发动机配气机构构造剖析(精彩图文).pdf

发动机配气机构构造剖析 发动机配气机构的构造 3.1.1配气机构的功用与组成 1．配气机构的功用 配气机构是进、排气管道的控制机构，它按照气缸的工作顺序和工作过程 的要求，准时地开闭进、排气门、向气缸供给可燃混合气汽油机 （或新鲜空气 柴油机）并及时排出废气，确保进气充分、排气彻底；当进、排气门关闭时， 保证气缸密封。 配气机构以很高且变化的速度工作，惯性力和热负荷大，且润滑不良，零 件磨损大。 2．配气机构的组成 配气机构按其结构原理不同分气门 （阀）式，气孔式，气孔-气门 （阀）式。四 冲程发动机都采用气门式配气机构。 各种型式的气门式配气机构中，按其功用都可分为气门组和气门传动组两大部 分，如图3.1所示。 气门组的功用是开闭进、排气道。主要包括气门、及气门、气门导管、气门弹 簧、气门弹簧座和气门锁片等零件，其组成与配气机构的结构型式基本无关。 气门传动组是包括从正时齿轮开始至推 动气门动作的所有 （凸轮轴正时齿轮、 凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂和摇臂轴等） 零件，其基本组成据配气机构的形式而 有所不同，它的功用是定时驱动气门使 其开闭，且保证有足够的开度，满足发 动机的工况需要。 气门的开启由气门传动组控制，气门的 关闭则是由气门弹簧来完成。气门的开 闭时刻与规律完全取决于凸轮轮廓的曲 线形状。 3.1.2配气机构的分类 1．按气门的布置位置不同分类 配气机构按气门的布置位置不同可分为气门侧置式配气机构和气门顶置式配气 机构两大类。 气门位于气缸体侧面称为气门侧置式配气机构，由凸轮、挺柱、气门和气门弹 簧等组成。省去了推杆、摇臂等零件，简化了结构。因为它的进、排气门在气 缸的一侧，压缩比受到限制，进排气门阻力较大，发动机的动力性和高速性均 较差。气门侧置式配气机构仅在小型内燃机中还有所使用。 气门顶置式配气机构的进气门和排气门都倒挂在气缸盖上。具有进气阻力小、 燃烧室结构紧凑、气流搅动大、能达到较高的压缩比等特点，现代的汽车发动 机都采用气门顶置式配气机构。 2．按凸轮轴的位置 分类 配气机构按凸轮轴的 位置分为凸轮轴下置 式、凸轮轴上置式、 凸轮轴中置式三大 类，如图3.2所示。 （1 ）凸轮轴下置式配气机构。应用最广泛，载货汽车和大、中型客车发动机 都采用这种布置方式，如图3-2 （a ）所示。凸轮轴装在曲轴箱内，摇臂轴装在 气缸盖上，两者相距较远，推杆较长；凸轮轴距曲轴较近，两者之间只用一 对正时齿轮传动，传动简单、可靠。 （2 ）凸轮轴上置式配气机构。凸轮轴直接布置在缸盖上，如图3-2 （c ）所示。 此种布置方式传力零件少，发动机损失功相对较少。凸轮轴直接通过摇臂来 驱动气门或直接通过挺柱驱动气门，省去了推杆，使往复运动质量大大减 小，因此它适合于高速发动机。由于凸轮轴离曲轴中心较远，因而都采用链 条传动或同步齿形带传动，使得正时传动机构较为复杂，为大多数轿车采用。 （3 ）凸轮轴中置式。为减小气门传动组零件的往复运动惯性力，某些速度较 高的发动机将下置式凸轮轴的位置抬高到缸体的上部，缩短了传动零件的长 度，称之为凸轮轴中置式配气机构，如3-2 （b ）所示。凸轮轴中置有的采用中 间齿轮传动，有的也采用链条传动 （如别克赛欧）或齿型带传动。 2．按曲轴驱动凸轮轴的方式分类 （1 ）齿轮传动。凸轮轴下置的配气机构都采用正时齿轮传动，如图3-3所示。 一般从曲轴到凸轮轴的传动只需一对正时齿轮，若齿轮直径过大，可在中间加 装一个惰轮。为了啮合平稳，减小噪声，正时齿轮多用斜齿。在中、小功率发 动机上，曲轴正时齿轮用钢来制造，而凸轮轴正时齿轮则用铸铁或夹布胶木制 造，以减小噪声。齿轮传动比较平稳，配气正时控制精度高，又不需要张紧装 置，摩擦损失小，在使用中勿需调整和保养。但传力零件比较多，发动机损失 功多，振动和噪音较大。 （2 ）链条传动。链条与链轮的传动特别适用于凸轮轴上置、中置的配气机构。 为使在工作时链条有一定的张力而不至脱链，通常装有导链板、张紧装置等。 如图3-4所示。链条与链轮传动的主要问题是其工作可靠性和耐久性不如齿轮 传动，其传动性能在很大程度上取决于链条的制造质量。 （3 ）同步齿形带传动。近年来，在高速发动机上还广泛采用齿形带来代替传 动链，它不需要润滑，工作噪音低，结构质量轻，制造成本低。这种齿形带用 氯丁橡胶制成，中间夹有玻璃纤维和尼龙织物，以增加强度。为确保齿形传动 的可靠性，齿形带传动也需要张紧装置，如图3-5所示，如齿形带过松，发动机 工作过程中可能产生跳齿现象，使配气相位失准