汽车发动机配气机构培训课件
顶置式配气机构气门行程大，结构较复杂，燃烧室紧凑，曲轴与凸轮轴传动比为2:1；侧置式配气机构进排气门都布置在汽缸的一侧，结构简单、零件数目少，气门布置在同一侧导致燃烧室结构不紧凑、热量损失大、进气道曲折、进气阻力大，使发动机性能下降，已趋于淘汰。目前广泛采用的是顶置式配气机构，这里以顶置式配气机构为基础，按凸轮的布置位置介绍几种类型的配气机构。凸轮的轮廓如左图所示，其轮廓线是对称的，同名凸轮的轮廓线相同，异名凸轮的轮廓线是不相同的。使用一段时间后，由于凸轮的磨损，气门开启时间推迟，开启持续角减小，气门的升程有所降低，使发动机的进气量减少。凸轮的轮廓形状是由制造厂根据发动机工作需要设计的。在下置凸轮轴式配气机构和侧置凸轮轴式配气机构中，安装凸轮轴的座孔和压装在座孔内的凸轮轴轴承一般为整体式，为拆装方便，凸轮轴轴颈直径由前至后逐渐减小。在顶置凸轮轴式配气机构中，安装凸轮轴的座孔和凸轮轴轴承一般为剖分式，凸轮轴各轴颈直径相等。有些凸轮轴的轴颈上加工有不同形状的油槽或油孔，这些油槽或油孔用来储存润滑油或作为润滑油通道。为防止凸轮轴发生轴向窜动，凸轮轴都设有轴向定位装置。常见的凸轮轴轴向定位装置如下图所示1-正时齿轮 2-齿轮轮毅 3-齿轮固定螺母 4-止推凸缘 5-凸缘安装螺栓 6-隔圈挺杆的功用一般都是与凸轮轴直接接触，将凸轮的推力传给椎杆或气门，在有些发动机上它只是摇臂的一个支点，也有些发动机上投有挺杆。挺杆可分为普通挺杆和液力挺杆两种形式。挺杆普通挺杆一般应用在下置凸轮轴式配气机构或中置凸轮轴式配气机构中，常见普通挺杆的结构如左图所示。普通挺杆一般为筒式结构，在发动机工作时挺杆底部与凸轮接触，为使挺杆底部磨损均匀，挺杆底部的丁作面制成球面一、普通挺杆挺杆放置在导向孔内，挺杆导
向孔一般直接在汽缸体或汽缸盖上加工，但也有些发动机则采用可拆式挺杆导向体。挺杆导向体分前后两个，挺杆放置在挺杆导向体上的导向孔内，挺杆导向体用螺栓安装在汽缸体上，为保证挺杆导向体的安装位置，在挺杆导向体与汽缸体之间设有定位套。液力挺杆能自动保持配气机构无间隙传动，从而降低噪声和磨损，而且不需调整气门间隙，在轿车发动机上应用非常广泛。常见的液力挺杆结构如左图所示。柱塞装在挺杆体内，压装在柱塞上端的推杆支座将柱塞内腔上端封闭；柱塞弹簧将柱塞向上顶起，通过卡环来限制柱塞的最高位置；柱塞下端的单向阀架内装有单向阀，碟形弹簧使单向阀封闭柱塞内腔下端。在无摇臂总成的顶置凸轮轴式配气机构中，液力挺杆安装在凸轮与气门之间。挺杆体为上盖与挺杆身焊接而成，柱塞与挺杆体上盖为一体；柱塞内腔通过键形槽与低压油腔连通，柱塞与油缸间隙配合并构成高压油腔，柱塞底部加工有为高压油腔补充油液的油孔，此油孔靠球阀在补偿弹簧作用下关闭；油缸外圆柱面与挺杆体内的导向孔间隙配合。推杆位于挺杆与摇臂之间，其功用是将挺杆的推力传给摇臂。主要应用于下置凸轮轴式配气机构和中置凸轮轴式配气机构中。推杆为细长的杆件，杆身有空心和实心两种，推杆两端有不同形状的端头，以便与挺杆和摇臂上的支座相适应。推杆端头均经过磨光处理，以降低磨损。推杆摇臂总成的功用是将气门传动组的推力改变方向并驱动气门开启。摇臂是一个两臂不等长的双臂杠杆，采用摇臂驱动气门开启的配气机构，虽机构比较复杂，但可通过选择摇臂两端的长度，在气门升程一定时减小凸轮升程，同时气门间隙的调整也比较方便。摇臂总成常见摇臂总成的组成如下图所示，主要由摇臂轴、摇臂轴支座、摇臂及定位弹簧等组成。摇臂总成所有零件均安装在摇臂轴上，并通过摇臂轴支座用螺栓安装在汽缸盖上，为防止摇臂轴在其支座孔内转动或轴向窜动，用紧固螺钉将摇臂轴固定。摇臂通过镶在其中间轴孔内的衬套装在摇臂轴上，为保证各摇臂的轴向位置，用装在摇臂侧面的定位弹簧使其定位。摇臂轴为空心结构，两端用堵塞封闭，润滑油经汽缸盖和摇臂轴支座上的油道进入摇
臂轴内，摇臂轴和摇臂上都加工，有相应的油孔，使摇臂轴与摇臂之间及摇臂两端都能得到可靠的润滑。在不同的配气机构中装用的摇臂也有不同的结构形式。在下置凸轮轴式配气机构或中置凸轮轴式配气机构中，摇臂中间加工有摇臂轴孔，安装在摇臂轴上，长臂一端加工成与气门杆尾部接触的圆弧工作面，短臂一端刚加工有螺纹孔，用以安装气门间隙调整螺钉及锁紧螺母，调整螺钉的下端加工成与椎杆端头相应的球面。在一些顶置凸轮轴式配气机构中，凸轮直接驱动摇臂，摇臂与气门杆尾部接触的一端安装气门间隙调整螺钉，而与凸轮接触的一端加工成圆弧工作面。也有些发动机采用无摇臂轴的浮动式摇臂。 1. 凸轮轴的功用：控制气门开关，驱动分电器、油泵； 2.凸轮轴的材料：优质碳钢、合金钢、合金铸铁和球墨铸铁，表面高频淬火或渗碳处理； 3.凸轮可分类：进气凸轮、排气凸轮； 4.挺杆的功用：推力传给椎杆或气门； 5.挺杆的形式：普通挺杆、液力挺杆； 6.推杆的功用：将挺杆的推力传给摇臂； 7.摇臂总成的功用：推力改变方向并驱动气门开启； 8.摇臂总成的组成：摇臂轴、摇臂轴支座、摇臂及定位弹簧等。本讲小结为了改善密封锥面和气门杆的工作条件，有些发动机的气门装有使之可能相对于气门座旋转的装置。气门缓慢旋转时在密封锥面上产生轻微的摩擦，阻止沉积物形成，可减轻不均匀磨损，具有自洁作用同时可使气门头部沿圆周方向的温度分布比较均匀，减小气门头部变形的可能性。气门旋转后，气门杆的润滑条件得到改善，气门杆中所形成的沉积物也相应减少。实践表明，采用气门旋转装置后，极大提高了气门的使用寿命。五、气门旋转装置下图为强制式气门旋转机构。在气门弹簧座中制有六个变深度的凹槽，每个凹槽中装有带回位弹簧的钢球。碟形弹簧安装在旋转机构壳体与气门弹簧座之间。当气门关闭时，碟形弹簧并没有压紧在钢球上。这时钢球位于凹槽的最浅位置；当气门升起时，不断增加的气门弹簧力将碟形弹簧压平，迫使钢球沿凹槽斜面向深处滚动，并带动旋转机构的壳体、气门锁片及气门转过一定角度；当气门关闭时，碟形弹簧上的作用力减小而恢复碟形原状，钢球即回到原来位置。这样
气门每开启一次就使气门转过一定角度。 1.气门：气门、排气门； 2.气门的组成：头部、杆部； 3.气门头顶部的形状：平顶、喇叭形顶和球面顶等； 4.气门杆部与弹簧座的固定方式：锁片式和锁销式两种； 5.气门要求：足够的强度、刚度、硬度，耐高温、耐腐蚀、耐磨损； 6.进气门材料：中碳合金钢：铬钢、铬钼钢和镍铬钢等； 7.排气门材料：耐热合金钢制造：如硅铬钢、硅铬钼钢等； 8.机油防漏装置和气门旋转装置。本讲小结 1. 气门 2. 气门座 3. 气门导管 4. 气门弹簧气门组进、排气道口与气门密封锥面直接接触的部位称气门座，如图所示。其功用是与气门头部密封锥面配合对汽缸起密封作用，同时对气门还起散热作用。气门座气门座可以在汽缸盖或汽缸体上直接镗出，也可以单独制成气门座圈，然后压装到燃烧室内的进排气道口处。气门座圈与座孔有足够的过盈配合量，以防止发动机工作时气门座脱落。气门座圈用耐热合金钢或耐热合金铸铁制成。为保证气门与气门座可靠密封，气门座上加工有与气门相适应的锥面，气门座的锥面包括三部分，如图所示。 45°或30°锥面是与气门密封锥面配合的工作面，宽度b为1-3mm，15°锥面和75°锥面是用来修正工作锥面的宽度和上、下位置的，以使其达到规定的要求。在安装气门前，还应采用与气门配对研磨的方法，以保证贴合得更紧密、可靠。有些发动机的气门锥角比气门座锥角小0.5°~1°.该角称为密封干涉角。这样做有利于走合期的磨合，走合期结束，密封干涉角逐渐消失，恢复全锥面接触。气门与气门座的配合是配气机构的重要环节，它影响到汽缸的密封性，对发动机的动力性和经济性影响很大。对气门与气门座的配合要求如下：①气门与气门座的工作锥面角度应一致。为改善气门与气门座的磨合性能，磨削气门的工作锥面时，其锥面角度比气门座小0.5°~1°。②气门与气门座的密封带位置在中部靠内侧。过于靠外，会使气门的强度降低；过于靠内，会造成与气门座接触不良。③气门与气门座的密封带宽度应符合原设计规定，一般为1.2~2.5mm;排气门大于进气门的宽度；柴油机大于汽油机的宽度。密封带宽度过小，将使气门磨损加剧；
