汽车配气机构

PPT文档演模板
汽车配气机构
气门杆
•凹 槽 •较高的加工精度，表 面经过热处理和磨光， 保证同气门导管的配合 精度和耐磨性
PPT文档演模板
•气门杆尾部： •环形槽、锁 销孔
•易断裂处
汽车配气机构
2、气门座
气门座： 气缸盖的进、排气道与气门锥面相结 合的部位。
作用： 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。
•气缸体
•凸轮轴颈
•窜动量
•止推板
•隔圈（调节环）
•正时齿轮
PPT文档演模板
•凸轮轴的 轴向间隙
•利用调节环控制轴向窜
汽车配气机构
凸轮轴的驱动
A、齿轮传动：应用在下置凸轮 轴发动机。采用斜齿齿轮。
PPT文档演模板
汽车配气机构
B、链条和齿形皮带传动：链条传动噪声小，用 于中置式或顶置式凸轮轴发动机。
PPT文档演模板
•不等距弹簧
•圆柱形螺旋弹簧
•应用：
CA7560
汽车配气机构
双弹簧布置
•旋向相反 的两个弹簧， 防止断裂的 弹簧卡入另
一弹簧
PPT文档演模板
•应用车型： •奥迪100，捷达，桑塔纳, 广州标致505
汽车配气机构
二、气门驱动组
1、组成
2、功用：定时驱动气门开闭，并保证气门有足够的开度和适
•摇臂结构示意图
•摇臂轴套
汽车配气机构
摇臂结构示意图
•润滑油道
•油槽
•润滑油道
PPT文档演模板
汽车配气机构
摇臂组示意图
•螺栓
•摇臂 轴
•摇臂轴紧固螺 钉
•摇臂
•摇臂轴支座
•摇臂称套
•调整螺 钉
•定位弹 簧
PPT文档演模板
汽车配气机构
桑塔纳发动机的配气机构
PPT文档演模板
汽车配气机构
•发火顺序为1-5-3-6-2-4发动机工作循环表
汽车配气机构
2、气门侧置式
• 进排气门都布置在气 缸的一侧，结构简单、零件 数目少。 • 气门布置在同一侧导 致燃烧室结构不紧凑、热量 损失大、进气道曲折、进气 阻力大，使发动机性能下降， 已趋于淘汰。
PPT文档演模板
汽车配气机构
二、凸轮轴的布置型式
1、凸轮轴下置
不利因素：凸轮轴与 气门相距较远，动力 传递路线较长，环节 多，因此不适用于高 速发动机。
PPT文档演模板
•下止 点
汽车配气机构
配气相位演示
PPT文档演模板
汽车配气机构
3、气门叠开
气门叠开：当进气门早开和排气门晚关时，出现 的进排气门同时开启的现象。 气门叠开角：气门同时开启的角度（+ ）。
•排气过 程
PPT文档演模板
•进气过 程
汽车配气机构
五、凸轮轴的传动方式
传动方式
传动路线
应用
适用于排气门，因为其强度高，排气阻力小，废气的清
凸顶式
除效果好，但球形的受势面积大，质量和惯性力大加工
（球面顶） 较复杂。
凹顶式
凹顶头部与杆部的过渡部分具有一定的流线形，可以减 少进气阻力，但其顶部受热面积大，故适用于进气门，
（喇叭顶） 而不宜用于排气门。
PPT文档演模板
汽车配气机构
气门实物图
•进气门
曲轴转角(°) 第一缸 第二缸 第三缸 第四缸 第五缸 第六缸
0～180° 180°～360° 360°～540° 540°～720°
60° 120° 180° 240° 300°
360° 420° 480° 540° 600° 660°
减轻了气门传动组件之间的摩擦。
PPT文档演模板
汽车配气机构
挺柱体
• 是液压挺柱的基础件，外圆柱面上加 工有环形油槽，顶部内侧加工有键形油 槽，中部内圆柱面用来安装油缸。机油 通过缸盖上的主油道及专门设计的量孔、 斜油孔进入挺柱 体环形油槽，再经键形 油槽进入柱塞上部的低压油腔。这样缸 盖主油道与液压挺柱的低压油腔之间便 形成了一个通路。
汽车配气机构
4、气门弹簧
功用：保证气门的回位。 材料：高锰碳钢、铬钒钢
•锁片
•气门弹簧座 •气门弹 簧
•气门弹簧的装配
PPT文档演模板
气门关闭
保证气门及时 关闭、密封
气门开启
保证气门不脱 离凸轮
汽车配气机构
气门弹簧
•随着有效圈数的减 少，自然频率提高。
•圆柱等螺距弹簧
•不等螺距弹簧安 装时应注意什么问 题？
或凸轮）之间留有适当的间隙。
•摇臂
•气门间隙
•为何排气 门间隙大 于进气门 间隙？
•气门 杆
气门
间隙
进气门 0.25~0.30mm
排气门 0.30~0.35mm
PPT文档演模板
汽车配气机构
四、配气相位
1、气门从开启到关闭所经历的曲轴
•上止 点
转角，称为配气相位。
10°~30 ° 40°~80 ° 40°~80 ° 10°~30 °
汽车配气机构
PPT文档演模板
