云南交通职业技术学院教案首页 第_次授课授课时间。年_月_日_学时级班教案修改时间_年_月_日 第。次授课授课时间年月日学时级班教案修改时间年月日 课程名称 汽车发动机构造与维修 专业名称 汽车运用技术 授课教师/职称 授课方式(合、小班) 小班 授课题目(章、节)第3章配气机构构造与维修 教材:汤定国汽车发动机构造与维修北京:人民交通出版社,2005 教材及参考书日参考书目:陈家瑞主编,汽车构造北京:人民交通出版社,2003 清华大学汽车工程系编著.汽车维修.北京:人民邮电出版社,2000 教学目的与要求: l、能简单叙述换气过程、配气相位定义和影响换气过程的因素 2、能正确描述配气机构的分类、工作过程; 3、能正确描述配气机构的组成、主要零部件的构造和装配连接关系; 4、能正确描述配气机构的装配要求和调整方法 能正确描述可变进气系统的工作原理及结构 6、会进行配气机构主要零部件的正确检修; 7、会进行配气机构的装配和调整 会对气门间隙进行调整 9、能对配气机构常见故障进行分析、判断并能排除故障。 内容和时间安排、教学方法: 1.内容和时间安排:10学时 2.教学方法:以课堂讲授结合实训及作业、辅导进行。 教学重点和难点 复习思考题、作业题 思考题 实施情况及分析:
云 南 交 通 职 业 技 术 学 院 教 案 首 页 第 次授课 授课时间 年 月 日 学时 级 班 教案修改时间 年 月 日 第 次授课 授课时间 年 月 日 学时 级 班 教案修改时间 年 月 日 课程名称 汽车发动机构造与维修 专业名称 汽车运用技术 授课教师/职称 授课方式（合、小班） 小班 授课题目（章、节） 第 3 章 配气机构构造与维修 教材及参考书目 教材：汤定国.汽车发动机构造与维修.北京:人民交通出版社，2005 参考书目： 陈家瑞主编．汽车构造．北京：人民交通出版社，2003 清华大学汽车工程系编著．汽车维修．北京：人民邮电出版社，2000 教学目的与要求： 1、能简单叙述换气过程、配气相位定义和影响换气过程的因素； 2、能正确描述配气机构的分类、工作过程； 3、能正确描述配气机构的组成、主要零部件的构造和装配连接关系； 4、能正确描述配气机构的装配要求和调整方法； 5、能正确描述可变进气系统的工作原理及结构。 6、会进行配气机构主要零部件的正确检修； 7、会进行配气机构的装配和调整； 8、会对气门间隙进行调整； 9、能对配气机构常见故障进行分析、判断并能排除故障。 内容和时间安排、教学方法： 1．内容和时间安排：10 学时 2．教学方法：以课堂讲授结合实训及作业、辅导进行。 教学重点和难点： 复习思考题、作业题： 思考题： 实施情况及分析： 1
第3章配气机构构造与维修 第1节概述 发动机的换气过程 换气过程——一发动机排出废气和充入新气(空气或可燃混合气)的全过程。 1、换气过程 (1)自由排气阶段 排气门开始开启到气缸内压力接近排气管内压力的时期。 超临界流动状态 2=(2)=临界压比 此时废气流过排气门最小截面处的流速等于该处气体状态下的音速,进入排气管时,则达到 超音速。音速a等于a=√RTm/s) 式中k—绝热指数;R——气体常数 气体的绝对温度(K)。 在超临界排气时,废气流量与排气管内的压力无关,只决定于气缸内的气体状态和气门开启面 积的大小。在某些高速内燃机中,为使气缸压力及时下降,需要加大排气提前角。 自由排气阶段排出的废气可达60%以上 P (2)强制排气阶段 从自由排气阶段结束,活塞上行至上止点,称为强制排气阶段。 由于排气通道特别是排气门开启处的阻力,使强制排气阶段内的气缸平均压力比排气管内平均 压力(排气背压)略高10kPa,且流速愈高,阻力与压差愈大,即排气耗功愈多。 (3)进气过程 为保证活塞下行时,进气门已全开,进气提前角10°~30°CA 为了利用新鲜充量的流动惯性来达到增加气缸充气量的目的,进气迟闭角40°~80°CA (4)气门叠开与燃烧室扫气 燃烧室扫气——一由于气门叠开,使进气管、气缸、排气管连通起来,使一定数量的新鲜充量直 接扫过燃烧室,达到清除废气,填充新鲜工质,降低燃烧室温度的目的,称为燃烧室扫气。 、换气损失和泵气损失
