配气机构

曲轴转角：
35° 95 155°
工作状态：
进气 排°气 做功 行程 行程 行程
❖5缸：排气门关闭时已进行了35°曲轴转角进气行程；
❖3缸：35－120＝－85°，表明曲轴再转85°进 入进气行程，故已进行了95°曲轴转角的排气行程；
❖6缸：95－120＝－25°，表明曲轴再转25°进 入排气行程，故已进行了155°曲轴转角的做功行程；
少量油液经柱塞与挺柱体
之间配合间隙的泄漏起补
偿作用，可不留有气门间
隙以消除因气门间隙带来 的噪音。
A
液压挺杆短片 45
五、凸轮轴
（一）功用
1.驱动各缸气门的开启。
2.驱动辅助件的工作。（如汽油机中驱动汽油
泵、机油泵及分电器的工作）
A
46
（二）材料
❖采用中碳钢或合金铸铁钢模锻或铸造；也 可用球墨铸铁铸成。
6135型柴油机凸轮
A
49
3、轴颈
❖用来支承凸轮轴，有全支承非全支承之分； ❖轴颈半径应大于凸轮的高度以便于凸轮轴的
装配 。
凸轮轴短片
A
50
（四）凸轮轴的轴向定位
1、定位目的
❖防止凸轮轴工作 中的轴向窜动，以 保证气门组各构件 正常工作。
A
51
2、定位方式
止推片定位
止推螺钉定位
A
52
推力轴承定位
6130
6120Q
NT855
4125A
SA6D 125－2
进气门 0.30 0.30 0.20 0.28 0.30 0.33 冷间隙
排气门 0.35 0.35 0.25 0.28 0.35 0.71
进气门
热间隙
排气门
0.25 0.30
4、气门间隙的调整 气门间隙“二次调整法”：
（1）应在气门完全 关闭下调整。
涡轮增压器
A
60
4、工作过程
❖废气经排气管进入涡轮 壳的喷嘴环，压力和温度 下降，速度提高，使涡轮 高速旋转并带动压气机叶 轮一起旋转。经空气滤清 器后的空气进入压气机， 被压气机叶轮甩向外缘， 使其速度和压力增加，然 后经过进口小出口大的扩 压器和压气机蜗壳，在气 流流速下降，压力升高后 压入缸内。
长安大学工程机械发动机构造课教学
第三章 配气机构
制作：展朝勇
第三章 配气机构 第一节 概 述 第二节 配气相位及配气相位图 第三节 主要构件结构分析 第四节 进排气系统及废气涡轮增压
A
2
第三章 配气机构 第一节 概 述
一、配气机构作用
❖根据发动机的工作顺 序，定时的将新气供入 缸内，定时的将废气由 缸内排出。
A
42
3、挺杆结构特点
2)相对凸轮接触点有偏心，工作中在摩擦力矩 的作用下自身缓慢旋转而免除外壁的偏磨。
A
43
3、挺杆结构特点
3)可采用液压 挺杆而不留气 门间隙。
A
44
附：液压挺杆不留气门间隙原理
❖发动机润滑系中的润滑 油从主油道经挺柱体侧面
的油孔流入，故柱塞内腔 及下方空腔充满油液。
❖工作中若气门受热伸长， 空腔内油液受较大压力后，
A
28
计算法：
工作顺序： 1 —— 5 —— 3 —— 6—— 2 —— 4
曲轴转角： 155 35° 95 155° 35 95 工作状态： °进气 进气 排°气 做功 做功° 压缩°
行程 行程 行程 行程 行程 行程
❖2缸：155－120＝35°，表明已进行了35°曲轴 转角的做功行程；
❖4缸：35－120＝－85°，表明曲轴再转85°进 入做功行程，故已进行了95°曲轴转角的压缩行程；
❖气门开启时，推杆向 上运动推动摇臂，因摇 臂已通过凸环和气门杆 部处在接触状态，因而 不会发生冲击噪声。
四、挺杆
1、功用
❖将凸轮的沿挺杆径向分力传给机体；沿轴 向分力传给推杆。
2、材料
❖用碳钢或铸铁制成，并淬火以提高其硬度。
A
41
3、挺杆结构特点
1)顶部有菌顶、圆弧顶、平顶、带滚轮体四 种形式。
A
23
例:462Q型汽油机转速5500rpm，气门开启时 间0.0094s，故:α=51°β=79°γ=83°δ=47°
三、配气相位及配气相位图
1、定义
❖将气门的开闭时刻及 开启时间用曲轴转角表 示的一种方法称配气相 位，表示在环形图上称 为配气相位图。
2、配气相位图的做法
A
25
四、气门重迭角(α+δ) 1、定义
注：
❖涡轮增压器工作于高温、高速条件下，为保 证其正常工作，在涡轮增压器中通入了机油和 冷却液，以保证有效的润滑和冷却，改善工作 条件。发动机排出的具有高温和一定的压力的 废气进入增压器中，涡轮以每分钟高达数万甚 至十几万转的高速度旋转，怠速时，叶轮转速 为12000转/分，当全负荷时，叶轮转速可达到 135000转/分。
