1、第三章 配气机构,按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门 ； 减少进气和排气的阻力； 使进、排气及时充分。,第一节 配气机构的布置及传动,一.分类 1.按气门的布置形式：顶置、侧置； 2.按凸轮轴的布置位置：下置、中置、上置； 3.按曲轴和凸轮轴的传动方式：齿轮传动、链条传动和齿带传动； 4.气门数：二气门、多气门。,第一节 配气机构的布置及传动,二.气门的布置形式 1.气门顶置 ；2.气门侧置 ；3.进气门顶置、排气门侧置 。,气门布置方式,侧置 顶置 顶置,侧置式气门配气构造,气门布置方式侧置,结构简单、零件数目少； 燃烧室结构不紧凑，热量损
2、失较大； 气道比较曲折，气门升程受到一定限制而影响充气和排气，发动机动力性和经济性的提高受到限制，已趋于淘汰 。,气门布置方式顶置,结构较为复杂； 气门行程大； 燃烧室紧凑，有利于燃烧、散热和提高压缩比，从而提高发动机的动力性。,第一节 配气机构的布置及传动,三.凸轮轴的布置形式 1.凸轮轴下置和中置 ；2.凸轮轴上置（顶置，OHC）。 SOHC单顶置凸轮轴DOHC双顶置凸轮轴,凸轮轴布置方式,中置 下置 顶置,凸轮轴布置方式 下置,曲轴与凸轮轴距离较近； 气门与凸轮轴相距较远； 气门是通过挺柱、推杆、摇臂传递运动和力，因传动环节多、路线长，惯性力大； 在高速运动时，整个系统会产生弹性变形，影
3、响气门运动规律和开启、关闭的准确性 ； 当发动机变热，气门系统因热膨胀发生体积变化，推杆变长，因此必须预留大的气门间隙（以免漏气），造成温度低时噪声大。,凸轮轴布置方式 中置,当发动机转速较高时，为了减小气门传动机构的往复运动质量，可将凸轮轴位置移到气缸体的上部，由凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，而省去推杆。,凸轮轴布置方式 顶置,凸轮轴直接（或通过摇臂）驱动气门，没有挺柱、推杆，所以： l 没有往复运动，减少惯性力； l 热膨胀影响较小，气门正时准确； l 适合多气门结构。缺点是气缸盖拆装困难。,第一节 配气机构的布置及传动,四.凸轮轴的转动方式 1.齿轮传动 中置、下置 ；2.链传动 ；3.齿
4、形皮带传动 。,凸轮驱动方式：皮带、齿轮、链条,齿轮传动及正时记号,凸轮轴皮带传动装置,张紧轮,正时记号,正时记号,记号,惰轮,水泵齿带轮,凸轮轴皮带传动,在高速发动机上广泛采用氯丁橡胶齿形皮带传动 ； 显著减小了噪声，且其质量轻、包角大、啮合量大、工作可靠； 降低成本 ； 可带动较多部件。,第一节 配气机构的布置及传动,五. 每缸气门数及其排列方式 1. 二气门；2. 多气门：两列，一根凸轮轴；同列，两根凸轮轴；斜角排列。,气门的数量,四气门排列方式,各种气门驱动形式的气门间隙,气门间隙的测量,第一节 配气机构的布置及传动,七.气门的驱动方式1.（下置）凸轮轴挺柱挺杆摇臂气门2.（中置）凸轮
5、轴挺柱摇臂气门3.（顶置）凸轮轴挺柱气门 4.（顶置）凸轮轴摇臂气门5.（顶置）凸轮轴气门,气门的驱动方式,气门的驱动方式直接驱动、无挺柱,气门的驱动方式摇臂,气门的驱动方式挺柱,第二节 配气相位,一. 配气相位l 进气门提前打开确保进气形成开始时进气门已打开；l 进气门延迟关闭利用气流惯性和压力差进气；l 排气门提前打开充分利用自由排气阶段自由排气；l 排气门延迟关闭尽量排干净；二. 气门重叠角,配气相位,第三节 配气机构的零件和组件,一. 气门组1. 气门气门头部的形状 气门密封锥面的锥角 气门直径 气门杆,气门组的结构,气门组分解图,充钠排气门,气门组头部形状,气门尾部与气门弹簧座的固定
6、方式,气门锥角,气门与气门座座圈的配合,第三节 配气机构的零件和组件,一. 气门组 2. 气门导管 3. 气门座 4. 气门弹簧 5.气门旋转机构,气门导管,气门座,气门弹簧,第三节 配气机构的零件和组件,二. 气门传动组 凸轮轴 正时齿轮 3. 挺柱 4. 推杆 5. 摇臂,凸轮轴轴向定位方式,凸轮轴的结构,凸轮轴形状,气门挺柱形式,液压挺柱,凸轮直接驱动顶置凸轮轴式液压挺柱的结构,液压挺柱断面,高压油腔,油腔,挺柱体,柱塞,球阀,低压油腔,液压挺柱的工作过程-1,液压挺柱的工作过程-2,液压挺柱的工作过程-3,气门机构膨胀时的液压挺杆,挤漏,气门机构冷缩时的液压挺杆,摇臂,摇臂组,发动机的
7、高速、多气门化带来的问题,现象随着发动机的高速、多气门化，发动机的高速动力性有了很大的提高，同时却带来了中小负荷经济性变差和低速扭矩的降低。 原因为了提高进气效率，多气门发动机的进气道做比较大，导致发动机在低转速时进气道中混合气气流的流速过低、混合气的紊流较弱，燃烧速度相对较慢，从而使得发动机在低转速的工作时因为进气效率低而无法展现出高扭矩。,各种工况的最佳配气定时,高速型和普通型发动机气门正时与升程的比较,进气定时可变,本田VTEC技术,VTEC“ Variable Valve Timing and Lift Electronic Control System”可变气门定时和升程的电控系统,
8、采用一根凸轮轴上设计两种(高速型和低速型)不同定时和升程的凸轮，利用油压进行切换的装置。 结构：1. 控制两个气门的一对凸轮（高速凸轮和低速凸轮）和一对摇臂（主摇臂和次摇臂）；2.一个较高的中间凸轮和相应的中间摇臂；3. 三根摇臂内部装有由液压控制移动的小活塞。,本田VTEC机构,可变配气相位,可变配气相位,摇臂的组装,本田VTEC技术低速时,本田VTEC技术高速时,改进的VTEC工作原理,低速 中速控制活塞,中速 高速控制活塞,三菱MIVEC可变配气技术,MIVEC （智能可变气门正时与升程控制系统）,MIVEC机构是通过ECU发出精确指令控制进气凸轮轴相位：发动机的ECU在各种行驶工况下自
9、动搜寻一个对应发动机转速、进气量、节气门位置和冷却水温度的最佳气门正时，并控制凸轮轴正时液压控制阀，并通过各个传感器的信号来感知实际气门正时，然后再执行反馈控制，补偿系统误差，达到最佳气门正时的位置，从而能有效地提高汽车的功率与性能，减少耗油量和废气排放。,MIVEC目的：MIVEC机构是在SOHC四气门发动机上设置的在低速时使两个进气门升程存在高度差,而高速时两个进气门升程加大的凸轮切换机构。在发动机低速工况时,依靠两个进气门的升程差来加强缸内混合气的流动,并因更充分的燃烧来达到降低排放,减少油耗,提高扭矩的目的;在发动机高速工况时,通过增加进气门的开启时间及升程,使发动机因进气量增加而获得更高的动力输出。,