第 3 章 配气机构构造与维修 第 1 节 概述 一、发动机的换气过程 换气过程——发动机排出废气和充入新气（空气或可燃混合气）的全过程。 1、换气过程 （1）自由排气阶段 排气门开始开启到气缸内压力接近排气管内压力的时期。 超临界流动状态 ' 1 0 ' 2 1 k k k p p k β − ⎛ ⎞ ≤ = ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ + （临界压比） 此时废气流过排气门最小截面处的流速等于该处气体状态下的音速，进入排气管时，则达到 超音速。音速 a 等于a kRT = （m/s） 式中 k——绝热指数；R——气体常数；T——气体的绝对温度（K）。 在超临界排气时，废气流量与排气管内的压力无关，只决定于气缸内的气体状态和气门开启面 积的大小。在某些高速内燃机中，为使气缸压力及时下降，需要加大排气提前角。 自由排气阶段排出的废气可达 60%以上。 亚临界 ' 1 0 ' 2 1 k p k p k − ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ + ＞ （2）强制排气阶段 从自由排气阶段结束，活塞上行至上止点，称为强制排气阶段。 由于排气通道特别是排气门开启处的阻力，使强制排气阶段内的气缸平均压力比排气管内平均 压力（排气背压）略高 10kPa，且流速愈高，阻力与压差愈大，即排气耗功愈多。 （3）进气过程 为保证活塞下行时，进气门已全开，进气提前角 10°~30°CA 为了利用新鲜充量的流动惯性来达到增加气缸充气量的目的，进气迟闭角 40°~80°CA （4）气门叠开与燃烧室扫气 燃烧室扫气——由于气门叠开，使进气管、气缸、排气管连通起来，使一定数量的新鲜充量直 接扫过燃烧室，达到清除废气，填充新鲜工质，降低燃烧室温度的目的，称为燃烧室扫气。 二、换气损失和泵气损失 2
换气损失:理论循环换气功和实际循环换气功之差 1、排气损失 (1)排气损失的概念 (2)自由排气损失 (3)强制排气损失 总结:随着排气提前角的增大,自由排气损失增加,强制排气损失减小,因而最有利的排气提 前角应使面积(ⅹ+Y)之和为最小。当发动机转速高而排气门截面积较小时,排气损失增大。为减 少排气损失,高转速的内燃机应适当加大排气提前角。采用两个排气门的结构也有较好的效果。 2、进气损失 对于非增压内燃机,由于进气系统的阻力,进气过程气缸内的压力低于大气压力,而活塞背面 曲轴箱内的压力稍大于大气压力,因此,进气过程活塞要消耗功X 对于增压内燃机,进气压力高于大气压力,活塞顶面压力高于活塞背面压力,活塞在进气过程 中得到正功。同样由于进气系统的阻力,进气压力低于增压压力,因此也存在功的损失。 进气损失比排气损失小。 3、换气损失和泵气损失 换气损失等于进气损失与排气损失之和,即(W+X+Y)。 泵气损失为换气损失的一部分,即(X+Y-d)。 三、换气过程的评价指标 1、循环充量△G 每循环实际进入气缸内的新鲜充量的质量。 2、充气效率(充气系数)nn 实际进入气缸的新鲜充量质量 进气状态下充满气缸的新鲜充量质量△G e P T 1 E-1T。P,1+r 式中T——进气终点温度 残余废气系数 P,进气门前的充量压力 T——进气门前的充量温度。 7n是评价发动机换气过程完善程度的指标 3、单位时间充量G 单位时间内进入气缸内的新鲜充量的质量。 四、充气效率 (一)充气效率的试验测定
