配气机构拆装与调整,学习情境四 配气机构拆装与调整,1.配气机构的结构形式 2.配气正时 3.配气机构的零部件结构认识 4.配气机构拆装与调整,配气机构概述,1、配气机构的功用 按照发动机工作循环的需要，定时开启、关闭进、排气门。 （1）在进气过程中，向气缸内供给可燃混合气或新鲜空气。 （2）在压缩和作功过程中，保证气缸的密封。 （3）在排气过程中，及时排出废气。 气门开闭要求：不迟不早，不多不少， 开得快，关得严，噪声小。,2、充量系数c,充量系数c指发动机在每一工作循环进入气缸的实际充量（新鲜可燃混合气或新鲜空气）与进气状态下充满气缸工作容积的理论充量的比值。也称充气效率或容积效率。 c=M/M0 M进气过程中，进入气缸的实际充量。 M0进气状态下，充满气缸工作容积的理论充量。,充量系数对发动机性能的影响,c 进气量 热量 P 。 c一般为0.80.9。,第一部分 配气机构的布置及传动,一、配气机构的组成,二、配气机构的分类,按每缸气门数目分,三、气门的布置形式,顶置气门式配气机构 1、结构特点气门位于活塞顶上方。,2、工作特点,四行程发动机每完成一个工作循环，曲轴旋转两周，各缸的进、排气门各开启一次，凸轮轴旋转一周。,四、凸轮轴的布置形式,1、凸轮轴下置式 优点：曲轴与凸轮轴之间采用齿轮传动，传动简单可靠，有利于发动机的布置。 缺点：动力传递路线较长，不适用于高速发动机。,2、凸轮轴中置式,特点：曲轴与凸轮轴之间采用齿轮传动或链轮传动，可减少气门传动机构的往复运动质量。,3、凸轮轴上置式,特点：曲轴与凸轮轴之间传动路线长，气缸盖拆卸困难，往复运动惯性力小，适用于高速发动机。,五、凸轮轴的传动方式,1、齿轮传动,2、链传动,3、带传动,三种传动方式比较,单缸2气门配气机构,单缸3气门配气机构,单缸4气门配气机构,单缸5气门配气机构,七、气门驱动形式,第二部分 配气正时,1、气门开闭时刻的选择,理论上：四行程发动机的进气门在上止点时开启，在下止点时关闭；排气门在下止点时开启，在上止点时关闭。 实际工作时：发动机曲轴转速很高，活塞每一行程历时极短，使发动机充气不足或排气不净，从而使发动机功率下降。 措施：使进、排气门都提前打开、延迟关闭，以改善进、排气状况，从而提高发动机的动力性。,2、什么叫配气相位？,配气相位指用曲轴转角表示进、排气门开、闭时刻和开启持续时间。,3、配气相位的选择,进、排气门都早开晚关 目的：进气充分，排气彻底。,进气门配气相位的选择,进气门早开：减少进气开始时的进气阻力，使得进气充分。 进气门晚关：利用进气气流的流动惯性和压差，继续进气。,排气门配气相位的选择,排气门早开：利用缸内外较大压差，有利于排气。 排气门晚关：用进气气流的流动惯性和压差，继续排气，使得排气彻底。,进气门配气相位,进气门提前角 =1030 进气门延迟角 =4080 +180+进气过程持续角 进气过程进气行程,排气门配气相位,排气门提前角 =4080 排气门延迟角 =1030 +180+排气过程持续角 排气过程排气行程,4、四行程发动机配气相位图,进气过程,排气过程,5、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。,气门叠开角的选择 气门叠开角+ 进、排气门同时开启过程中的曲轴转角。,由于新鲜气流和废气流的流动惯性都比较大，在气门叠开时不会改变流向。只要气门重叠角选择适当，就不会有废气倒流入进气管和新鲜气体随同废气排出的可能性，有利于换气。,部分汽车配气相位值,配气正时错误所造成的后果,第三部分 配气机构的零部件结构认识,气门传动组,气门组,气门组零件的基本组成,（一）气门,1、气门的工作条件,（1）受热严重，散热困难。 （2）承受惯性冲击力。 （3）在腐蚀介质中工作。 （4）润滑条件差。 