汽車構造-4發(fā)動機-配氣機構201407

四、配氣機構主講：張永波《汽車構造》學習內容

1．配氣機構的作用、組成與分類

2．氣門組零部件的結構與作用

3．氣門傳動組零部件的結構與作用

4．可變進氣簡介課后思考與練習

本章總結1．配氣機構的作用、組成與分類2．氣門組零部件的構造與檢修3．氣門傳動組零部件的構造與檢修4．可變配氣機構的控制與檢修1.配氣機構的作用、組成與分類配氣機構的作用配氣機構的作用：根據(jù)發(fā)動機的需要，定時開閉進氣門，使新鮮可燃混合氣或空氣進入氣缸，定時開閉排氣門使廢氣及時從氣缸排出。

門要開得好，不遲也不早，不多也不少，既要開得快，又要關得牢，還得噪聲小！配氣機構的組成配氣機構包括：氣門組、氣門傳動組氣門的布置凸輪軸的布置分類1-單頂置凸輪軸SOHC分類2-雙頂置凸輪軸的驅動帶搖臂驅動直接驅動挺柱SOHC與DOHC的比較

SOHC

—

中低速性能好，配氣不可變，結構簡單，成本低。DOHC—

高速性能好，效率高，易實現(xiàn)可變配氣，工藝較復雜、成本較高。比較結果：DOHC

略勝一籌充氣效率：在每個循環(huán)中，實際進入氣缸內的充量與在大氣壓力狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的理論充量的比值。充氣效率汽油機：0.7～0.85；柴油機：0.75～0.9配氣相位理論上：四沖程發(fā)動機的進氣門應該在曲拐處在上止點時開啟，在曲拐轉到下止點時關閉；排氣門則應該在曲拐在下止點時開啟，在上止點時關閉。實際上：進、排氣門不按理論時刻開閉。配氣相位：進、排氣門的實際開啟和關閉的時刻以曲軸轉角的形式表示，也稱作配氣定時。配氣相位圖為什么氣門要早開晚關？發(fā)動機的曲軸轉速很高，活塞每一行程歷時都很短，發(fā)動機轉速為6000r／min時，一個行程歷時僅為60／（6000×2)＝0.005s），往往會使發(fā)動機充氣不足或排氣不凈，從而使發(fā)動機功率下降?，F(xiàn)代發(fā)動機都采取延長進、排氣時間的方法即：氣門的開啟和關閉的時刻分別提早和延遲一定曲軸轉角，以改善進、排氣狀況，從而提高發(fā)動機的動力性。進氣相位分析進氣開始時刻：提前100-300開啟進氣關閉時刻：延遲400-800關閉

目的：保證進氣行程開始時進氣門已開大，新鮮氣體能順利地充入氣缸。當活塞到達下止點時，氣缸內壓力仍低于大氣壓力，在壓縮行程開始階段，活塞上移速度較慢的情況下，仍可以利用氣流慣性和壓力差繼續(xù)進氣，因此進氣門晚關一點是有利于充氣的。排氣相位分析排氣開始時刻：提前400-800開啟排氣關閉時刻：延遲100-300關閉原因分析：作功行程活塞接近下止點時，氣體有0.3-0.4MPa壓力，但作功作用不大，若稍開啟排氣門，大部分廢氣在此壓力作用下可迅速自缸內排出，當活塞到下止點時，缸內壓力已下降約為0.115MPa，減少了活塞上行時的排氣阻力，高溫廢氣的迅速排出，還可以防止發(fā)動機過熱。當活塞到達上止點時，廢氣壓力仍高于大氣壓力，加之排氣時氣流有一定慣性，所以排氣門遲一點關，可以使廢氣排放得較干凈。氣門重疊角分析

氣門重疊角：進氣門在上止點前開啟，排氣門在上止點后關閉，這就出現(xiàn)了進、排氣門同時開啟（氣門重疊）的現(xiàn)象，重疊的曲軸轉角稱為氣門重疊角。

分析：由于新鮮氣流和廢氣流的流動慣性都比較大，在短時間內是不會改變流向的。因此只要氣門重疊角選擇適當，就不會有廢氣倒流入進氣管和新鮮氣體隨同廢氣排出的可能性。這將對于換氣是有利的。

2.氣門組零部件的結構與作用組成：氣門氣門導管氣門彈簧氣門彈簧座鎖片氣門油封氣門頂部形狀氣門密封面錐角氣門密封錐面的錐角有450和300，多采用450氣門桿尾部彈簧座氣門彈簧雙氣門彈簧作用：降低高度提高可靠性抑制共振氣門導管卡環(huán)氣門座氣門導管氣缸蓋作用：導向散熱