换气损失：理论循环换气功和实际循环换气功之差。 1、排气损失 （1）排气损失的概念 （2）自由排气损失 （3）强制排气损失 总结：随着排气提前角的增大，自由排气损失增加，强制排气损失减小，因而最有利的排气提 前角应使面积（X+Y）之和为最小。当发动机转速高而排气门截面积较小时，排气损失增大。为减 少排气损失，高转速的内燃机应适当加大排气提前角。采用两个排气门的结构也有较好的效果。 2、进气损失 对于非增压内燃机，由于进气系统的阻力，进气过程气缸内的压力低于大气压力，而活塞背面 曲轴箱内的压力稍大于大气压力，因此，进气过程活塞要消耗功 X。 对于增压内燃机，进气压力高于大气压力，活塞顶面压力高于活塞背面压力，活塞在进气过程 中得到正功。同样由于进气系统的阻力，进气压力低于增压压力，因此也存在功的损失。 进气损失比排气损失小。 3、换气损失和泵气损失 换气损失等于进气损失与排气损失之和，即（W+X+Y）。 泵气损失为换气损失的一部分，即（X+Y－d）。 三、换气过程的评价指标 1、循环充量 ΔG 每循环实际进入气缸内的新鲜充量的质量。 2、充气效率（充气系数）ηv 0 v G G η Δ = = Δ 实际进入气缸的新鲜充量质量 进气状态下充满气缸的新鲜充量质量 1 1 1 a s v a s p T Tp r ε η ε = ⋅⋅⋅ − + 式中 Ta ——进气终点温度； r ——残余废气系数； s p ——进气门前的充量压力； Ts ——进气门前的充量温度。 ηv 是评价发动机换气过程完善程度的指标。 3、单位时间充量 G 单位时间内进入气缸内的新鲜充量的质量。 四、充气效率 （一）充气效率的试验测定 3
对于非增压发动机,用流量计测量内燃机吸入的总充气量(m3/h),理论充气量V为 ≈V17×60=003m1(m23h) 因此,n (二)充气效率的分析式 T T, P I 5为考虑排气迟后角影响的系数。 总结:由上式可知,影响充气效率的因素有:进气状态、进气终了状态、残余废气系数、压缩 比、配气相位等。 (三)影响充气效率的因素 1、进气终了压力P Pa=ps-Ap Δpa-—由于进气系统阻力而引起气体流动时的压降。 式中λ—管道阻力系数 p—进气状态下气体的密度(kgm3) 管道内气体流速(m/s)。 负荷变化时,汽油机和柴油机的进气终了压力P的变化不同,汽油机p随负荷变化显著,而 柴油机p基本不随负荷变化。P随使用工况(转速、负荷)的变化,决定了n,的变化,也直接关 系到内燃机的使用性能。 00%节流阀开度 ≤65节流阀开度 %节流阀开度 25%节流阀开度 2、进气终了温度T 进气终了温度T升高,7n下降。 影响进气终了温度T的主要因素有:转速、负荷、缸壁的冷却强度、进气温度 (1)负荷不变而转速增加时,由于新鲜充量与缸壁接触时间短,充量被加热少,T稍有上升。 (2〕转速不变而负荷增加时,缸壁温度升高,T也随之升高←
对于非增压发动机，用流量计测量内燃机吸入的总充气量V（m 3 /h），理论充气量Vah为 3 60 0.03 ( / ) 1000 2 h ah h V n V i inV m = ×= h 因此， v ah V V η = （二）充气效率的分析式 1 1 1 a s v a s p T Tp r ε η ξ ε = ⋅⋅⋅ − + ξ 为考虑排气迟后角影响的系数。 总结：由上式可知，影响充气效率的因素有：进气状态、进气终了状态、残余废气系数、压缩 比、配气相位等。 （三）影响充气效率的因素 1、进气终了压力 a p a s a p = −Δ p p a Δp ——由于进气系统阻力而引起气体流动时的压降。 2 (Pa) 2 a v p ρ Δ = λ 式中 λ ——管道阻力系数； ρ ——进气状态下气体的密度（kg/m3 ）； v ——管道内气体流速（m/s）。 负荷变化时，汽油机和柴油机的进气终了压力 a p 的变化不同，汽油机 a p 随负荷变化显著，而 柴油机 a p 基本不随负荷变化。 a p 随使用工况（转速、负荷）的变化，决定了ηv 的变化，也直接关 系到内燃机的使用性能。 2、进气终了温度Ta 进气终了温度Ta 升高，ηv 下降。 影响进气终了温度Ta 的主要因素有：转速、负荷、缸壁的冷却强度、进气温度。 （1）负荷不变而转速增加时，由于新鲜充量与缸壁接触时间短，充量被加热少，Ta 稍有上升。 （2）转速不变而负荷增加时，缸壁温度升高，Ta 也随之升高。 4