2020/11/23
汽车配气机构
§3.1 概述
一、功用：
按照发动机每个气缸内所进行的工作循环和发火次序的要 求，定时开启和关闭气缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气(汽油 机)或空气(柴油机)得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。
二、充气效率：
在进气行程中，实际进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气的质量 与在进气系统进口状态下充满气缸工作容积的新鲜空气或可燃混 合气的质量之比。
•活塞
3、凸轮轴上置式 •凸轮 轴
•特点： 凸轮轴与 气门距离近，不 需要推杆、挺柱， 使往复运动的惯 量减少。
•双凸轮轴上置式发动机
应用：高速发动机பைடு நூலகம்桑塔纳轿车发动机
•活塞
PPT文档演模板
•凸轮 轴
汽车配气机构
三、气门间隙
1、概念：
气门间隙：为保证气门关闭严密，通常发动机在冷态
装配时，在气门杆尾端与气门驱动零件（摇臂、挺柱
•低压油腔 •环形油槽
PPT文档演模板
•单向阀 •键形油槽 •高压油腔 •缸盖油道
汽车配气机构
桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图
•当凸轮的升程段与挺柱 顶面接触时，挺柱受凸 轮推动力和气门弹簧力 的作用，挺柱下移，高 压腔内的机油被压缩， 单向球阀在压力差和单 向阀弹簧的作用下关闭， 高、低压油腔被分隔开。 由于液体的不可压缩性， 油缸与柱塞成为一刚性 整体推动气门打开。
有利因素：简化曲轴 与凸轮轴之间传动装 置，有利于发动机的 布置。
PPT文档演模板
汽车配气机构
2、凸轮轴中置式 •调整螺钉 •摇臂
传动方式：凸轮
轴经过挺柱直接 驱动摇臂，省去 了推杆。
应用：适用于发 动机转速较高时， 可以减少气门传 动机构的往复运 动质量。
•挺柱
•凸轮 轴
PPT文档演模板
汽车配气机构
PPT文档演模板
•消除气 门间隙阶
段
•出现气 门间隙阶
段
汽车配气机构
同名凸轮的相对角位置
• 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。
•点火顺序： •1—2—4—3
•四缸发动机凸轮投影
PPT文档演模板
汽车配气机构
凸轮轴的轴向定位：
作用：
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。
•驱动分电器的螺旋齿轮
•凸轮轴轴颈
汽车配气机构
凸轮
工作条件：
承受气门弹簧的张力，间歇性的 冲击载荷。
凸轮性能：
表面有良好的耐磨性，足够的刚 度。
•凸轮与挺柱线 接触，接触压力
大，磨损快。
PPT文档演模板
汽车配气机构
凸轮的轮廓
凸轮轮廓与气门的运动规律
•缓冲结束 点
•气门开启 点
•气门升程最大时刻
•气门关闭 点
•气门打开时
PPT文档演模板
汽车配气机构
•气门关闭时
PPT文档演模板
•随着凸轮的转动，当凸 轮升程段结束，挺柱与国 轮基圆段接触时，气门落 座，挺柱不再受凸轮推动 力和气门弹簧力的作用， 高压油 腔中的压力油与 回位弹簧推动柱塞上行， 高压油腔的压力下降，单 向球阀打开，低压油腔中 的机油流入高压油腔，使 两腔连通。这时，液压挺 柱的顶面仍然和凸轮基圆 接触，从而达到补偿气门 间隙的作用。
PPT文档演模板
汽车配气机构
油缸与柱塞
油缸、柱塞、单向球阀和单向阀弹簧 装配到一起，便构成了气门间隙补偿偶 件。球阀将油缸下部和柱塞上部分隔为 两个油腔。当球阀关闭时，上部为低压 油腔，下部为高压油腔；当球阀打开时， 上下油腔连通。
PPT文档演模板
汽车配气机构
液压挺柱的工作原理
PPT文档演模板
汽车配气机构
B、头部承受气体压力、气门弹簧力等，
C、冷却和润滑条件差，
D、被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。
性能：
•头部
强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨
PPT文档演模板
•进气门570K~670K（铬 钢或铬镍钢）
•排气门1050K~1200K （硅铬钢）
汽车配气机构
气门头部的结构形式
平顶式
结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较小，进、 排气门都可采用。
