d第三章 配氣機(jī)構(gòu)

1、一、充氣效率一、充氣效率 定義：表征新鮮充量充滿氣缸的程度，指每循環(huán)實(shí)際進(jìn)入氣缸的定義：表征新鮮充量充滿氣缸的程度，指每循環(huán)實(shí)際進(jìn)入氣缸的充量與進(jìn)氣狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的理論充量的比值。充量與進(jìn)氣狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的理論充量的比值。 影響因素：進(jìn)氣終了時(shí)氣缸壓力；進(jìn)氣終了時(shí)氣缸內(nèi)溫度；上一影響因素：進(jìn)氣終了時(shí)氣缸壓力；進(jìn)氣終了時(shí)氣缸內(nèi)溫度；上一循環(huán)殘留在氣缸內(nèi)的高溫廢氣。循環(huán)殘留在氣缸內(nèi)的高溫廢氣。 提高措施：減小進(jìn)氣門處的流動(dòng)損失；減小整個(gè)進(jìn)氣管道的流通提高措施：減小進(jìn)氣門處的流動(dòng)損失；減小整個(gè)進(jìn)氣管道的流通阻力；減少對(duì)混合氣的熱傳導(dǎo)；減小排氣系統(tǒng)對(duì)氣流的阻力；合理選阻力；減少對(duì)混合氣

2、的熱傳導(dǎo)；減小排氣系統(tǒng)對(duì)氣流的阻力；合理選擇配氣相位。擇配氣相位。 第三章第三章 配氣機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu) 第一節(jié)第一節(jié) 配氣機(jī)構(gòu)的功用及組成配氣機(jī)構(gòu)的功用及組成二、功用二、功用 按照發(fā)動(dòng)機(jī)每一氣缸內(nèi)所進(jìn)行的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求，定時(shí)開按照發(fā)動(dòng)機(jī)每一氣缸內(nèi)所進(jìn)行的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求，定時(shí)開啟各缸的進(jìn)、排氣門，使新鮮可燃混合氣或空氣及時(shí)進(jìn)入氣缸，廢氣及時(shí)啟各缸的進(jìn)、排氣門，使新鮮可燃混合氣或空氣及時(shí)進(jìn)入氣缸，廢氣及時(shí)從氣缸排出。從氣缸排出。三、組成三、組成 配氣機(jī)構(gòu)常見有兩種方式：氣門式配氣機(jī)構(gòu)和氣孔式配氣機(jī)構(gòu)。配氣機(jī)構(gòu)常見有兩種方式：氣門式配氣機(jī)構(gòu)和氣孔式配氣機(jī)構(gòu)。 氣門式配氣機(jī)構(gòu)包括側(cè)置氣

3、門式和頂置氣門式兩種。氣門式配氣機(jī)構(gòu)包括側(cè)置氣門式和頂置氣門式兩種。 氣門式配氣機(jī)構(gòu)通常由氣門組和氣門傳動(dòng)組組成。氣門式配氣機(jī)構(gòu)通常由氣門組和氣門傳動(dòng)組組成。 側(cè)置氣門式側(cè)置氣門式 頂置氣門式頂置氣門式對(duì)頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)按凸輪軸位置分：對(duì)頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)按凸輪軸位置分：1、 凸輪軸下置式凸輪軸下置式 優(yōu)點(diǎn)：凸輪軸離曲軸近，可用齒輪傳動(dòng)；優(yōu)點(diǎn)：凸輪軸離曲軸近，可用齒輪傳動(dòng)； 缺點(diǎn)：傳動(dòng)鏈長，整個(gè)機(jī)構(gòu)剛性差，速度高時(shí)，可能破壞氣門的運(yùn)缺點(diǎn)：傳動(dòng)鏈長，整個(gè)機(jī)構(gòu)剛性差，速度高時(shí)，可能破壞氣門的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。動(dòng)規(guī)律。 2 、凸輪軸中置式、凸輪軸中置式 優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)剛度有所增加；優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)剛度有所增