(3)缸壁冷却强度越小,则温度越高,新鲜充量T越大。 3、压缩比E 对于非增压发动机,E增加,气缸内残余废气量相对减少,n增加。 对于增压发动机,由于扫气而使余隙容积内充满新鲜工质,所以E减小,充气效率η增加 4、残余废气系数y 四冲程非增压柴油机y=0.03~0.06 四冲程增压柴油机y=0.00-0.03 四冲程汽油机y=006-0.16 当排气终了废气压力高时,残余废气密度增加,y上升,使η,下降。 5、配气相位 6、进气状态 进气温度升高,进气压力下降,均使进气密度减小,因此,进气量减少。 (四)提高充气效率的措施 1、减少进气门处的流动损失 (1)增大进气门直径,配置适当大小的排气门。 (2)采用多气门结构 (3)改善进气门和阀座处的流体动力性能 2、减少整个进气管道对气流的阻力 (1)合理选用空气滤清器。 (2)减小进气管和缸盖上进气道的表面粗糙度,避免急转弯及流通截面突变,保证足够的流通 截面。 3、减少对新鲜充量的热传导 避免对进气管加热,增压内燃机组织燃烧室扫气、采用油冷活塞 4、减少排气系统对气流的阻力 5、合理选择配气相位 配气相位合理程度的评定 (1)提高充气效率以保证发动机的动力性能。(靠调整进气迟闭角达到) (2)合适的充气效率特性以适应发动机扭矩特性的需要。(靠调整进气迟闭角达到) (3)较小的换气损失以保证发动机的经济性能。(主要依赖于合适的排气提前角 (4)必然的燃烧室扫气作用以保证高温零件的热负荷得以适当降低,达到可靠运转。(合理选 气门叠开角) (5)合适的排气温度。(合理选定气门叠开角) (6)降低噪声及排气污染。(综合考虑) 在进排气门开闭的四个角度中,进气门迟闭角对充气效率的影响最大。 五、配气相位 定义:用曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻和开启持续时间。 (一)进气门的配气相位 、进气提前角a一一从进气门开始开启到活塞顶到达上止点对应的曲轴转角
（3）缸壁冷却强度越小，则温度越高，新鲜充量 越大。 Ta 3、压缩比ε 对于非增压发动机，ε 增加，气缸内残余废气量相对减少，ηv 增加。 对于增压发动机，由于扫气而使余隙容积内充满新鲜工质，所以ε 减小，充气效率ηv 增加。 4、残余废气系数γ 四冲程非增压柴油机γ =0.03~0.06 四冲程增压柴油机γ =0.00~0.03 四冲程汽油机γ =0.06~0.16 当排气终了废气压力高时，残余废气密度增加，γ 上升，使ηv 下降。 5、配气相位 6、进气状态 进气温度升高，进气压力下降，均使进气密度减小，因此，进气量减少。 （四）提高充气效率的措施 1、减少进气门处的流动损失 （1）增大进气门直径，配置适当大小的排气门。 （2）采用多气门结构 （3）改善进气门和阀座处的流体动力性能 2、减少整个进气管道对气流的阻力 （1）合理选用空气滤清器。 （2）减小进气管和缸盖上进气道的表面粗糙度，避免急转弯及流通截面突变，保证足够的流通 截面。 3、减少对新鲜充量的热传导 避免对进气管加热，增压内燃机组织燃烧室扫气、采用油冷活塞 4、减少排气系统对气流的阻力 5、合理选择配气相位 配气相位合理程度的评定： （1）提高充气效率以保证发动机的动力性能。（靠调整进气迟闭角达到） （2）合适的充气效率特性以适应发动机扭矩特性的需要。（靠调整进气迟闭角达到） （3）较小的换气损失以保证发动机的经济性能。（主要依赖于合适的排气提前角） （4）必然的燃烧室扫气作用以保证高温零件的热负荷得以适当降低，达到可靠运转。（合理选定 气门叠开角） （5）合适的排气温度。（合理选定气门叠开角） （6）降低噪声及排气污染。（综合考虑） 在进排气门开闭的四个角度中，进气门迟闭角对充气效率的影响最大。 五、配气相位 定义：用曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻和开启持续时间。 （一）进气门的配气相位 1、进气提前角α —一从进气门开始开启到活塞顶到达上止点对应的曲轴转角。 5