而宽度过大，容易烧蚀气门。④气门工作锥面与杆部的同轴度误差应不大于0.05mm。⑤气门杆与导管的配合间隙应符合原厂规定。气门导管的主要功用是为气门运动导向，以保证气门上下运动时不发生径向摆动而准确落座，并将气门杆所承受的热量传给汽缸盖。气门导管为空心管状结构，如图所示。气门导管气门导管压装在汽缸盖上的导管孔中，其外圆柱面与导管孔的配合有一定的过盈量，以保证良好地传热性能和防止松脱。有些发动机为防止气门导管脱落，利用卡环对气门导管定位。气门导管的下端伸入气道，为减小对气流造成的阻力，伸入气道的部分制成锥形。气门导管内孔与气门杆之间为间隙配合，一般为0.05~0.12mm。间隙过大，导向不好，散热不良；间隙过小，热状态下可能卡死。为防止润滑油从气门杆与气门导管的间隙中漏人燃烧室，在气门导管的上端安装气门油封。气门弹簧的功用是使气门关闭并与气门座压紧，同时还可在气孔开启或关闭过程中，使气门传动组零件紧密连接，防止因惯性力分离而产生异响。气门弹簧多采用优质弹簧钢丝绕制而成，并经热处理。气门弹簧为圆柱螺旋弹簧，弹簧两端磨平，装配后弹簧一端支撑在汽缸盖上，另一端靠气门弹簧座和锁片或锁销与气门杆定位。气门弹簧气门弹簧应满足以下要求：①必须有足够的预紧力，以保证气门迅速回座，保征气门和气门座密封。②必须克服在气门开闭的过程中气门及传动零件产生的惯性力。③高速度、长时间运转下具有良好的耐久性。④保证气门不会发生跳动。气门弹簧的类型如图所示，等螺距弹簧是最简单的一种，但使用中容易因震动而折断。变螺距弹簧各圈之间的螺距不等，安装时其螺距较小的一端应朝向汽缸盖。采用内外两个气门弹簧时，两弹簧的旋向相反，以防止工作时一个弹簧卡入另一个弹簧中，一般内弹簧弹力比外弹簧小。 1.气门座功用：密封作用，散热作用； 2.气门导管的主要功用：气门运动导向，热量传给汽缸盖； 3. 气门弹簧的功用：关闭气门并压紧，防止产生异响； 4.气门弹簧多采用优质弹簧钢丝绕制而成，并经热处理。本讲小结 1. 配气相位 2. 凸轮轴 3. 挺杆 4. 推杆 5. 摇臂总成气门传动组在发动机
的实际工作中，为使进气充分、排气干净，进气门和排气门均存在早开晚关的情况，进气门和排气门的开启持续时间也大于180°曲轴转角。发动机进气门、排气门实际开启或关闭的时刻和开启持续时间，称为配气相位，通常用曲轴转角来表示。配气相位实际在发动机工作过程中，进气门是在活塞运行到排气行程上止点之前开始打开的，而在活塞运行到进气行程下止点之后才关闭。从进气门开始开启到活塞运行到上止点，曲轴转过的角度称为进气门提前开启角，用α表示，一般α为10°-30°。从活塞位于进气行程下止点到进气门完全关闭，曲轴转过的角度称为进气门的迟后关闭角度，用β表示，一般β为40°-80°。由于进气门提前开启和迟后关闭，进气门实际开启的持续时间为α+180°+β。
一、进气门的配气相位从排气门开始开启到活塞运行到下止点，曲轴转过的角度称为排气门提前开启角，用γ表示，一般γ为40°~80°。从活塞位于排气行程上上点到排气门完全关闭，曲轴转过的角度称为排气门的迟后关闭角度，用δ表示，一般δ为10°~30°。由于排气门提前开启和迟后关闭，排气门实际开启的持续时间为γ+180°+δ二、排气门的配气相位活塞处于排气行程上止点附近时，由于进气门的提前开启和排气门的滞后关闭，存在进气门和排气门同时开启的现象，称为气门叠开。气门叠开过程中，曲轴转过的角度称为气门叠开角。气门叠开角等于α+δ。配气相位对发动机性能有很大影响，同一台发动机，随转速的不同，对配气相位的要求也不同。转速提高时，要求气门提前开启角和滞后关闭角相应增大，反之则要求减小。在装配时，对正凸轮轴驱动装置中的正时标记，即可保证已确定的配气相位。在发动机使用中，已确定的配气相位是不能改变的。发动机性能只有在某一常用转速下最好，而在其他转速下工作时，发动机的性能较差。为解决上述问题，在有些汽车发动机上采用了可变配气相位控制机构。三、对配气相位的要求由于进气门配气相位对发动机性能的影响比排气门大，所以各种发动机装用的可变配气相位控制机构一般只控制进气门配气相位，以免使配气机构过于复杂。此外，配气相位取决于凸轮的
形状及凸轮轴与曲轴的相对位置，在发动机工作中，变换驱动凸轮或改变凸轮轴与曲轴相对位置，均可实现配气相位的调节。 1.进气门的配气相位：进气门实际开启的持续时间为α+180°+β； 2.排气门的配气相位：排气门实际开启的持续时间为γ+180°+δ； 3.气门叠开：气门叠开角等于α+δ； 4.对配气相位的要求：适应转速：可变配气相位控制机构；对准正时标记；凸轮或改变凸轮轴与曲轴可实现配气相位的调节。本讲小结凸轮轴是气门传动组的主要零件，其功用主要是利用凸轮控制气门的开启和关闭，使其符合发动机的工作顺序、配气相位及气门开度的变化规律等要求。此外，在有些发动机上，还利用凸轮轴驱动分电器、汽油泵和机油泵。凸轮轴的材料多为优质碳钢或合金钢，也有采用合金铸铁和球墨铸铁的，并对凸轮和轴颈表面进行高频淬火中碳钢或渗碳低碳钢处理，以提高其硬度和耐磨性。凸轮轴凸轮轴的结构如下图所示。凸轮可分为两类：驱动进气门的进气凸轮和驱动排气门的排气凸轮。凸轮轴上各缸的进气凸轮或排气凸轮称同名凸轮。以直列发动机为例，从凸轮轴前端看，同名凸轮的相对角位置按各缸做功顺序逆凸轮轴转动方向排列，夹角为做功间隔角的一半，做功顺序为1-3-4-2的直列四缸发动机和做功顺序为
l-5-3-6-2-4的直列六缸发动机同名凸轮相对角位置如下图所示。根据这一规律可按凸轮轴转动方向和同名凸轮位置判断发动机做功顺序，凸轮轴上同―缸的进、排气凸轮称为异名凸轮。异名凸轮相对角位置，决定于配气相位及凸轮轴旋转方向。 1. 配气机构的功用：定时开关进排气门； 2. 配气机构的分类：按凸轮轴的位置分：顶置式气门、下置式、中置式和上置式；按气门组的布置分：顶置式、侧置式； 3. 配气机构的组成和作用：气门组、气门传动组；气门组的作用：封闭进排气道；气门传动组的作用：使进排气门按配气相位规定的时刻开闭； 4.气门组的组成：气门、气门座、气门弹簧、气门弹簧座、气门导管、气门锁片等； 5.气门传动组的组成：正时齿轮、同步齿形胶带、凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂轴和摇臂等； 6.气门间隙的作用和调整。本讲小结配气定时就是
进、排气门的实际开闭时刻，通常用相对于上、下止点曲拐位置的曲轴转角的环形图来表示。这种图形称为配气定时图。配气定时理论上四冲程发动机的进气门应在曲拐位于上止点时开启，在曲拐转到下止点时关闭；排气门则在下止点时开启，在上止点时关闭。进气时间和排气时间各占180°曲轴转角。但实际发动机的曲轴转速都很高，活塞每一个行程历时都很短。例如，上海桑塔纳轿车发动机在最大功率时的转速为5600r／min。一个行程历时仅为60／ 5600*2 s 0.0054s。这样短时间的进气或排气过程，往往会使发动机充气不足或排气不净，从而使发动机的功率下降。一、配气定时工作原理因此，现代发动机都采用延长进、排气时间的方法，即气门的开启和关闭时刻并不正好是曲拐处在上止点和下止点的时刻，而是分别提前和延迟一定的曲轴转角，以改善进、排气状况，从而提高发动机的动力性。在排气行程接近终了，活塞到达上止点之前，即曲轴转到曲拐离上止点的位置还差一个角度α，进气门便开始开启，直到活塞过了下止点重又上行，即曲轴转到曲拐超过下止点位置以后一个角度β时，进气门才关闭。这样，整个进气行程持续时间相当于曲轴转角180°+α+β。α角一般为10°～30°，β角一般为40°～80°。进气门提前开启的目的，是为了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。同样，作功行程接近终了，活塞到达下止点前，排气门便开始开启，提前开启的角γ一般为40°～ 80°。经过整个排气行程，在活塞越过上止点后，排气门才关闭，排气门关闭的延迟角δ一般约为10°～ 30°。整个排气过程的持续时间相当于曲轴转角180°+γ+δ。由于进气门在上止点前即开启，而排气门在上止点后才关闭，这就出现了一段时间内排气门和进气门同时开启的现象。这种现象称为气门重叠，重叠时期的曲轴转角称为气门重叠角。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，这对换气是有利的。为了使高速和低速都能得到最佳的配气定时，20世纪80年代后，在轿车发动机上出现了一些可变配气定时的控制机构。 90年代初，日本本田公司推出了一种既可改变配气定时，又能改受气门运动规律的可变配气定时一升程的控制机构，称为VTEC机构。其配气凸轮轴上布置了高速和低速两种门轮，采用了设计特殊的摇臂，根据发动机转速的高低，自动切换凸轮，使摇臂分别被高速凸轮或低速凸轮驱动。由于凸轮的更换，从而实现了配气定时和气门运动规律均可变化的目的，其工作原理如下图所示。二、可变配气定时典型机构凸轮轴9上的高速凸轮11处在中摇臂2的位置，左右各有一个低速凸轮10和12，分别处在主摇臂8和次摇臂3的位置，在三个摇臂内装有同步柱塞4和5、定时柱塞6以及阻挡柱塞13。在转速低于6000r／min时，同步柱塞不移动，主、次摇臂驱动两个气门。当转速高于6000r／rain时，在压力机油的作用下，定时柱塞6移动，并推动同步柱塞4和5移动，将中摇臂2与主、次摇臂锁在一起，三个摇臂一道在高速凸轮的驱动下驱动气门，而高速凸轮两边的低速凸轮则随凸轮轴空转。这种机构在本田D18C型1.8L4缸直列式轿车汽油机上得到了应用。另一种配气定时可变的机构为Alfa Romeo公司开发的可变气门定时机构。链轮驱动的主要零部件包括外部具有螺旋花键而内部为直齿花键的定时套筒10、外部直齿花键轴2安装在凸轮轴上，以及控制柱塞3和外部控制电磁阀4。当发动机工作时，电磁阀杆缩回，在压力作用下，发动机润滑机油从轴承座进入凸轮轴，并沿轴向流向凸轮轴的左端，然后被径向转移到花键轴2的外表面以及控制柱塞3的孔内，最终通过柱塞侧面的溢流孔流入油底壳。在某些预定的转速和负荷工况下，电磁阀由电控汽油喷射系统和点火管理系统激励，如下图所示，它使电磁阀杆伸出，推动控制柱塞3进入端盖直至挡住柱塞上的溢流孔。随后，来自柱塞的机油流动受到抑制，这会导致定时套筒10左侧的机油压力升高，结果使定时套筒向花键轴2的凸缘端移动。因此，定时套筒10