4、加； 缺點(diǎn)：凸輪軸驅(qū)動(dòng)變復(fù)雜。缺點(diǎn)：凸輪軸驅(qū)動(dòng)變復(fù)雜。3 、凸輪軸上置式、凸輪軸上置式 優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)件少，機(jī)構(gòu)剛度最好；優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)件少，機(jī)構(gòu)剛度最好； 缺點(diǎn)：凸輪軸驅(qū)動(dòng)復(fù)雜。缺點(diǎn)：凸輪軸驅(qū)動(dòng)復(fù)雜。 第二節(jié)第二節(jié) 配氣定時(shí)及氣門間隙配氣定時(shí)及氣門間隙一、配氣定時(shí)一、配氣定時(shí) 指以曲軸轉(zhuǎn)角所表示的進(jìn)、排氣門實(shí)際開閉時(shí)刻及其所持續(xù)的時(shí)間。指以曲軸轉(zhuǎn)角所表示的進(jìn)、排氣門實(shí)際開閉時(shí)刻及其所持續(xù)的時(shí)間。用相對(duì)于上、下止點(diǎn)的曲軸轉(zhuǎn)角的環(huán)形圖（配氣相位圖）表示。用相對(duì)于上、下止點(diǎn)的曲軸轉(zhuǎn)角的環(huán)形圖（配氣相位圖）表示。 1 、進(jìn)氣門、進(jìn)氣門 進(jìn)氣提前角：進(jìn)氣提前角：=030； 進(jìn)氣遲后角：進(jìn)氣遲后角：=3080

5、進(jìn)氣持續(xù)角：進(jìn)氣持續(xù)角：180+ 2 、排氣門、排氣門 排氣提前角：排氣提前角：=4080； 排氣遲后角：排氣遲后角：=030 排氣持續(xù)角：排氣持續(xù)角：180+ 3 、氣門重疊角、氣門重疊角 活塞位于上止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)排氣門同時(shí)開啟?；钊挥谏现裹c(diǎn)時(shí)，進(jìn)排氣門同時(shí)開啟。 氣門重疊角：氣門重疊角：+二、氣門間隙二、氣門間隙 發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)時(shí)，在氣門及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，留有適當(dāng)間隙以補(bǔ)償氣門受發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)時(shí)，在氣門及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，留有適當(dāng)間隙以補(bǔ)償氣門受熱后的膨脹量，此間隙即為氣門間隙。熱后的膨脹量，此間隙即為氣門間隙。 氣門間隙一般由發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠根據(jù)試驗(yàn)確定。氣門間隙一般由發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠根據(jù)試驗(yàn)確定。第三節(jié)第三節(jié)

6、 氣門組氣門組 氣門組包括氣門、氣門導(dǎo)管、氣門座及氣門彈簧等。氣門組包括氣門、氣門導(dǎo)管、氣門座及氣門彈簧等。 氣門組應(yīng)保證氣門能夠?qū)崿F(xiàn)氣缸的密封。氣門組應(yīng)保證氣門能夠?qū)崿F(xiàn)氣缸的密封。 一、氣門一、氣門 1、 工作條件及要求工作條件及要求 工作條件：高溫、高壓、慣性力和差的冷卻和潤滑條件。工作條件：高溫、高壓、慣性力和差的冷卻和潤滑條件。 要求氣門有足夠強(qiáng)度、剛度、耐熱性和耐磨性。要求氣門有足夠強(qiáng)度、剛度、耐熱性和耐磨性。 進(jìn)氣門一般用合金鋼制造；排氣門用耐熱合金鋼制造。進(jìn)氣門一般用合金鋼制造；排氣門用耐熱合金鋼制造。2 、氣門頭頂面、氣門頭頂面 平頂：結(jié)構(gòu)簡單，吸熱面積小，進(jìn)排氣門都可使用。應(yīng)

