第四章 配气机构

汽车工程系教案

200 /200 学年第二学期

课程名称：汽车构造（一）授课教师：李佳星

班级：第10 讲题目：第四章配气机构

第10讲配气机构主要零部件

第周星期

本讲教学目标：

知识点：

·气门组主要零件的结构特点

·气门传动组主要零件的结构特点·可变配气正时及气门升程机构

能力点：

·正确理解气门组主要零件结构及特点·正确理解传动组主要零件结构及特点本讲主要内容：

·配气机构的零件和组件

·可变配气正时及气门升程机构

本讲教学要求及适合专业：

·汽车检测与维修专业（2课时）

·车辆工程（2课时）

·汽车服务工程（2课时）

·汽车制造与维修专业（2课时）

·重点讲解配气机构的零件和组件

·启发分析可变配气正时及气门升程机构

教学重点：·气门组结构及特点

·传动组结构及特点

教学难点：·可变配气正时及气门升程机构

教学方法及手段：导入、重点分析、简介、重点介绍、归纳小结、多媒体

作业或课外阅读资料：

·同步学习《汽车构造课程建设》中的《汽车发动机网络教程》

·具体书面作业从《汽车发动机网络教程》获取，由教师根据不同专业要求布置

·气门弹簧的弹力足够

2．气门

1）气门顶面（图4-9）

·平顶：结构简单、制造方便、受热面积小、质量小；目前应用最多。进排气门均可用

·凹顶：头部与杆部有较大的过渡圆弧，可以减小进气阻力；头部弹性较大，能较好适应气门座圈的变形。适用于进气门，不宜用于排气门

·凸顶：头部刚度大，排气阻力小；但受热面积大，质量大，加工较复杂。适用于排气门

2）气门锥面（图4-10）

·气门锥角：气门锥面与气门顶面之间的夹角。一般为45°，少数进气门为30°。

·较小气门锥角：气门通过断面较大，进气阻力较小，可以增加进气量。但气门头部边缘较薄，刚度较差，致使密封性变差

·较大气门锥角：可提高气门头部边缘的刚度，气门落座时有较好的自动对中作用及较大的接触压力。有利于密封与传热及挤掉密封锥面上的积炭

（3）每缸气门数

1）两气门：进气门比排气门大，减小进气阻力，增大进气量

2）多气门：现代高性能汽车发动机普遍采用每缸三、四、五个气门

·3气门：2个进气门，1个排气门, 排气门比进气门大，进气量有明显增加，火花塞很难布置在中央,对燃烧不利

·4气门和5气门：其中尤以四气门发动机为数最多

重点介绍：

·要求学生理解掌握气门座圈功用及结构材料3．气门座与气门座圈

（1）气门座的功用

·与气门配合对气缸起密封作用

·接受气门传来的热量进行散热

（2）气门座的工作条件及材料

·工作条件：工作温度很高，承受频率极高的冲击载荷，容易磨损

·气门座圈材料（铝气缸盖和多数铸铁缸盖）：合金铸铁、粉末冶金、奥氏体钢。部分铸铁缸盖不镶气门座圈

重点介绍：

·要求学生理解掌握气门导管功用及结构材料4．气门导管

（1）气门导管的功用

·对气门的运动导向，保证气门作直线往复运动，使气门和气门座能正确贴合

·将气门杆接受的热量部分传给气缸盖

（2）气门导管的工作条件及材料

·工作条件：工作温度较高，润滑条件较差（靠配气机构飞溅机油润滑），容易磨损

·材料：灰铸铁，球墨铸铁，铁基粉末冶金

（3）气门导管结构

·与气缸盖承孔过盈配合，有的发动机不设气门导管

·有的气门导管设有卡环槽：防松落

·有的排气气门导管设有排渣槽：清除沉积物和积炭

启发介绍：

·要求学生了解气门油封功用及结构5．气门油封

（1）气门油封的功用

·气门杆与气门导管孔需要润滑，机油又不能太多，否则机油消耗量增加·为了控制和减少机油消耗量，现代汽车发动机装有气门油封

（2）气门油封的结构

简要介绍：

·要求学生了解气门弹簧功用及结构材料6．气门弹簧

（1）气门弹簧的功用

·保证气门关闭时能紧密地与气门座贴合。

·克服在气门开启时配气机构产生的惯性力

·使传动件始终受凸轮控制而不相互脱离

（2）气门弹簧的工作条件及材料

1）工作条件

·承受交变载荷

·为保证其可靠的工作，应具有合适的刚度和足够的抗疲劳强度·避免弹簧锈蚀

·两端面必须磨光并与轴线垂直

2）材料

（二）气门传动组

·凸轮表面经热处理后磨光 凸缸发动机凸（3）凸轮轴结构

·4缸发动机凸轮轴（图4-12）

：缓冲段，气门运动速度小，防止强烈冲E 点开始点完全关·控制进排气门开闭时刻、持续时间及开闭的速度

同名凸轮的相2）同名凸轮的相对位置（图4-14）

·与凸轮轴的旋转方向、发动机点火顺序、气缸数、作功间隔角有关 ①四缸机:

· 发火顺序：1-3-4-2

·作功间隔角：180°曲轴转角（90°凸轮轴转角） ·同名凸轮夹角：90° ②六缸机:

·发火顺序：1-5-3-6-2-4

·作功间隔角：120°曲轴转角（60°凸轮轴转角） ·同名凸轮夹角：60°

凸轮轴传动机构定时记号与凸轮轴传动机（4）凸轮轴传动机构定时记号（图4-15）

·碳钢 合金钢 镍铬合金铸铁和冷激合金铸铁 机机械挺柱的结（3）机械挺柱的结构形式（图4-16）

减轻挺柱底面磨损的结构措减轻挺柱底面（4）减轻挺柱底面磨损的结构措施（图4-17） ·挺柱轴线偏离凸轮的对称轴线 ·凸轮工作面为锥角很小的锥面

液液压挺柱的结（5）液压挺柱 （图4-18） ·零气门间隙 ·结构复杂 ·加工精度高

·磨损后无法调整，只能更换

·锻钢、铸铁、铝合金 摇（3）摇臂结构（图4-19） ·与其他零部件的连接关系

二、可变配气正时及气门升程机构（雅阁VTEC ）

VTEC 1．VTEC 功用

·VTEC 使配气正时和气门升程根据发动机转速变化作出相应的实时调整，使气缸的充气量同时满足发动机低转速和高转速下的不同需要，从而提高了发动机的动力性和经济性 2．VTEC 组成（图4-20）

下归纳布置下一讲（2）高转速下VTEC 原理（图4-22）

·ECM 输出控制信号，使VTEC 电磁阀打开

·来自机油泵的油压作用于正时活塞，使正时活塞和同步活塞右移 ·同步活塞将3个摇臂连锁，成为一体

·主、辅助进气摇臂均由中间凸轮驱动，从而改变了配气正时 ·增大了进排气门重叠角和升程，适应了高速工况的需要