•倒角
工作温度较高，约500K。润滑困难，易磨损。
•气缸盖
材料：
•气门导管
用含石墨较多的铸铁，能提高自润滑作用。
加工方法：
外表面加工精度较高 内表面精绞 装配：
•卡环：防止气门 导管在使用中脱 落。
气门杆与气门间隙0.05～0.12mm。
PPT文档演模板
•伸入深度应适量。 锥度可减少气流阻力。
•过盈配合
•卡环 •球形支座 •进油口
•柱塞
•挺柱体
PPT文档演模板
•进油通道
•柱塞腔
•单向阀架 •单向阀 •柱塞弹簧 •挺柱体腔
汽车配气机构
(1)液压挺柱的作用
自动补偿气门间隙，并具有以下优点: ①取消了调整气门间隙的零件，使结构大
为简化； ②不用调整气门间隙，极大地简化了装配、
使用和维修过程； ③消除了由气门间隙引起的冲击和噪声，
汽车配气机构
3、气门推杆
作用： 将挺柱传来的推力传给摇臂。
工作情况： 是气门机构中最容易弯曲的零件。
材料： 硬铝或钢
PPT文档演模板
汽车配气机构
4、摇臂
功用：
将推杆或凸轮传来的力改变方向，作用到气门杆端以 推开气门。
•气门间隙 调节螺钉
•调节螺母
•摇臂
•易磨损部位 •堆焊耐磨合金
PPT文档演模板
•曲轴
汽车配气机构
§3.3 配气机构的组件和工作情况 一、气门组
PPT文档演模板
汽车配气机构
气门组实物图
PPT文档演模板
汽车配气机构
1、气门
功用：
燃烧室的组成部分，是气体进、出燃烧室通道的开关，承受冲击 力、高温冲击、高速气流冲击。
工作条件：
•杆部
A、进气门570K~670K，排气门1050K~1200K。
当的气门间隙。
•摇臂轴
•摇臂
•凸轮轴
•凸轮轴正 时齿轮
•推杆 •挺柱
PPT文档演模板
汽车配气机构
凸轮轴
作用： 驱动和控制各缸气门的开启和关闭，使其符合发动机的
工作顺序、配气相位和气门开度的变化规律等要求。 工作条件：
承受气门间歇性开启的冲击载荷。 材料：
优质钢、合金铸铁、球墨铸铁 结构：
•凸轮
PPT文档演模板
ηv=M/M0
M ——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。
PPT文档演模板
汽车配气机构
§3.2 配气机构的布置和工作情况
一、气门的布置型式
1、气门顶置式 组成：
PPT文档演模板
汽车配气机构
工作过程
PPT文档演模板
特点：
A、气门行程大，结构较复杂，燃烧室紧凑。 B、曲轴与凸轮轴传动比为2:1。
•排气门
PPT文档演模板
汽车配气机构
气门锥角
气门锥角：气门头部与气门座圈接触的锥面与 气门顶部平面的夹角。
•锥角作用： •A、获得较大的气门座合压力，提高密封性和导热性。 •B、气门落座时有较好的对中、定位作用。 •C、避免气流拐弯过大而降低流速。
•边缘应保 持一定的厚
度， 1~3mm。
•装配前应 将密封锥面 研磨。
齿轮传动
曲轴正时齿轮（钢）→凸轮轴 正时齿轮（铸铁或胶木）
凸轮轴下置、 中置式配气 机构
凸轮轴上置 链条传动 曲轴→链条→凸轮轴正时齿轮 式配气机构
齿形带传动
曲轴→齿形皮带→凸轮轴正时 齿轮
凸轮轴上置 式配气机构
PPT文档演模板
汽车配气机构
传动方式图例
•凸轮
轴
•一汽audi轿车的齿形带传动装置
PPT文档演模板
PPT文档演模板
•气门座
汽车配气机构
气门座圈： 以较大过盈量镶嵌在气门座上的圆环。
镶嵌式气门座特点： 优点：提高气门座的使用寿命，便于更换。 缺点：导热性差，加工精度高，脱落时易造成严重 事故。
PPT文档演模板
汽车配气机构
3、气门导管
作用：
为气门的运动导向，保证气门直线运动兼起导热作用。
工作条件：
•凸轮轴正时 齿形带轮
•张紧轮
•中间轴齿 形带轮
PPT文档演模板
•曲轴正时 齿形带轮
汽车配气机构
2、挺柱
（1）作用：将凸轮的推力传给推杆或气门。 （2）挺柱的分类：
菌式
气门侧置式
筒式
气门顶置式
减小摩擦所造成的对 滚轮式 挺柱的侧向力。多用
于大缸径柴油机。
PPT文档演模板
汽车配气机构
挺柱端面与凸轮的关系
•凸轮为何要成锥 形？
PPT文档演模板
•锥形凸轮
汽车配气机构
• 把凸轮制成锥形。这样,在工作时,由于凸 轮与挺柱的接触点偏离挺柱轴线,当挺柱 被凸轮顶起上升时,接触点的摩擦力使其 绕本身轴线
PPT文档演模板
汽车配气机构
液力挺柱
•结构：
•性能：
•消除了配气机构的 间隙，减小了各零 件的冲击载荷和噪 声提高发动机高速 时的性能。