内燃机配气机构设计

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1、重庆工学院毕业论文配气机构设计9配气机构设计9.1配气机构的工作条件和设计要求配气机构的功用是按发动机所进行的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭进排气门，使新鲜的可燃混合气得以及时进入气缸，废气得以及时排出气缸。在高速的发动机中，每个工作循环的进、排气过程只有千分之几秒，在这短暂的时间内，废气排出得愈彻底，进入的可燃混合气愈多，发动机发出的功率愈大。同时配气机构在急剧变化的高速条件下工作，要受到很大的冲击力，还要受高温燃气的热负荷及化学腐蚀的作用，工作条件恶劣。现代摩托车发动机对配气机构和制造质量都有很高的要求，四行程发动机的

2、要求有：1）要有足够的气体流通面积，以提高进气量；2）要有小的排气阻力，使排气干净，以提高进气量；3）结构要简单，工作要可靠，维修要方便。9.2配气机构的型式选择配气机构因发动机结构不同而异，目前摩托车常用的配气机构有：气孔式配气机构和气门式配气机构。由于气孔式配气机构适用于二冲程发动机，气门式配气机构适用于四冲程发动机，且它充气系数高，燃料热量的利用率高，燃烧较完全，排放污染小，润滑条件好，机件磨损慢，同时发动机的动力性和经济性都比较好。因此本设计采用气门式配气机构。9.3配气机构的布置及传动9.3.1气门的布置气门式配气机构由气

3、门组和气门传动组组成。进气门布置在进气道上，开启时可燃混合气能顺利地进入气缸；排气门布置在排气道上，开启时废气能排出气缸。气门收集配气机构有侧置气门式和顶置气门式两种形式。由于侧置气门式配气机构燃烧室面积大，热量损失多，气道长，进气阻力大，压缩比较低，燃料经济性差。而顶置气门式配气机构进气道短，充气效率高，燃烧室紧凑，压缩比较高，发动机的热效率高，其动力性和经济性比侧置气门式好。因此，选取顶置气门式配气机构。重庆工学院毕业论文配气机构设计顶置气门式配气机构的进气门和排气门都倒挂在气缸上。其气门组包括排气门和进气门、气门导管、气门弹簧

4、、气门弹簧座和气门锁夹等。气门传动组包括气门摇臂、摇臂轴、凸轮轴、正时从动链轮和链条等。发动机工作时，曲轴通过主动正时链轮驱动凸轮轴旋转。当凸轮轴转到凸轮的凸起部位开始顶起摇臂的一端时，使摇臂绕摇臂轴摆动而压缩气门弹簧，推动气门向下运动，即气门开启。当凸轮的凸起部位离开摇臂时，气门便在气门弹簧的作用下又向上运动而落座，即气门关闭，气流通道被封死。9.3.2凸轮轴的布置形式在本设计中，由于是V型发动机，因此选用两根凸轮轴，每根凸轮轴上布置两个凸轮，分别负责进、排气门的开启和关闭。凸轮轴的布置形式有下置式、中置式和顶置式三种，且三者都可

5、以与顶置式气门组成配气机构。所谓顶置凸轮轴是指凸轮轴布置在气缸盖上，当然，气门也布置在气缸盖上。这样布置后，气门传动；零件少，质量小，不仅减小了气门传动机构的惯性力，而且弯曲变形的零件数也减少了，因而气门的传动就更轻便灵活，功率响应就更迅速了。所以本设计采用顶置凸轮轴。9.3.3凸轮轴的传动方式由上述可知：气门的运动必须同活塞的位置相匹配，凸轮轴传动机构的作用是使凸轮轴和气门按活塞的位置正常工作，为此，凸轮轴的转速应是曲轴转速的一半，所以传动机构应有减速功能。其传动比为2：1。由于凸轮轴的布置形式不同，凸轮轴的传动方式也不一样。凸轮

6、轴的传动方式有齿轮传动、锥齿传动、链传动和同步带传动。由于凸轮轴顶置式配气机构一般采用链和链轮传动，因此本设计采用链传动。对于多缸发动机采用链传动时，链轮可以放在曲轴的一端，称为端面链传动；也可放在中间，称为中间链传动。由于采用端面传动时，曲轴两端不对称，影响整车造型美观，还会造成凸轮轴的振动，而采用中间链传动时，可以通过减小凸轮轴链轮，使发动机结构紧凑。因此本设计采用中间链传动。为使发动机在工作时保持链条有一定的张紧力，减小振动，避免脱落而影响配气正时，一般都设有链条张紧装置。以便根据使用情况作必要的调整。链条张紧装置有轮式和导板

7、式两种。由于采用张紧轮能降低噪声，减少磨损。而使用链条张紧器，磨损较大一些，但其张紧效果好，能有效地防止松弛，降低振动。因此，本设计采用导板式链条张紧装置。9.3.4气门间隙的选取重庆工学院毕业论文配气机构设计气门的工作温度很高，气门及气门传动件会因温度升高而膨胀。如果气门传动件之间，在冷态时无间隙或间隙过小，气门及其传动件受热膨胀，势必引起气门被传动件顶住，使气门关闭不严，造成发动机漏气，而使功率下降，严重时甚至不易起动。为了消除以上这种现象，通常发动机在冷态装配时，在气门与其传动机构中留有适当间隙，以补偿气门及其传动件受热后的膨

8、胀伸长量，使气门在工作状态下受拉伸后，还能与气门座贴紧，保证具有良好的密封。这一预留的间隙即为气门间隙。气门间隙的大小一般由发动机制造厂根据实验来确定。由于排气门比进气门承受的热负荷高，热膨胀量大，所以排气门的间隙一般大于进气门间隙。