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配氣機(jī)構(gòu)

m.vidsb.com 來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：似水流年90 類別：汽車(chē)構(gòu)造維修時(shí)間：2007-01-24

第一節(jié) 配氣機(jī)構(gòu)的功用與組成
　　一、配氣機(jī)構(gòu)的功用　配氣機(jī)構(gòu)是進(jìn)、排氣管道的控制機(jī)構(gòu)，它按照發(fā)動(dòng)機(jī)的作功次序和每一缸的工作循環(huán)的要求，適時(shí)地開(kāi)閉進(jìn)、排氣門(mén)、向氣缸供給可燃混合氣（汽油機(jī)）或新鮮空氣（柴油機(jī)）并及時(shí)排出廢氣。
　　二、配氣機(jī)構(gòu)的形式　按氣門(mén)布置方式不同可分為氣門(mén)頂置式和側(cè)置式兩種。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)大多采用頂置氣門(mén)式配氣機(jī)構(gòu)。由凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門(mén)和氣門(mén)彈簧等組成。
　　頂置式配氣機(jī)構(gòu)按凸輪軸的布置形式可分為凸輪軸下置式、凸輪軸中置式、凸輪軸上置式；按曲軸和凸輪軸的傳動(dòng)方式可分為齒輪傳動(dòng)式、鏈條傳動(dòng)式和齒形帶式。根據(jù)每只氣缸的氣門(mén)數(shù)目可分為兩氣門(mén)式和四氣門(mén)式。（如圖3.1）

　三、配氣機(jī)構(gòu)的組成　
　　由氣門(mén)組和氣門(mén)傳動(dòng)組組成。（如圖3.2）( 相關(guān)視頻：第二集)

