第3章 配气机构 主讲：王兆海   概述 配气机构的作用：          根据发动机的需要，定时开闭进气门使新鲜可燃混合气或空气进入气缸，定时开闭排气门使废气及时从气缸排出。    门要开得好，不迟也不早，不多也不少，   既要开得快，又要关得严，还得噪声小！ 充气效率      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大气压力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（一般为0.8—0.9）。    配气机构组成 3.1  配气机构的布置与传动 1. 气门的布置   两气门的布置   四气门的布置 2. 凸轮轴的布置   凸轮轴的布置视频   单顶置凸轮轴 SOHC   双顶置凸轮轴 DOCH   双顶置凸轮轴驱动   SOHC与DOHC的比较 SOHC— 中低速性能好，配气不可变，结构简单，成本低。 DOHC— 高速性能好，效率高，易实现可变配气，工艺较复杂、成本较高。 结果：DOHC 略胜一筹 3. 配气机构的传动   链条传动 优点：传动准确可靠、           紧凑、布置容易。  缺点：价格高、质量大、           噪声大。  奔驰、宝马、奥迪 等车上常见 注意：其采用新式链条           噪音不大。   齿带传动 优点：质量轻、结构简           单、适合高速、           噪声小。  缺点：可靠性和准确性           稍差、需定期检           查更换。  使用较普遍   配气机构传动视频 4. 小结  配气机构的作用；  充气效率；  气门的布置；  凸轮轴的布置；  配气机构的传动方式及优缺点。 3.2  配气机构的主要零部件 1. 气门组   气门组总成   气门  Valve   气门视频   气门顶部形状   气门密封面锥角   气门座圈  Valve Seat   气门杆尾部弹簧座   气门弹簧  Valve Spring   双气门弹簧   气门导管  Valve Guide   气门油封  Valve Seal 2. 气门传动组   凸轮轴  Cam Shaft   凸轮轴视频    凸轮形状   凸轮轴轴向定位   挺柱  Lifter   挺柱与凸轮接触型式   液压挺柱   液压挺柱原理   推杆  Pushrod   摇臂  Rocker arm   滚轮式摇臂   滚轮式摇臂 3. 小结 气门组：气门、气门导管、气门弹簧、           气门弹簧座、锁片、气门油封 气门传动组：    凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴 3.3  配气相位与气门间隙 1、配气相位 2、气门间隙  1.  什么是配气相位？ 理论上：四冲程发动机的进气门应该在曲拐处在上止点时开启，在曲拐转到下止点时关闭；排气门则应该在曲拐在下止点时开启，在上止点时关闭。 实际上：进、排气门不按理论时刻开闭。 配气相位：指进、排气门的实际开闭时刻与曲轴转角的关系，通常用相对于上、下止点曲拐位置的曲轴转角的环形图表示。   配气相位图   为什么气门要早开晚关？ 发动机的曲轴转速很高，活塞每一行程历时都很短，发动机转速为6000r／min时，一个行程历时仅为60／（6000×2)＝0.005s），往往会使发动机充气不足或排气不净，从而使发动机功率下降。 现代发动机都采取延长进、排气时间的方法即：气门的开启和关闭的时刻分别提早和延迟一定曲轴转角，以改善进、排气状况，从而提高发动机的动力性。   进气相位分析 进气开始时刻：提前100-300开启 进气关闭时刻：延迟400-800关闲 目的：保证进气行程开始时进气门已开大，新鲜气体能顺利地充入气缸。当活塞到达下止点时，气缸内压力仍低于大气压力，在压缩行程开始阶段，活塞上移速度较慢的情况下，仍可以利用气流惯性和压力差继续进气，因此进气门晚关一点是有利于充气的。   排气相位分析 排气开始时刻：提前400-800开启 排气关闭时刻：延迟100-300关闭 原因分析：作功行程活塞接近下止点时，气体有0.3-0.4MPa压力，但作功作用不大，若稍开启排气门，大部分废气在此压力作用下可迅速自缸内排出，当活塞到下止点时，缸内压力已下降约为0.115MPa，减少了活塞上行时的排气阻力，高温废气的迅速排出，还可以防止发动机过热。当活塞到达上止点时，废气压力仍高于大气压力，加之排气时气流有一定惯性，所以排气门迟一点关，可以使废气排放得较干净。   气门重叠角分析 气门重叠角：进气门在上止点前开启，排气门在上止点后关闭，这就出现了进、排气门同时开启（气门重叠）的现象，重叠的曲轴转角称为气门重叠角。 分析：由于新鲜气流和废气流的流动惯性都比较大，在短时间内是不会改变流向的。因此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。这将对于换气是有利的。 注意：如气门重叠角过大（适宜的角度由试验确定），当汽油机小负荷运转，进气管内压力很低时，就可能出现废气倒流，使进气量减少。这个问题怎么解决呢？  2. 气门间隙   气门间隙 为什么留气门间隙？    如果气门与传动件冷态时无间隙或间隙过小，热态下气门及其传动件的受热膨胀，引起气门关闭不严，造成发动机在压缩和作功行程中的漏气、功率下降，严重时其至不易起动。 气门间隙大小   冷态时：进气门0.25-0.3mm，排气门0.3-0.35mm 间隙不当引起的故障：   间隙过小—气门关闭不严、漏气，致功率下降甚至             气门烧坏。   间隙过大—撞击、气门脚响，加速磨损，气门开启             的持续时间减少，充气效率降低。 3. 小结 3.4  可变配气机构 传统配气机构有什么不足？   配气正时和升程固定。低速时气流慢且真空度大，废气倒流，造成怠速不稳、扭矩低等。高速时进气时间短，进气不足、排气不净、功率下降。 理想配气机构应该什么样？   配气相位和升程应随着发动机的转速、负荷及其它工况而改变。可提高发动机低速时的扭矩和高速时的功率，发动机性能有很大改善。  1. 本田VTEC可变配气系统  VTEC 可变气门正时和升程电子控制系统   (Variable Valve Timing & Valve Lift         Electronic Control System)     1989年推出，是世界上第一个能同时控制气门开闭时间及升程在两种不同情况下工作的气门控制系统。   VTEC的作用 本田雅阁轿车采用单顶置凸轮轴(SOHC)16气门，它的VTEC系统由发动机控制模块(ECM)控制。 发动机低速运转时，VTEC不工作，发动机的燃烧效率较高且燃油消耗较低； 发动机高速运转时，发动机控制模块ECM控制VTEC同时改变进气门的正时和升程，增加进气量，使发动机动力性和经济性大大提高。   VTEC结构组成   VTEC在发动机低速运转   VTEC在发动机高速运转   VTEC控制系统 3. 小结 1.传统配气机构有什么不足？ 2.理想配气机构应该什么样？ 3.本田VTEC可变配气系统结构特点？ 4.奥迪可变配气系统结构特点？  本章作业 1、什么是充气效率？ 2、进排气门配气相位是怎样的？ 3、为什么要有气门间隙？ 4、本田VTEC可变配气系统结构特点？ 谢谢各位！ 获得帮助：汽车维修论坛 htt
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