第3章配氣機構(gòu)配氣機構(gòu)的組成和工作原理氣門間隙配氣相位凸輪軸、氣門、液力挺柱、氣門彈簧結(jié)構(gòu)和工作情況功用按發(fā)動機各缸工作過程需要，定時地開啟、關(guān)閉進、排氣門，使新鮮混合氣或空氣及時進入氣缸，廢氣及時排出氣缸。3.1概述3.1.1氣門式配氣機構(gòu)組成和工作情況

組成：氣門組、氣門傳動組曲軸正時齒輪凸輪軸正時齒輪挺桿推桿搖臂軸支架搖臂軸調(diào)整螺釘螺母搖臂氣門彈簧座氣門彈簧氣門氣門導管氣門組：主要維持氣門關(guān)閉彈簧座、氣門彈簧氣門導管、氣門氣門傳動組：定時驅(qū)動氣門開閉推桿、搖臂軸、搖臂調(diào)整螺釘和鎖緊螺母。正時齒輪、凸輪軸、挺桿工作過程：—搖臂擺轉(zhuǎn)——克服彈力推開氣門——凸輪凸起部分頂點轉(zhuǎn)過挺桿——減小對挺柱的推力——氣門在彈簧作用下開度逐漸縮小曲軸正時齒輪———凸輪軸旋轉(zhuǎn)——凸輪的凸起部分——挺、推桿—驅(qū)動頂起凸輪軸布置形式下置式、中置式和上置式。3.1.2氣門式配氣機構(gòu)的布置型式3.1.3配氣機構(gòu)的傳動曲軸與凸輪軸之間的傳動方式：齒輪傳動、鏈傳動和齒形皮帶傳動3.1.4發(fā)動機每缸氣門數(shù)某些大排量、高轉(zhuǎn)速、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需要，因此要采用三氣門或四氣門氣門排列方案：（1）同名氣門排成兩列由一個凸輪軸通過T形驅(qū)動桿同時驅(qū)動。（2）同名氣門排成一列由于進排氣門分別位于曲軸中心線的兩側(cè)，可分別采用凸輪軸驅(qū)動。3.1.5氣門間隙功用：補償氣門受熱后的膨脹量如冷態(tài)時無間隙：則熱態(tài)下，氣門和傳動件的受熱膨脹勢必引起氣門關(guān)閉不嚴而漏氣。使功率下降，甚至燒壞氣門。氣門間隙過大：使傳動零件之間以及氣門、氣門座之間產(chǎn)生撞擊響聲，加劇磨損，氣門的開啟持續(xù)時間減少，氣缸充氣、排氣情況變壞。3.2配氣相位配氣相位：用曲軸轉(zhuǎn)角來表示進、排氣門開啟和關(guān)閉的持續(xù)時間。配氣相位圖：用環(huán)形圖表示的配氣相位發(fā)動機轉(zhuǎn)速很高，每一活塞行程所占時間極短，為使發(fā)動機在極短的時間內(nèi)進氣充足，排氣徹底。須盡可能延長進、排氣行程的時間，因此氣門實際開啟、關(guān)閉適當有所提前和延遲。3.2.1進氣門配氣相位1.進氣提前角α：排氣沖程接近終了，曲軸轉(zhuǎn)到離上止點還差一個角度時，進氣門開。2.進氣遲后角β：活塞經(jīng)進氣行程，過下止點后又上行一段，關(guān)進氣門進氣過程持續(xù)t：180+α+β進氣門早開，當進氣行程開始，氣門已開大，氣流可順利充入。活塞到達下止點時，氣缸內(nèi)p氣仍低于po，仍有真空度。在氣流慣性和真空吸力下，還可進氣，進氣門晚關(guān)有利于充氣。上止點下止點3.2.2排氣門配氣相位1.排氣提前角γ：作功行程接近終了，活塞到達下止點前，排氣門開。2.排氣遲后角δ：經(jīng)整個排氣過程，活塞越過上止點之后，排氣門才關(guān)閉。作功行程接近終了，缸內(nèi)可利用能量已不大，排氣門提前開，可利用廢氣余壓加速自由排氣。