的外螺旋花键逐渐使花健套1的内螺旋花键扭转，引起花键套和链轮相对于凸轮轴的花键轴2向前旋转一定的角度。于是进气门的提前角将增大，迟后角相应减小，其增减量相当于定时套筒10从花键轴2的左侧滑动到右侧时，花键套1相对定时套筒10的扭转角。气门间隙的功用是补偿气门受热后的膨胀量。发动机冷机状态装配时，在不装用液力挺杆的配气机构中，气门组与气门传动组之间必须留有一定的间隙，这一间隙称气门间隙。在凸轮轴通过摇臂间接驱动气门开启的配气机构中，气门间隙是指摇臂与气门杆尾部之间的间隙。三、气门间隙在凸轮轴直接驱动气门开启的配气机构如上海桑塔纳轿车发动机装用普通挺杆的配气机构中，气门间隙是指凸轮与挺杆之间的间隙。在装有液力挺杆的配气机构中，由于液力挺杆能自动“伸长”或”缩短”，以补偿气门的热胀冷缩，所以不需留气门间隙。气门间隙的功用 1. 配气定时的概念：进、排气门的实际开闭时刻，用配气定时图表示； 2. 配气定时工作原理：为避免充气不足或排气不净而使发动机的功率下降，整个进气行程持续时间相当于曲轴转角180°+α+β，整个排气过程的持续时间相当于曲轴转角180°+γ+δ；
3. 气门重叠：进排气门均处于开启状态，重叠时期的曲轴转角称为气门重叠角；
4. 可变配气定时典型机构；
5.气门间隙的结构和功用。本讲小结 1. 气门 2. 气门座 3. 气门导管 4. 气门弹簧气门组气门分进气门和排气门，结构基本相同。气门由头部与杆部两部分组成，如图所示。气门头部的作用是与气门座配合，对汽缸进行密封；杆部则与气门导管配合，为气门的运动起导向作用。气门气门头顶部的形状有平顶、喇叭形顶和球面顶等。目前使用最多的是平顶气门头 a 。平顶气门头结构简单、制造方便，受热面积小，质量小等优点，进、排气门都可采用。喇叭形顶气门头部 b 与杆部的过渡部分具有流线型，进气阻力小，但其顶部的受热面积大，故适用于进气门。球面顶气门头 c 强度高，排气阻力小，耐高温能力强，但顶部的受热面积较大，加工较复杂，故适用于排气门。一、气门结构气门头部与气门座间接触的工作面称气
门密封锥面，该密封锥面与气门顶平面之间的夹角称为气门锥角，如图所示。气门锥角一般为45°，有些发动机的进气门锥角为30°。气门杆身为圆柱形，气门杆的尾部形状决定于弹簧座的固定方式，一般在靠近尾部加工有环形槽或锁销孔，常见的固定方式有锁片式和锁销式两种，如图所示。锁片式固定方式的气门杆端制有环形槽，其中嵌入制成两半的锥形锁片外圆为锥形、内孔有环形凸台。气门组装配到汽缸盖上后，在气门弹簧作用下，锁片外圆锥面与气门弹簧座孔内圆锥面配合，使气门弹簧座固定。销式固定方式则是将锁销插入气门杆端的锁销孔内，由于锁销长度大于气门弹簧座通孔直径，所以使弹簧座固定。气门的工作条件十分恶劣，它直接与汽缸内的高温燃气接触，受热严重，且散热困难．因此，气门工作温度很高。气门承受气体力和气门弹簧力的作用，以及配气机构运动件惯性力的作用，使气门落座时受到冲击。气门在润滑条件很差的情况下以极高的速度开启和关闭，并在气门导管内做高速往复运动以及在高温燃气中与腐蚀性气体接触而受到腐蚀。故要求气门必须具有足够的强度、刚度、硬度，耐高温、耐腐蚀、耐磨损。二、工作条件与材料进气门一般采用中碳合金钢制造，如铬钢、铬钼钢和镍铬钢等。而排气门多采用耐热合金钢制造。如硅铬钢、硅铬钼钢等。为了节约耐热的合金钢材料，有时采用组合的排气门，即头部用耐热合金钢，而杆部用一般合金钢，然后将两者对焊在一起；有时在排气门的气门锥面上堆焊或喷涂一层钨钴合金，提高其硬度、耐磨性、耐高温性和耐腐蚀性，以提高气门的使用寿命。拆装气门时．必须先使用专用气门拆装钳压缩气门弹簧，如图所示，然后拆下或装上气门锁片或锁销，并慢慢放松气门弹簧即可。拆下的气门，必须作好标记并按顺序摆放，以免破坏气门与气门座及气门导管的配合。气门锁片或锁销很小，应注意防止丢失。三、气门的拆装由于进气管中有一定的真空度，汽缸盖上的机油会从气门杆与导管之间的间隙被吸入汽缸。适量的机油进入气门导管与气门之间的间隙，对于保证气门杆的润滑是必要的。但如果进入的机油量过多，将会使汽缸内产生积炭和气门上沉积物的数量增多，使
机油消耗增加。四、机油防漏装置为了减少机油消耗和沉积物的数量。有些发动机在气门杆上设有机油润滑油防漏装置。常见的几种防漏装置结构形式如图所示。 1-气门导管 2-防油罩 3-气门杆 4-弹簧座 5-锁片 6-防油罩
7-密封圈第三章
配气机构教学重点：（1）配气机构主要零部件的功用和结构特点；（2）配气相位和气门间隙的作用；（3）气门间隙的检查与调整。教学难点：（1）配气相位分析；（2）气门间隙的两次调整法。本章教学提示了解配气机构的功用；正确描述配气机构的分类、工作过程和配气相位的定义；正确描述配气机构的组成、主要零部件的构造和装配连接关系；正确描述配气机构的装配要求和调整方法；对配气机构各零件进行正确的检查与维修。本章教学要求 1. 配气机构的功用及组成 2. 配气定时及气门间隙 3. 气门组 4. 气门传动组
理论知识 1. 配气机构的功用及分类 2. 配气机构的组成和工作情况配气机构的功用及组成配气机构的功用：按发动机每一汽缸内所进行的工作循环或点火次序的要求，定时地开启和关闭进、排气门，使新鲜可燃混合气汽油机或空气柴油机得以及时进入汽缸，废气得以及时从汽缸排出。一、配气机构的功用及分类配气机构多采用顶置式气门。根据凸轮轴的位置分为下置式、中置式和上置式。对配气机构的要求：减小进气和排气的阻力，使进气和排气都尽可能充分和完善。发动机配气机构的基本组成由气门组和气门传动组组成。气门组的作用是封闭进排气道，气门传动组的作用是使进排气门按配气相位规定的时刻开闭。配气机构按气门组的布置位置不同可分为顶置式配气机构和侧置式配气机构。二、配气机构的组成和工作情况 1. 凸轮轴下置式配气机构目前，大多数载货汽车和大中型客车发动机都采用这种结构形式，如图所示。一配气机构的组成气门组主要包括气门、气门座、气门弹簧、气门弹簧座、气门导管、气门锁片等。气门传动组包括驱动气门动作的所有零件，主要零件包
括正时齿轮、凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂轴和摇臂等。凸轮轴安装在汽缸体下部的曲轴箱内，位置与曲轴靠近，这样有什么优缺点呢？简化曲轴与凸轮轴之间的传动装置齿轮传动，有利于发动机的布置，润滑比较方便；但凸轮轴与气门相距较远，动力传递路线较长，环节多，因此不适用于高速发动机。 2. 凸轮轴中置式配气机构凸轮轴位于汽缸体的上部，如图所示。当发动机转速较高时，为了减少气门传动机构的往复运动质量，可将凸轮轴位置移到汽缸体的上部，由凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，而省去推杆，但凸轮轴与曲轴距离仍比凸轮轴下置式要远，因而使用一对正时齿轮之间加装一个中间传动齿轮的方法。 3. 凸轮轴顶置式配气机构现代轿车使用的高速发动机大多采用这种结构形式，如图所示。凸轮轴仍与曲轴平行布置，但位于气门组上方，凸轮轴直接通过摇臂来驱动气门开启和关闭，省去了推杆，使往复运动质量大大减小。但此种布置使凸轮轴距离曲轴较远，因此不便于使用齿轮传动，现多采用同步齿形胶带传动．这种结构形式的气门传动组主要由凸轮轴、同步齿形胶带、摇臂，摇臂轴等组成。顶置凸轮轴式配气机构根据凸轮轴数通常分为单顶置凸轮轴式 SOHC 和双顶置凸轮轴式 DOHC 两种。 1 单顶置凸轮轴式配气机构
单顶置凸轮轴配气机构有很多的布置形式，但都是用一根安装在汽缸盖上的凸轮轴，通过挺杆直接无摇臂总成或间接有摇臂总成驱动所有汽缸的进、排气门。单顶置凸轮轴，无摇臂总成、一列气门式配气机构如图所示。凸轮轴通过液力挺柱直接驱动气门开启，气门传动组不但没有推杆，也取消了摇臂总成。使配气机构简单化，此种结构在轿车上应用非常广泛。有些发动机的配气机构，进、排气门也排成两列，但采用单顶置凸轮轴双摇臂轴的布置形式，如图所示。
2 双顶置凸轮轴式配气机构双顶置凸轮轴式配气机构如图所示。特点是用两根凸轮轴分别驱动排成两列的进气门和排气门，此结构形式多用在多气门发动机上。与单顶置凸轮轴式配气机构类似，可通过凸轮轴直接驱动气门，也可通过摇臂间接驱动气门。以顶置凸轮轴配气机构为例。①当凸轮轴上的凸轮
