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1、1汽车构造汽车构造2第一节第一节 概述概述第二节第二节 配气相位配气相位第三节第三节 气门组气门组第四节第四节 气门传动组气门传动组第三章第三章 配气机构配气机构3第一节第一节 概述概述 功用：功用：功用：功用：1.1.定时开闭气门定时开闭气门 2.2.保证进饱排净保证进饱排净 组成：组成：组成：组成：1.1.气门组气门组 2.2.气门传动组气门传动组4 充气效率充气效率v:v=M/M0 M 进气过程中，实际进入气缸的新气的质量；进气过程中，实际进入气缸的新气的质量；Mo在理想状态下，充满气缸工作容积的新气质量。在理想状态下，充满气缸工作容积的新气质量。衡量换气质量：衡量换气质量：v增加，增加
2、，M增加，增加，热量热量增加，增加，功率功率增加。增加。（压力压力上升、上升、温度温度下降，下降，v增加）增加）影响因素：影响因素：配气机构结构、进排气门开启时刻与时间。配气机构结构、进排气门开启时刻与时间。按部件分：按部件分：气口式、气门式气口式、气门式按气门布置形式分：按气门布置形式分：气门顶置式、气门侧置式气门顶置式、气门侧置式按凸轮轴布置形式分：按凸轮轴布置形式分：上置式、中置式、下置式上置式、中置式、下置式按凸轮轴传动方式分：按凸轮轴传动方式分：齿轮传动、链条传动、齿形带传动齿轮传动、链条传动、齿形带传动按单缸气门数及排列方式分：按单缸气门数及排列方式分：二气门、三气门、四气门、五二
3、气门、三气门、四气门、五气门；单列式、双列式气门；单列式、双列式 分类：分类：5一、气门的布置形式一、气门的布置形式:1.1.顶置式顶置式位于缸盖顶上位于缸盖顶上 气门行程大气门行程大,充气好充气好,燃烧室紧燃烧室紧凑，有利于燃烧及散热，有凑，有利于燃烧及散热，有利于提高压缩比和改善发动利于提高压缩比和改善发动机动力性（结构复杂机动力性（结构复杂,零件多）零件多）62.2.2.2.侧置式侧置式侧置式侧置式位于缸体一侧位于缸体一侧已趋于淘汰已趋于淘汰a.a.结构简单，高度低结构简单，高度低b.b.燃烧室结构不紧凑燃烧室结构不紧凑,散热大散热大c.c.拐弯多拐弯多,阻力大阻力大,进气不充分进气不充
4、分,排气不彻排气不彻底底 7二、二、凸轮轴的布置位置凸轮轴的布置位置81 1、下置、下置位缸体中部位缸体中部结结构构：凸凸轮轮轴轴位位于于曲曲轴轴箱箱中中部部，靠靠近近曲曲轴轴，通通过过一一对对正正时时齿齿轮轮直直接驱动。接驱动。优优点点：传传动动方方式式简简单单，有有利利于于发动机的整体布置。发动机的整体布置。缺缺点点：凸凸轮轮轴轴与与气气门门相相距距较较远远，路路线线长长，零零件件多多，易易变变形形，噪噪声声大大，质质量量大大，不不适适用用于于高高速速发发动动机。机。92 2、中置式、中置式位缸体上部位缸体上部结构：结构：凸轮轴位于气缸体凸轮轴位于气缸体的上部，省去了推杆，凸的上部，省去了
5、推杆，凸轮通过挺柱直接驱动摇臂。轮通过挺柱直接驱动摇臂。优点：优点：减少气门传动机构减少气门传动机构的往复运动质量。的往复运动质量。缺点：缺点：不能通过正时齿轮不能通过正时齿轮直接驱动，需加中间齿轮直接驱动，需加中间齿轮或链传动。或链传动。103 3、上置、上置位缸盖顶上（桑塔纳、切诺基）位缸盖顶上（桑塔纳、切诺基）a.a.凸凸轮轮轴轴直直接接通通过过摇摇臂臂来来驱驱动动气气门门 这这样样既既无无挺挺柱柱，又又无无推推杆杆，往往复复运运动动质质量量大大大大减减小小，适适于于高速发动机。高速发动机。b.b.凸凸轮轮轴轴直直接接驱驱动动气气门门或或带带液液力力挺挺柱柱的的气气门门 往往复复运运动动
6、质质量量更更小小，特特别别适用于高速强化发动机适用于高速强化发动机11三、三、凸轮轴的传动方式凸轮轴的传动方式121 1、齿轮传动、齿轮传动(凸轮轴下置或中置用凸轮轴下置或中置用)（1 1）一对圆柱形正时齿轮，必要时增设中间齿轮。）一对圆柱形正时齿轮，必要时增设中间齿轮。下置式汽油机用一对正时齿轮；下置式汽油机用一对正时齿轮；中置式或柴油机（同时需驱动喷油泵）上凸轮轴与曲中置式或柴油机（同时需驱动喷油泵）上凸轮轴与曲轴中心距较大，需加入惰轮。轴中心距较大，需加入惰轮。（2 2）正时齿轮都用斜齿轮：）正时齿轮都用斜齿轮：减小噪声和磨损，啮合平稳。减小噪声和磨损，啮合平稳。（3 3）正时齿轮用不同