活塞到達上止點,廢氣氣流的慣性，排氣門晚關(guān)一些，使排氣徹底上止點下止點排氣過程持續(xù)t：180+γ+δ由于進氣門早開、排氣門晚閉，在一段時間內(nèi)出現(xiàn)進排氣門同時開啟的現(xiàn)象。3.2.3氣門的疊開：氣門疊開角：同時開啟角：α+δ氣門疊開有利于換氣，在換氣過程中，氣門開度較小，新鮮氣體和廢氣流慣性很大，會保持原來的流動方向，不會產(chǎn)生廢氣吸入進氣道或新鮮氣體隨廢氣排除的問題。3.3氣門傳動組3.3.1凸輪軸組成：正時齒輪、凸輪軸、氣門挺桿、氣門推桿、搖臂、搖臂軸等1.凸輪軸功用驅(qū)動和控制各缸氣門的開閉，使其符合發(fā)動機的工作順序、配氣相位及氣門開度變化規(guī)律等要求。2.凸輪軸構(gòu)造組成：凸輪、凸輪軸軸頸等。下置式凸輪軸汽油機還具有驅(qū)動機油泵、分電器的螺旋齒輪和驅(qū)動汽油泵的偏心輪1）凸輪（1）凸輪的輪廓氣門開啟、關(guān)閉持續(xù)時間須符合工作順序、配氣相位的要求由凸輪輪廓保證凸輪工作過程：凸輪轉(zhuǎn)過EA段—氣門關(guān)閉——凸輪越A點—挺柱上移—轉(zhuǎn)動至M點—消除氣門間隙—氣門開啟——至C點氣門開度最大—而后逐漸關(guān)小—至DE中某點N時——氣門關(guān)閉——而后挺柱繼續(xù)下落—出現(xiàn)氣門間隙挺柱EANMCAAENMCEA挺柱NMC同名凸輪相對位置凸輪軸上各缸進氣（排氣）凸輪相對位置與凸輪軸轉(zhuǎn)動方向、各缸工作順序和作功間隔角有關(guān)。如凸輪軸為順時針轉(zhuǎn)動，工作順序為：1—3—4—2的發(fā)動機作功間隔為180度，表現(xiàn)在同名凸輪間夾角為90度。53如凸輪軸為反時針，工作順序為：1—5—3—6—2—4的六缸發(fā)動機作功間隔為120度，則同名凸輪的夾角為60度異名凸輪的相對位置同一氣缸進排氣凸輪相對位置，是由凸輪軸轉(zhuǎn)向和發(fā)動機配氣相位決定的。圖中兩異名凸輪之間的夾角理論上：θ=180/2=90，實際上氣門是早開晚閉的θ反映在配氣相位上2）凸輪軸軸頸凸輪軸各道軸頸直徑有的相等，有的從前往后逐漸減少，凸輪軸上有很多特殊的油槽或油孔。3）凸輪軸軸承凸輪軸軸承一般作成襯套壓入整體式座孔內(nèi)，再經(jīng)加工與軸頸配合4）凸輪軸軸向定位3.3.2氣門挺柱1.挺柱功用：將凸輪推力傳給推桿或氣門1）普通挺柱的構(gòu)造構(gòu)造特點：（1）挺柱底面制成球面。（2）凸輪制成錐形（3）有的挺柱直接安裝在氣缸下側(cè)的導孔中，有的則裝在可拆卸的挺柱架中工作時：凸輪與挺柱接觸點的摩擦力使其繞本身軸線轉(zhuǎn)動，達到均勻磨損目的2.液力挺柱構(gòu)造：挺柱體內(nèi)裝柱塞，柱塞上端壓裝球座、柱塞經(jīng)常被柱塞彈簧推向上方，其最上的位置由卡簧限制。柱塞下的單向閥架內(nèi)裝碟形彈簧和單向閥。工作：氣門關(guān)閉：柱塞彈簧—使柱塞連同球座緊靠推桿—配氣機構(gòu)無間隙。凸輪轉(zhuǎn)至工作面——挺柱上行——推桿作用球座和柱塞上的反力力圖使柱塞克服彈簧的力而相對挺柱體向下移動——挺柱體腔內(nèi)的迅速增高——單向閥關(guān)閉—液體不可壓縮——整個挺柱象剛體一樣上升3.3.3

