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配氣機(jī)構(gòu)

m.ciaranmcbreen.com 來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：似水流年90 類別：汽車構(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)地開閉進(jìn)、排氣門、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　按氣門布置方式不同可分為氣門頂置式和側(cè)置式兩種。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)大多采用頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)。由凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門和氣門彈簧等組成。
　　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)每只氣缸的氣門數(shù)目可分為兩氣門式和四氣門式。（如圖3.1）

　三、配氣機(jī)構(gòu)的組成　
　　由氣門組和氣門傳動(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)、排氣門的開啟時(shí)刻和開啟延續(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，氣門能否早開晚閉，延長進(jìn)、排氣時(shí)間呢？
    ① 氣門早開晚閉
　　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，進(jìn)氣門晚關(guān)可以增加進(jìn)氣量。進(jìn)氣門早開，可使進(jìn)氣一開始就有一個(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)，排氣門打開，可以利用作功的余壓使廢氣高速?zèng)_出氣缸，排氣量約占50%。排氣門早開，勢(shì)必造成功率損失，但因氣壓低，損失并不大，而早開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，氣門具有早開晚關(guān)的可能，那么氣門早開晚關(guān)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作又有什么好處呢？
　　進(jìn)氣門早開：增大了進(jìn)氣行程開始時(shí)氣門的開啟高度，減小進(jìn)氣阻力，增加進(jìn)氣量。
　進(jìn)氣門晚關(guān)：延長了進(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。
　排氣門早開：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。
　　排氣門晚關(guān)：延長了排氣時(shí)間，在廢氣壓力和廢氣慣性力的作用下，使排氣干凈。
    ② 氣門重疊
　　由于進(jìn)氣門早開，排氣門晚關(guān)，勢(shì)必造成在同一時(shí)間內(nèi)兩個(gè)氣門同時(shí)開啟。把兩個(gè)氣門同時(shí)開啟時(shí)間相當(dāng)?shù)那S轉(zhuǎn)角叫作氣門重疊角。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)氣門倒流入進(jìn)氣管，而只能從排氣門排出；b. 進(jìn)氣門附近有降壓作用，有利于進(jìn)氣。
    ③ 進(jìn)、排氣門的實(shí)際開閉時(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)氣門便開始開啟，進(jìn)氣行程直到活塞越過下止點(diǎn)后β時(shí)，進(jìn)氣門才關(guān)閉。整個(gè)進(jìn)氣過程延續(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)前排氣門便開始開啟，提前開啟的角度γ一般為40°～80°，活塞越過下止點(diǎn)后δ角排氣門關(guān)閉，δ一般為10°～30°，整個(gè)排氣過程相當(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°
    所以排氣過程曲軸轉(zhuǎn)角為230°～290°
　　氣門重疊角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，氣門要早開晚關(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，究竟氣門什么時(shí)候開？什么時(shí)候關(guān)最好呢？這主要根據(jù)各種車型，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的方法確定，由凸輪軸的形狀、位置及配氣機(jī)構(gòu)來保證。
    第三節(jié)　　配氣機(jī)構(gòu)的主要零部件
    一、　氣門組（如圖3.3）
    氣門組包括氣門、氣門導(dǎo)管、氣門座及氣門彈簧等零件。
　　1、氣門　
　氣門用來封閉氣道。氣門分成進(jìn)氣門和排氣門兩種。氣門由氣門頭和桿身兩部分組成。氣門頭部是一個(gè)具有圓錐斜面的圓盤，氣門錐角一般為45度，進(jìn)氣門錐角也有30度的，氣門頭邊緣應(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。氣門密封錐面與氣門座配對(duì)研磨。多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門頭部直徑比排氣門大，兩氣門一樣大時(shí)，排氣門有記號(hào)。

　　功用：①起導(dǎo)向作用，保證氣門作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。②起導(dǎo)熱作用，將氣門頭部傳給桿身的熱量，通過氣缸蓋傳出去。氣門桿與導(dǎo)管之間一般留有0.05－0.12mm間隙。
　3、氣門座　
　　氣門座與氣門頭部密封錐面配合密封氣缸，氣門頭部的熱量亦經(jīng)過氣門座外傳。氣門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、氣門彈簧
　　功用：氣門彈簧的作用是用來支撐和關(guān)閉氣門并使氣門關(guān)閉嚴(yán)密，防止氣門跳動(dòng)而使氣缸漏氣。氣門彈簧多為圓柱形螺旋彈簧，它的一端支承在氣缸蓋上，另一端壓靠在氣門桿尾端的彈簧座上，彈簧座用鎖片固定在氣門桿的尾端。
    二、　氣門傳動(dòng)組
　　功用：是使進(jìn)、排氣門能按配氣相位規(guī)定的時(shí)刻開始，并保證氣門有足夠的開度。
　　氣門傳動(dòng)組組成：凸輪軸、挺柱、推桿、搖臂及氣門間隙調(diào)整螺釘?shù)?BR>　　1、凸輪軸　
　功用：控制氣門的開啟和關(guān)閉，每一個(gè)進(jìn)、排氣門分別有相應(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（或氣門桿），并承受凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)所施加的側(cè)向力，近年來，液壓挺柱被廣泛地采用。
　　3、推桿　
　　功用是將從凸輪軸傳來的推力傳給搖臂，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，用來將推桿傳來的力改變方向，作用到氣門桿端打開氣門。（如圖3.4）

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