3.氣門傳動組零部件的結構與作用1-曲軸正時齒輪2-正時皮帶3-凸輪軸4-氣門5-凸輪軸正時齒輪氣門轉動組包括：

從曲軸前端的正時齒輪到氣門之間的所有傳動零部件不同發(fā)動機該結構有較大差別

凸輪軸的傳動方式三種方式：

齒輪傳動鏈條傳動齒帶傳動提示：齒輪傳動已淘汰

鏈條傳動優(yōu)點：傳動準確可靠、緊湊、布置容易。缺點：價格高、質量大、噪聲大。提示：新式鏈條重量及噪音減小，新型發(fā)動機更多采用。

齒帶傳動優(yōu)點：質量輕、結構簡單、適合高速、噪聲小。缺點：可靠性和準確性稍差、需定期檢查更換。提示：使用較多凸輪軸CamShaft挺柱Lifter

機械挺柱、液壓挺柱功用：將來自凸輪的運動和力傳至氣門

液壓挺柱原理優(yōu)點：無氣門間隙、沖擊和噪聲小、高速性能好搖臂Rockerarm普通搖臂滾輪式搖臂氣門間隙為什么留氣門間隙？

如果氣門與傳動件冷態(tài)時無間隙或間隙過小，熱態(tài)下氣門及其傳動件的受熱膨脹，引起氣門關閉不嚴，造成發(fā)動機在壓縮和作功行程中的漏氣、功率下降，嚴重時其至不易起動。

冷態(tài)時氣門間隙大?。?/p>

進氣門0.25-0.30mm，排氣門0.30-0.35mm4.可變進氣簡介傳統(tǒng)配氣機構有什么不足？

配氣正時和升程固定。低速時氣流慢且真空度大，廢氣倒流，造成怠速不穩(wěn)、扭矩低等。高速時進氣時間短，進氣不足、排氣不凈、功率下降。理想配氣機構應該什么樣？

配氣相位和升程應隨著發(fā)動機的轉速、負荷及其它工況而改變?？商岣甙l(fā)動機低速時的扭矩和高速時的功率，發(fā)動機性能有很大改善?？勺兗夹g氣缸數(shù)目自動變化機構可變配氣相位機構可變進氣管多氣門分段工作的可變進氣雙進氣管分段工作的進變進氣氣門定時和升程可變的可變進氣可變配氣系統(tǒng)本田VTEC可變配氣系統(tǒng)豐田VVT-i可變配氣系統(tǒng)奧迪可變配氣系統(tǒng)可變進氣系統(tǒng)日產(chǎn)可變進氣系統(tǒng)奧迪可變進氣系統(tǒng)豐田可變進氣系統(tǒng)大眾可變進氣系統(tǒng)

本田VTEC可變配氣系統(tǒng)

VTEC

可變氣門正時和升程電子控制系統(tǒng)(VariableValveTiming&ValveLift

ElectronicControlSystem)1989年推出，是世界上第一個能同時控制氣門開閉時間及升程在兩種不同情況下工作的氣門控制系統(tǒng)。

VTEC的結構組成

VTEC的作用本田雅閣轎車采用單頂置凸輪軸(SOHC)16氣門，它的VTEC系統(tǒng)由發(fā)動機控制模塊(ECM)控制。發(fā)動機低速運轉時，VTEC不工作，發(fā)動機的燃燒效率較高且燃油消耗較低；發(fā)動機高速運轉時，發(fā)動機控制模塊ECM控制VTEC同時改變進氣門的正時和升程，增加進氣量，使發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性大大提高。

VTEC在發(fā)動機低速運轉VTEC在發(fā)動機高速運轉豐田VVT-i可變配氣系統(tǒng)組成：1.VVT-i控制器2.凸輪軸位置傳感器3.水溫傳感器4.正時機油控制閥5.曲軸位置傳感器豐田VVT-i可變配氣機構1.葉片2.外殼3.鎖銷4.油壓排氣凸輪軸進氣凸輪軸凸輪軸調節(jié)閥N205液壓缸排氣凸輪軸進氣凸輪軸凸輪軸調整器（與鏈條張緊器一體）

奧迪可變配氣系統(tǒng)功率調整：鏈條下部短,上部長,進氣門延遲關閉進氣管內氣流速高,氣缸充氣量足

高轉速時，功率大排氣凸輪軸進氣凸輪軸凸輪軸調整器高速功率調整扭矩調整：凸輪軸調整器向下拉長,鏈條上部變短,下部變長因為排氣凸輪軸被齒形帶固定了,此時排氣凸輪軸不能被轉動,進氣凸輪軸被轉一個角度,進氣門提前關閉

中低速時，扭矩大低速扭矩調整怠速怠速時，進氣門延遲關閉扭矩調整轉速在1000rpm以上時,進氣門提前關閉。左側凸輪軸調整器向下,右側調整器向上運動功率調整轉速在3700rpm以上時,左側凸輪軸調整器向上,右側調整器向下運動,進氣門延遲關閉怠速調整可變進氣系統(tǒng)的結構與原理一定的進氣歧管長度、粗細使進氣具有一定的諧振頻率，在某一轉速范圍內可有效提高充氣效率。即進氣諧波和氣門開閉節(jié)拍合上了。

轉速不在諧波范圍內怎么辦呢？

——改變進氣歧管長度或粗細。歧管越長越細，諧波越慢，適合低速；歧管越短越粗，諧波越快，適合高速；

VIS–VariableIntakeSystem日產(chǎn)可變進氣系統(tǒng)奧迪可變進氣系統(tǒng)－低速控制閥關閉獲得大轉矩奧迪可變進氣系統(tǒng)－高速控制閥打開獲得高功率豐田可變進氣系統(tǒng)閥門打開