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【正文】 镶嵌式气门座 气门座圈 3）气门导管 作用： 为气门的运动导向，保证气门直线运动兼起导热作用。 工作条件： 工作温度较高，约 500K。润滑困难，易磨损。 材料： 用含石墨较多的铸铁，能提高自润滑作用。 装配： 气门杆与气门间隙 ～ ，确保气门能在导管中自由运动。同时为防止过多润滑油进入燃烧室，通常会在气门导管上安装橡胶油封。 卡环：防止气门导管在使用中脱落。 气门导管 气缸盖 4）气门弹簧 功用 ：克服在气门关闭过程中气门及传动件的惯性力， 保证气门及时落座并紧紧贴合 。 并同时防止气门在发动机振动时因跳动而破坏密封；并在气门开启时 ， 保证气门不因运动惯性脱离凸轮 。 形状 ：圆柱形螺旋弹簧 。 材料 ：高碳锰钢 、 硌钒钢 。 防止共振 ： ① 提高气门弹簧的刚度； ② 采用不等螺距的圆柱弹簧； ③ 采用双气门弹簧； ④ 采用锥形螺距的圆柱弹簧； ⑤ 采用变螺距气门圆柱弹簧 ⑥ 采用气门弹簧震动阻尼器 。 气门旋转机构 ：当气门工作时，如能产生缓慢的旋转运动，可使气门头部周向温度分布比较均匀，从而减 小气门头部的热变形。同时，气门旋转时，在密封锥面上产生轻微的摩擦力，能够清除锥面上的沉积 等螺距弹簧 非等螺距弹簧 变螺距弹簧 采用等螺距的单弹簧，在其内圈加一个过盈配合的阻尼摩擦片来消除共振 （ 2）气门驱动机构 组成： 凸轮轴 凸轮轴正时齿轮 摇臂轴 摇臂 推杆 挺柱 功用： 将凸轮轴的旋转运动变为气门的往复运动的机构 组成： 气门挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴、气门间隙调整螺钉、液压挺住组成。 挺柱： 作用： 将凸轮的推力传给推杆或气门。 挺柱的分类： 机械挺柱和液力挺柱。 机械 挺柱 用途 图示 筒式 气门顶置式 滚轮式 减小摩擦所造成的对挺柱的侧向力。多用于大缸径柴油机。 气门间隙调整螺钉 功用： 调整气门间隙 工作状态： 确保在一般冷状态时，进气门的间隙为，排气门的间隙为 。 气门间隙调整螺钉 液力挺柱： 结构： 液力挺柱由 挺柱体、柱塞、球座、柱塞弹簧、单向阀和单向阀弹簧等组成。 挺柱体和柱塞上有油孔与发动机机体上相应的油孔相通。球座为推杆的支承座。单向阀有片式和球式两种。 性能： 消除了配气机构的间隙，减小了各零件的冲击载荷和噪声提高发动机高速时的性能 球座 挺柱体 柱塞 单向阀 凸轮 碟形弹簧 柱塞回位弹簧 推杆 工作原理： ①当凸轮转到工作面使挺柱上推时，挺柱像一个刚体一样推动气门开启；②当凸轮转到非工作面，解除了对推杆的推力，挺杆体腔内油压降低。③若气门、推杆受热膨胀，挺柱回落后向挺柱体腔内的补油过程便会减少补油量或使挺柱体腔内的油液从柱塞与挺柱体间隙中泄漏一部分。 推杆： 作用： 将挺柱传来的推力传给摇臂。 工作情况 ： 是气门机构中最容易弯曲的零件。 材料： 硬铝或钢。 摇臂： 功用： 将推杆或凸轮传来的力改变方向，作用到气门杆端以推开气门。 分类： 普通摇臂和无噪生摇臂。 短臂 长臂 摇臂 摇臂结构示意图 摇臂组示意图 摇臂轴 螺栓 摇臂 摇臂轴 螺栓 摇臂轴支座 摇臂轴紧固螺钉 摇臂称套 调整螺钉 摇臂 定位弹簧 （ 3）凸轮轴组件 作用： 驱动和控制各缸气门的开启和关闭，使其符合发动机的工作顺序、配气相位和气门开度的变化规律等要求。 工作条件： 承受气门间歇性开启的冲击载荷。 