2、进气迟后角B一一从下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角。B=40°~80° B过大一一进入年缸的气体被压回进气管 3、进气持续角:a+180°+B (二)排气门的配气相位 1、排气提前角γ一一从排气门开始开启到活塞到达作功行程下止点所对应的曲轴转角 y=40°~80° 作用:减小排气阻力:减小排气时功率消耗;防止发动机过热。 2、排气迟后角δ一一从活塞位于排气终了上止点起到排气门完全关闭时所对应的曲轴转角 作用:废气排放更干净 3、排气持续角:y+180°+d (三)气门重叠与气门重叠角 1、气门重叠:进、排气门同时开启的现象 2、气门重叠角:进、排气门同时开启过程对应的曲轴转角。a+δ (四)配气相位图 1、定义:表示进排气门实际启闭时刻和开启过程相对于上下止点曲拐位置所对应的曲轴转角的 环形图。 2、6120Q柴油机:a=20°B=48°y=48°d=20 EQ6100-1型汽油机:a=20°B6=56°y=38.5°6=20.5 (五)配气相位对发动机工作性能的影响 1、a+6的影响 α+δ过大——废气倒流,新鲜气体随废气排走 a+δ过小——排气不彻底,进气量减小 2、β对发动机性能影响最大 B过小—一进气量减小—一充气系数减小——功率、扭矩下降 B过大——气缸内气体被压回进气道 y过大—P下降,g增加,排气管放炮 γ过小——排气阻力增加,功率损失增加,发动机过热 4、配气相位的确定 (1)结构不同,配气相位也不同。如增压柴油机 (2)发动机n不同,配气相位也不同。n越高,要求提前角和迟后角越大。 六、配气机构的功用与分类 (一)配气机构的作用——一按照发动机各缸工作顺序和每一缸工作循环的要求,定时地将各缸进 气门与排气门打开、关闭,以便发动机进行换气 (二)配气机构的组成 1、气门组 (1)组成:气门、气门导管、气门弹簧、弹簧座
α =10°～30° 2、进气迟后角 β —一从下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角。 β =40°～80° β 过大—一进入年缸的气体被压回进气管 3、进气持续角：α +180°+ β （二）排气门的配气相位 1、排气提前角γ —一从排气门开始开启到活塞到达作功行程下止点所对应的曲轴转角。 γ =40°～80° 作用：减小排气阻力；减小排气时功率消耗；防止发动机过热。 2、排气迟后角δ —一从活塞位于排气终了上止点起到排气门完全关闭时所对应的曲轴转角。 δ =10°～30° 作用：废气排放更干净。 3、排气持续角：γ ＋180°＋δ （三）气门重叠与气门重叠角 1、气门重叠：进、排气门同时开启的现象。 2、气门重叠角：进、排气门同时开启过程对应的曲轴转角。α ＋δ （四）配气相位图 1、定义：表示进排气门实际启闭时刻和开启过程相对于上下止点曲拐位置所对应的曲轴转角的 环形图。 2、6120Q 柴油机： α =20° β =48° γ =48° δ =20° EQ6100 一 l 型汽油机： α =20° β =56° γ =38.5° δ =20.5° （五）配气相位对发动机工作性能的影响 1、α ＋δ 的影响 α ＋δ 过大——废气倒流，新鲜气体随废气排走 α ＋δ 过小——排气不彻底，进气量减小 2、 β 对发动机性能影响最大 β 过小——进气量减小——充气系数减小——功率、扭矩下降 β 过大——气缸内气体被压回进气道 3、γ γ 过大——Pe下降， 增加，排气管放炮 ge γ 过小——排气阻力增加，功率损失增加，发动机过热 4、配气相位的确定 （1）结构不同，配气相位也不同。如增压柴油机 （2）发动机 不同，配气相位也不同。 越高，要求提前角和迟后角越大。 n n 六、配气机构的功用与分类 （一）配气机构的作用——按照发动机各缸工作顺序和每一缸工作循环的要求，定时地将各缸进 气门与排气门打开、关闭，以便发动机进行换气。 （二）配气机构的组成 1、气门组 （1）组成：气门、气门导管、气门弹簧、弹簧座。 6