7、材料制成：）正时齿轮用不同材料制成：曲轴齿轮曲轴齿轮：中碳钢制造。：中碳钢制造。凸轮定时齿轮凸轮定时齿轮：铸铁或夹布胶木制造。：铸铁或夹布胶木制造。（4 4）优点：）优点：正时精度高，传动阻力小，无需张紧机构。正时精度高，传动阻力小，无需张紧机构。13AB；（5）正时记号）正时记号(装配时必须对齐装配时必须对齐):保证配气正时。保证配气正时。11为配气正时记号为配气正时记号;22为喷油正时记号为喷油正时记号;142 2、链条传动、链条传动（凸轮轴（凸轮轴上置上置或中置用）或中置用）（1）特点：特点：噪声小噪声小,可靠性、可靠性、耐久性不如齿轮传动，传耐久性不如齿轮传动，传动性取决于链条的制造质
8、动性取决于链条的制造质量。量。（2）防止链条抖振，设有）防止链条抖振，设有导导链板和张紧装置链板和张紧装置。153 3、齿形皮带传动、齿形皮带传动（凸轮轴（凸轮轴上置上置或中置用）或中置用）（1）特特点点：在在高高速速发发动动机机上上广广泛泛采采用用氯氯丁丁橡橡胶胶齿齿形形皮皮带带传传动动代代替替链链条条传传动动,传传动动平平稳稳,噪噪声声小小,质质量量轻轻,成成本本低低,不不需需润润滑滑,工工作作可可靠靠。AUDI 100、SATANAN（2）防防止止皮皮带带松松动动，设设有有张紧机构张紧机构。1617四、每缸气门数及其排列方式四、每缸气门数及其排列方式1、数目：、数目：(1)每缸二气门（一
9、进一排）：每缸二气门（一进一排）：改善换气，加大（进）气改善换气，加大（进）气门直径，速度高时，不能门直径，速度高时，不能保证质量。保证质量。(2)每缸多气门：每缸多气门：三气门、四气门、五气门三气门、四气门、五气门优点：优点：大大提高进排气通大大提高进排气通道横截面积，充气效率高，道横截面积，充气效率高，改善动力性能。改善动力性能。182 2、排列、排列（1 1）二气门：）二气门：汽油机：汽油机：进排气道置于机体同一侧。进排气道置于机体同一侧。同名气门相邻：同名气门相邻：共用一个气道，使结构简化，共用一个气道，使结构简化，增大气体通过截面积。增大气体通过截面积。进、排气门交替布置：进、排气门
10、交替布置：单独占用一个气道，缸单独占用一个气道，缸盖冷却均匀。盖冷却均匀。柴油机：柴油机：进排气道位于机体两侧，防止排气对进排气道位于机体两侧，防止排气对进气加热影响充气效率。进气加热影响充气效率。19同名气门排成两列：同名气门排成两列：由由一个凸轮通过一个凸轮通过T T形驱动杆同形驱动杆同时驱动，所有气门都可以时驱动，所有气门都可以由一根凸轮轴驱由一根凸轮轴驱（气门串联，影响进气效率，（气门串联，影响进气效率，热负荷不均匀）热负荷不均匀）同名气门排成一列：同名气门排成一列：进进排气门分别位于曲轴中心排气门分别位于曲轴中心线的两侧，分别采用两根线的两侧，分别采用两根凸轮轴驱动。凸轮轴驱动。（进
11、气涡流好，热负荷均匀）（进气涡流好，热负荷均匀）（2 2）四气门：）四气门：20五、气门间隙五、气门间隙1 1、定定义义：为为保保证证气气门门关关闭闭严严密密，通通常常发发动动机机在在冷冷态态装装配配时时，在在气气门门杆杆尾尾端端与与气气门门驱驱动动零零件件（摇臂、挺柱或凸轮）之间留有适当的间隙。（摇臂、挺柱或凸轮）之间留有适当的间隙。212 2、作用：、作用：保证气门关闭严密，消除气门与传动件因温保证气门关闭严密，消除气门与传动件因温度升高发生膨胀而导致漏气的现象（功率下降，不易度升高发生膨胀而导致漏气的现象（功率下降，不易起动）。起动）。正常的气门间隙（冷态）正常的气门间隙（冷态）气门气门
12、间隙间隙进气门进气门0.250.30mm排气门排气门0.300.35mm为何排气为何排气门间隙大门间隙大于进气门于进气门间隙？间隙？气门间隙气门间隙223 3、气门间隙过大和过小的危害、气门间隙过大和过小的危害过大：过大：运转不平稳，产生撞击，噪声大，磨损加剧。运转不平稳，产生撞击，噪声大，磨损加剧。气门开启时间短，进排气不充分。气门开启时间短，进排气不充分。过小：过小：气门关闭不严而漏气，导致功率下降。气门关闭不严而漏气，导致功率下降。调整：调整：在摇臂或挺柱上装有调整螺钉及锁紧螺母。在摇臂或挺柱上装有调整螺钉及锁紧螺母。4 4、液力挺柱、液力挺柱（无气门间隙）（无气门间隙）能改变长度，随时
13、补偿膨胀量，故不预留气门间隙。能改变长度，随时补偿膨胀量，故不预留气门间隙。23六、气门开闭传递过程六、气门开闭传递过程:曲轴正时齿轮带动凸轴转动曲轴正时齿轮带动凸轴转动凸轮顶起挺柱经推杆使摇臂绕凸轮顶起挺柱经推杆使摇臂绕摇臂轴转动，压开气门。摇臂轴转动，压开气门。当凸轮顶点转过挺柱时，挺柱当凸轮顶点转过挺柱时，挺柱回位，气门在气门弹簧的张力回位，气门在气门弹簧的张力作用下逐渐关闭。作用下逐渐关闭。24 第二节第二节 配气相位配气相位25一、一、概述：概述：配气相位：配气相位：用曲轴转角表示的进、排气门实际开用曲轴转角表示的进、排气门实际开闭时刻和开启持续时间。闭时刻和开启持续时间。理论气门开
