配氣機(jī)構(gòu)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-09-22
配氣機(jī)構(gòu)的實(shí)例教程
新鮮充量對于汽油機(jī)而言是汽油和空氣的混合氣，對于柴油機(jī)而言是純空氣。
布置形式
1)側(cè)置氣門式配氣機(jī)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)形式的配氣機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、維配氣機(jī)構(gòu)修方便等優(yōu)點(diǎn)。但由于其氣門側(cè)置造成燃燒室結(jié)構(gòu)不緊湊，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)動力性與高速性較差、經(jīng)濟(jì)性不高。這種配氣機(jī)構(gòu)已趨于淘汰。
2)頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)。頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)形式。
氣門安裝在氣缸蓋中，處于氣缸的頂部，采用半球形、楔形或盆形燃燒室，燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊，壓縮比高，改善了燃燒過程，減少了熱量損失，提高了熱效率
傳動過程
發(fā)動機(jī)工作時(shí)曲軸通過正時(shí)齒輪驅(qū)動凸輪軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)凸輪的凸起部分頂起挺柱時(shí)，挺柱推動推桿一起上行，作用于搖臂上的推動力驅(qū)使搖臂繞軸轉(zhuǎn)動，搖臂的另一端壓縮氣門彈簧使氣門下行，打開氣門。隨著凸輪軸的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，當(dāng)凸輪的凸起部分離開挺柱時(shí)，氣門便在氣門彈簧張力的作用下上行，關(guān)閉氣門。
氣門間隙
氣門間隙的大小一般由發(fā)動機(jī)制造廠家根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定。一般冷態(tài)下，進(jìn)氣門間隙為0.25~0.30mm,排氣門間隙為0.30~0.35mm。間隙過小，發(fā)動機(jī)在熱態(tài)下可能會發(fā)生漏氣現(xiàn)象，導(dǎo)致功率下降，甚至燒壞氣門;間隙過大，傳動零件之間以及氣門與氣門座之間將產(chǎn)生撞擊，造成整個配氣機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，噪聲增大，且使氣門開起持續(xù)時(shí)間減少，進(jìn)氣和排氣不充分。采用液壓挺柱的發(fā)動機(jī)，靠液壓挺柱軸向自動調(diào)整功能改變挺柱長度，隨時(shí)補(bǔ)償氣門熱膨脹量，故不需要預(yù)留氣門間隙。
展開 模擬四缸OHV發(fā)動機(jī)配氣系統(tǒng)，可以進(jìn)行氣門升程、凸輪型線的靜態(tài)特性分析，彈簧顫振、閥門跳動、氣門挺柱的動力學(xué)分析等全方面的模擬。（圖示為凸輪型線、挺柱\氣門升程曲線圖、位移·速度·加速度的曲線圖）
配氣機(jī)構(gòu)
配氣機(jī)構(gòu)的作用是根據(jù)發(fā)動機(jī)的工作順序和各缸工作循環(huán)的要求，及時(shí)地開啟和關(guān)閉進(jìn)、排氣門，使可燃混合氣（汽油發(fā)動機(jī)）或新鮮空氣（柴油發(fā)動機(jī)）進(jìn)入氣缸，并將廢氣排入大氣。
一、類型及工作原理