7、用最多。平頂：結(jié)構(gòu)簡單，吸熱面積小，進(jìn)排氣門都可使用。應(yīng)用最多。 凹頂：適于作進(jìn)氣門，加工復(fù)雜，受熱面積大，不宜作排氣門。凹頂：適于作進(jìn)氣門，加工復(fù)雜，受熱面積大，不宜作排氣門。 凸頂：排氣阻力小，強(qiáng)度高，適于作排氣門，但質(zhì)量大，受熱面積大，凸頂：排氣阻力小，強(qiáng)度高，適于作排氣門，但質(zhì)量大，受熱面積大，加工復(fù)雜。加工復(fù)雜。3 、氣門密封、氣門密封 氣門密封錐面的錐角為氣門錐角，一般為氣門密封錐面的錐角為氣門錐角，一般為45 ，也有的為，也有的為30 。4 、氣門散熱、氣門散熱 氣門頭部的熱量直接通氣門頭部的熱量直接通過氣門座以及通過氣門桿、過氣門座以及通過氣門桿、經(jīng)氣門導(dǎo)管而傳到氣缸蓋上，經(jīng)氣

8、門導(dǎo)管而傳到氣缸蓋上，最終被冷卻液帶走。最終被冷卻液帶走。 為提高散熱性能：為提高散熱性能： 氣門頭與氣門座密封氣門頭與氣門座密封良好；良好； 氣門頭與氣門桿過渡氣門頭與氣門桿過渡部分應(yīng)圓滑；部分應(yīng)圓滑； 氣門桿與氣門導(dǎo)管間氣門桿與氣門導(dǎo)管間隙盡可能小。隙盡可能小。 5、 每缸氣門數(shù)每缸氣門數(shù) 一般發(fā)動(dòng)機(jī)為一進(jìn)一般發(fā)動(dòng)機(jī)為一進(jìn)一排兩氣門，且進(jìn)氣門一排兩氣門，且進(jìn)氣門比排氣門大。比排氣門大。 多氣門發(fā)動(dòng)機(jī)使用最多氣門發(fā)動(dòng)機(jī)使用最多的是四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)，多的是四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)包括：其優(yōu)點(diǎn)包括：1）氣門通過斷面積大，）氣門通過斷面積大，進(jìn)氣量增加；進(jìn)氣量增加；2）運(yùn)動(dòng)慣性力減小，有）運(yùn)動(dòng)慣性力減小，

9、有利于提高轉(zhuǎn)速；利于提高轉(zhuǎn)速；3）多采用蓬型燃燒室，）多采用蓬型燃燒室，有利于燃燒。有利于燃燒。6 6、氣門桿、氣門桿 用來為氣門運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)向、承受側(cè)壓力并傳走一部分熱量。氣門桿應(yīng)具有用來為氣門運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)向、承受側(cè)壓力并傳走一部分熱量。氣門桿應(yīng)具有一定耐磨性，其桿端形狀決定于氣門彈簧座的固定方式。一定耐磨性，其桿端形狀決定于氣門彈簧座的固定方式。二、氣門座與氣門座圈二、氣門座與氣門座圈 氣門座是氣缸蓋上與氣門錐面相貼合的部位。氣門座可在氣缸蓋上直接鏜氣門座是氣缸蓋上與氣門錐面相貼合的部位。氣門座可在氣缸蓋上直接鏜出，也可用較好的材料單獨(dú)制作，然后鑲嵌到氣缸蓋上。出，也可用較好的材料單獨(dú)制作，然后鑲