2、性能要求 足够的强度和刚度，耐高温、耐冲击、耐腐蚀、耐磨损。,3、气门的材料,进气门：合金钢。 排气门：耐热合金钢。,4、气门头部的构造,气门头部的功用与气门座配合，气流通道，起密封、传热作用。,气门头部的结构特点,（1）气门头部形状有平顶、凸顶和凹顶。 （2）气门头部与杆身连接处有较大的圆角过渡，以减小气流阻力。 （3）气门头部与气门座互配。 （4）进气门头部直径大于排气门，以增大进气量，提高动力性。,气门头部的形状,气门头部各种结构形式比较,充钠排气门,在一些热负荷严重的柴油机上，排气门头部制成空心，内充金属钠。充钠冷却可使排气门头部温度下降150200，但气门杆温度下降不多。,气门与气门座的配合,（1）气门与气门座的工作面呈锥形，锥角一般做成45，有的做成30 。 （2）气门工作锥面经精加工后与气门座互研，锥面中部形成13mm的密封环带，起密封和传热作用。 （3）对于多缸发动机气门不能互换。 （4）气门落座时气门座对气门有定位作用。 （5）气门落座时有一定的自洁作用。,气门密封面锥角,5、气门杆身的结构,功用导向、传热。 结构特点表面加工精度高，耐磨性好。,6、气门尾部,功用连接气门弹簧座，承受驱动力。 结构特点： （1）与气门弹簧座采用锁片或锁销固定。 （2）气门尾部有环槽作为防脱装置。,不同类型的气门杆环槽,气门与气门弹簧座的固定方式,（四）气门导管,1、气门导管的功用导向、传热,2、气门导管的工作条件,工作温度较高，润滑不良，易磨损。 3、气门导管的材料 含石墨较多的灰铸铁或铁基粉末冶金,气门油封的安装,为防止机油通过气门与气门导管的缝隙中漏入燃烧室，有的发动机气门导管上安装气门油封。,（二）气门座,1、气门座的功用密封、传热。,2、气门座的结构形式,气门座的结构特点,（1）气门座锥角与气门锥角相适应。 （2）气门密封锥面宽度为13mm。,气门座结构形式的选择,（1）汽油机排气门采用镶嵌式气门座。 （2）柴油机进气门采用镶嵌式气门座。 （3）有的发动机进、排气门都采用镶嵌式气门座。 （4）采用铝合金气缸盖的发动机，进、排气门都采用镶嵌式气门座。 （5）当在气缸盖上直接加工出来的气门座能满足工作性能要求时，最好不用镶嵌式气门座。,3、气门座圈的材料,一般选用耐热钢或合金铸铁。,4、气门座圈与气门座圈孔的配合,气门座圈与气门座圈孔采用较大的过盈配合，可采用热装法或冷装法装配。,（三）气门弹簧,1、气门弹簧的功用 （1）使气门自动回位，保证气门的密封。 （2）吸收冲击振动的能量。,2、气门弹簧的结构特点圆柱螺旋弹簧,3、气门弹簧的材料合金弹簧钢,4、减小或消除弹簧共振的措施,（1）提高气门弹簧的自然振动频率。 （2）采用不等螺距弹簧。 （3）采用双气门弹簧。 （4）采用加阻尼摩擦片的等螺距单弹簧。,5、气门弹簧座,二、气门传动组,功用定时驱动气门开闭，并保证气门有足够的开度。,气门传动组的组成,齿轮传动气门传动组的组成,同步齿形带传动气门传动组的组成,链条传动气门传动组的组成,（一）凸轮轴,1、凸轮轴的功用,（1）驱动和控制各缸进、排气门的开、闭，保证气门有足够的升程。 （2）驱动其它部件的工作。,2、凸轮轴的工作条件,承受气门间歇性开启的周期性冲击载荷。 3、对凸轮轴的要求 足够的韧性和刚度，足够的耐磨性。,4、凸轮轴的材料,（1）优质碳钢或合金钢多数采用。 （2）合金铸铁或球墨铸铁近年来广泛采用。,5、凸轮轴的基本组成,6、凸轮轴的结构特点,（1）凸轮与轴制成一体。 （2）多缸发动机相邻工作的两缸同名凸轮之间的夹角=360/i。 （3）同一气缸进、排气凸轮之间的夹角取决于配气相位。,四缸四行程汽油机凸轮轴,四缸发动机同名凸轮夹角（1-2-4-3）,六缸四行程汽油机凸轮轴,六缸发动机同名凸轮夹角（1-5-3-6-2-4）,7、凸轮轴的支承凸轮轴轴承,8、凸轮轴的驱动,驱动型式由曲轴通过传动装置驱动。 