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2.4 配气机构

(1)功用与组成

1)配气机构功用:按照发动机各缸工作过程的需要,定时地开启或关闭进、排气门,使可燃混合气及时进入气缸,废气及时排出气缸。

2)配气机构组成:曲轴、正时链轮、正时链条、凸轮轴、进气门、排气门、气门弹簧和气门油封等(图2-36)。

笔 记

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图2-36 配气机构组成

1—曲轴2—正时链轮3—正时链条 4—进气凸轮轴5—进气门 6—排气凸轮轴7—排气门

(2)凸轮轴类型 根据凸轮轴的数量和位置,分为DOHC型、DOHC紧凑型、OHC型和OHV型。

1)DOHC型(双顶置凸轮轴)。在气缸盖上装有两根凸轮轴,正时带同时驱动两根凸轮轴,凸轮通过气门挺杆推动气门,不设有摇臂和摇臂轴,以减少零件数量和保证气门精确运动(图2-37中A)。

2)DOHC紧凑型(双顶置凸轮轴紧凑型)。在气缸盖上装有两根凸轮轴,正时带驱动排气凸轮轴,再通过齿轮驱动进气凸轮轴(图2-37中B)。

3)OHC型(单顶置凸轮轴)。在气缸盖上装有一根凸轮轴,凸轮通过摇臂来推动气门(图2-38中A)。

4)OHV型(顶置气门)。早期发动机采用此类型,凸轮轴位于气缸体内部,凸轮通过推杆和摇臂来推动气门(图2-38中B)。

图2-37 DOHC型与紧凑DOHC型

A—DOHC型 B—DOHC紧凑型 1—正时带 2—剪式齿轮 3—凸轮轴

图2-38 OHC型与OHV型

A—OHC型 B—OHV型 1—正时带 2—凸轮轴 3—推杆 4—摇臂

(3)传动方式

1)正时链条。正时链条将曲轴的旋转运动传递至凸轮轴(图2-39)。因其需要润滑和噪声较大,曾被正时带代替。但由于其寿命长、运行可靠(不会断裂),现又被采用。

2)正时带。正时带与齿轮相似,因带上有轮齿被称作同步带,带齿与正时带轮啮合(图2-40)。汽车正时带以橡胶为基本材料制成,内部有尼龙线,极大地增加了带的传动力。安装正时带时必须保证适度的张紧力,超寿命使用可能会发生断裂,必须按规定行驶里程更换正时带。

笔 记

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图2-39 正时链条

1—正时链条 2—凸轮轴正时链轮 3—曲轴正时链轮

图2-40 正时带

1—正时带 2—凸轮轴正时带轮 3—曲轴正时带轮

(4)智能可变气门正时系统

1)智能可变气门正时(VVT-i)系统。计算机根据发动机状态最优地控制进气门的开启和关闭时机。在进气凸轮轴的正时链轮内设有相位液压调节器(图2-41),电磁控制阀改变调节器油腔的液压,就可改变进气门的开启和关闭时机。VVT-i系统可提高充气效率、输出转矩、输出功率和燃油经济性,降低有害排放物。

2)智能可变气门正时和升程(VVTL-i)系统在发动机高速运转时增加气门升程,可进一步提高充气效率。

图2-41 VVT-i系统

1—相位调节器 2—凸轮轴位置传感器 3—冷却液温度传感器 4—电磁控制阀 5—曲轴位置传感器