基圆部分与挺柱接触时，挺柱和基圆面接触，不升高，气门处于关闭状态。②当凸轮轴转动时，凸轮凸起部分与挺柱接触，将挺柱顶起，挺柱通过推杆调整螺钉使摇臂绕摇臂轴转动，摇臂的长端向下压动气门，克服气门弹簧力使气门打开。二配气机构的工作情况③当凸轮轴继续转动，凸轮凸起部分转过挺柱后又恢复凸轮基圆部分与挺柱接触，凸轮不再向上顶动挺柱，气门在弹簧张力作用下，开度逐渐减小，直至关闭。从上述工作过程可以看出，气门的开启是通过气门传动组的作用而完成的，而气门的关闭则是由气门弹簧来完成的。气门的开闭时刻与规律完全取决于凸轮的轮廓曲线形状。每次气门打开时，压缩弹簧，为气门关闭积蓄能量。气门间隙是指当气门处于完全关闭状态时，且凸轮以基圆面作用于挺柱，这时气门杆尾端与摇臂头接触面之间的间隙。发动机工作时，气门将因温度升高而膨胀，如果气门及其传动件间，在冷态时无间隙或间隙过小，则在热态时，气门及其传动件的受热膨胀将导致气门关闭不严，造成发动机在压缩和做功行程中漏气，而使功率下降，严重时甚至不易启动。三、节气门间隙为了消除这种现象，通常在发动机冷态装配时，在气门与其传动机构中，留有适当的间隙，以补偿气门受热后的膨胀量，这一间隙通常称为气门间隙。气门间隙过大，将导致气门开启的时间缩短、开启的高度不足，影响进、排气，严重时还会产生撞击声而加速磨损。有的发动机采用液力挺柱，挺柱的长度能自动变化，随时补偿气门的热膨胀量，故不需要预留气门间隙。
发动机配气机构发展综述 张正有 （重庆工学院汽车学院200246班22号） 【内容摘要】：本文论述了发动机配气机构的发展进程，阐述了可变技术在配气机构中的发展和应用，对迄今已有的发动机气门驱动机构进行了分类介绍，总结了不同气门驱动机构的结构、工作原理和优缺点。并指明了配气机构今后的发展方向。 【关键词】：发动机配气机构可变技术驱动机构 Development Overview of Valve-train of Engine Zhang zheng-you (Chongqing Institute of Technology；Automobile college 20024622) 【Abstract】: This text discussed development progress of valve-train of engine and variable technique be using in the field. In addition, classifications and detail introductions were made for the valve actuators of automotive engine. The structures, fundamentals and advantage of the different actuators were summed up. In the end, further investigations in the future wre put forwards. 【Key word】: engine； valve train； variable technique； valve actuators 0 前言 伴随着社会经济的发展，人类生活水平的提高，我们对生活质量也提
单元三配气机构 一、填空题 1．充气效率越高，进人气缸内的新鲜气体的量就__多_____，发动机研发出的功率就__高____。 2．气门式配气机构由__气门组___ 和___气门传动组______组成。 3．四冲程发动机每完成一个工作循环,曲轴旋转__2___周，各缸的进、排气门各开启 ___1____ 次,此时凸轮轴旋转___1___周。 4．气门弹簧座是通过安装在气门杆尾部的凹槽或圆孔中的___锁片____或___锁块____ 固定的。 5．由曲轴到凸轮轴的传动方式有下置式、上置式和中置式等三种。 6．气门由__头部___和___杆身____两部分组成。 7．凸轮轴上同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置与既定的___配气相位____相适应。 8．根据凸轮轴___旋向_____和同名凸轮的____夹角____可判定发动机的发火次序。 9．汽油机凸轮轴上的斜齿轮是用来驱动__机油泵___和__分电器____的。而柴油机凸轮轴上的斜齿轮只是用来驱动___机油泵____的。 10．在装配曲轴和凸轮轴时,必须将___正时标记____对准以保证正确的___配气相位__。 二、判断题 1．充气效率总是小于1的。( √) 2．曲轴正时齿轮是由凸轮轴正时齿轮驱动的。( X) 3．凸轮轴的转速比曲轴的转速快1倍。( X) 4．气门间隙过大，发动机在热态下可能发生漏气，导致发动机功率下降。( √) 5．气门间隙过大时，会使得发动机进气不足，排气不彻底。( √) 6．对于多缸发动机来说，各缸同名气门的结构和尺寸是完全相同的，所以可以互换使用。( X) 7．为了安装方便，凸轮轴各主轴径的直径都做成一致的。( X) 8．摇臂实际上是一个两臂不等长的双臂杠杆，其中短臂的一端是推动气门的。 ( X) 9.非增压发动机在进气结束时，气缸内压力小于外界大气压。（X） 10.发动机在排气结束时，气缸内压力小于外界大气压。（X）
汽车发动机新技术 河北工业大学/内燃机/韩超 【内容提要】汽车的诞生发展已经经历的一个多世纪，汽车技术的发展已成为带动整个社会科技进步的重要标志，对人类文明有着不可忽视的影响，而汽车的心脏——发动机的科学技术水平起着重中之重的作用，随着信息、机械和电子等技术的快速发展，发动机电子控制、多气门、可变气门正时、可变气门升程、双涡轮增压、高压共轨等先进技术也已经深入人心，此外，为适应汽车的多变工况运行，还有一些特别的新技术——可变压缩比、缸内直喷、自动启停等应运而生。【关键字】汽车发动机、可变压缩比、缸内直喷、自动启停 伴随汽车工业近百年的连续进步,汽车发动机技术也综合了大量的高新技术使其具有更高的功率密度、更好的燃油经济性、更低的排放污染，如发动机电子控制、多气门、可变气门正时、可变气门升程、双涡轮增压、高压共轨、可变压缩比、BlueDIRECT、缸内直喷、自动启停等等。下面我们就后四种作详细介绍。 一、可变压缩比（Variable Compression Ratio） 可变压缩比（VCR）的目的在于提高增压发动机的燃油经济性。在增压发动机中为了防止爆震其压缩比低于自然吸气式发动机。在增压压力低时热效率降低使燃油经济性下降。特别在涡轮增压发动机中由于增压度上升缓慢在低压缩比条件下扭矩上升也很缓慢形成增压滞后现象。即发动机在低速时，增压作用滞后，要等到发动机加速至一定转速后增压系统才起到作用。解决这个问题，可变压缩比是重要方法。即在增压压力低的低负荷工况使压缩比提高到与自然吸气式发动
机压缩比相同或超过，在高增压的高负荷工况下适当降低压缩比。换言随着负荷 的变化连续调节压缩比以便能够从低负荷到高的整个工况范围内有提高热效率。 多连杆VCR系统 VCR系统使用一种新的活塞-曲轴系统并入一个多连杆机制来改变活塞在上止点的移动并因此获得了与工况相匹配的最佳的压缩比。这一多连杆可变压缩比机构可以在不提高发动机尺寸和重量的情况下安装。 运动规律：活塞与曲轴通过上连杆与下连杆连在一起。下连杆也通过控制连杆连接到了控制轴偏心轴颈中心。曲轴的旋转导致了下连杆围绕着主轴颈的中心旋转，同时围绕着曲柄销的中心转动。 压缩比改变的原理：移动偏心轴的中心向上使下连杆顺时针倾斜，因此使活塞的上止点和下止点的位置同时下降以降低压缩比。相反，偏心轴的中心向下移动可以提高压缩比。 ①在低速低负荷时采用高压缩比14：1以获得提高燃油经济性的最佳效果； ②随着负荷的增加，减小压缩比以防止爆震发生； ③为了在全负荷时采用高增压，将压缩比设为最低值8：1。 结果发现：通过在发动机低负荷下应用废气再循环并提高压缩比、在高负荷下采用更高的增压压力并降低压缩比，这样都可以提高发动机的燃油经济性和输出功率。 二、缸内直喷技术（BlueDirect、TFSI、EcoBoost、SIDI） 缸内直喷就是将燃油喷嘴安装于气缸内，直接将燃油喷入气缸内与进气混 合。喷射压力也进一步提高，使燃油雾化更加细致，真正实现了精准地按比例控 制喷油并与进气混合，并且消除了缸外喷射的缺点。同时，喷嘴位置、喷雾形状、
毕业设计说明书配气机构的设计 姓名: 所属院校： 专业: 班级: 学号: 指导教师：
目录 概述 1、配气机构的功用 (6) 2、配气机构的设计要求 (6) 3、配气机构计算参数的确定 (7) 一、凸轮轴的设计： 1、凸轮轴的设计要求 (7) 2、凸轮轴的结构 (7) 3、凸轮轴的选材 (7) 4、凸轮轴的支承轴颈轴承的材料 (7) 5、凸轮轴的定位方式 (7) 6、凸轮轴的最小尺寸定位方式 (7) 7、凸轮轴的热处理工艺......................................................................................... (8) 8、凸轮轴的损坏形 式......................................................................................... (8) 9、凸轮轴的计算