14、闭时刻：理论气门开闭时刻：进气门：进气门：进气行程开始时开启，结束时关闭。进气行程开始时开启，结束时关闭。排气门：排气门：排气行程开始时开启，结束时关闭。排气行程开始时开启，结束时关闭。影响：影响：进气不足，排气不净，功率下降。进气不足，排气不净，功率下降。实际气门开闭时刻：实际气门开闭时刻：早开迟闭（延长开启时间，早开迟闭（延长开启时间，改善进、排气效果，提高动力性。）改善进、排气效果，提高动力性。）26早开迟闭早开迟闭的必要性的必要性因发动机转速高，气门开启的理论持续时间极因发动机转速高，气门开启的理论持续时间极短。例如四冲程发动机转速短。例如四冲程发动机转速5600r/min时，一个时，
15、一个行程时间只有行程时间只有0.0054s。凸轮气门凸轮气门开启需要一个过程开启需要一个过程，气门全开时间就，气门全开时间就更短。在这样短的时间内，难以做到进气充分更短。在这样短的时间内，难以做到进气充分和排气干净，因此实际发动机的进、排气门都和排气干净，因此实际发动机的进、排气门都要早开晚关，气门开启的持续角都大于要早开晚关，气门开启的持续角都大于1800。27二、进气门的配气相位二、进气门的配气相位1 1、进气提前角（、进气提前角（）（1 1）定义）定义：从进气门开始开启到上止点所对从进气门开始开启到上止点所对应的曲轴转角称为进气提前角应的曲轴转角称为进气提前角(或或早开角早开角)。一般为
16、。一般为100300。（2 2）目的）目的：进气门早开，使得活塞到达上止进气门早开，使得活塞到达上止点开始向下运动时，进气门已有点开始向下运动时，进气门已有一定的开度，可获得较大的进气一定的开度，可获得较大的进气通道截面，减少进气阻力。通道截面，减少进气阻力。282 2、进气迟后角（、进气迟后角（）（1 1）定义：）定义：从下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角称为从下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角称为进气迟后角进气迟后角(或晚关角或晚关角)。一般为。一般为400800。（2 2）目的：）目的：利用缸内外的压力差继续进气，到下止点时，利用缸内外的压力差继续进气，到下止点时，气缸内的压力仍低于大气
17、压；气缸内的压力仍低于大气压；利用气流的惯性继续进气。利用气流的惯性继续进气。所以进气门适当晚关可使进气较充分。所以进气门适当晚关可使进气较充分。二、进气门的配气相位二、进气门的配气相位29三、排气门的配气相位三、排气门的配气相位1 1、排气提前角、排气提前角()()（1 1）定义：）定义：从排气门开始开启到下止点所对应的曲轴从排气门开始开启到下止点所对应的曲轴转角。一般为转角。一般为400800。（2 2）目的：）目的：利用缸内外的利用缸内外的压力差压力差排气：排气：排气门早开，排气门早开，气缸内气缸内0.30.5MPa的压力，使气缸内的废气的压力，使气缸内的废气迅速地自由排出。迅速地自由排
18、出。减少排气冲程消耗的功率：减少排气冲程消耗的功率：排气门早开，排气门早开，废气先排出一部分，活塞到下止点时，缸废气先排出一部分，活塞到下止点时，缸内只剩约内只剩约0.110.12MPa的压力，使排气冲程的压力，使排气冲程所消耗功率大为减少。所消耗功率大为减少。高温气体的早排，可防止发动机过热。高温气体的早排，可防止发动机过热。302 2、排气迟后角（、排气迟后角（）（1 1）定义：）定义：从上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角称为排气迟从上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角称为排气迟后角后角(或晚关角或晚关角)。100300。（2 2）目的：）目的：利用缸内外的利用缸内外的压力差压力差继续排气：
19、继续排气：因活塞到达上止点时，因活塞到达上止点时，气缸内的压力仍高于大气压，可利用缸内外的压力差气缸内的压力仍高于大气压，可利用缸内外的压力差继续排气。继续排气。利用废气流的利用废气流的惯性惯性继续排气：继续排气：因活塞到达上止点时，因活塞到达上止点时，废气流还有一定的惯性，仍能继续排气。所以排气门废气流还有一定的惯性，仍能继续排气。所以排气门适当晚关可使废气排得较干净。适当晚关可使废气排得较干净。三、排气门的配气相位三、排气门的配气相位31气门开启持续时间气门开启持续时间进气持续角：进气持续角：+180+1800 0+排气持续角：排气持续角：+180+1800 0+32三、气门叠开三、气门叠