四沖程發(fā)動機(jī)廣泛采用氣門凸輪式配氣機(jī)構(gòu)，它由氣門組和氣門傳動組兩部分組成。按其傳動方式不同，可分為正時(shí)齒輪傳動式和鏈條傳動式兩種；按凸輪軸的位置不同，可分為下置不同，可分為下置凸輪軸式、中置凸輪軸式和上置凸輪軸式。下置凸輪軸式配氣機(jī)構(gòu)，它的工作過程是：發(fā)動機(jī)工作時(shí)，曲軸通過一對互相嚙合的正時(shí)齒輪帶動凸輪軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)凸輪的凸尖上升到最高位置時(shí)氣門開度最大。當(dāng)凸輪的凸尖向下運(yùn)動時(shí)，由于氣門彈簧的彈力作用，氣門及其傳動機(jī)件恢復(fù)原位，將氣道關(guān)閉。與下置凸輪軸式配氣機(jī)構(gòu)相比，中置和上置凸輪軸式配氣機(jī)構(gòu)因曲軸與凸輪軸距離較大，故多為正時(shí)鏈條或正時(shí)帶傳動。中置凸輪軸式省去了推桿；上置凸輪軸式省去了挺桿及推桿，
主要機(jī)件
1、氣門組
氣門組一般由氣門、氣門座、氣門導(dǎo)管、氣門油封、氣門彈簧和氣門鎖片等組成。
⑴氣門氣門分為進(jìn)氣門和排氣門兩種，其作用是分別用來關(guān)閉進(jìn)、排氣道。氣門由頭部和桿部組成，頭部制成錐形，與氣門座的錐面配合。頭部錐角，一般為45°。同一臺發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣門頭部直徑大于排氣門頭部直徑，以提高發(fā)動機(jī)的充氣量。氣門桿部為圓柱形，與氣門導(dǎo)管內(nèi)孔配合，桿的端部制有環(huán)槽，用來安裝氣門彈簧座鎖片。⑵氣門座氣門座用來保證氣門密封，并將氣門頭部的熱量傳給氣缸蓋。氣門座一般用特種合金制成環(huán)狀，緊密地鑲在氣缸蓋上。
⑶氣門導(dǎo)管氣門導(dǎo)管用來引導(dǎo)氣門作往復(fù)直線運(yùn)動，保證氣門與氣門座閉合位置正確。為防止氣缸蓋上潤滑油從氣門與氣門導(dǎo)管之間的間隙進(jìn)入燃燒室，氣門導(dǎo)管上端裝有氣門油封。
展開 多 氣 門 發(fā) 動 機(jī)
1886年1月29日，德國人卡爾·本茨將自己研制的四沖單缸燃油發(fā)動機(jī)裝上了一輛三輪的車子并獲得專利權(quán)，世界從這一天開始才真正有了汽車。可以說，是發(fā)動機(jī)創(chuàng)造了汽車。發(fā)動機(jī)的基本構(gòu)造（如圖）是由氣缸1、活塞2、連桿3、曲軸4等主要機(jī)件組成，每一個氣缸至少有兩個氣門，一個進(jìn)氣門（藍(lán)色）和一個排氣門（橙色）。
氣門裝置是發(fā)動機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的一個組成部分，在發(fā)動機(jī)工作起非常重要的作用。燃油發(fā)動機(jī)的工作運(yùn)轉(zhuǎn)由進(jìn)氣，壓縮，作功和排氣四個工作過程組成。要使發(fā)動機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)就必須使這四個工作過程周而復(fù)始，順序定時(shí)地循環(huán)工作。
其中的兩個工作過程，進(jìn)氣和排氣過程，需要依K發(fā)動機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確地按照各氣缸的工作順序輸送可燃混合氣(汽油發(fā)動機(jī))或新鮮空氣(柴油發(fā)動機(jī))，以及排出燃燒后的廢氣。另外的兩個工作過程，壓縮和作功過程，則必須隔絕氣缸燃燒室與外界進(jìn)排氣通道，不讓氣體外泄以保證發(fā)動機(jī)正常地工作。負(fù)責(zé)上述工作的機(jī)件就是配氣機(jī)構(gòu)中的氣門。它好比人的呼吸器官，吸進(jìn)呼出，缺它不可。隨著技術(shù)的發(fā)展，汽車發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速已經(jīng)越來越高，現(xiàn)代轎車發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速一般可達(dá)每分鐘5500轉(zhuǎn)以上，完成四個工作過程只需0.005秒時(shí)間，傳統(tǒng)的兩氣門已經(jīng)不能勝任在這么短促的時(shí)間內(nèi)完成換氣工作，限制了發(fā)動機(jī)性能的提高。解決這個問題的方法只能是擴(kuò)大氣體出入的空間。換句話就是用空間換取時(shí)間。多氣門技術(shù)是解決問題的最好方法，直至80年代推廣多氣門技術(shù)才使發(fā)動機(jī)的整體質(zhì)量有了一次質(zhì)的飛躍。