10、嵌到氣缸蓋上。三、氣門導(dǎo)管三、氣門導(dǎo)管 主要起導(dǎo)向作用，保證氣門作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，氣門導(dǎo)管還起主要起導(dǎo)向作用，保證氣門作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，氣門導(dǎo)管還起導(dǎo)熱作用。氣門桿和氣門導(dǎo)管之間一般留導(dǎo)熱作用。氣門桿和氣門導(dǎo)管之間一般留0.05-0.12mm間隙，保證氣門間隙，保證氣門桿運(yùn)動(dòng)。桿運(yùn)動(dòng)。四、氣門彈簧四、氣門彈簧 保證氣門及時(shí)落座并緊緊貼合，同時(shí)防止發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)時(shí)氣門跳動(dòng)。保證氣門及時(shí)落座并緊緊貼合，同時(shí)防止發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)時(shí)氣門跳動(dòng)。 為防止共振，可采取以下措施：為防止共振，可采取以下措施： 雙氣門彈簧；雙氣門彈簧； 變螺距彈簧；變螺距彈簧； 錐形彈簧錐形彈簧五、氣門旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)五、氣門旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 可

11、使氣門頭沿圓周溫度分布均勻，同時(shí)，摩擦錐面上的摩擦力能阻可使氣門頭沿圓周溫度分布均勻，同時(shí)，摩擦錐面上的摩擦力能阻止沉積物形成。止沉積物形成。 通過變厚度凹槽的設(shè)計(jì)，使得氣門旋轉(zhuǎn)。通過變厚度凹槽的設(shè)計(jì)，使得氣門旋轉(zhuǎn)。第三節(jié)第三節(jié) 氣門傳動(dòng)組氣門傳動(dòng)組 氣門傳動(dòng)組主要包括凸輪軸、氣門傳動(dòng)組主要包括凸輪軸、正時(shí)齒輪、挺柱、推桿、搖臂、正時(shí)齒輪、挺柱、推桿、搖臂、搖臂軸等。搖臂軸等。 作用是使進(jìn)、排氣門能按配作用是使進(jìn)、排氣門能按配氣相位規(guī)定的時(shí)刻開閉，且保證氣相位規(guī)定的時(shí)刻開閉，且保證有足夠的開度。有足夠的開度。一、凸輪軸一、凸輪軸 1 、工作條件：承受周期性載荷，要求有足夠的剛度和耐磨性。、工作

12、條件：承受周期性載荷，要求有足夠的剛度和耐磨性。 一般用優(yōu)質(zhì)鋼模鍛。一般用優(yōu)質(zhì)鋼模鍛。 2 、構(gòu)造、構(gòu)造 （1）組成：主要有進(jìn)、排氣凸輪、驅(qū)動(dòng)分電器的齒輪和驅(qū)動(dòng)油泵的偏心輪等。）組成：主要有進(jìn)、排氣凸輪、驅(qū)動(dòng)分電器的齒輪和驅(qū)動(dòng)油泵的偏心輪等。 （2）支承：）支承： 有全支承有全支承和非全支承。和非全支承。（3）同異名凸輪）同異名凸輪 同名凸輪：相對(duì)角位置符合各缸發(fā)火次序和發(fā)火間隙時(shí)間的要求。同名凸輪：相對(duì)角位置符合各缸發(fā)火次序和發(fā)火間隙時(shí)間的要求。 異名凸輪：同一氣缸進(jìn)排氣凸輪的相對(duì)角位置與既定的配氣相位相適應(yīng)。異名凸輪：同一氣缸進(jìn)排氣凸輪的相對(duì)角位置與既定的配氣相位相適應(yīng)。（4）凸輪形狀）凸

