《汽车构造》电子教案_第3章 配气机构

完整版)《汽车构造》教案
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；
教学难点：
1.配气相位分析；
教学目标：
认知目标：
1.了解配气机构的功用和型式；
2.了解配气机构主要零部件的结构特点；
3.了解配气相位的概念；
能力目标：
1.掌握气门间隙的检查与两次调整法；
2.掌握使用塞尺检查气门间隙的技巧；
3.掌握确定发动机第一缸活塞处于压缩行程上止点的方法；
情感目标：
1.培养学生的动手操作能力和安全文明操作意识；
复旧课：
导入新课：
1.配气机构概述
1）配气机构的功用
2.配气机构的主要零部件
3.配气相位
1）进气门的配气相位2）排气门的配气相位
4.气门间隙
1）气门间隙的概念与作用
提问：气门间隙过大或过小对发动机有什么影响？（学生回答）教师总结
2）气门间隙的技术标准
常见车型的气门间隙值mm
车型：
富康DC7140型轿车
捷达轿车
进气门：
热机：0.15~0.25
冷机：0.20
排气门：
热机：0.35~0.45
教学难点：
1.配气相位分析；
教学方法：。

配气机构》教学设计《一、教学内容1、课题：第三章配气机构2、课型：新课3、使用教材：中国劳动出版社出版周若柔主编全国技工学校汽车专业教材《汽车构造》4、授课教师：徐丹5、教学重点：配气机构主要零部件的功用和结构特点；配气相位和气门间隙的作用；气门间隙的检查与调整； 6、教学难点：配气相位分析；气门间隙的两次调整法； 7、教学课时：2次课二、教学对象分析教学对象是汽车运用与维修专业二年级学生，该班大部分学生学习积极性很高，对专业知识的求知欲很强，上课比较认真，在前面的实操训练中，每个同学都能认真操作，基本都能达到每个项目的实训要求。

三、教学目标1、认知目标a) 知道配气机构的功用和型式；b) 知道配气机构主要零部件的结构特点； c) 能说出配气相位的概念；d) 知道气门间隙的作用和技术标准； 2、能力目标3、情感目标培养学生的动手操作能力和安全文明操作意识；培养学生的团队协作能力；学会气门间隙的检查与两次调整法；知道使用塞尺检查气门间隙的技巧；知道确定发动机第一缸活塞处于压缩行程上止点的方法；能正确判别多缸发动机点火顺序。

四教学方法理论与实操相结合的一体化教学、模块化教学五、教学过程和教学活动复习旧课复习：发动机的工作原理导入新课从发动机工作原理中的进、排气门开启和关闭现象引入配气机构的概念。

- 1 -第三章配气机构第一部分：理论讲解1、配气机构概述配气机构的功用气门间隙过小时，虽然噪音小，但运转中会因气门受热膨胀而使气门关闭不严引起漏气，使气门和气门座口过热而烧蚀。

尤其是柴油机，如果气门间隙太小，还会导致汽缸压缩压力不足，从而降低了发动机功率，严重时起动困难(柴油机是靠压缩点火)。

同时，气门间隙过小还会导致可燃混合气燃烧不完全，从而使尾气排放中的HC含量明显增高。

气门间隙过大、气门晚开早闭，不但工作噪音大，而且会造成进气不足和排气不净，出现活塞下行时，混合气仍在继续燃烧现象，使发动机(尤其排气岐管处)过热，降低发动机功率，增加了燃料消耗。