20、开气门叠开：气门叠开：由于进气门早开和排气门晚关，就由于进气门早开和排气门晚关，就出现了一段出现了一段进排气门同时开启进排气门同时开启的现象。的现象。气门叠开角：气门叠开角：气门叠开角：气门叠开角：（+）。）。33不会。不会。因叠开时气门的开度较小，且新鲜气体因叠开时气门的开度较小，且新鲜气体和废气流的和废气流的惯性惯性要保持原来的方向，所以只要要保持原来的方向，所以只要叠开角适当，就不会产生废气倒排回进气管和叠开角适当，就不会产生废气倒排回进气管和新鲜气体随废气排出的问题。相反，由于新鲜气体随废气排出的问题。相反，由于废气废气气流周围有一定的真空度气流周围有一定的真空度，对排气速度有一定，对
21、排气速度有一定影响，从进气门进入的少量新鲜气体可对此真影响，从进气门进入的少量新鲜气体可对此真空度加以填补，还有助于废气的排除。空度加以填补，还有助于废气的排除。气门的叠开会不会产生废气倒排回进气管气门的叠开会不会产生废气倒排回进气管和新鲜气体随废气排出的问题？和新鲜气体随废气排出的问题？34四、配气相位对发动机工作的影响四、配气相位对发动机工作的影响1.1.不同发动机，配气相位不同。不同发动机，配气相位不同。2.2.同一发动机，转速不同，配气相位也不同。同一发动机，转速不同，配气相位也不同。n n 提高，提高，、增加。增加。取常用转速下合适的配气相位。取常用转速下合适的配气相位。3.3.对发
22、动机性能影响最大。对发动机性能影响最大。35第三节第三节 气门组气门组36 气门气门 气门座气门座 气门导管气门导管 气门弹簧气门弹簧 气门弹簧座和锁片气门弹簧座和锁片 气门油封气门油封气门气门气门座气门座气门导管气门导管气门弹簧气门弹簧弹簧座弹簧座锁片锁片第三节第三节 气门组气门组37性能要求：性能要求：气门头部与气门座要贴合紧密；气门头部与气门座要贴合紧密；气门导管与气门杆的上下运动有良好的导向；气门导管与气门杆的上下运动有良好的导向；气门弹簧两端面与气门杆中心线垂直，保证气气门弹簧两端面与气门杆中心线垂直，保证气门头部在气门座上不偏斜。门头部在气门座上不偏斜。气门弹簧弹力足以克服气门及其
23、传动件的运动气门弹簧弹力足以克服气门及其传动件的运动惯性力，使气门能迅速关闭，并保证气门紧压惯性力，使气门能迅速关闭，并保证气门紧压在气门座上。在气门座上。作用：作用：关闭，实现气缸的密封；关闭，实现气缸的密封；开启，实现气体的更换。开启，实现气体的更换。38作用：作用：燃烧室的组成部分；燃烧室的组成部分；根据工作需要，实现燃烧室的开启与密封。根据工作需要，实现燃烧室的开启与密封。工作条件：工作条件：承受热负荷：承受热负荷：进气门进气门600700K，排气门，排气门8001100K；承受机械载荷：承受机械载荷：气体压力、气门弹簧力、落座惯性力等；气体压力、气门弹簧力、落座惯性力等；作高速往复直
24、线运动；冷却和润滑条件差；作高速往复直线运动；冷却和润滑条件差；易被腐蚀（高温燃气中有腐蚀性的气体）。易被腐蚀（高温燃气中有腐蚀性的气体）。性能要求：性能要求：耐热，有良好的导热性；耐热，有良好的导热性；在高温下仍能保持足够的硬度和强度，并耐冲击；在高温下仍能保持足够的硬度和强度，并耐冲击；耐腐蚀、耐磨损。耐腐蚀、耐磨损。一、气门一、气门39 材料材料:进气门：进气门：中碳合金钢；中碳合金钢；排气门排气门：耐热合金钢：耐热合金钢 钠冷却气门钠冷却气门有些排气门为改善导热性有些排气门为改善导热性能，内部充注金属钠；能，内部充注金属钠；钠在钠在970 970 时熔化为液态，时熔化为液态，将气门头部
25、的热量迅速传将气门头部的热量迅速传给气门杆部，冷却效果明给气门杆部，冷却效果明显。显。应用：应用：JETTA EA113JETTA EA11340 平顶：平顶：平顶：平顶：结构简单，制造方便，吸热面积小，结构简单，制造方便，吸热面积小，结构简单，制造方便，吸热面积小，结构简单，制造方便，吸热面积小，质量小，质量小，质量小，质量小，进、排均可采用进、排均可采用。凹顶（喇叭形顶）：凹顶（喇叭形顶）：凹顶（喇叭形顶）：凹顶（喇叭形顶）：适用于适用于适用于适用于进气门进气门，气门，气门，气门，气门顶与杆部过渡具有一定的流线型，进气阻顶与杆部过渡具有一定的流线型，进气阻顶与杆部过渡具有一定的流线型，进气