材料： 优质钢、合金铸铁、球墨铸铁 结构： 其中斜齿轮的功用是驱动机油泵和分电器，偏心轮的功用是驱动汽油泵 正时齿轮 偏心轮 斜齿轮 凸轮 止推凸缘 轴颈 凸轮轴衬套 凸轮： 工作条件： 承受气门弹簧的张力，间歇性的冲击载荷。 凸轮轴性能： 表面有良好的耐磨性，足够的刚度。 凸轮与挺柱线接触，接触压力大，磨损快。 凸轮轮廓与气门的运动规律： 缓冲结束点 气门开启点 消除气门间隙阶段 气门升程最大时刻 气门关闭点 出现气门间隙阶段 同名凸轮的相对角位置： 四缸发动机凸轮投影 点火顺序： 1— 2— 4— 3 凸轮轴的轴向定位： 作用： 为了防止凸轮轴在工作中产生轴向窜动和承受斜齿轮产生的轴向力 正时齿轮； 垫圈； 螺母； 止推片； 螺栓；隔圈。 1 2 3 4 5 6 （ 4）凸轮轴传动机构 齿轮传动： 应用在下置凸轮轴发动机。采用斜齿齿轮。 链条和齿形皮带传动 ： 链条传动噪声小，用于中置式或顶置式凸轮轴发动机。 凸轮轴正时齿形带轮 张紧轮 中间轴齿形带轮 曲轴正时齿形带轮 四冲程发动机的 换气过程 排气过程 进气过程 换气过程 自由排气阶段 强制排气阶段 超临界状态（缸内压力与排气管压力之比大于临界值 ） 亚临界状态（压力比低于 ） 换气过程 配气相位 配气相位： 用曲轴转角表示的进 、 排气门的实际开闭时刻和开启的持续时间 。 配气相位图： 用曲轴转角的环形图来表示的配气相位 配气相位对发动机工作的影响： 影响发动机的动力性 、 功率 。 配气相位对发动机工作的要求： 延长进 、 排气时间 。进气门早开晚关 ， 排气门早开晚关 。 配气相位角： 1） 进气提前角 指发动机从进气门打开时刻到活塞行至上止点所转过的曲轴转角 2） 进气迟后角 指活塞从下止点行至气门完全关闭的曲轴转角 3） 排气提前角 指排气门打开到活塞行至下止点所转过的曲轴转角 4） 排气迟后角 指活塞从上止点到排气门完全关闭所转过的曲轴转角 5） 气门重叠角 进 、 排气门重叠的曲轴转角称为气门重叠角 ① 进气提前角： α 10186。30186。 ② 进气迟后角： β 40186。80186。 ③ 进气持续角 ： 180186。+ α+β ④ 排气提前角： γ 40186。80186。 ⑤ 排气迟后角： δ 10186。30186。 ⑥ 排气持续角 ： 180186。+ γ+δ ⑦ 气门重叠角 ： α+δ 四冲程发动机的充气效率 充气效率 概念： 在进气行程中，实际进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气的质量与理论进气状态下充满气缸工作容积的新鲜空气或可燃混合气的质量之比。 η v=M/Ms =V/Vs M 、 V—— 进气过程中，实际进入气缸的新气的质量和体积； Ms 、 Vs—— 在 理想进气状态下 ，充满气缸工作容积的新气质量和体积。 柴油机充气效率为 ，汽油机的充气效率为 影响充气效率的因素 （ 1）进气终了压力 Pa （ 2）进气终了温度 Ta （ 3）气缸内残余废气 （ 4）配气定时  5发动机可变进气控制技术 可变进气控制系统 功用： 兼顾发动机高速及低速不同工况，提高发动机的充气效率及输出功率，降低发动机的燃油消耗和排放污染，改善发动机怠速和低速下的运行稳定性。 种类 ： 多气门分别投入工作的可变进气系统 采用进气管长度和面积可变的可变进气系统 配气定时可变的可变进气系统 气门定时和升程可变的可变进气系统 (VTEC) 可变气门控制系统 种类 :气门挺柱或摇臂可变系统 和 凸轮轴或凸轮可变系统 （ 1） VTEC系统 VTEC系统全称是可变气门正时和升程电子控制系统，是本田的专有技术，它能随发动机转速、负荷、水温等运行参数的变化，而适当地调整配气正时和气门升程，使发动机在高、低速下均能达到最高效率。 