第三章配气机构第一节概述一、充气效率1、要求：每个气缸应排气彻底、进气充分2、定义：在进气过程中，实际进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气的质量与理想状态下充满气缸工作客积的新鲜空气或可燃混合气的质量之比3、要求：对于同一发动机而言，充气效率越高，发动机发出功率越大4、影响充气效率因素：进气温度、进气阻力二、配气机构的布置型式1、气门顶置或配气机构（1）组成：气门、气门座、气门弹簧、气门导管、摇臂、摇臂轴、推杆、挺杆、凸轮轴（2）工作过程：曲轴转两圈，凸轮轴转一周2、气门侧置或配气机构三、凸轮轴的布置型式1、下置式凸轮轴（1）凸轮轴位置（2）特点：传动简单、采用齿轮传动2、中置式凸轮轴（1）位置：位于缸体上部（2）特点：曲轴与凸轮轴之间较远，需要中间轮3、上置式凸轮轴（1）位置：凸轮轴在气缸盖上（2）特点：中间传动少，适用于高速发动机四、凸轮轴的传动方式1、齿轮传动（1）优点：传动可靠平稳、噪音小（2）缺点：体积较大2、链条传动（1）优点：距离长、传力较大（2）缺点：易磨损松旷发响3、正时齿带传动（1）优点：传力距离长、噪音非常小（2）缺点：使用寿命短、要定期更换气门数及排列方式1、气门数（1）两气门（2）三气门（3）四气门（4）五气门2、排列方式（1）两气门排列方式（2）三气门排列方式（3）四气门排列方式（4）五气门排列方式六、气门间隙1、定义：气门在全闭时尾端与其距离2、作用：保证气门能完全关闭3、要求：不能过大过小4、特列：液力挺柱不需气门间隙第二节配气相位一、配气相位1、定义：用曲轴转角表示进、排气门实际开闭时刻和持续时间2、配气相位图的定义：用曲拐的位置在曲轴转角图上表示气门开闭时刻及持续时间3、理论要求进排气时间各上曲轴转角180°因时间太短，造成进排气不充分4、实际改进方法（1）延长进、排气时间，既进排气门的早开迟闭（2）达到目的：改善进、排气状况，从而提高发动机的动力性二、进气门的进气相位1、进气提前角（1）定义：从进气门开始开启到活塞上移到上止点所对应的曲轴转角（2）目的：减小进气阻力2、进气迟后角（1）定义：多下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角（2）目的：利用气流惯性和压力差继续进气三、排气门的配气相位1、排气提前角（1）定义：排气门在活塞到达下止点之前所对应的曲轴转角（）（2）目的：使排气迅速干净2、排气迟后角（1）定义：排气门在活塞到达上止点后才关闭所对应的曲轴转角（2）目的：用利废气流动惯性继续排气四、气门重叠1、定义：在某段时间内，进排气门同时开启的现象2、影响：选择适当气门重叠角，有利于废气的排出，混合气的进入3、要求：转速越高，气门重叠角越大第三节配气机构的主要零配件配气机构的组成：气门组、气门传动组一、气门组1、气门（1）组成：头部、杆部（2）气门头部：A、作用：与气门座配合，按配气相位要求开、闭B、工作条件：高温、高压、冲击力作用C、要求：耐热、耐磨D、材料：采用耐热合金钢E、形状：平顶、凹顶、凸顶F、气门锥角：气门头部工作面与气门顶的夹角称为气门锥角，有45°、30°两种G、气门头部工作面：与气门座接触面H、气门头部直径：进大、排小（3）气门杆部A、作用：保证气门做直线运动B、工作条件：高速往复运动润滑差C、要求：精度高、耐磨性好2、气门导管（1）作用：导向保证气门直线运动，并有散热作用（2）材料：粉末冶金（3）安装：与缸盖过盈配合3、气门座（1）定义：缸盖上与气门锥面配合的部位（2）作用：与气门锥面配合起密封作用（3）材料：耐热合金铸铁（4）要求：耐热、耐磨（5）安装：与缸盖过盈配合或与缸盖制成一个整体4、气门弹簧（1）作用：保证气门关闭时，气门能紧紧压在气门座上，保证其密封（2）材料：弹簧钢（3）安装：在缸盖与气门杆尾端弹簧座上5、气门的自动旋转机构二、气门传动组1、作用：使气门按发动机配气相位规定的时刻及时开闭，并保证规定的开启时间和开启高度2、凸轮轴（1）组成：凸轮、凸轮轴轴颈、偏心轮、驱动齿轮（2）要求：凸轮表面要耐磨、凸轮轴要有足够的韧性和刚度（3）结构：各缸的进排气凸轮的位置决定了各缸的工作顺序（4）凸轮轴的支承：通过凸轮轴轴承安装在缸体或缸盖上（5）凸轮轴的轴向定位：A、轴向定位：调节隔圈止推板B、轴向间隙的调整3、挺杆（1）作用：将凸轮的旋转运动变为气门的往复运动（2）分类：普通挺柱、液体挺柱（3）普通挺杆：有筒式和液轮式（4）液力挺柱A、优点：气门间隙自动调整B、结构：C、工作原理：用有压力的机油调节挺柱的高度4、推杆（1）作用：将把杆的力传给摇臂（2）结构：空心钢杆或铝杆5、摇臂总成（1）作用：将推杆的力改变方向（2）组成：摇臂、摇臂轴、摇臂轴支架第四节可变进气系统目的：解决发动机高速动力性和中小负荷经济性的矛盾一、多气门分段进气系统1、结构：（1）采用主副两个进气门（2）主进气门上有螺旋进气道2、工作过程（1）低速时，主气门工作（2）高速时，主副气门同时工作获得较大的进气通道二、双进气管分段工作进气系统1、结构：有主副两个进气管2、工作过程：（1）中小负荷时，仅副进气管打开（2）大负荷时，主副进气管同时打开三、进气管长度及面积可变进气系统1、有两个进气管：一个细而长，另一个短而粗2、工作过程：（1）中小负荷时，使用细而长的进气管（2）大负荷时，使用短而粗的进气管四、配气相位可变进气系统1、结构：凸轮轴带轮与轴之间用螺旋形花键相连接2、工作过程：（1）原理：由油压带动活塞控制带轮与轴之间的相对角度（2）过程：A、中低速时，活塞不动，早开迟闭，角较小B、高速时，活塞工作，早开迟闭，角较大五、气门定时和升程可变进气系统1、结构：采用一根凸轮轴上设计两种不同定时和升程的凸轮，且利用油压进行切换2、过程：（1）低速时，只有主副摇臂工作（2）高速时，主副摇臂、中间摇臂同时工作。