........................................................................................ (9) 二、凸轮的设计 1、凸轮设计的要 求 (10) 2、凸轮基圆设计 (11) ①基圆半径的确定......................................................................................... (13) ②凸轮位置的确 定......................................................................................... (13) ③配气相位与凸轮的作用 角......................................................................................... (14) ④凸轮顶部的圆弧半 径......................................................................................... (14) 三、挺柱的设计 1、挺柱的结构 (10) 2、挺柱的材料 (15) 3、平面挺柱导向面与导向孔之间挤压应力的计算 (16) 4、平面挺柱的最大速度......................................................................................... (16) 5、凸轮与挺柱间接触应力的计算
485柴油机设计（配气机构） 摘要 本设计介绍了485柴油机配气机构的设计，主要是其各零部件的设计。本次设计的485柴油机主要用于轻型载货车。 配气机构的功用就是实现换气过程，即根据发动机气缸的工作顺序，定时的开启和关闭进排气门，以保证气缸排出废气和吸进新鲜空气。配气机构设计的好坏直接影响发动机整体的经济性和动力性，因此配气机构的设计在发动机整体设计上占有相当重要的作用。在气门选择上，采用每缸两个气门的方案，其优点是比较简单、可靠，对于自然吸气式柴油机可以提高新鲜空气的进气量，降低气缸的热负荷，增加气缸的耐久性和使用寿命。气门的驱动采用凸轮轴—挺柱—推杆—摇臂—气门机构。凸轮轴布置形式是下置式，采用的是整体式凸轮轴，这样的凸轮轴结构简单，加工精度高，能有良好的互换性。 本次配气机构的设计，主要包括进、排气门的设计，气门弹簧的设计，以及凸轮轴的设计。编写Matlab程序，计算得到挺柱升程表，绘出挺柱升程、速度、加速度曲线。 关键词：柴油机，配气机构，凸轮轴，气门
THE DESIGN OF VALVE TIMING MECHANISM OF 485 DIESEL ENGINES ABSTRACT This thesis introduces the design of valve timing mechanism of 485 diesel engines, mainly the design of its various components. The 485 diesel engine in this design is mostly used in light truck. The function of valve timing mechanism is to realize the exchange process, namely according to engine cylinder working order, ensure that the intake and exhaust valves open and close at the proper time. The valve gear play a direct impact on the economy and power parameters of the engine, therefore, the design of gas distribution agency in the overall design of the engine play a rather important role. Arranging two-valve per cylinder, the advantages are that it is relatively simple, reliable, for the naturally aspirated diesel engines can improve the fresh air into the cylinder, reduce the heat load of the cylinder to increase the durability of the cylinder and use life. The driving mechanism of valves is camshaft, tappet, pushrod, rocker, valve train. Camshaft arrangement is under the form of home-style, using the integral camshaft, such camshafts have simple structure, high precision machining, and good interchangeability. This design, including exhaust valve, intake valve, valve spring, and camshaft. Write Matlab program, calculate tappet lift table, map the curves of tappet lift, speed and acceleration. KEY WORDS: Diesel engine, Valve timing mechanism, Camshaft, Valve
汽车发动机VVT技术与FSI技术分析 摘要：随着科技的迅猛发展，发动机出现了许多新技术，VVT-i和FSI就是其中最为引人注目的两个，本文从这两个新技术的技术和使用层面分别讨论了两种技术的发展，对未来新技术的涌现有借鉴价值。 关键字：VVT-i，FSI，可变气门，缸内直喷，丰田，大众 近年来,当代汽车发动机飞速发展,新技术不断涌现和应用,带动汽车性能得到极大改善,其中有大名鼎鼎的丰田VVT-i和德国的FSI，下面就这些新技术的一些基本原理做简单介绍。 智能可变气门正时系统 近年生产的丰田轿车，大都装配了标注有“VVT-i”字样的发动机，经过商业宣传，很多人已经知道VVT-i这一新名词，但它的具体内容却鲜为人知。VVT 是英文缩写，全称是“Variable Valve Timing”，中文意思是“可变气门正时”，由于采用电子控制单元（ECU）控制，因此丰田起了一个好听的中文名称叫“智慧型可变气门正时系统”。该系统主要控制进气门凸轮轴，又多了一个小尾巴“i”，就是英文“Intake”（进气）的代号。这些就是“VVT-i”的字面含义了。 VVT-i是一种控制进气凸轮轴气门正时的装置，它通过调整凸轮轴转角配气正时进行优化，从而提高发动机在所有转速范围内的动力性、燃油经济性，降低尾气的排放。 VVT-i系统由传感器、ECU和凸轮轴液压控制阀、控制器等部分组成。ECU储存了最佳气门正时参数值，曲轴位置传感器、进气歧管空气压力传感器、节气门位置传感器、水温传感器和凸轮轴位置传感器等反馈信息汇集到ECU 并与预定参数值进行对比计算，计算出修正参数并发出指令到控制凸轮轴正时液压控制阀，控制阀根据ECU指令控制机油槽阀的位置，也就是改变液压流量，把提前、滞后、保持不变等信号指令选择输送至VVT－i控制器的不同油道上。 VVT-i系统视控制器的安装部位不同而分成两种，一种是安装在排气凸轮轴上的，称为叶片式VVT-i，丰田PREVIA（大霸王）安装此款。另一种是安装在进气凸轮轴上的，称为螺旋槽式VVT-i，丰田凌志400、430等高级轿车安装此款。两者构造有些不一样，但作用是相同的。叶片式VVT－i控制器由驱动进气凸轮轴的管壳和与排气凸轮轴相耦合的叶轮组成，来自提前或滞后侧油道的油压传递到排气凸轮轴上，导致VVT－i控制器管壳旋转以带动进气凸轮轴，连续改变进气正时。当油压施加在提前侧油腔转动壳体时，沿提前方向转动进气凸轮轴；当油压施加在滞后侧油腔转动壳体时，沿滞后方向转动进气凸轮轴；当发动机停止时，凸轮轴液压控制阀则处于最大的滞后状态。 螺旋槽式VVT-i控制器包括正时皮带驱动的齿轮、与进气凸轮轴刚性连接的内齿轮，以及一个位于内齿轮与外齿轮之间的可移动活塞，活塞表面有螺旋形花键，活塞沿轴向移动，会改变内、外齿轮的相位，从而产生气门配气相位的连续改变。当机油压力施加在活塞的左侧，迫使活塞右移，由于活塞上的螺旋形花键的作用，进气凸轮轴会相对于凸轮轴正时皮带轮提前某个角度。当机油压力施加在活塞的石侧，迫使活塞左移，就会使进气凸轮轴延迟某个角度。当得到理想的配气正时，凸轮轴正时液压控制阀就会关闭油道使活塞两侧压力平衡，活塞停止
