， 便于拆裝。 （ 2）氣門導(dǎo)管壓入進、排氣歧管的深度 1） 過深：氣流阻力大 ， 對排氣門來說 ， 還因廢氣對導(dǎo)管的沖刷 面積加大 ， 提高了工作溫度 ， 而影響氣門的散熱 。 2） 過淺：氣門桿受熱面積加大 ， 氣門桿溫度升高 ， 會影響氣門 頭部的散熱 。 措施： 為解決這一矛盾，有的導(dǎo)管加大了壓入深度，而將伸入端的 內(nèi)孔做成錐形，這樣既減少了廢氣對氣門桿的沖刷，也避免了導(dǎo)管 高溫部分與氣門桿的接觸。伸入端的外圓做成錐形是為了減小氣流 阻力。帶凸臺和卡簧的導(dǎo)管自然地控制了壓入深度。 氣門油封 發(fā)動機高速化后，進氣管中的真空密度顯著地增高，氣門室中 的機油會通過氣門桿與導(dǎo)管之間的間隙被吸入進氣管和氣缸內(nèi)， 除增加機油的消耗外，還會在氣門和燃燒室產(chǎn)生積碳。為此，發(fā) 動機的氣門桿上部都設(shè)有機油防漏裝臵，。 1-鎖片； 2-彈簧座； 3-氣門桿； 4-防油罩或密封圈； 5-氣門導(dǎo)管 3、氣門座 氣門座： 氣缸蓋的進、排氣道與氣門錐面相結(jié)合 的部位。 作用： 靠其內(nèi)錐面與氣門錐面的緊密貼合密封 氣缸。 接受氣門傳來的熱量。 氣門密封干涉角： 比氣門錐角大 0.5-1度的氣門座圈錐角。 氣門座 1-氣門； 2-氣門座 氣門座的形成 1.氣門座的形成 1)直接形成式：直接在缸蓋（或缸體）上加工出來。該種形式 修復(fù)困難，且不經(jīng)濟。 2)鑲座式 (1)優(yōu)點：可節(jié)省好材料，提高了使用壽命，便于更換修理。所 以，大多數(shù)發(fā)動機的氣門座是用耐熱合金鋼或合金鑄鐵單獨制成 座圈，然后壓入氣缸蓋（體）中。 (2)缺點： 傳熱差。如排氣門鑲座式溫度可高出 500 600K。 如果裝配不當(dāng)，會發(fā)生松脫或與缸蓋配合不好，影響散熱。 b 450（ 300） 150 750 2.是否鑲座的幾種情況 (1)有的汽油機只排氣門鑲座而進氣門不鑲座 這是因為，一 方面排氣門座熱負荷大，另一方面發(fā)動機常在部分負荷下 工作，進氣管中真空度大，會從氣門導(dǎo)管間隙內(nèi)吸進少量 機油，對進氣門座進行潤滑。 (2)有的柴油機只進氣門鑲座而排氣門不鑲座 這是由于柴油 機的廢氣往往在排氣過程中還有未燃完的柴油，可對排氣 門座進行潤滑。因為柴油機沒有節(jié)氣門，所以無論負荷大 小，進氣管內(nèi)真空度都比較小，難以從進氣門導(dǎo)管處吸進 機油對進氣門座潤滑。增壓柴油機則完全排除了這種可能， 進氣門就更需要鑲座。 (3)鋁合金氣缸蓋，進排氣門都必須都鑲座，因為其耐磨、 耐熱性差。 氣門座的錐角 氣門座的錐角是與氣門錐角相適應(yīng)的，以保證二者緊密座合，可 靠地密封。氣門座的錐面由三部分組成，如圖所示。 450(或 300)的錐面是與氣門工作錐面相座合的工作面， 其寬度 b通 常為 1mm3mm，過寬時，單位座合壓力減小，且易墊上雜物，密封 可靠性差；過窄時，面積小，氣門頭散熱能力差。這一錐面應(yīng)與氣 門工作錐面的中部附近相座合。 150和 750錐角便是用來修正工作錐 面的寬度和上下位臵的，以使其達到規(guī)定的要求。 1.作用 (1)保證氣門自動回位關(guān)閉而密封。 (2)保證氣門與氣門座的座合壓力。 (3)吸收氣門在開啟和關(guān)閉過程中傳動零件所產(chǎn)生的慣性 力，以防止各種傳動件彼此分離而破壞配氣機構(gòu)正常工作。 2.要求 因氣門彈簧承受著頻繁的交變載荷，為保證氣門彈簧可 靠地工作，要求氣門彈簧 (1)具有合適的彈力； (2)具有足夠的強度和抗疲勞強度； (3)采用優(yōu)質(zhì)冷拔彈簧鋼絲制成。鋼絲表面經(jīng)拋光或噴丸 處理。 (高碳錳鋼、鉻釩鋼 ) (4)彈簧的兩端面經(jīng)磨光并與彈簧軸線相垂直。 氣門彈簧是圓柱形螺旋彈簧，如圖所示，其一端支承在 氣缸蓋 (體 )上，而另一端則壓靠在氣門桿端的彈簧座上 ， 彈簧座用鎖片固定在氣門桿的末端。 4、氣門彈簧 氣門關(guān)閉 保證氣門及時關(guān)閉、密封 氣門開啟 保證氣門不脫離凸輪 3.氣門彈簧防共振的結(jié)構(gòu)措施 當(dāng)氣門彈簧的工作頻率與其自然振動頻率相等