传动装置类型： 传动比,配气正时,为了保证曲轴与凸轮轴之间正确的相对位置，保证装配时的配气正时，传动装置上都有正时记号，装配时必须式记号对齐。,9、凸轮轴的轴向定位,目的防止凸轮轴在工作中产生轴向窜动。 定位方法止推板式。,（二）挺柱,1、挺柱的功用,将凸轮的推力传给推杆或气门，并承受凸轮轴旋转时锁施加的侧向力。,2、挺柱的结构形式,各种形式挺柱的应用,3、挺柱的材料,镍铬合金铸铁或冷激合金铸铁,4、挺柱的旋转,为避免挺柱与凸轮、挺柱与气门导管磨损均匀，挺柱在工作中应有适当的旋转。,挺柱偏置,锥面凸轮 球面挺柱,（三）推杆,1、推杆的功用将从凸轮轴经过挺柱传来的推力传给摇臂。,2、推杆的结构及材料,（1）结构特点细长杆件，一般制成下端圆球形，上端凹球形。 （2）材料硬铝或合金钢，两端耐磨。,（四）摇臂,1、摇臂的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。,2、摇臂驱动形式,3、摇臂的结构,4、摇臂总成结构,摇臂总成实物,摇臂总成零件图,第四部分 气门间隙的检查与调整,一、气门间隙基本知识,1、气门间隙当气门处于完全关闭状态时，气门杆与摇臂接触面（或凸轮）之间的间隙。,2、气门间隙的作用,给气门杆受热留有膨胀伸长的余地，保证气门的密封。,3、气门间隙的大小,由厂家根据试验确定，一般为0.150.45mm左右。 气门间隙过小气门关闭不严而漏气发动机功率下降，烧坏气门。 气门间隙过大气门开度减小，气门开启延续时间缩短，增加了零件之间的撞击发动机功率下降，磨损加剧。,注意点：,（1）一般来说，排气门的气门间隙比进气门的气门间隙大。 （2）为便于调整，许多发动机进、排气门气门间隙大小一样，将气门选择不同的材料。 （3）气门间隙有冷态间隙和热态间隙之分，冷态间隙比热态间隙大。 （4）当传动机构磨损后，气门的开度减小。 （5）装有液力挺柱的配气机构无气门间隙。,部分发动机气门间隙,二、气门间隙的检查与调整,1、调整前提,气门处于完全关闭状态。（挺柱或摇臂落在凸轮的基圆上）,2、调整要求,松开锁紧螺母，将标准厚薄规插入摇臂与气门杆之间，一边用起子旋动调整螺钉，一边来回拉动厚薄规，感到稍有阻力即可，拧紧锁紧螺母，复查间隙。 拧入调整螺钉，气门间隙减小；反之，气门间隙变大。,3、调整方法,（1）逐缸调整法适用于结构复杂、磨损严重的发动机。 （2）两次调整法普遍采用。,“两次调整法 ”的原理,用“逐缸调整法 ” 调整495柴油机（1-3-4-2）的气门间隙,（1）找到第1缸的压缩上止点。 具体方法是：拆下气门罩盖，转动飞轮，观察第1缸气门的动作，当排气门关闭、进气门打开又完全关闭后，使飞轮上的上止点记号与飞轮壳上的刻线对齐。此时，第1缸进、排气门处于完全关闭状态，第4缸进、排气门处于打开状态。 （2）选择0.200.25mm厚度的厚薄规分别插入第1缸进、排气门摇臂与气门杆之间，检查气门间隙是否符合技术要求。 （3）分别调整第1缸进、排气门气门间隙 。 具体做法是：松开锁紧螺母，将标准厚薄规插入摇臂与气门杆之间，一边用“一”字起子旋动气门间隙调整螺钉，一边来回拉动厚薄规，直至感到稍有阻力即可，拧紧锁紧螺母，复查间隙。 拧入气门间隙调整螺钉，气门间隙变大；反之，气门间隙减小。 （4）按照作功顺序，将曲轴每转180，依次检查调整3、4、2缸进、排气门的气门间隙。,用“两次调整法 ”调整495柴油机（1-3-4-2）的气门间隙,（1）找到第1缸的压缩上止点。 （2）按照“双排不进”的原则，调整一半气门的气门间隙。即调整第1缸的进、排气门，第3缸的排气门，第4缸不调整，第2缸的进气门。 （3）将曲轴转动1周，调整余下所有气门的气门间隙。即第1缸不调整，第3缸的进气门，第4缸的进、排气门，第2缸的排气门。,