摘要 配气机构作为内燃机的重要组成部分，其设计合理与否直接关系到内燃机的动力性能、经济性能、排放性能及工作的可靠性、耐久性。随着内燃机高功率、高速化，人们对其性能指标的要求越来越高，要求其在高速运行的条件下仍然能够平稳、可靠地工作，因而对其配气机构提出了更高的要求。配气凸轮型线是配气机构的核心部分，配气凸轮型线设计是配气机构优化设计的重要途径之一。模拟计算和实验研究是内燃机配气机构研究两种重要手段。 关键词：内燃机；配气机构；凸轮型线； I
ABSTRACT The valve train is one of the most important mechanisms in a internal combustion engine, whether the performances are good or bad, that affecting the power performance, economic performance, emissions performance of the engine, as well as affecting the reliability and wear performances of the whole engine. Along with the requests of the engine’s high power, super-speed, people demand a higher index. That is, when the engine runs under a high speed, it can still work steadily and dependably, which demand that the valve train system should have a high performance. Cam profile is the hard core of the valve train, which design is one of the important ways to carry out valve train optimal design. Simulation calculation and experimentation research are two important ways to carry out research and development on valve train of internal-combustion engine. Key words:Internal combustion engine; Valve train; Cam profile; II
日本汽车发动机所采用的新技术 【摘要】发动机作为汽车的心脏，其重要性不言而喻。有了好的发动机，汽车性能将会大幅度提高，从而给人一种驾驶汽车的快感。现如今，日本的发动机技术处于全世界领先地位，学习和借鉴他们先进的技术和经验将对我国发动机技术的发展产生巨大的推动作用。 As the heart of the car engine, its importance is self-evident. A good engine, vehicle performance will be improved, so as to give a person a kind of driving a car of pleasant sensation. Nowadays, Japan's engine technology in the world leading position, study and learn their advanced technology and experience of China's engine will of the development of the technology has the huge role. 【关键词】VTEC i-VTEC 可变进气歧管技术VVT-i 偏置曲轴技术电子式节气门 引言：现如今，汽车应用日益普遍，走进了千家万户，而作为一辆汽车的心脏－发动机，其重要性不言而喻，而目前我们发动机技术水平与国外相差甚大，我们需要学习和借鉴国外先进的发动机技术，以提高我们汽车水平。 本田发动机 １.VTEC技术 VTEC是本田开发的先进发动机技术，也是世界上第一个能同时控制气门开闭时间及升程两种不同情况的气门控制系统。VTEC（Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System）的意思“可变气门配气相位和气门升程电子控制系统”。与普通发动机相比，VTEC发动机所不同的是凸轮与摇臂的数目及控制方法，它有中低速用和高速用两组不同的气门驱动凸轮，并可通过电子控制系统的调节进行自动转换。通过VTEC系统装置，发动机可以根据行驶工况自动改变气门的开启时间和提升程度，即改变进气量和排气量，从而达到增大功率、降低油耗及减少污染的目的。目前本田车型都使用i-VTEC(智能可变气门配
汽车发动机配气机构 配气机构的功用是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，使新鲜充量得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出；在压缩与膨胀行程中，保证燃烧室的密封。新鲜充量对于汽油机而言是汽油和空气的棍合气，对于柴油机而言是纯空气。 功用分组 各式配气机构中，按其功用都可分为气门组和气门传动组两大部分。气门组包括气门及与之相关联的零件，其组成与配气机构的型式基本无关。气门传动组、是从正时齿轮开始至推动气门动作的所有零件，其组成视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。 气门顶置式配气机构 进气门和排气门都倒挂在气缸盖上，其组成如图3—1所示。气门组包括气门、气门导管、气门座、弹簧座、气门弹簧、锁片等零件；气门传动组一般由摇臂、摇臂轴、推杆、挺柱、凸轮轴和正时齿轮组成。 气门顶置式配气机构的工作情况是：当气缸的工作循环需要将气门打开进行换气时，由曲轴通过传动机构驱动凸轮轴旋转，使凸轮轴上的凸轮凸起部分通过挺柱、推杆、调整螺钉推动摇臂摆转，摇臂的另一端便向下推开气门，同时使弹簧进一步压缩。当凸轮的凸起部分的顶点转过挺柱以后，便逐渐减小了对挺柱的推力，气门在弹簧张力的作用下开度逐渐减小，直至最后关闭。压缩和做功行程中，气门在弹簧张力的作用下严密关闭。 气门顶置式配气机构根据凸轮轴的位置有以下三种型式： 三种凸轮轴位置型式(1)凸轮轴下置式配气机构；凸轮轴装在曲轴箱内，直接由凸轮轴正时齿轮与曲轴正时齿轮相啮合，由曲轴带动。气门传动组包括上述全部零件，其应用最为广泛。 (2)凸轮轴中置式配气机构：凸轮轴位于气缸体的上部。为了减小气门传动机构的往复运动的质量，对于高转速的发动机，可将凸轮轴的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。该形式的配气机构因曲轴与凸轮轴的中心线距离较远，一般要在中间加入一个中间齿轮(惰轮)。 (3)凸轮轴上置式配气机构：凸轮轴布置在气缸盖上。凸轮轴直接通过摇臂来驱动气门，没有挺柱和推杆，使往复运动的质量大为减小，对凸轮轴和气门弹簧的要求也最低，因此它适用于高速强化发动机。 四行程发动机每完成一个工作循环，曲轴旋转两圈，各缸的进、排气门各开启一次，即凸轮轴只转一圈，所以曲轴与凸轮轴的传动比为2：1。
摘要 本文介绍了基于Pro/E的微型乘用车发动机配气机构的建模与ANSYS进行有限元分析的相关知识。综述了国内外目前微型乘用车发动机配气机构的装配与分析的发展趋势。通过对发动机配气机构的使用性能、工作条件、结构、技术要求的了解，利用Pro/E绘出配气机构的三维图，并进行发动机配气机构的模拟装配，在有限元分析过程中，应用到了当今流行ANSYS有限元分析软件，通过Pro/E的三维建模，将此模型导入到ANSYS软件中进行分析，近年来随着计算机技术的普及和计算速度的不断提高，有限元分析在工程设计和分析中得到了越来越广泛的重视，已经成为解决复杂的工程分析计算问题的有效途径，对于工程实际具有重要的应用价值。基于以上的说明，我们可以知道本设计从理论上可以提高制造效率，节省劳动力，节约生产资源，加快了解汽车企业生产工艺设计、制造及应用的过程，Pro/E与ANSYS的紧密结合，比传统AutoCAD设计更能够缩短开发周期，提高生产制造水平。 关键词：配气机构；Pro/E；建模；ANSYS；有限元分析