(2)功用:封闭进、排气道口。 2、气门传动组 (1)组成:凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂总成。 (2)功用:使气门打开和控制气门开启与关闭时刻和开启与关闭的规律 (三)配气机构的工作过程 曲轴驱动正时齿轮—◆凸轮轴—≯挺柱—推杆—摇臂 气门开启——靠气门传动组作用 气门关闭—一靠气门弹簧作用 气门启闭时刻和规律——取决于凸轮的轮廓曲线 凸轮数目=气门数 凸轮轴转速=-曲轴转速 (四)气门间隙 1、定义:发动机在冷态装配时,在气门与其传动机构中留有的为了补偿气门受热后膨胀量的间 隙 2、气门间隙的大小 进气门间隙:025-0.30mm 排气门间隙:0.30-0.35mm 气门间隙过大过小的影响? (五)配气机构的布置形式 1、顶置气门式配气机构 (1)结构特点:气门布置在缸盖上,头部向下倒挂于气缸之上,气门开启时向下运动 2)优点:进气阻力小,燃烧室结构紧凑。 缺点:气门和凸轮轴相距远,气门传动零件多,结构复杂。 (3)应用:CA1091、EQ1090E、一汽奥迪100 2、侧置气门式配气机构 (1)结构特点:气门头部向上,布置于缸体一侧,气门开启时向上运动 (2)优点:传动机构简单,缸盖形状简单,制造成本低,维修方便。 缺点:燃烧室结构不紧凑一一提高压缩比受限。 进气道拐弯多,进气阻力大一一动力性,高速性差。 3、进气门顶置、排气门侧置的配气机构 进气门尺寸不受限制,可做较大,以减小进气阻力一一n高 排气门可得到良好的冷却。 (六)顶置气门式配气机构凸轮轴布置形式 凸轮轴下置式 凸轮轴平行布置在曲轴的一侧,位置较曲轴偏上。 优点:传动系统简单一一只用一对正时齿轮传动:润滑可靠。 应用:大多货车,大中型客车 2、凸轮轴上置式 凸轮轴在气缸盖上
（2）功用：封闭进、排气道口。 2、气门传动组 （1）组成：凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂总成。 （2）功用：使气门打开和控制气门开启与关闭时刻和开启与关闭的规律。 （三）配气机构的工作过程 曲轴驱动正时齿轮 凸轮轴 挺柱 推杆 摇臂 气门开启——靠气门传动组作用 气门关闭——靠气门弹簧作用 气门启闭时刻和规律——取决于凸轮的轮廓曲线 凸轮数目=气门数 凸轮轴转速= 曲轴转速 1 2 （四）气门间隙 1、定义：发动机在冷态装配时，在气门与其传动机构中留有的为了补偿气门受热后膨胀量的间 隙。 2、气门间隙的大小 进气门间隙：0.25~0.30mm 排气门间隙：0.30~0.35mm 气门间隙过大过小的影响？ （五）配气机构的布置形式 l、顶置气门式配气机构 （l）结构特点：气门布置在缸盖上，头部向下倒挂于气缸之上，气门开启时向下运动。 （2）优点：进气阻力小，燃烧室结构紧凑。 缺点：气门和凸轮轴相距远，气门传动零件多，结构复杂。 （3）应用：CA1091、EQ1090E、一汽奥迪 100 2、侧置气门式配气机构 （1）结构特点：气门头部向上，布置于缸体一侧，气门开启时向上运动。 （2）优点：传动机构简单，缸盖形状简单，制造成本低，维修方便。 缺点：燃烧室结构不紧凑—一提高压缩比受限。 进气道拐弯多，进气阻力大—一动力性，高速性差。 3、进气门顶置、排气门侧置的配气机构 进气门尺寸不受限制，可做较大，以减小进气阻力—一η V 高 排气门可得到良好的冷却。 （六）顶置气门式配气机构凸轮轴布置形式 1、凸轮轴下置式 凸轮轴平行布置在曲轴的一侧，位置较曲轴偏上。 优点：传动系统简单—一只用一对正时齿轮传动；润滑可靠。 应用：大多货车，大中型客车。 2、凸轮轴上置式 凸轮轴在气缸盖上 7
(1)特点:没有推杆,发动机高度增加 (2)凸轮轴与曲轴间传动:链条传动或同步合形带传动 (3)分类 第一种形式:没有推杄和挺柱,凸轮直接与摇臂接触,通过摇臂摆动将气门打开 必须设气门间隙。 第二种形式:没有摇臂,凸轮通过挺柱直接将气门顶开 (4)应用:高速发动机。 3、凸轮轴中置式 (七)曲轴与凸轮轴之间的传动方式 1、齿轮传动 凸轮轴下置、中置的配气机构 圆柱形正时齿轮传动(斜齿一一啮合平稳、噪声小 中小功率发动机.曲轴正时齿轮一一钢凸轮轴正时齿轮一一铸铁或夹布胶木 2、链传动 凸轮轴上置式配气机构 结构特点:导链板、链条张紧器、两级链传动。 第一级:曲轴链轮一一中间链轮2:1 第二级:中间链轮——凸轮轴链轮1:1 优点:可靠性好,使用寿命长。 