配氣機構配氣機構是內燃機中重要的組成部分，它控制著氣門的開啟和關閉，從而實現氣體的進出，確保發動機正常工作。課程介紹11.概述本課程將深入探討配氣機構的作用、結構和工作原理，并介紹其在內燃機中的重要性。22.目標幫助學生掌握配氣機構的基礎知識，理解其工作原理，并了解其在現代汽車發動機中的應用。33.內容課程內容涵蓋單氣門和雙氣門結構、氣門配合間隙、凸輪機構、配氣參數優化以及可變氣門技術等。44.應用本課程的知識將在汽車發動機維修、保養和設計等領域得到廣泛應用。配氣機構作用控制氣門開閉氣門開閉時間，進排氣時間，保證發動機吸入新鮮空氣，排出廢氣，提高發動機效率。控制氣門開閉角度控制氣門打開時間，決定氣門行程，影響氣缸進排氣效率，決定發動機輸出功率。控制氣門開閉時機控制氣門打開時間，影響發動機進排氣流量，決定發動機工作性能，例如扭矩和燃油經濟性。配氣機構分類按氣門數量分類單氣門機構只使用一個氣門，而雙氣門機構使用兩個氣門，用于進氣和排氣。按氣門位置分類頂置式氣門機構將氣門放置在氣缸蓋上，而側置式氣門機構將氣門放置在氣缸體上。按氣門驅動方式分類凸輪軸驅動氣門機構使用凸輪軸來驅動氣門，而搖臂驅動氣門機構使用搖臂來驅動氣門。單氣門結構單氣門結構是最簡單的配氣機構形式，只有一個氣門來控制進氣和排氣。這種結構簡單、成本低，適用于低速、低功率的發動機，例如小型汽油發動機。它具有結構簡單，成本低，維修方便等優點。但是，由于只有一個氣門，氣門流量受限，發動機功率和效率較低。單氣門工作原理進氣行程活塞向下運動，氣缸容積增大，形成負壓，將新鮮空氣吸入氣缸。壓縮行程活塞向上運動，壓縮氣缸內的空氣，氣缸壓力和溫度升高。做功行程燃料在高溫高壓下燃燒，產生膨脹的燃氣，推動活塞向下運動。排氣行程活塞向上運動，將燃燒后的廢氣排出氣缸，完成一個工作循環。單氣門性能評價指標指標描述氣門升程氣門最大開啟高度氣門開啟時間氣門打開持續時間氣門關閉時間氣門關閉持續時間氣門重疊角進排氣門同時開啟角度雙氣門結構雙氣門結構是指發動機氣缸中設置兩個氣門，一個進氣門，一個排氣門。與單氣門結構相比，雙氣門結構能夠提高進排氣效率，增加發動機的功率和扭矩。雙氣門結構可以有效地提高氣缸的充氣效率，并降低氣流阻力，從而提升發動機的動力性能。同時，雙氣門結構還可以改善燃燒室的形狀，提高燃燒效率，降低油耗。雙氣門工作原理1進氣行程氣門打開，混合氣進入氣缸2壓縮行程氣門關閉，活塞壓縮混合氣3做功行程混合氣燃燒，推動活塞做功4排氣行程氣門打開，廢氣排出氣缸雙氣門的工作原理基于四個行程的循環，每個行程都由特定的氣門動作來控制。每個氣門在每個行程中扮演著重要的角色，確保氣缸內混合氣的進出以及燃燒過程的順利進行。雙氣門性能評價指標雙氣門性能評價指標主要包括氣門開啟角度、氣門關閉角度、氣門升程、氣門重疊角和氣門間隙等。這些指標直接影響發動機的性能和可靠性。氣門配合間隙的重要性保證氣門密封氣門配合間隙過小，會導致氣門關閉不嚴，造成漏氣，影響發動機性能。防止氣門撞擊氣門配合間隙過大，會導致氣門打開延遲，造成氣門撞擊活塞，損壞發動機。