ABSTRACT This paper introduced the relevant knowledge of miniature car valve train of engine based on Pro/E and the analysing of miniature car valve train of engine based on ANSYS.It summaried of the current miniature car valve train of engine manufacturing technology and development trend.Through the understanding of the using performance,working conditions, structure,the technical requirements,the author drew graphic model of the valve train with Pro/E and assembled of the valve train of engine.In the process of finite element analysis,it applied ANSYS that popular software of finite element analysis.Through the Pro/E three-dimensional modeling,it inport this model into the ANSYS software to analyze.In recent years,with the popularization of computer technology and the continuous improvement of computing speed,finite element analysis in engineering design and analysis has been more and more attentioned,it has became an effective way that solving complex computing problem of engineering analysis,it has an importan actual application value in the project.Based on the above description,we can know that the design can improve manufacturing efficiency,save labor and productive resources in theory,it can speed up the production process of automobile enterprises and the process of manufacture,the Pro/E can combinate with the ANSYS to shorting the traditional development cycle than AutoCAD design and increases the production level. Key words：valve train；Pro/E；Three-Dimensional Map；ANSYS；Finite Element Analysis
2010年全球最新汽车技术盘点 核心提示： 2010年，全球范围内传统内燃机节能环保技术和汽车电子技术的发展可谓硕果累累，部分新动力技术也进入了预研和初测阶段，但遗憾并无大的实质性进展。在岁末将至时，汽车新材料网对汽车四大组成部件——发动机、底盘、车身和电子电气分别进行了最新技术的盘点，与业内人士分享，敬请关注。 一、发动机 别克君威发动机微处理器具有业内最高速度 2011款别克君威Ecotec 2.0升发动机采用新推出的32位（bit）嵌入式处理器“Viper”（蝰蛇），具有3兆比特（megabytes）整体闪存记忆，从而实现汽车行业内发动机微处理器的最高处理速度（128兆赫兹运行速度）。 别克君越微混合动力系统公路油效37mpg 别克新近公布的2012款君越（LaCrosse）车型，采用eAssist混合动力系统之后，与2011款君越的四缸发动机六速变速箱动力总成系统相比，新车型的燃油经济性提升25%，同时保持了作为别克旗舰车型的豪华舒适感与行驶性能。 类金刚石涂层拓展汽车零部件使用寿命
DIARC技术股份有限公司在类金刚石涂层/镀膜DLC（Diomand-Like Coating）技术领域取得新进展，该技术可用于汽车发动机活塞销等零部件，不但高硬度特性降低了摩擦损耗，还以低摩擦系数起到润滑作用。 Cyclone发动机性能特点 Cyclone公司推出新款外燃发动机，具有适应多种气液固态燃料、环保、低成本等优点，一改传统外燃机转矩性能弱、功率低等特点。以Cyclone 330马力全燃料发动机MK VI为例，其启动转矩高达2800磅?英尺。与尺寸相当的电动马达相比，Cyclone发动机可提供更大的启动转矩，同样具备无需变速装置的优点，仅需安装中立回动杆柄操纵即可，可以面向汽车应用。对于内燃机雄踞汽车动力长逾百年的状况可能发生影响。 Serena从空转到重启仅需0.3秒
汽车发动机配气机构培训课件 顶置式配气机构气门行程大，结构较复杂，燃烧室紧凑，曲轴与凸轮轴传动比为2:1；侧置式配气机构进排气门都布置在汽缸的一侧，结构简单、零件数目少，气门布置在同一侧导致燃烧室结构不紧凑、热量损失大、进气道曲折、进气阻力大，使发动机性能下降，已趋于淘汰。目前广泛采用的是顶置式配气机构，这里以顶置式配气机构为基础，按凸轮的布置位置介绍几种类型的配气机构。凸轮的轮廓如左图所示，其轮廓线是对称的，同名凸轮的轮廓线相同，异名凸轮的轮廓线是不相同的。使用一段时间后，由于凸轮的磨损，气门开启时间推迟，开启持续角减小，气门的升程有所降低，使发动机的进气量减少。凸轮的轮廓形状是由制造厂根据发动机工作需要设计的。在下置凸轮轴式配气机构和侧置凸轮轴式配气机构中，安装凸轮轴的座孔和压装在座孔内的凸轮轴轴承一般为整体式，为拆装方便，凸轮轴轴颈直径由前至后逐渐减小。在顶置凸轮轴式配气机构中，安装凸轮轴的座孔和凸轮轴轴承一般为剖分式，凸轮轴各轴颈直径相等。有些凸轮轴的轴颈上加工有不同形状的油槽或油孔，这些油槽或油孔用来储存润滑油或作为润滑油通道。为防止凸轮轴发生轴向窜动，凸轮轴都设有轴向定位装置。常见的凸轮轴轴向定位装置如下图所示1-正时齿轮 2-齿轮轮毅 3-齿轮固定螺母 4-止推凸缘 5-凸缘安装螺栓 6-隔圈挺杆的功用一般都是与凸轮轴直接接触，将凸轮的推力传给椎杆或气门，在有些发动机上它只是摇臂的一个支点，也有些发动机上投有挺杆。挺杆可分为普通挺杆和液力挺杆两种形式。挺杆普通挺杆一般应用在下置凸轮轴式配气机构或中置凸轮轴式配气机构中，常见普通挺杆的结构如左图所示。普通挺杆一般为筒式结构，在发动机工作时挺杆底部与凸轮接触，为使挺杆底部磨损均匀，挺杆底部的丁作面制成球面一、普通挺杆挺杆放置在导向孔内，挺杆导
论文题目：有关汽车发动机可变技术的综述 一、摘要 近几十年来，基于提高汽车发动机动力性、经济性和降低排污的要求，许多国家和发动机厂商、科研机构投入了大量的人力、物力进行新技术的研究与开发，例如可变气门技术、可变气缸技术、可变进气歧管技术。目前，这些新技术和新方法，有的已在内燃机上得到应用，有些正处于发展和完善阶段，有可能成为未来内燃机技术的发展方向。 二、关键词：可变气门技术、可变气缸技术、可变进气歧管技术 三、引言 可变进气系统分为两类：(1)多气门分别投入工作；(2)可变进气道系统。其目的都是为了改变进气涡流强度、提高充气效率；或者为了形成谐振及进气脉冲惯性效应，以适应低速及中高速工况都能提高性能的需要。 1.多气门分别投入工作 实现多气门分别投入工作的结构方案有如下两种：第一，通过凸轮或摇臂控制气门按时开或关；第二，在气道中设置旋转阀门，按需要打开或关闭该气门的进气通道，这种结构比用凸轮、摇臂控制简单。 2.可变进气道系统 可变进气道系统是根据发动机不同转速，使用不同长度及容积的进气管向气缸内充气，以便能形成惯性充气效应及谐振脉冲波效应，从而提高充气效率及发动机动力性能。 惯性可变进气系统，是通过改变进气歧管的形状的长度，低转速用长进气管，保证空气密度，维持低转的动力输出效率；高转用短进气歧管，加速空气进入汽缸的速度，增强进气气流的流动惯性，保证高转下的进气量，以此来兼顾各段转速发动机的表现。加装ＶＩＳ后，发动机进气气流的流动惯性和进气效率都有所加强，从而提高了扭矩，并降低了油耗。 四、可变气门技术 可变气门正时技术几乎已成为当今发动机的标准配置，为了进一步挖掘传统内燃机的潜力，工程人员又在此基础上研发出可变气门升程技术，当二者有效的结合起来时，则为发动机在各种工况和转速下提供了更高的进、排气效率。提升动力的同时，也降低了油耗水平。 （一）配气相位机构的原理和作用