多氣門發(fā)動機(jī)是指每一個氣缸的氣門數(shù)目超過兩個，即兩個進(jìn)氣門和一個排氣門的三氣門式；兩個進(jìn)氣門和兩個排氣門的四氣門式；三個進(jìn)氣門和兩個排氣門的五氣門式。目前轎車上的多氣門發(fā)動機(jī)多是四氣門式的。四缸發(fā)動機(jī)有16個氣門，6氣缸發(fā)動機(jī)有24個氣門，8氣缸發(fā)動機(jī)就有32個氣門。
展開 配氣機(jī)構(gòu)
配氣機(jī)構(gòu)主要包括正時(shí)齒輪系、凸輪軸、氣門傳動組件（氣門、推桿、搖臂等），主要作用是根據(jù)發(fā)動機(jī)的工作情況，適時(shí)的開啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排氣門，以使得新鮮混合氣體及時(shí)充滿氣缸，廢氣得以及時(shí)排出氣缸外。
配氣機(jī)構(gòu)示意圖
配氣機(jī)構(gòu)組成
配氣機(jī)構(gòu)類型
按照凸輪軸的位置可分為底置凸輪軸式和頂置凸輪軸式。底置凸輪軸式就是凸輪軸布置在氣缸底部；頂置凸輪軸式是指是凸輪軸布置在氣缸的頂部。OHV（Overhead valve）是指頂置氣門底置凸輪軸。OHC（Overhead camshaft）是指頂置凸輪軸。如果氣缸頂部只有一根凸輪軸同時(shí)負(fù)責(zé)進(jìn)、排氣門的開、關(guān)，稱為單頂置凸輪軸（Single overhead camshaft，SOHC）。
頂置氣門發(fā)動機(jī)
如果在頂部有兩根凸輪軸分別負(fù)責(zé)進(jìn)氣門和排氣門的開、關(guān)，則稱為雙頂置凸輪軸（Double overhead camshaft，DOHC）。在DOHC下，凸輪軸有兩根，一根可以專門控制進(jìn)氣門，另一根則專門控制排氣門，這樣可以增大進(jìn)氣門面積，改善燃燒室形狀，而且提高了氣門運(yùn)動速度，非常適合高速汽車使用。
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1.2 機(jī)械噪聲控制
配氣機(jī)構(gòu)噪聲控制：選用優(yōu)良的凸輪型線，保證平滑的加速曲線和良好的配氣機(jī)構(gòu)動態(tài)特性;提高配氣機(jī)構(gòu)剛度，減小部件的變形量，以減小振動和氣門不正常運(yùn)動,避免氣門飛脫與落座反跳、氣門早關(guān)與彈簧并圈，提高各零件之間的摩擦面精度，減小氣門間隙;使摩擦面適度潤滑。
正時(shí)傳動系統(tǒng)是發(fā)動機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的重要組成部分，用于準(zhǔn)確地定時(shí)開啟和關(guān)閉相應(yīng)的進(jìn)、排氣門[2]。正時(shí)性能的好壞直接影響發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性、NVH及排放性能[3]。正時(shí)皮帶由于噪聲低而被廣泛用于發(fā)動機(jī)上驅(qū)動氣門機(jī)構(gòu)，但正時(shí)皮帶噪聲令人厭煩。為了提升整車的安靜程度，高質(zhì)量的整車必須降低正時(shí)皮帶的噪聲[4]。
八大機(jī)構(gòu)是針對發(fā)動機(jī)而言的，點(diǎn)火系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)、曲柄連桿系統(tǒng)、配氣機(jī)構(gòu)和凈化裝置。四大系統(tǒng)則主要針對底盤而言，分別為傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動系統(tǒng)。
1.動力系統(tǒng)差異
純電動汽車和燃油車最大的區(qū)別在于動力系統(tǒng)的不同。
傳統(tǒng)燃油車的動力系統(tǒng)由發(fā)動機(jī)總成和變速箱總成構(gòu)成。燃油在發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)燃燒，使氣缸內(nèi)的氣體迅速膨脹，推動活塞運(yùn)動，產(chǎn)生動力。
配氣機(jī)構(gòu)