第三章配气机构配气机构是控制发动机进气和排气的装置，其作用是按照发动机的工作次序和各缸工作循环的要求，定时开启和关闭各缸的进、排气门，以便在进气行程中使尽可能多的可燃混合气（汽油机）或空气（柴油机）进入气缸；在排气行程中将燃烧后生成的废气及时从气缸内排出。

同时配气机构应能保证发动机在压缩行程和做功行程中，气缸具有良好的密封性。

§3—1 概述四冲程车用发动机大都采用气门式配气机构。

其机构形式多种多样，按气门布置形式不同分为气门顶置式和气门侧置式；按每缸气门数目不同分为二气门式和多气门式两种，其中多气门式发动机又分为三气门式、四气门式和五气门式几种；按凸轮轴布置形式不同分为凸轮轴下置式、凸轮轴中置式和凸轮轴上置式；按曲轴和凸轮轴的传送方式不同分为齿轮传动式、链条传动式和齿形带传动式。

一、气门布置形式气门顶置式配气机构是目前应用最广泛的一种配气形式，其结构如图3—1所示，由气门组和气门传动组组成。

气门组包括气门、气门座圈、气门导管、气门弹簧、气门弹簧座等；其门传动组包括摇臂、摇臂轴、调整螺钉、气门推杆、气门挺柱和凸轮轴等。

图3—1 气门顶置式配气机构1-凸轮轴 2-挺柱 3-推杆 4-摇臂轴 5-调整螺钉 6-摇臂 7-气门弹簧座 8-气门弹簧9-气门导管 10-气门 11-气门座圈 12-气缸盖 13-气缸体发动机工作时，曲轴通过正时齿轮组驱动凸轮轴旋转，当凸轮的凸起部分顶起挺柱时，挺柱推动推杆一起上行，作用于摇臂上的推动力使摇臂绕摇臂轴转动，摇臂的另一端压缩气门弹簧使气门下行，打开气门。

随着凸轮轴的继续转动，当凸轮的凸起部分离开挺柱时，在气门弹簧张力的作用下气门上升而落座，使气门关闭。

由于气门顶置式配气机构的进、排气门倒装在气缸盖上，使燃烧室结构合理，进气阻力小，充气效率高，混合气的行程和燃烧过程得到改善，因而，有利于提高发动机的动力性和经济性，改善了排放指标。

桑塔纳JV型和一汽奥迪JW型发动机均采用这种结构形式。

（三）配气相位图
（四）气门间隙
所谓气门间隙就是指：发动机在冷状态时，在气门传动机
气门弹簧的作用是使气门自动回位，防止气门传动机构中产生间隙，气门弹簧应具有足够的刚度和安装预紧力。

气门旋转机构，为了改善气门和气门座密封面的工作条件，可设法使气门在工作中能相对气门座缓慢旋转。

这样可使气门头沿圆周温度均匀，减小气门头部热变形。

气门缓慢旋转时在密封锥面上产生轻微的摩擦力，有阻止沉积物形成的自洁作用。

（二）气门传动组
气门传动组主要包括凸轮轴及正时齿轮、挺柱、导管、推杆、摇臂和摇臂轴等。

气门传动组的作用是使进、排气门能按配气相位规定的时刻开闭，且保证有足够的开度。

（1）凸轮轴（图3－21）上主要配置有各缸进、排气凸轮1，可以使气门按一定的工作次序和配气相位及时开闭，并保证气门有足够的升程。

凸轮受到气门间歇性开启的周期性冲击载荷，因此对凸轮表面要求耐磨，对凸轮轴要求有足够的韧性和刚度。

同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与既定的配气相
该系统是利用进气管通道面积的变化形成可变系统来改善可燃混合气的混合和燃烧状况，如图3-38所示。

（三）进气管长度及面积可变进气系统
如图3-39所示，发动机在中小负荷，低速工作时，使用长而细的进气管，保证其经济性及低速的稳定性；而在高速、大负荷工况时，采用短而粗的进气管，提高了发动机的动力性。