    第二節(jié)　　配氣相位
　　定義：配氣相位是用曲軸轉(zhuǎn)角表示的進(jìn)、排氣門(mén)的開(kāi)啟時(shí)刻和開(kāi)啟延續(xù)時(shí)間，通常用環(huán)形圖表示，即配氣相位圖。
　　為了使進(jìn)氣充足，排氣干凈，除了從結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)外（如增大進(jìn)、排氣管道），還可以從配氣相位上想點(diǎn)辦法，氣門(mén)能否早開(kāi)晚閉，延長(zhǎng)進(jìn)、排氣時(shí)間呢？
    ① 氣門(mén)早開(kāi)晚閉
　　活塞到達(dá)進(jìn)氣下止點(diǎn)時(shí)，由于進(jìn)氣吸力的存在，氣缸內(nèi)氣體壓力仍然低于大氣壓，在大氣壓的作用下仍能進(jìn)氣；另外，此時(shí)進(jìn)氣流還有較大的慣性。由此可見(jiàn)，進(jìn)氣門(mén)晚關(guān)可以增加進(jìn)氣量。進(jìn)氣門(mén)早開(kāi)，可使進(jìn)氣一開(kāi)始就有一個(gè)較大的通道面積，可增加進(jìn)氣量。
　　在作功行程快要結(jié)束時(shí)，排氣門(mén)打開(kāi)，可以利用作功的余壓使廢氣高速?zèng)_出氣缸，排氣量約占50%。排氣門(mén)早開(kāi)，勢(shì)必造成功率損失，但因氣壓低，損失并不大，而早開(kāi)可以減少排氣所消耗的功，又有利于廢氣的排出，所以總功率仍是提高的。
　　由此可見(jiàn)，氣門(mén)具有早開(kāi)晚關(guān)的可能，那么氣門(mén)早開(kāi)晚關(guān)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作又有什么好處呢？
　　進(jìn)氣門(mén)早開(kāi)：增大了進(jìn)氣行程開(kāi)始時(shí)氣門(mén)的開(kāi)啟高度，減小進(jìn)氣阻力，增加進(jìn)氣量。
　進(jìn)氣門(mén)晚關(guān)：延長(zhǎng)了進(jìn)氣時(shí)間，在大氣壓和氣體慣性力的作用下，增加進(jìn)氣量。
　排氣門(mén)早開(kāi)：借助氣缸內(nèi)的高壓自行排氣，大大減小了排氣阻力，使排氣干凈。
　　排氣門(mén)晚關(guān)：延長(zhǎng)了排氣時(shí)間，在廢氣壓力和廢氣慣性力的作用下，使排氣干凈。
    ② 氣門(mén)重疊
　　由于進(jìn)氣門(mén)早開(kāi)，排氣門(mén)晚關(guān)，勢(shì)必造成在同一時(shí)間內(nèi)兩個(gè)氣門(mén)同時(shí)開(kāi)啟。把兩個(gè)氣門(mén)同時(shí)開(kāi)啟時(shí)間相當(dāng)?shù)那S轉(zhuǎn)角叫作氣門(mén)重疊角。在這段時(shí)間內(nèi)，可燃混合氣和廢氣是否會(huì)亂串呢？不會(huì)的，這是因?yàn)椋篴. 進(jìn)、排氣流各自有自己的流動(dòng)方向和流動(dòng)慣性，而重疊時(shí)間又很短，不至于混亂，即吸入的可燃混合氣不會(huì)隨同廢氣排出，廢氣也不會(huì)經(jīng)進(jìn)氣門(mén)倒流入進(jìn)氣管，而只能從排氣門(mén)排出；b. 進(jìn)氣門(mén)附近有降壓作用，有利于進(jìn)氣。
    ③ 進(jìn)、排氣門(mén)的實(shí)際開(kāi)閉時(shí)刻和延續(xù)時(shí)間
　　實(shí)際進(jìn)氣時(shí)刻和延續(xù)時(shí)間：在排氣行程接近終了時(shí)，活塞到達(dá)上止點(diǎn)前，即曲軸轉(zhuǎn)到離上止點(diǎn)還差一個(gè)角度α，進(jìn)氣門(mén)便開(kāi)始開(kāi)啟，進(jìn)氣行程直到活塞越過(guò)下止點(diǎn)后β時(shí)，進(jìn)氣門(mén)才關(guān)閉。整個(gè)進(jìn)氣過(guò)程延續(xù)時(shí)間相當(dāng)于曲軸轉(zhuǎn)角180°+α+β。
      　α- 進(jìn)氣提前角一般α=10°～30°
        β- 進(jìn)氣延遲角一般β=40°～80°
    所以進(jìn)氣過(guò)程曲軸轉(zhuǎn)角為230°～290°
　　實(shí)際排氣時(shí)刻和延續(xù)時(shí)間：同樣，作功行程接近終了時(shí)，活塞在下止點(diǎn)前排氣門(mén)便開(kāi)始開(kāi)啟，提前開(kāi)啟的角度γ一般為40°～80°，活塞越過(guò)下止點(diǎn)后δ角排氣門(mén)關(guān)閉，δ一般為10°～30°，整個(gè)排氣過(guò)程相當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)角180°+γ+δ。
      γ- 排氣提前角一般γ=40°～80°
      δ- 排氣延遲角一般δ=10°～30°
    所以排氣過(guò)程曲軸轉(zhuǎn)角為230°～290°
　　氣門(mén)重疊角α+δ=20°～60°
　　從上面的分析，可以看出實(shí)際配氣相位和理論上的配氣相位相差很大，實(shí)際配氣相位，氣門(mén)要早開(kāi)晚關(guān)，主要是為了滿足進(jìn)氣充足，排氣干凈的要求。但實(shí)際中，究竟氣門(mén)什么時(shí)候開(kāi)？什么時(shí)候關(guān)最好呢？這主要根據(jù)各種車(chē)型，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法確定，由凸輪軸的形狀、位置及配氣機(jī)構(gòu)來(lái)保證。
    第三節(jié)　　配氣機(jī)構(gòu)的主要零部件
    一、　氣門(mén)組（如圖3.3）
    氣門(mén)組包括氣門(mén)、氣門(mén)導(dǎo)管、氣門(mén)座及氣門(mén)彈簧等零件。
　　1、氣門(mén)　
　氣門(mén)用來(lái)封閉氣道。氣門(mén)分成進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)兩種。氣門(mén)由氣門(mén)頭和桿身兩部分組成。氣門(mén)頭部是一個(gè)具有圓錐斜面的圓盤(pán)，氣門(mén)錐角一般為45度，進(jìn)氣門(mén)錐角也有30度的，氣門(mén)頭邊緣應(yīng)保持一定厚度，一般為1-3 mm，以防工作中沖擊損壞和被高溫?zé)g。氣門(mén)密封錐面與氣門(mén)座配對(duì)研磨。多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門(mén)頭部直徑比排氣門(mén)大，兩氣門(mén)一樣大時(shí)，排氣門(mén)有記號(hào)。