確保氣門正常工作適當的氣門配合間隙，可以保證氣門正常工作，提高發動機效率，延長發動機壽命。氣門配合間隙調整1檢查間隙使用塞尺測量氣門間隙。塞尺應平穩插入氣門桿與搖臂之間。間隙不符合要求需要調整。2調整螺母通過松緊氣門間隙調整螺母來改變間隙。如果間隙過大，則需擰緊螺母；如果間隙過小，則需松開螺母。3再次測量調整后再次測量間隙，確保其符合規范。重復上述步驟直到間隙調整到合適范圍。氣門搖臂機構搖臂結構搖臂機構是將凸輪軸的旋轉運動轉化為氣門的升降運動的關鍵部件。運動規律搖臂機構利用凸輪的形狀變化，控制氣門的開啟和關閉時間。類型多樣常見的搖臂機構類型包括側置式、頂置式、以及滾針式搖臂。氣門彈簧氣門彈簧是配氣機構中不可或缺的部件，其作用是使氣門在閉合時始終保持緊閉，防止氣門在發動機工作時因氣體壓力而打開。氣門彈簧的性能對發動機的性能有很大影響，彈簧的彈力過大或過小都會影響發動機的正常工作，因此彈簧的彈力必須符合發動機的要求。凸輪機構凸輪機構是配氣機構的重要組成部分。它通過凸輪的旋轉運動，帶動氣門開閉，控制氣門開啟和關閉的時間和角度。凸輪機構的形狀和尺寸決定了氣門開啟和關閉的時機和幅度，影響發動機的性能。凸輪機構的設計和制造對發動機性能至關重要。不同的凸輪機構形狀和尺寸對應不同的氣門開啟和關閉時機，進而影響發動機的動力、燃油經濟性和排放等性能。凸輪工作原理1凸輪轉動凸輪軸轉動2凸輪廓線推動氣門3氣門升程氣門開閉4氣門時程控制氣門動作凸輪軸轉動時，凸輪廓線推動氣門搖臂，使氣門升程，從而實現氣門的開閉。凸輪廓線形狀決定了氣門升程和氣門開啟、關閉的時間，即氣門時程。氣門時程控制了氣門動作，影響發動機的進氣和排氣過程。凸輪參數設計升程升程是凸輪輪廓最大高度，決定氣門開啟高度，影響進排氣量。升程過大，會導致氣門與活塞碰撞，影響發動機性能。基圓半徑基圓半徑決定凸輪輪廓的尺寸，影響氣門開啟時間和關閉時間。基圓半徑過小，會導致凸輪軸強度不足，影響發動機壽命。凸輪廓角凸輪廓角決定氣門開啟和關閉的速度，影響進排氣效率。凸輪廓角過小，會導致氣門開啟和關閉速度過快，影響發動機性能。凸輪軸偏心距凸輪軸偏心距決定氣門開啟和關閉的位置，影響發動機性能。凸輪軸偏心距過大，會導致氣門開啟和關閉位置不準確，影響發動機性能。凸輪擺角與氣門時程凸輪擺角凸輪擺角是指凸輪軸旋轉一周時，凸輪廓線所掃過的角度。氣門升程氣門升程是指氣門從關閉狀態到完全打開時的最大高度。氣門開啟時間氣門開啟時間是指從凸輪開始推動氣門到氣門完全打開的時間。氣門關閉時間氣門關閉時間是指從氣門開始關閉到完全關閉的時間。配氣參數優化提高發動機性能通過調整氣門升程、開啟和關閉時間，提高發動機的功率、扭矩和燃油經濟性。減少排放優化配氣參數可以降低有害排放，例如氮氧化物和顆粒物。數值模擬使用計算機模擬軟件對不同的配氣參數進行仿真，預測其影響。實驗驗證通過實際試驗驗證模擬結果，并對參數進行微調，獲得最佳配置。動態配氣技術11.可變氣門升程調節氣門打開高度，控制進氣量和排氣量。22.可變氣門正時改變氣門開啟和關閉時間，優化燃燒過程。