26、阻顶与杆部过渡具有一定的流线型，进气阻力小，但受热面积大。力小，但受热面积大。力小，但受热面积大。力小，但受热面积大。凸顶（球面形顶）：凸顶（球面形顶）：凸顶（球面形顶）：凸顶（球面形顶）：适用于适用于适用于适用于排气门排气门，强度，强度，强度，强度高，排气阻力小，废气的清除效果好，但高，排气阻力小，废气的清除效果好，但高，排气阻力小，废气的清除效果好，但高，排气阻力小，废气的清除效果好，但受热面积大，质量和惯性力大，加工较复受热面积大，质量和惯性力大，加工较复受热面积大，质量和惯性力大，加工较复受热面积大，质量和惯性力大，加工较复杂。杂。杂。杂。构造：构造：（1 1）气门头部）气门头部 形状
27、形状41 气门锥角气门锥角定义：定义：气门头部与气门座圈接触锥面与气门顶部平面的夹角气门头部与气门座圈接触锥面与气门顶部平面的夹角。锥角作用：锥角作用：就向锥形塞子可以塞紧瓶口一样，能获得较大的气门座合压就向锥形塞子可以塞紧瓶口一样，能获得较大的气门座合压力，以提高密封性和导热性；力，以提高密封性和导热性；气门落座时有自动定位作用；气门落座时有自动定位作用；避免气流拐弯过大而降低流速，增大进气面积，减小进气阻避免气流拐弯过大而降低流速，增大进气面积，减小进气阻 力，提高进气速度和进气量；力，提高进气速度和进气量；气门落座时能挤掉接触面的沉积物，有自洁作用。气门落座时能挤掉接触面的沉积物，有自洁
28、作用。42进、排气门锥角的大小进、排气门锥角的大小锥角越小：锥角越小：气门口通道截面越大，气体通过能力越强。气门口通道截面越大，气体通过能力越强。锥锥角角越越大大：落落座座压压力力越越大大，密密封封和和导导热热性性也也越越好好；同同时时，气气门门头头部边缘的厚度大，部边缘的厚度大，不易变形不易变形。进进气气门门锥锥角角:热热负负荷荷较较小小，为为获获得得较较大大的的通通道道截截面面，多多采采用用30300 0锥锥角，有利于提高充气效率。角，有利于提高充气效率。排排气气门门锥锥角角:热热负负荷荷较较大大,采采用用45450 0锥锥角角，以以加加强强散散热热(大大约约75%75%的的气门热量从气门
29、座处散失气门热量从气门座处散失)和避免受热变形。和避免受热变形。有些发动机为了制造和维修方便，二者都用有些发动机为了制造和维修方便，二者都用45450 0。43锥面研磨锥面研磨为保证良好密合，装配前应将气门头与气门座二者的为保证良好密合，装配前应将气门头与气门座二者的密封锥面互相研磨，研磨好的零件不能互换。密封锥面互相研磨，研磨好的零件不能互换。44气门直径气门直径气门头部直径气门头部直径越大越大，气门口通道，气门口通道截面就越大截面就越大，进、排，进、排气气阻力就越小阻力就越小。4546较高的加工精度，表较高的加工精度，表面经过热处理和磨光，面经过热处理和磨光，保证同气门导管的配保证同气门导
30、管的配合精度和耐磨性合精度和耐磨性气门杆尾部：环形气门杆尾部：环形槽、锁销孔槽、锁销孔凹槽凹槽易断裂处易断裂处气门杆尾部的结构取气门杆尾部的结构取决于气门弹簧座的固决于气门弹簧座的固定方式定方式(2)(2)气门杆部气门杆部47导向导向传热传热作用作用48弹簧座的固定弹簧座的固定锁片式锁片式：锁销式锁销式：49气门防落装置气门防落装置有些发动机的气门，有些发动机的气门，在杆部锁片槽下面另在杆部锁片槽下面另有一条有一条切槽切槽,装一装一卡卡环环5 5,以防万一气门弹以防万一气门弹簧折断时气门有落入簧折断时气门有落入气缸的危险。气缸的危险。1-1-气门杆；气门杆；2-2-气门弹簧；气门弹簧；3-3-
31、弹簧座；弹簧座；4-4-锁片；锁片；5-5-卡环卡环50机油防漏装置机油防漏装置发动机发动机高速化高速化后，进气管中的后，进气管中的真空度真空度显著提高，气缸盖上的机油会通过气显著提高，气缸盖上的机油会通过气门与导管之间的门与导管之间的间隙漏间隙漏到进气门上，到进气门上，使使机油消耗增加机油消耗增加，在气门上和燃烧室，在气门上和燃烧室内产生内产生积碳积碳。为此，发动机进气门杆。为此，发动机进气门杆上部都装有机油防漏装置。上部都装有机油防漏装置。1-1-锁片；锁片；2-2-弹簧座；弹簧座；3-3-气门杆；气门杆；4-4-防油罩或密封圈；防油罩或密封圈；5-5-气门导管气门导管 51定义：定义：气