推桿功用：將挺柱傳來的推力傳給搖臂。推桿可以是實心或者空心的，鋼制實心推桿，一般同球形支座鍛成一個整體，然后熱處理。球支承可以壓配，再經(jīng)淬火和磨光，保證其耐磨性構(gòu)造特點：桿兩端焊接或壓配有不同形狀的端頭，下端通常是圓球形，上端通常采用凹球形（與搖臂上的氣門間隙調(diào)整螺釘?shù)那蛐晤^部相適應(yīng)）3.3.4搖臂功用：將推桿或凸輪傳來的力改變方向傳給氣門使其開啟。構(gòu)造特點：

1）在搖臂短臂端螺紋孔中旋入用以調(diào)整氣門間隙的調(diào)節(jié)螺釘

2）搖臂上鉆有潤滑油道和油孔。3）為防止搖臂軸向竄動，搖臂軸上每兩搖臂間都裝定位彈簧。3.4氣門組主要機件：氣門、氣門彈簧、氣門導管等鎖片彈簧座圈氣門彈簧氣門導管氣門座圈氣門桿身頭部材料：排氣門（合金、硅鉻、硅鉻鉬鋼等）進氣門（合金、中碳合金、鉻鋼等1.氣門工作條件（1）氣門與缸內(nèi)高溫燃氣直接接觸，受熱嚴重，散熱困難，排氣門較進氣門溫度高。（2）氣門頭部承受落座的慣性沖擊力（3）接觸缸內(nèi)燃燒生成物中的腐蝕介質(zhì)。3.4.1氣門2.氣門一般構(gòu)造1）氣門頭部：凸頂、平頂、漏斗形球面頂平頂喇叭頂充鈉氣門2）氣門錐角特點a.錐形面能獲得較大氣門座合壓力，提高密封、導熱性

b.落座時有自動定位作用c.避免氣流拐彎過大而降低流速。d.具有自潔作用

a、球面頂：剛度、受熱面積大；b、平頂：結(jié)構(gòu)簡單。C、喇叭頂：與桿部過渡具有流線形，可減小進氣阻力，但頂部受熱面積大錐角不同，其氣門口通道截面寬度不同：如氣門升程相同，圖中可直觀看出：氣門錐角越大，通道截面越小。氣門錐角大（優(yōu)點）：

b.錐角越大，氣門的頭部邊緣的厚度大，不易變形。a.落座壓力越大；密封、導熱性越好，注意：據(jù)進排氣門工作情況b.排氣門因熱負荷大而用大錐角氣門，以加強散熱避免受熱變形a.進氣門常用較小的錐角，有利于提高充氣效率h1h23.氣門桿部它與氣門導管應(yīng)保持合適間隙，以減少磨損，起良好的導向、散熱作用氣門桿尾部結(jié)構(gòu)與彈簧座的固定和氣門防脫裝置有關(guān)1）彈簧座的固定氣門桿尾部采用鎖片式結(jié)構(gòu)固定彈簧座2）氣門的防脫裝置在鎖片槽下另切一槽，裝卡環(huán)，以防氣門彈簧折斷氣門落入氣缸中發(fā)生搗缸3.4.2氣門導管功用：給氣門運動導向，并為氣門桿傳熱。通常單獨制成零件，再壓入缸蓋（或缸體）的承孔中。注意點：a.與缸蓋（或缸體）的配合有一定過盈量（傳熱、防松脫）

b.導管伸入進排歧管深度應(yīng)適當。c.導管可加大壓入深度，將深入端內(nèi)孔作成錐形。3.4.3氣門座氣缸蓋的進、排氣道與氣門錐面相結(jié)合的部位稱為氣門座。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。有些發(fā)動機的氣門座是在缸蓋上直接加工出來的，而大多數(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，然后壓入氣缸蓋中，以提高使用壽命和便于修理更換。有的汽油機只鑲排氣門座。對于鋁合金氣缸蓋來說，由于其耐磨、耐熱性差，雙座必須都鑲氣門座圈。

氣門導管和氣門座1-氣門導管；2-卡環(huán)；3-氣缸蓋；4-氣門座3.4.4氣門彈簧功用：使氣門自動回位關(guān)閉，保證氣