33.可變進氣歧管根據發動機轉速和負荷調整進氣歧管長度，提高進氣效率。44.電子控制系統精確控制動態配氣參數，優化發動機性能。可變氣門行程技術氣門行程調節改變進氣和排氣氣門的開度，控制氣門行程變化，實現發動機性能優化。機械式調節通過機械機構改變氣門行程，例如凸輪輪廓可變技術，實現不同工況下氣門行程的改變。電子控制通過電子控制單元（ECU）控制執行機構，實現氣門行程的動態調節。優勢提高發動機效率，降低油耗，增強發動機動力，改善排放性能。可變氣門正時技術改善發動機性能可變氣門正時技術可通過改變氣門開閉時間，優化進排氣過程，提高發動機功率和扭矩，改善燃油經濟性和排放性能。提升燃油效率可變氣門正時技術可以根據發動機工況，調整氣門開閉時間，在不同轉速和負荷下，優化氣門正時，提高燃油利用效率。可變氣門正時機構機械式機構利用凸輪軸的旋轉來改變氣門的開啟和關閉時間，實現可變氣門正時。電子控制機構通過電子控制單元控制電磁閥，改變油壓，從而控制氣門正時。混合式機構將機械式和電子控制式機構相結合，可以實現更精確和靈活的控制。可變氣門機構性能分析可變氣門機構通過調節氣門升程、正時或兩者結合，優化發動機性能，提高燃油經濟性和排放。10-15%燃油效率提升可變氣門機構可以根據發動機工況調整氣門升程和正時，優化氣缸充氣效率，降低油耗。5-10%動力提升在高負荷工況下，可變氣門機構可以提高氣缸充氣效率，提升發動機功率。5-10%排放降低可變氣門機構可以優化燃燒過程，降低有害氣體排放。1-2%噪聲降低可變氣門機構可以減少發動機運轉時的噪聲。可變氣門機構故障診斷運行噪音可變氣門機構故障會導致發動機運行噪音明顯增加。動力下降可變氣門機構故障會導致發動機動力下降，加速無力。故障碼汽車電子控制系統會記錄可變氣門機構故障碼，可通過OBD讀取。指示燈儀表盤上的發動機故障指示燈可能會亮起，提醒駕駛員注意。柴油機配氣機構特點柴油機配氣機構比汽油機配氣機構簡單，通常采用單氣門結構，排氣門在進氣門之后開啟。柴油機燃燒室壓縮比高，燃油利用率高，排氣壓力高，對排氣管道的密封性要求更高。氣門結構柴油機氣門通常采用直線形氣門，氣門桿較粗，氣門頭較大，以增強強度和耐熱性。氣門彈簧的彈簧剛度較大，以確保氣門能夠在高壓力下正常工作。汽油機配氣機構11.吸氣行程進氣門打開，新鮮空氣進入汽缸。22.壓縮行程進氣門關閉，活塞壓縮混合氣。33.爆炸行程混合氣被點燃爆炸，推動活塞向下運動。44.排氣行程排氣門打開，廢氣被排出汽缸。配氣機構電子控制電子控制單元(ECU)ECU控制配氣相位和氣門升程，優化發動機性能，提高燃油效率和排放。傳感器傳感器收集發動機運行數據，例如發動機轉速、進氣壓力和溫度。執行器執行器根據ECU指令調節氣門正時和升程，實現精準控制。配氣機構維護保養定期檢查定期檢查氣門間隙、氣門彈簧、凸輪軸等部件，確保其完好無損，避免因磨損或故障導致發動機性能下降或損壞。清潔保養定期清潔配氣機構，清除積碳和油泥，保持氣門和氣門座的清潔，確保氣門的正常工作。更換零件根據使用時間和磨損程度