VTEC的基本结构 VTEC工作原理 ： 当发动机处于低转速或者低负荷时，三个摇臂之间无任何连接，左边和右边的摇臂分别顶动两个进气门，使两者具有不同的正时及升程，以形成挤气作用效果。此时中间的高速摇臂不顶动气门，只是在摇臂轴上做无效的运动。当转速在不断提高时，发动机的各传感器将监测到的负荷、转速、车速以及水温等参数送到电脑中，电脑对这些信息进行分析处理。当达到需要变换为高速模式时，电脑就发出一个信号打开 VTEC电磁阀，使压力机油进入摇臂轴内顶动活塞，使三只摇臂连接成一体，使两只气门都按高速模式工作。当发动机转速降低达到气门正时需要再次变换时，电脑再次发出信号，打开 VTEC电磁阀压力开头，使压力机油泄出，气门再次回到低速工作模式。 iVTEC: iVTEC系统是在 VTEC系统的基础上，增加了一个称为 VTC（ Variable timing control“ 可变正时控制”）的装置 —— 一组进气门凸轮轴正时可变控制机构，即 iVTEC=VTEC+VTC。此时，排气阀门的正时与开启的重叠时间是可变的，由 VTC控制， VTC机构的导入使发动机在大范围转速内都能有合适的配气相位，这在很大程度上提高了发动机的性能。 可变进气管控制系统 控制原理： 发动机工作时，由于进气过程具有间歇性和周期性，空气会在进气管内产生一种压力波，这种压力波会因进气管道的长度和形状对进气效率有一定的影响，通过实验证明，在中低速时，较细长的进气管充气效果较好；在高速时，粗短的进气管充气效果较好。 （ 1） 进气管长度可变进气系统 （ 2） 进气管面积可变进气系统 低速时 高速时 转换伐 转换伐 6发动机废气涡轮增压 发动机增压技术概念： 发动机增加技术就是将空气预先压缩增压后再提供入气缸，从而提高进气密度、增加进气量，提高充气效率的一项技术。 发动机增压技术的种类： 发动机增加技术可分为机械式增压器、废气涡轮增压器、复合式增压器、惯性增加器、气波式增压器。 衡量发动机进气增压程度的主要参数： （ 1）增压度： ψ=PekPe0/Pe0 式中 Pek为发动机增压后的有效功率； Pe0为发动机增加前的有效功率 （ 2）增压比 πb=pb / p0 式中 pb为增压后的而空气压力； p0为增压前的空气压力。 按增压比大小可分为：低增压（ πb≤）、中增压（ πb ≤ ）、高增压（ πb ≤ ）、超高增压（ πb ） 废气涡轮增压 （ 1）基本结构与原理 增压器的分类： 增压器按废气在涡轮机中的不同流动方向可分为 径流式 和 轴流式 两类。 （ 2）径流式涡轮增压器 组成： 离心式压气机、径流式涡轮机、中间体组成 （ 3）增压系统控制 1）增压压力控制 功用： 保证发动机在不同的的转速及负荷等工况下都能得到最佳的增压值，防止爆燃和降低热负荷现象。 组成： 进气旁通阀和排气旁通阀 2）增压空气温度控制（增压中冷技术） 功用： 降低进入气缸的气体温度，对气体温度进行冷却控制，从而提高气体密度，增加充气效率，并同时降低防冻剂的热负荷和排气温度。 本章重点小结： 1）换气系统的组成； 2）配气机构的分类； 3）配气机构的主要组件； 4）配气相位 5）充气效率概念 6）可变进气系统分类及 VTEC工作原理 7）废气涡轮增压工作原理 第四章 汽油机燃料供给与燃烧 汽油机对燃料供给系的基本要求 空燃比及过量空气系数 空燃比： 可燃混合气中空气质量与燃油质量之比为空燃比，记