　　功用：①起導(dǎo)向作用，保證氣門(mén)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。②起導(dǎo)熱作用，將氣門(mén)頭部傳給桿身的熱量，通過(guò)氣缸蓋傳出去。氣門(mén)桿與導(dǎo)管之間一般留有0.05－0.12mm間隙。
　3、氣門(mén)座　
　　氣門(mén)座與氣門(mén)頭部密封錐面配合密封氣缸，氣門(mén)頭部的熱量亦經(jīng)過(guò)氣門(mén)座外傳。氣門(mén)座可以在缸蓋或缸體上直接鏜出，也可以采用鑲嵌式結(jié)構(gòu)。鑲嵌式結(jié)構(gòu)氣門(mén)座都采用較好的材料（合金鑄鐵、奧氏體鋼等）單獨(dú)制作。
　　4、氣門(mén)彈簧
　　功用：氣門(mén)彈簧的作用是用來(lái)支撐和關(guān)閉氣門(mén)并使氣門(mén)關(guān)閉嚴(yán)密，防止氣門(mén)跳動(dòng)而使氣缸漏氣。氣門(mén)彈簧多為圓柱形螺旋彈簧，它的一端支承在氣缸蓋上，另一端壓靠在氣門(mén)桿尾端的彈簧座上，彈簧座用鎖片固定在氣門(mén)桿的尾端。
    二、　氣門(mén)傳動(dòng)組
　　功用：是使進(jìn)、排氣門(mén)能按配氣相位規(guī)定的時(shí)刻開(kāi)始，并保證氣門(mén)有足夠的開(kāi)度。
　　氣門(mén)傳動(dòng)組組成：凸輪軸、挺柱、推桿、搖臂及氣門(mén)間隙調(diào)整螺釘?shù)?BR>　　1、凸輪軸　
　功用：控制氣門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉，每一個(gè)進(jìn)、排氣門(mén)分別有相應(yīng)的進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪。
　構(gòu)造：它由進(jìn)氣凸輪、排氣凸輪、凸輪軸頸、驅(qū)動(dòng)汽油泵的偏心輪、驅(qū)動(dòng)機(jī)油泵及分電器的斜齒輪等組成。
　　2、挺柱　
　　功用是將凸輪的推力傳給推桿（或氣門(mén)桿），并承受凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)所施加的側(cè)向力，近年來(lái)，液壓挺柱被廣泛地采用。
　　3、推桿　
　　功用是將從凸輪軸傳來(lái)的推力傳給搖臂，它是配氣機(jī)構(gòu)中最容易彎曲的零件。要求有很高的剛度，在動(dòng)載荷大的發(fā)動(dòng)機(jī)中，推桿應(yīng)盡量地做得短些。
　　4、搖臂
　　搖臂是一個(gè)雙臂杠桿，用來(lái)將推桿傳來(lái)的力改變方向，作用到氣門(mén)桿端打開(kāi)氣門(mén)。（如圖3.4）

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