缺点:工作时噪声大,需润滑、维护不便,需定期张紧。 3、同步齿形带传动 优点:传动精确、平稳、噪声小 材料:氯丁橡胶 (八)气门的布置形式 1、气门在机体横向平面内的布置 垂直布置盆形燃烧室Q6100发动机 倾斜布置楔形燃烧室CA6102型发动机 2、半球形燃烧室发动机气门布置与驱动方式 (1)进排气门在机体横向平面内呈Ⅴ形排列,分别倾斜排列于缸盖左右两侧。 (2)驱动方式 凸轮轴下置,采用双摇臂轴 凸轮轴上置,双排摇臂 两根凸轮轴上置,分别驱动进排气门 3、进气门顶置、排气门侧置的气门布置方式 (1)优点:进气门头部较大—进气阻力小—一有利于提高功率 (2)驱动方式—凸轮轴下置 4、气门结构方式(图3-11) (1)采用优点 ①可有效利用燃烧室顶部的面积。 ②可适当增大两进气门头部的直径,进气门总通过截面增大,有利于充气系数的提高 ③可适当减小气门升程,改善配气机构的动力性。 ④有利于缸盖上喷油器或预燃室的布置 (2)驱动方式
（1）特点：没有推杆，发动机高度增加。 （2）凸轮轴与曲轴间传动：链条传动或同步合形带传动。 （3）分类： 第一种形式：没有推杆和挺柱，凸轮直接与摇臂接触，通过摇臂摆动将气门打开。 必须设气门间隙。 第二种形式：没有摇臂，凸轮通过挺柱直接将气门顶开。 （4）应用：高速发动机。 3、凸轮轴中置式 （七）曲轴与凸轮轴之间的传动方式 1、齿轮传动 凸轮轴下置、中置的配气机构 圆柱形正时齿轮传动（斜齿—一啮合平稳、噪声小） 中小功率发动机． 曲轴正时齿轮—一钢 凸轮轴正时齿轮—一铸铁或夹布胶木 2、链传动 凸轮轴上置式配气机构 结构特点：导链板、链条张紧器、两级链传动。 第一级：曲轴链轮一一中间链轮 2:1 第二级：中间链轮——凸轮轴链轮 1:1 优点：可靠性好，使用寿命长。 缺点：工作时噪声大，需润滑、维护不便，需定期张紧。 3、同步齿形带传动 优点：传动精确、平稳、噪声小。 材料：氯丁橡胶 （八）气门的布置形式 1、气门在机体横向平面内的布置 垂直布置 盆形燃烧室 EQ6100 发动机 倾斜布置 楔形燃烧室 CA6102 型发动机 2、半球形燃烧室发动机气门布置与驱动方式 （1）进排气门在机体横向平面内呈 V 形排列，分别倾斜排列于缸盖左右两侧。 （2）驱动方式 凸轮轴下置，采用双摇臂轴 一凸轮轴上置，双排摇臂 两根凸轮轴上置，分别驱动进排气门 3、进气门顶置、排气门侧置的气门布置方式 （1）优点：进气门头部较大——进气阻力小——有利于提高功率 （2）驱动方式——凸轮轴下置 4、气门结构方式（图 3-11） （1）采用优点 ○1 可有效利用燃烧室顶部的面积。 ○2 可适当增大两进气门头部的直径，进气门总通过截面增大，有利于充气系数的提高。 ○3 可适当减小气门升程，改善配气机构的动力性。 ○4 有利于缸盖上喷油器或预燃室的布置。 （2）驱动方式 8
①同名气门排成两列,由凸轮轴上的一个凸轮通过T型杆来驱动。 ②同名气门排成一列,形成进排气门两列气门,分别由两根凸轮轴来驱动 第2节气门组的零件结构 构成:头部和杆身 2、气门的工作条件 (1)高温 (2)散热困难; (3)气门头部承受落座时的惯性冲击力 (4)腐蚀 (5)润滑困难; (6)承受气体压力、传动组零件惯性力。 3、气门的材料 进气门:中碳合金钢排气门:耐热合金钢 4、气门的一般构造 (1)气门顶部的形状 ①平顶特点:吸热面积小,结构简单,制造方便,质量小 应用:进、排气门 ②喇叭形顶(凹顶)(漏斗形) 特点:质量小,气流阻力小,具有较大的弹性,对气门座的适应性好(又称柔性气门), 易获得较好的磨合,但受热面积大,易存废气,易过热及受热变形 应用:进气门 ③球面顶(凸顶) 特点:刚度大,受热面积大,质量大,惯性力大 应用:某些排气门 (2)气门密封锥面 作用:封闭气道 采用锥形工作面的益处 ①可获得较大的气门座合压力,提高密封性和导热性 ②气门落座时具有自动定位作用 ③避免使气流拐弯过大而降低流速 ④自洁作用。 气门锥角—气门密封锥面与顶平面之间的夹角。 落座时压力大,密封、导热性好 锥角大了强度高,刚度大—一不易变形 流通截面小,气流阻力大 (3)气门杆身