A
53
第四节 进排气系统及废气涡轮增压 一、进排气管及消音器
1、组成 2、工作过程
A
54
二、湿式综合式空气滤清器 1、组成 2、工作过程
A
55
三、废气涡轮增压器
1、增压的含义
❖将空气加压后输入发动机内。
2、增压的意义
❖使发动机有效功率上升，耗油率及外形尺 寸下降，单位有效功率的重量下降，节约原 材料。
②过度圆弧：可增加气门 抗疲劳强度、增大散热通 道、减少进气阻力。
③圆台:防止锥面的受热翘 曲，一般h应大于1mm。
A
34
（2）杆部
①导向段：和气门导管形成 0.03mm的配合间隙。 ②尾端：锁定弹簧座（可采用锁片、 锁销、有切口弹簧座等型式锁定）。
气门组件
二、气门弹簧
1、功用
❖保证气门迅速回位并和气门座贴合严密。
第二节 配气相位及配气相位图
ALeabharlann 19一、进气提前角α及延迟角β
1、含义
❖指进气门早开 晚关所对应的曲 轴转角α、β。 ❖α=10～30°； β=40～80°。
A
20
一、进气提前角α及延迟角β
2、作用
（1）进气提前角α使进气行程开 始时有较大的进气气流通道，以 减少进气阻力；
（2）进气延迟角β使进气行程结 束后仍可以利用进气的气流惯性 继续进气，以使进气充分。
四、气门间隙
1、气门间隙的含义
❖指气门关闭后其杆端 和驱动件之间的间隙。
2、气门间隙的作用
❖保证气门工作中受热 膨胀后仍能关闭严密。
A
15
3、气门间隙值
❖应合适且排气门间隙值应大于进气门间隙值。 过大影响气门开闭时间并在气门落座时有敲击声， 加剧零件的磨损；过小则气门关闭不严。
机
型
气门间隙
6135G
（三）结构 1、前端
❖用以连接正时齿轮或链轮并实现轴向定位。
A
47
2、凸轮
1）同名凸轮—间隔角为360°/i。其排列顺
序决定了发动机的工作顺序；
2）异名凸轮—其夹角由配气相位决定；
A
48
2、凸轮
3）凸轮形状
❖应满足配气相位 及配气规律的要求， 并应使气门的开闭 速度适中，以消除 气门对气门座过大 的冲击。
3)长短臂之比： b/a=1.2～1.8。长臂驱 动气门，使凸轮升程一定 下，气门的开度较大。
4)长臂端头为圆弧形或装有滚轮，以减轻其与
气门杆端的磨损。
A
38
3、摇臂结构特点
5)有的摇臂上 装有消除噪音 的装置,可利 用凸环消除气 门和摇臂之间 的间隙，从而 消除由此产生 的冲击噪声。
A
39
❖凸环8以摇臂的一端 为支点，并靠在气门 杆部9的端面上，当 气门处在关闭位置时， 在弹簧6的作用下， 柱塞7推动凸环向外 摆动，消除了气门间 隙。
2、材料
❖进气门：（因新气冷却）用合金 钢（如40Cr等）制造；
❖排气门：（因受废气加热）用耐 热合金钢（如硅锰钢）制造。
A
32
3、气门结构
（1）头部
①锥面：45°或 30°，和气门座形 成1～2mm的封气 段b1，以提高密封 性。（气门座一般 用耐热合金钢镶入 缸盖座孔内）
A
33
3、气门结构 （1）头部
A
9
3、按气门个数分
1）每缸两气门
32））每每缸缸五四气气门门
A
10
每缸四气门的排列方案：
a）同名气门排成两列 （一根凸轮轴驱动，但
每缸进气门充气系数及 排气门热负荷不同）
b）同名气门排在同一列
（每缸进气门充气系数及
排气门热负荷相同,但需 两根凸轮轴驱动）
c）气门斜角排列（克服
前者的缺陷，且仅用一根
A
3
二、配气机构型式
1、按传动方式分
1）链传动
A
4
2）齿带传动
A
5
3）齿轮传动
A
6
2、按气门布置分
1)气门顶置式；
2)气门侧置式。
A
7
3、按凸轮轴的安装位置分
1）凸轮轴在 缸体内下置；
2）凸轮轴 在缸内上置；
缸体内下置 A
缸体内上置 8
3、按凸轮轴的安装位置分
3）凸轮轴安装在缸盖顶部摇臂室内。
凸轮轴驱动）
A
11
三、顶置式配气机构
A
12
（一）组成
1、气门组
❖由气门、气门座、 气门导管、气门弹簧、 气门弹簧座、锁片等 组成。
2、气门传动组
❖由凸轮轴、挺杆、推 杆、调整螺钉、摇臂及 轴、支座等组成。
A
13
（二）工作过程
（三）顶置式配气 机构传动链
❖为凸轮→挺杆→推杆 →摇臂→气门；或气门 →摇臂→推杆→挺杆→ 凸轮。