32、缸盖上与气门锥面贴合的部位。气缸盖上与气门锥面贴合的部位。作用：作用：靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封气缸。靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封气缸。接受气门传来的热量。接受气门传来的热量。二、气门座二、气门座52气门座的形式：气门座的形式：整体式：整体式：直接在缸盖（或缸体）上加工出来。修复困难。直接在缸盖（或缸体）上加工出来。修复困难。镶嵌式：镶嵌式：用合金铸铁、高铬钢或钨铬钴合金钢单独制成气门座用合金铸铁、高铬钢或钨铬钴合金钢单独制成气门座圈，然后压入气缸盖（体）相应孔中。圈，然后压入气缸盖（体）相应孔中。优点：优点：可节省好材料，提高了使用寿命，便于更换修理。可节省好材料，提高了使用寿
33、命，便于更换修理。缺点：缺点：传热较差；传热较差；加工精度要求高，如果精度太差，不能保证一定的过盈，工作时加工精度要求高，如果精度太差，不能保证一定的过盈，工作时镶块松脱，将造成事故，或因配合不良而影响传热。镶块松脱，将造成事故，或因配合不良而影响传热。53镶嵌条件：镶嵌条件：P110采用铝合金缸盖进排气门座必须为镶嵌：采用铝合金缸盖进排气门座必须为镶嵌：铝合金耐磨、耐热性差。铝合金耐磨、耐热性差。汽油机的进气门座工作温度稍低，还可汽油机的进气门座工作温度稍低，还可从导管中漏下的润滑油润滑，所以可在从导管中漏下的润滑油润滑，所以可在缸盖或缸体上直接镗出。但排气门温度缸盖或缸体上直接镗出。但排气
34、门温度高，润滑油在导管中可能烧掉，实际上高，润滑油在导管中可能烧掉，实际上得不到润滑，所以多采用镶嵌式结构。得不到润滑，所以多采用镶嵌式结构。柴油机镶进气门柴油机镶进气门(有些有些)：废气中有废气中有未燃未燃完的柴油和机油完的柴油和机油，可对排气门座进行润，可对排气门座进行润滑；柴油机滑；柴油机没有节气门没有节气门，进气管中真空，进气管中真空度小，难以从进气门导管处吸进机油，度小，难以从进气门导管处吸进机油，对进气门座进行润滑。对进气门座进行润滑。54气门密封干涉角：气门密封干涉角：一般气门座锥角比气门锥角大一般气门座锥角比气门锥角大0.5010。450减小二者之间的接触面积，提高了单位压力，
35、加快了减小二者之间的接触面积，提高了单位压力，加快了磨合磨合速度，同时也提高了速度，同时也提高了密封密封性；性；可挤出二者之间的夹杂物，具有自洁作用；可挤出二者之间的夹杂物，具有自洁作用；5556 功用：功用：功用：功用：导向作用，保证气门作直线往复运动。导向作用，保证气门作直线往复运动。导热作用，将气门头部传给杆身的热量，通过气缸盖传出去导热作用，将气门头部传给杆身的热量，通过气缸盖传出去 工作条件：工作条件：工作条件：工作条件：工作温度较高，约工作温度较高，约500K。润滑困难（飞溅），易磨损。润滑困难（飞溅），易磨损。材料：材料：材料：材料：灰铸铁、球墨铸铁或铁基粉未治金制造灰铸铁、球墨
36、铸铁或铁基粉未治金制造 三、气门导管三、气门导管气门导管气门导管气缸盖气缸盖过盈配合过盈配合卡环卡环：防止气门导：防止气门导管在使用中脱落。管在使用中脱落。伸入深度应适量。锥度可减少气流阻伸入深度应适量。锥度可减少气流阻力。力。加工与安装：加工与安装：加工与安装：加工与安装：以一定的过盈量将气门导管以一定的过盈量将气门导管压入压入气缸盖上的气门导管座孔中，再气缸盖上的气门导管座孔中，再精铰精铰气门气门导管内孔，以保证气门导管与气门杆正确配合间隙。导管内孔，以保证气门导管与气门杆正确配合间隙。57防脱落结构：防脱落结构：防止气门导管防止气门导管在使用过程中在使用过程中松落，用带松落，用带凸凸台台
37、和带和带卡环卡环的的导管，其装配导管，其装配过盈量较小，过盈量较小，用气门弹簧下用气门弹簧下座将凸台或卡座将凸台或卡环压住，使导环压住，使导管轴向定位可管轴向定位可靠，不致脱落。靠，不致脱落。58四、气门弹簧四、气门弹簧作用作用(1)(1)保证气门自动回位关闭而密封。保证气门自动回位关闭而密封。(2)(2)保证气门与气门座的结合压力。保证气门与气门座的结合压力。(3)(3)克服气门在开、闭过程中配气机构产生的惯性力，克服气门在开、闭过程中配气机构产生的惯性力，使传动件始终受凸轮控制而不相互分离。使传动件始终受凸轮控制而不相互分离。气门关闭气门关闭保证气门及时关闭、密封保证气门及时关闭、密封气门