发动机配气机构发展综述 【内容摘要】：本文论述了发动机配气机构的发展进程，阐述了可变技术在配气机构中的发展和应用，对迄今已有的发动机气门驱动机构进行了分类介绍，总结了不同气门驱动机构的结构、工作原理和优缺点。并指明了配气机构今后的发展方向。 【关键词】：发动机配气机构可变技术驱动机构
Development Overview of Valve-train of Engine 【Abstract】: This text discussed development progress of valve-train of engine and variable technique be using in the field. In addition, classifications and detail introductions were made for the valve actuators of automotive engine. The structures, fundamentals and advantage of the different actuators were summed up. In the end, further investigations in the future wre put forwards. 【Key word】: engine； valve train； variable technique； valve actuators
0 前言 伴随着社会经济的发展，人类生活水平的提高，我们对生活质量也提出了越来越高的要求。但是事实总是事与愿违，综观历史，我们周围的生活环境是越来越恶化——全球气温变暖，酸雨不断致使植被死亡等，都在一步一步的威胁着我们人类的生存。据统计，90%以上的污染来自汽车的废气排放。所以要改善我们的生活环境，其首要的任务就是降低、限制汽车的废气排放，低污染、低油耗、大功率、大扭矩的发动机也就是我们的追求目标。而配气机构严重的影响着发动机的燃烧特性和排放特性。本文就配气机构的改进发展情况加以论述和展开说明。
汽车发动机所采用的新技术 近年来，当代汽车汽车飞速发展，汽车新技术不断涌现和应用，带动汽车性能不断改善.。伴随汽车工业近百年的连续进步,汽车发动机技术也综合了大量的高新技术使其具有更高的功率密度、更好的燃油经济性、更低的排放污染，如发动机电子控制、多气门、可变气门正时、可变气门升程、双涡轮增压、高压共轨、可变压缩比、缸内直喷、自动启停等等。下面我们作详细介绍 １.VTEC技术 VTEC是本田开发的先进发动机技术，也是世界上第一个能同时控制气门开闭时间及升程两种不同情况的气门控制系统。VTEC（Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System）的意思“可变气门配气相位和气门升程电子控制系统”。与普通发动机相比，VTEC发动机所不同的是凸轮与摇臂的数目及控制方法，它有中低速用和高速用两组不同的气门驱动凸轮，并可通过电子控制系统的调节进行自动转换。通过VTEC系统装置，发动机可以根据行驶工况自动改变气门的开启时间和提升程度，即改变进气量和排气量，从而达到增大功率、降低油耗及减少污染的目的。目前本田车型都使用i-VTEC(智能可变气门配气相位和气门升程电子控制系统)，i-VTEC技术作为本田公司VTEC技术的升级技术，其不仅完全保留VTEC技术的优点，而且加入了当今世界流行的智能化控制理念。 ２.可变进气歧管技术 09款City装载的1.8L发动机采用了VIM（Variable-length Intake Manifold）可变进气歧管技术，该技术可以使发动机在不同转速下具有不同进气路径，从而满足发动机在不同工况下对进气量的不同需求。在发动机低转速时，为了提高发动机的功率输出，此时采用较短的进气路径。采用可变进气歧管技术的目的是优化发动机整个转速范围内的扭矩曲线的同时改善加速性能和响应性，从而使发动机在不同工况的动力性、燃油经济性和排放水平达到和谐、统一。3.VVT-i技术 VVT-i是Variable Valve Timing-intelligent的缩写，它代表的含义就是智能正时可变气门控制系统。这一装置提高了进气效率，实现了低、中转速范围内扭矩的充分输出，保证了各个工况下都能得到足够的动力表现。另一个先进之处在于全铝合金缸体带来的轻量化，不仅减小了质量，也降低了发动机的噪声。可变配气正时可变配气正时控制机构的主要目的是在维持发动机怠速性能情况下，改善全负荷性能。这种机构是保持进气门开启持续角不变，改变进气门开闭时刻来增加充气量。 4．偏置曲轴技术 曲轴偏置等于活塞偏置,这是曲柄连杆机构的一种形式。即活塞往复运动所在的轴线的延长线不经过曲轴中心 热力学上：可以使燃烧更充分 机械学上减少活塞的侧推力,同时也会改良在低速/低载情况时的燃烧提高热效率，大大减少做功冲程时活塞与汽缸壁的摩擦 优化排放 5．电子式节气门 电子式节气门的作用主要是控制发动机的进气流量，决定发动机的运行工况驾驶员通过加速踏板改变节气门开度调节发动机的充量达到发动机输出功率的
汽车发动机 配气机构
6.1配气机构 功用：
? 配气机构是控制内燃机进、排气过程的机构，即呼吸系统。 ? 按气缸的发火顺序和气缸中的工作过程，适时开启和关闭
进气阀及排气阀，进入新鲜空气，排出废气。
工作条件：
? 转速高，若n=1000，四冲程，500次，以很高而变化的速 度工作，惯性力和热负荷大，且润滑不良，零件磨损大。
要求：
? 定时准确； ? 有足够大的气体流通面积； ? 振动，噪音小； ? 工作可靠，寿命长； ? 结构简单，维修方便。
6.1配气机构的布置及传动 ? 配气机构的类型有气阀式，气孔式，气孔-气阀式。 6.1.1气阀式配气机构的布置： 按气阀的布置可分为：
? 顶置式气阀和侧置式气阀 按凸轮轴的位置可分为：
? 上置式凸轮和下置式凸轮。 按曲轴和凸轮轴的传动方式可分为
? 齿轮传动和链条传动
侧置气门式气门机构
1、结构特点： 气门布置在气缸体一侧，气门头部朝上，没
有摇臂、推杆，下置式凸轮轴，齿轮传动。...
2、工作原理： 正时齿轮副带动凸轮轴转动，转到凸轮
桃尖顶起气门挺杆，推动气门克服弹簧预 紧力开启。
凸轮基圆与气门挺杆接触时，气门在气门 弹簧预紧力的作用下关闭。...
3、优缺点：曲轴到气门距离近，方 便齿轮传动，气门间隙调整方便，但 气道拐弯多，流动阻力大，充气效率 低，燃烧室扁平，结构不紧凑，容易 爆震，压缩比低。...
汽车发动机的配气机构 汽车发动机是汽车的心脏，而发动机的配气机构是保证理想混合气形成的必要机构，是汽车发动机高效工作的保障。合理的配气机构可以使燃油达到最佳利用率，可以让汽车的动力性能大大提高。文章主要通过介绍汽车发动机配气机构的基本结构，阐述汽车发动机配气机构的工作原理。 标签：气门组；气门传动组；气门间隙 1 配气机构的主要功用 配气机构作为发动机的两大机构之一，可以按照发动机气缸内所进行的工作循环和发火次序，定时开启和关闭各气缸的进排气门，使新鲜充足的空气及时进入气缸，废气可以及时地排出气缸，同时在压缩与做功行程中，保证燃烧室的密封[1]。配气机构是发动机各缸燃料燃烧做功的保证。 2 配气机构的分类 配气机构按照凸轮轴位置的不同可以分为下置式、中置式和上置式。凸轮轴下置式配气机构的凸轮轴与曲轴距离近，可以只用一对齿轮传动。但是由于传动距离长、传动零件多，导致配气机构的刚度差、噪音大。凸轮轴中置式配气机构没有推杆，使机构的刚度增大，所以经常在转速较高的发动机上使用。凸轮轴上置式配气机构由于其传动链短，整个机构的刚度大，所以最适合在高速发动机上使用。配气机构按照气门的驱动形式还可以分为摇臂式、摆臂式和直接式。 3 气门组和气门传动组的基本组成和功用 气门组主要由气门、气门弹簧座、气门弹簧、气门导管、气门油封和气门锁夹等组成。 气门的工作环境极其恶劣，排气门的温度可达850℃，进气门由于新进入的空气散热作用，温度也可以达到450℃。进排气门由于周期性的开闭，在惯性力的作用下，使其受到周期性的冲击。并且进排气门长期与腐蚀性气体接触，润滑条件不佳。这些因素使得对进排气门的材料选择变得极为严苛。通常我们要选择耐高温、耐腐蚀、耐冲击且导热性能优越的材料，如铬刚、硅铬钢、21-4N奥氏体刚等[2]。气门顶面有平顶、凸顶和凹顶等形状。平顶制造容易，凹顶用作进气门可以起到减少空气阻力的作用，而凸顶由于其头部刚度大，排气阻力小，所以可用于排气门。凸顶式和凹顶式气门的制造都较为困难，且受热面积大，材料要求更高，成本较大。气门与气门座圈之间通常有一锥面，起到密封的作用，而气门锥面与气门顶面的夹角就是气门锥角，气门锥角45°有和30°可供选择。气门锥角较小时，气门的进气阻力小，可以增大进气效率，但是由于其边缘部分较薄，刚度差，所以容易变形漏气。通常选择的气门锥角为45°。气门头部的热量一部分通过气门座圈传递给汽缸盖，而另一部分通过气门杆和气门导管传给汽缸