○1 同名气门排成两列，由凸轮轴上的一个凸轮通过 T 型杆来驱动。 ○2 同名气门排成一列，形成进排气门两列气门，分别由两根凸轮轴来驱动。 第 2 节 气门组的零件结构 一、气门 1、构成：头部和杆身 2、气门的工作条件 （1）高温； （2）散热困难； （3）气门头部承受落座时的惯性冲击力； （4）腐蚀； （5）润滑困难； （6）承受气体压力、传动组零件惯性力。 3、气门的材料 进气门：中碳合金钢 排气门：耐热合金钢 4、气门的一般构造 （1）气门顶部的形状 ○1 平顶 特点：吸热面积小，结构简单，制造方便，质量小。 应用：进、排气门 ○2 喇叭形顶（凹顶）（漏斗形） 特点：质量小，气流阻力小，具有较大的弹性，对气门座的适应性好（又称柔性气门）， 易获得较好的磨合，但受热面积大，易存废气，易过热及受热变形。 应用：进气门 ○3 球面顶（凸顶） 特点：刚度大，受热面积大，质量大，惯性力大 应用：某些排气门 （2）气门密封锥面 作用：封闭气道 采用锥形工作面的益处： ○1 可获得较大的气门座合压力，提高密封性和导热性； ○2 气门落座时具有自动定位作用； ○3 避免使气流拐弯过大而降低流速； ○4 自洁作用。 气门锥角——气门密封锥面与顶平面之间的夹角。 落座时压力大，密封、导热性好 锥角大 强度高，刚度大——不易变形 流通截面小，气流阻力大 （3）气门杆身 9
圆形导向作用,润滑条件恶劣 (4)弹簧座的固定方式 气门座 1、定义:进排气道口与气门密封锥面直接贴合的部位。 2、作用:密封、传热 3、形式 优点:散热好 直接镗出式结构 缺点:不耐高温、不耐磨、修理不便 4嵌式结构优点:耐高温、耐磨、耐冲击、使用寿命长、易维修更换 缺点:导热差、加工精度要求高 (1)汽油机进气门座:温度低,磨损快,直接在缸盖上镗出气门座 排气门座:温度高,润滑差,易磨损,用气门座圈镶嵌于缸盖排气道口 (2)柴油机:均采用镶嵌式结构 (3)铝合金缸盖的发动机,均采用镶嵌式结构 5、气门座的锥角 45°(30°) 气门座锥角与密封干涉角 气门,2气门座 b过大,单位座合压力降低,密封可靠性差 b过窄,面积小,散热差 15°和75°锥角:用来修正工作锥面的宽度和上下位置 6、气门干涉角——气门锥角比气门座锥角小05°~1 作用:(1)减小了二者之间接触面积,单位压力增加 (2)自洁作用,能挤出二者之间的夹杂物 (3)随气体压力的增加,单位压力变化较小 因为:在气体压力作用下产生弹性变形时,可趋向全锥面接触 (4)防止加工时出现负干涉角 负干涉角,使气门暴露于炙热气体中 三、气门导管 1、作用:导向,散热 2、导管深入进、排气岐管的深度应适当
圆形 导向作用，润滑条件恶劣 （4）弹簧座的固定方式 二、气门座 1、定义：进排气道口与气门密封锥面直接贴合的部位。 2、作用：密封、传热。 3、形式 ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ ⎩ ⎨ ⎧ ⎩ ⎨ ⎧ 缺点：导热差、加工精度要求高 优点：耐高温、耐磨、耐冲击、使用寿命长、易维修更换 镶嵌式结构 缺点：不耐高温、不耐磨、修理不便 优点：散热好 直接镗出式结构 4、举例 （1）汽油机 进气门座：温度低，磨损快，直接在缸盖上镗出气门座 排气门座：温度高，润滑差，易磨损，用气门座圈镶嵌于缸盖排气道口 （2）柴油机：均采用镶嵌式结构 （3）铝合金缸盖的发动机，均采用镶嵌式结构 5、气门座的锥角 b 过大，单位座合压力降低，密封可靠性差 b 过窄，面积小，散热差 15°和 75°锥角：用来修正工作锥面的宽度和上下位置。 6、气门干涉角——气门锥角比气门座锥角小 0.5°~1°。 作用：（1）减小了二者之间接触面积，单位压力增加 （2）自洁作用，能挤出二者之间的夹杂物 （3）随气体压力的增加，单位压力变化较小 因为：在气体压力作用下产生弹性变形时，可趋向全锥面接触。 （4）防止加工时出现负干涉角 负干涉角，使气门暴露于炙热气体中 三、气门导管 1、作用：导向，散热 2、导管深入进、排气岐管的深度应适当。 10