38、开启气门开启保证气门不脱离凸轮保证气门不脱离凸轮59工作条件：工作条件：气门弹簧承受着频繁的交变载荷。气门弹簧承受着频繁的交变载荷。性能要求：性能要求：具有合适的弹力；具有合适的弹力；具有足够的刚度和抗疲劳强度。具有足够的刚度和抗疲劳强度。材料：材料：采用高碳锰钢、铬钒钢等优质冷拔弹簧钢丝制采用高碳锰钢、铬钒钢等优质冷拔弹簧钢丝制成并热处理。成并热处理。热处理及加工：热处理及加工：表面应表面应镀锌、磷化、发蓝镀锌、磷化、发蓝、抛光或喷丸抛光或喷丸处理。处理。两端面必须磨光并与轴线垂直。两端面必须磨光并与轴线垂直。60气门弹簧气门弹簧圆柱形螺旋弹簧圆柱形螺旋弹簧圆柱等螺距弹簧圆柱等螺距弹簧不等距
39、弹簧不等距弹簧61气门弹簧防共振的结构措施气门弹簧防共振的结构措施共振及其危害：共振及其危害：当气门弹簧的工作频率与其固有频率相等或成当气门弹簧的工作频率与其固有频率相等或成某一倍数时，将会发生共振，造成气门反跳、某一倍数时，将会发生共振，造成气门反跳、落座冲击，并可使弹簧折断。落座冲击，并可使弹簧折断。常用措施：常用措施：提高气门弹簧的固有频率（提高弹簧的刚度）：提高气门弹簧的固有频率（提高弹簧的刚度）：如加粗钢丝直径或减小弹簧的圈径，即如加粗钢丝直径或减小弹簧的圈径，即粗丝小粗丝小径径。但由于弹簧刚度大，增加了功率消耗和零。但由于弹簧刚度大，增加了功率消耗和零件之间的冲击载荷。件之间的冲击
40、载荷。62采用双气门弹簧：采用双气门弹簧：每个气门装两根每个气门装两根直径不同、直径不同、旋向相反旋向相反的内外弹簧。的内外弹簧。由于两弹簧的由于两弹簧的自然振动频率自然振动频率不同不同，当某一弹簧发生共振，当某一弹簧发生共振时，另一弹簧可起减振作用。时，另一弹簧可起减振作用。旋向相反旋向相反，可以防止一根弹，可以防止一根弹簧折断时卡入另一根弹簧内。簧折断时卡入另一根弹簧内。另外，万一一根弹簧折断时，另外，万一一根弹簧折断时，另一根弹簧仍可保持气门不另一根弹簧仍可保持气门不落入气缸。落入气缸。应用车型：应用车型：奥迪奥迪100100，捷达，桑塔纳，捷达，桑塔纳63采用不等螺距气门弹簧采用不等螺
41、距气门弹簧原理：原理：工作时，螺距小的一工作时，螺距小的一端逐渐叠合，有效圈数逐渐端逐渐叠合，有效圈数逐渐减小，固有频率也逐渐提高，减小，固有频率也逐渐提高，使共振成为不可能。使共振成为不可能。安装：安装：螺距小的一端应朝向螺距小的一端应朝向缸盖。缸盖。64五、气门旋转机构五、气门旋转机构 当气门工作时，如能产生缓慢的旋转运动，当气门工作时，如能产生缓慢的旋转运动，可使气门头部周向温度分布比较均匀，从而可使气门头部周向温度分布比较均匀，从而减减小气门头部的热变形小气门头部的热变形。同时，气门旋转时，在。同时，气门旋转时，在密封锥面上产生轻微的摩擦力，能密封锥面上产生轻微的摩擦力，能清除锥面上清
42、除锥面上的沉积物的沉积物。65强制式强制式气门旋转机构气门旋转机构难点难点在旋转机构的壳体在旋转机构的壳体4 4上有上有6 6个变个变深度的凹槽，凹槽中装有钢球深度的凹槽，凹槽中装有钢球5 5和复位弹簧和复位弹簧8 8，碟形弹簧，碟形弹簧7 7安装安装在旋转机构壳体在旋转机构壳体4 4与气门弹簧座与气门弹簧座3 3之间。当气门关闭时，碟形弹之间。当气门关闭时，碟形弹簧并没有压紧在钢球上。这时簧并没有压紧在钢球上。这时钢球在复位弹簧的作用下位于钢球在复位弹簧的作用下位于凹槽的最浅处。当气门开启时，凹槽的最浅处。当气门开启时，气门杆尾端受到的压力传到碟气门杆尾端受到的压力传到碟形弹簧，使碟形弹簧变
43、形并压形弹簧，使碟形弹簧变形并压紧在钢球上，迫使钢球沿凹槽紧在钢球上，迫使钢球沿凹槽的斜面滚动，同时带动旋转机的斜面滚动，同时带动旋转机构壳体构壳体4 4和气门锁夹和气门锁夹6 6以及气门以及气门1 1一起旋转一定的角度。一起旋转一定的角度。1-气门；气门；2-气门弹簧；气门弹簧；3-气门弹簧座；气门弹簧座；4-旋转机构壳体；旋转机构壳体；5-钢球；钢球；6-气门锁夹气门锁夹;7-碟形弹簧；碟形弹簧；8-复位弹簧复位弹簧66第四节第四节 气门传动组气门传动组组成组成:凸轮轴凸轮轴 正时齿轮正时齿轮 挺柱挺柱 推杆推杆 摇臂组摇臂组67一、凸轮轴及其驱动装置一、凸轮轴及其驱动装置作用：作用：驱动
44、和控制各缸气门开闭，使其符合发动机的工驱动和控制各缸气门开闭，使其符合发动机的工作顺序、配气相位及气门开度变化规律等要求。作顺序、配气相位及气门开度变化规律等要求。驱动汽油泵、机油泵和分电器等。驱动汽油泵、机油泵和分电器等。工作条件：工作条件：承受气门间歇性开启的冲击载荷。承受气门间歇性开启的冲击载荷。材料：材料：优质钢模锻，合金铸铁或球墨铸铁铸造。优质钢模锻，合金铸铁或球墨铸铁铸造。68结构：结构：凸轮轴主要由凸轮轴主要由凸轮、凸轮轴轴颈凸轮、凸轮轴轴颈等组成。等组成。对于下置式凸轮轴，还有对于下置式凸轮轴，还有偏心轮偏心轮(用于驱动汽油用于驱动汽油泵泵)、螺旋齿轮螺旋齿轮(用于驱动机油泵和