13、輪形狀 凸輪的輪廓形狀決定著氣門的開啟持續(xù)時(shí)間和氣門升程及運(yùn)動(dòng)規(guī)律。凸輪的輪廓形狀決定著氣門的開啟持續(xù)時(shí)間和氣門升程及運(yùn)動(dòng)規(guī)律。（5）凸輪軸的傳動(dòng)）凸輪軸的傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng)：多用于凸輪軸下置、中置發(fā)動(dòng)機(jī)。齒輪傳動(dòng)：多用于凸輪軸下置、中置發(fā)動(dòng)機(jī)。 鏈傳動(dòng)：適于凸輪軸上置發(fā)動(dòng)機(jī)，不如齒輪傳動(dòng)可靠。鏈傳動(dòng)：適于凸輪軸上置發(fā)動(dòng)機(jī)，不如齒輪傳動(dòng)可靠。 齒形帶傳動(dòng)：適于凸輪軸上置式發(fā)動(dòng)機(jī)，噪聲小，工作可靠。齒形帶傳動(dòng)：適于凸輪軸上置式發(fā)動(dòng)機(jī)，噪聲小，工作可靠。（6）凸輪軸定位）凸輪軸定位 上置式凸輪軸，利用凸輪軸承蓋的兩個(gè)端面和凸輪軸軸頸兩側(cè)的凸肩進(jìn)上置式凸輪軸，利用凸輪軸承蓋的兩個(gè)端面和凸輪軸軸頸兩側(cè)的凸

14、肩進(jìn)行軸向定位。行軸向定位。 中、下置式凸輪軸，多采用止推板形式。中、下置式凸輪軸，多采用止推板形式。二、挺柱二、挺柱 將凸輪的推力傳給推桿，并承受凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)所施加的側(cè)向力。將凸輪的推力傳給推桿，并承受凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)所施加的側(cè)向力。 1、 工作條件工作條件 由于與凸輪間高速運(yùn)動(dòng)，要求必須耐磨。一般用鎳鉻合金鑄鐵制造。結(jié)構(gòu)由于與凸輪間高速運(yùn)動(dòng)，要求必須耐磨。一般用鎳鉻合金鑄鐵制造。結(jié)構(gòu)形式上包括機(jī)械挺柱和液力挺柱。形式上包括機(jī)械挺柱和液力挺柱。2、 機(jī)械挺柱機(jī)械挺柱 機(jī)械挺柱會(huì)存在偏磨損。機(jī)械挺柱會(huì)存在偏磨損。 為減小挺柱的磨損，采取以下措施：為減小挺柱的磨損，采取以下措施： （1）在挺柱底面鑲

15、嵌耐磨合金屬；）在挺柱底面鑲嵌耐磨合金屬； （2）使用滾子挺柱；）使用滾子挺柱； （3）挺柱表面做成球面，凸輪工作面制成錐面；）挺柱表面做成球面，凸輪工作面制成錐面； （4）挺柱中心線與凸輪中心線不相重合挺柱中心線與凸輪中心線不相重合 。3、 液力挺柱液力挺柱 使用液力挺柱，使用液力挺柱，實(shí)現(xiàn)了零氣門間隙。實(shí)現(xiàn)了零氣門間隙。三、推桿三、推桿 將從挺柱傳來的力傳給搖臂。要求其抗將從挺柱傳來的力傳給搖臂。要求其抗彎曲剛度高，質(zhì)量小，兩端焊球頭和球座。彎曲剛度高，質(zhì)量小，兩端焊球頭和球座。四、搖臂四、搖臂 將推桿或凸輪傳來的運(yùn)動(dòng)和作用力改變方向傳給氣門。將推桿或凸輪傳來的運(yùn)動(dòng)和作用力改變方向傳給氣門。 已知某微型轎車發(fā)動(dòng)機(jī)為三缸四沖程汽油機(jī)，其配氣相已知某微型轎車發(fā)動(dòng)機(jī)為三缸四沖程汽油機(jī)，其配氣相位為進(jìn)氣：位為進(jìn)氣：=22CA；=62CA；排氣；排氣=52CA；=20CA。試求：試求：1）畫出該發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相位圖；）畫出該發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相位圖； 2）當(dāng)該發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為）當(dāng)該發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為3000r/min時(shí)，計(jì)算每循環(huán)的時(shí)，計(jì)算每循環(huán)的進(jìn)、排氣持續(xù)時(shí)間各是多少秒？進(jìn)、排氣持續(xù)時(shí)間各是多少秒？ 3）該機(jī)作功間隔角是多少）該機(jī)作功間隔角是多少CA; 4