配氣機(jī)構(gòu)的功用是根據(jù)發(fā)動機(jī)的工作順序和工作過程，定時(shí)開啟和關(guān)閉進(jìn)氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進(jìn)入氣缸，并使廢氣從氣缸內(nèi)排出，實(shí)現(xiàn)換氣過程。
2) 研究生學(xué)歷，固體力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、內(nèi)燃機(jī)、車輛工程等專業(yè)
3) 2年以上有限元及動力學(xué)分析經(jīng)驗(yàn)，從事發(fā)動機(jī)行業(yè)者優(yōu)先
4) 2年以上配氣機(jī)構(gòu)，齒輪系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，有意愿從事動力學(xué)仿真工作者優(yōu)先
5) 英語讀寫能力強(qiáng)，并具有一定的聽說能力
6) 有使用GT-suite、AVL Excite、ANSYS、
● 配氣機(jī)構(gòu)的作用
配氣機(jī)構(gòu)主要包括正時(shí)齒輪系、凸輪軸、氣門傳動組件（氣門、推桿、搖臂等），主要的作用是根據(jù)發(fā)動機(jī)的工作情況，適時(shí)的開啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排氣門，以使得新鮮混合氣體及時(shí)充滿氣缸，廢氣得以及時(shí)排出氣缸外。
● 什么是氣門正時(shí)？為什么需要正時(shí)？
所謂氣門正時(shí)，可以簡單理解為氣門開啟和關(guān)閉的時(shí)刻。
氣門裝置是發(fā)動機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的一個組成部分，在發(fā)動機(jī)工作起非常重要的作用。燃油發(fā)動機(jī)的工作運(yùn)轉(zhuǎn)由進(jìn)氣，壓縮，作功和排氣四個工作過程組成。要使發(fā)動機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)就必須使這四個工作過程周而復(fù)始，順序定時(shí)地循環(huán)工作。如果發(fā)現(xiàn)氣門有異響，一定要及時(shí)排除故障，以免損壞發(fā)動機(jī)。
內(nèi)部EGR循環(huán)是通過可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)改變配氣相位來實(shí)現(xiàn)的，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，不需要改變發(fā)動機(jī)的機(jī)體構(gòu)造，但其對EGR率的控制非常困難。
一、先了解兩個概念：配氣相位機(jī)構(gòu)和氣門
1、配氣相位機(jī)構(gòu)的原理和作用
發(fā)動機(jī)的配氣相位機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)向氣缸提供汽油燃燒做功所必須的新鮮空氣，并將燃燒后的廢氣排出，這一套動作可以看做是人體吸氣和呼氣的過程。從工作原理上講，配氣相位機(jī)構(gòu)的主要功能是按照一定的時(shí)限來開啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排氣門，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)氣缸換氣補(bǔ)給的整個過程。
● 配氣機(jī)構(gòu)的作用
配氣機(jī)構(gòu)主要包括正時(shí)齒輪系、凸輪軸、氣門傳動組件（氣門、推桿、搖臂等），主要的作用是根據(jù)發(fā)動機(jī)的工作情況，適時(shí)的開啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排氣門，以使得新鮮混合氣體及時(shí)充滿氣缸，廢氣得以及時(shí)排出氣缸外。
● 什么是氣門正時(shí)？為什么需要正時(shí)？
所謂氣門正時(shí)，可以簡單理解為氣門開啟和關(guān)閉的時(shí)刻。