45、分电器用于驱动机油泵和分电器)。驱动分电器的螺旋齿轮驱动分电器的螺旋齿轮凸轮轴轴颈凸轮轴轴颈凸轮凸轮691 1、凸轮、凸轮工作条件：工作条件：承受气门弹簧的张力，间歇承受气门弹簧的张力，间歇性的冲击载荷。性的冲击载荷。凸轮性能：凸轮性能：表面有良好的耐磨性，足够表面有良好的耐磨性，足够的刚度。的刚度。凸轮与挺柱线接触，凸轮与挺柱线接触，接触压力大，磨损快。接触压力大，磨损快。70CODNEAMB（1 1）轮廓）轮廓凸轮轮廓与气门的运动规律凸轮轮廓与气门的运动规律气门开启点气门开启点消除气门消除气门间隙阶段间隙阶段气门升程最大时刻气门升程最大时刻气门关闭点气门关闭点出现气门出现气门间隙阶段间隙阶
46、段缓冲结束点缓冲结束点71（2 2）结构：）结构：凸轮轮廓保证气门开凸轮轮廓保证气门开启和关闭的持续时间启和关闭的持续时间符合配气相位的要求。符合配气相位的要求。O为凸轮的中心，为凸轮的中心，EA为基圆，为基圆，AB和和DE为为缓冲段缓冲段，BCD为为工作段工作段。72（3 3）工作：）工作：当挺柱处于当挺柱处于EA上时，气门上时，气门处于关闭状态。处于关闭状态。当凸轮转至当凸轮转至A点时，挺柱点时，挺柱开始移动，在缓冲段开始移动，在缓冲段AB内内某点某点M处消除气门间隙，处消除气门间隙，气门开始开启，气门开始开启，C点时气门开度最大，后点时气门开度最大，后逐渐关小，逐渐关小，缓冲段缓冲段DE
47、内的某点内的某点N时，时，气门完全关闭，气门完全关闭，挺柱继续下落，出现气门挺柱继续下落，出现气门间隙，至间隙，至E点时挺柱又处点时挺柱又处于最低位置。于最低位置。7374（4）同名凸轮的相对角位置）同名凸轮的相对角位置如何通过同名凸轮如何通过同名凸轮的相对角位置判定的相对角位置判定发动机工作顺序？发动机工作顺序？同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与相应的配气相位同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与相应的配气相位相对应的。相对应的。四缸发动机凸轮投影四缸发动机凸轮投影点火顺序：点火顺序：1 12 24 43 375凸轮轴上各缸进气凸轮轴上各缸进气(排气排气)凸轮，即同名凸轮的相凸轮，即同名
48、凸轮的相对角位置与对角位置与凸轮轴的转动方向凸轮轴的转动方向、各缸的工作顺序各缸的工作顺序和和作功间隔角作功间隔角有关。有关。直列四冲程发动机其同名凸轮间的夹角等于作功直列四冲程发动机其同名凸轮间的夹角等于作功间隔角的一半，如四缸为间隔角的一半，如四缸为90900 0，六缸为，六缸为60600 0。76772 2、凸轮轴的轴向定位：、凸轮轴的轴向定位：作用：作用：为了防止凸轮轴在工作中产生轴向窜动和承受为了防止凸轮轴在工作中产生轴向窜动和承受斜齿轮产生的轴向力。斜齿轮产生的轴向力。7879二、挺柱二、挺柱1、作用：、作用：将凸轮的推力传给推杆或气门。将凸轮的推力传给推杆或气门。2、分类：、分类
49、：803、挺柱的旋转、挺柱的旋转目的：目的：使挺柱磨损均匀。使挺柱磨损均匀。挺柱工作时，受凸轮侧向推力的挺柱工作时，受凸轮侧向推力的作用会引起挺柱与导管之间单面作用会引起挺柱与导管之间单面磨损，且磨损，且挺柱底面与凸轮始终在挺柱底面与凸轮始终在一处接触一处接触，也会造成磨损不均匀。，也会造成磨损不均匀。措施：措施：挺柱底部工作面多制成挺柱底部工作面多制成球球面面，并且把凸轮制成，并且把凸轮制成锥形锥形。挺柱工作时，凸轮与挺柱的接触挺柱工作时，凸轮与挺柱的接触点偏离挺柱轴线，当挺柱挺起时，点偏离挺柱轴线，当挺柱挺起时，接触点的摩擦力使其绕本身轴线接触点的摩擦力使其绕本身轴线转动，以使磨损均匀。转
50、动，以使磨损均匀。凸轮为何要成锥形？凸轮为何要成锥形？81 在配气机构中预留气门间隙将使发动在配气机构中预留气门间隙将使发动机工作时配气机构产生机工作时配气机构产生撞击和噪声撞击和噪声。为了。为了消除这一弊端，有些发动机尤其是轿车发消除这一弊端，有些发动机尤其是轿车发动机采用液力挺柱，借以实现动机采用液力挺柱，借以实现零气门间隙零气门间隙。气门及其传动件因温度升高而膨胀，或因气门及其传动件因温度升高而膨胀，或因磨损而缩短，都会由液力作用来自行调整磨损而缩短，都会由液力作用来自行调整或补偿。或补偿。三、液力挺柱三、液力挺柱82 在在挺柱体挺柱体中装有中装有柱塞柱塞，在柱塞上端压入在柱塞上端压入支