內(nèi)容架構(gòu)教學(xué)目標(biāo)要求、重點(diǎn)與難點(diǎn)換氣系統(tǒng)主要由進(jìn)氣管裝置、配氣機(jī)構(gòu)與排氣管裝置等組成。進(jìn)氣管裝置負(fù)責(zé)對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行過濾、計(jì)量后導(dǎo)入至進(jìn)氣門前；排氣管裝置匯集發(fā)動(dòng)機(jī)各缸的廢氣，使之安全地排入大氣中；配氣機(jī)構(gòu)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)各缸的工作循環(huán)和點(diǎn)火次序適時(shí)地開啟和關(guān)閉各缸的進(jìn)、排氣門，使適量的空氣或空氣與燃油的混合氣適時(shí)地進(jìn)入氣缸，并適時(shí)地將廢氣排出氣缸。3.1換氣系統(tǒng)總體組成與工作原理換氣系統(tǒng)總體組成進(jìn)氣管裝置進(jìn)氣管裝置由空氣濾清器、進(jìn)氣總管、進(jìn)氣歧管及安裝在進(jìn)氣管路上的空氣流量計(jì)、節(jié)氣門體（汽油機(jī)）及一些進(jìn)氣控制裝置組成。排氣管裝置由排氣歧管、排氣總管和排氣消聲器組成排氣管裝置配氣機(jī)構(gòu)由氣門組件、傳動(dòng)組件和驅(qū)動(dòng)組件組成配氣機(jī)構(gòu)總體總成3.2換氣系統(tǒng)主要部件3.2.1空氣濾清器空氣濾清器是去除空氣中塵埃和油霧的裝置。按工作原理分：慣性式和過濾式按濾芯材料分：紙濾芯、鐵絲網(wǎng)濾芯等作用：減小排氣噪聲和消除廢氣中的火焰或火星，使廢氣安全地排入大氣?；驹恚和ㄟ^多次地變動(dòng)排氣氣流方向或重復(fù)地使氣流通過收縮又?jǐn)U大的截面，或?qū)饬鞣指顬樵S多小的支流并沿著不平滑的平面流動(dòng)等方法，以消耗廢氣中的能量，衰減排氣氣流的壓力波，降低噪聲。3.2.2排氣消聲器排氣消聲器構(gòu)造（1）按凸輪軸布置位置分：有下置凸輪軸、中置凸輪軸和上置凸輪軸三種3.2.2配氣機(jī)構(gòu)根據(jù)頂置氣門凸輪軸的個(gè)數(shù)，又分為單頂置凸輪軸（SOHC）和雙頂置凸輪軸（DOHC）兩種1-曲軸正時(shí)齒輪2-凸輪軸正時(shí)齒輪3-凸輪軸4-挺柱5-推桿6-搖臂座7-搖臂軸8-搖臂9-氣門（2）按曲軸和配氣凸輪軸的傳動(dòng)方式分：齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和同步帶傳動(dòng)三種1）齒輪傳動(dòng)，凸輪軸下置、中置的配氣機(jī)構(gòu)大多采用此凸輪軸傳動(dòng)方式2）鏈傳動(dòng)，多用在凸輪軸頂置的配氣機(jī)構(gòu)中優(yōu)點(diǎn):布置容易缺點(diǎn):結(jié)構(gòu)質(zhì)量及噪聲較大3）齒帶傳動(dòng)，現(xiàn)代高速發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛采用，可以減小噪聲，減少結(jié)構(gòu)質(zhì)量和降低成本。（3）按每缸氣門的數(shù)目分：2氣門、3氣門、4氣門、5氣門配氣機(jī)構(gòu)(1)氣門組件：由氣門、氣門座、氣門導(dǎo)管、氣門彈簧、氣門鎖夾等零件組成2.配氣機(jī)構(gòu)主要組件的結(jié)構(gòu)與原理1）氣門:由頭部、桿身和帶密封錐面的氣門盤組成。氣門盤頂面的形狀：凸頂、平頂和凹頂氣門彈簧座的固定方式：鎖夾式和鎖銷式2）氣門座3）氣門導(dǎo)管和油封4）氣門彈簧a)等螺距彈簧b)不等螺距彈簧c)雙彈簧(2)凸輪軸組件：由凸輪軸、凸輪軸襯套和止推凸緣等組成。凸輪軸的軸向定位：調(diào)整止推片2的厚度，可控制其軸向間隙大小。正時(shí)齒輪安裝記號(hào)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝時(shí)應(yīng)特別注意曲軸正時(shí)齒輪（或鏈輪、帶輪）與凸輪軸正時(shí)齒輪（或鏈輪、帶輪）的相互位置關(guān)系圖中齒輪上的點(diǎn)A應(yīng)與點(diǎn)B相互對(duì)齊。(3)凸輪軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是將凸輪軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)闅忾T往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。主要由氣門挺柱、推桿、搖臂、搖臂軸、氣門間隙調(diào)整螺釘和液壓挺柱等組成。(4)氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1）挺柱挺柱的作用是將凸輪的推力傳給推桿或氣門，承受凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)傳來的側(cè)向力并傳給發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體。2）推桿推桿位于挺柱和搖臂之間，作用是將挺柱傳來的推力傳給搖臂。3）搖臂搖臂實(shí)際上是一個(gè)雙臂杠桿，作用是將挺桿傳來的運(yùn)動(dòng)和作用力改變方向，作用到氣門桿端，開閉氣門。搖臂通過青銅襯套或滾針軸承支承在空心的搖臂軸上，再一起固定在搖臂軸支座上。氣門間隙是指發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)，氣門關(guān)閉時(shí)，氣門與搖臂之間的間隙。作用是為氣門及驅(qū)動(dòng)組件工作時(shí)留有受熱膨脹的余地。4）氣門間隙調(diào)整螺釘桑塔納和捷達(dá)轎車發(fā)動(dòng)機(jī)采用的液壓挺柱5）液壓挺桿1.進(jìn)氣過程2.排氣過程：（1）自由排氣階段（2）強(qiáng)制排氣階段3.3四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過程及其影響因素3.3.1四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過程配氣定時(shí)：進(jìn)、排氣門實(shí)際開啟關(guān)閉的時(shí)刻以曲軸轉(zhuǎn)角表示，也稱配氣相位。用環(huán)形圖表示配氣相位稱為配氣相位圖。（1）進(jìn)氣提前角（2）進(jìn)氣滯后角（3）排氣提前角（4）排氣滯后角（5）氣門重疊角3.3.2配氣定時(shí)（配氣相位）發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)不同，轉(zhuǎn)速不同，配氣相位也就不同，最佳的配氣相位角是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)性能要求，通過反復(fù)試驗(yàn)確定。充氣效率：每循環(huán)實(shí)際進(jìn)入氣缸的充量與進(jìn)氣狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的理論充量的比值。V1、

m1――實(shí)際進(jìn)入氣缸充量的體積、質(zhì)量；Vh、ms——進(jìn)氣狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的理論充量的體積、質(zhì)量柴油機(jī)充氣效率一般在0.75～0.9，汽油機(jī)在0.70～0.85。3.3.3充氣效率

（1）進(jìn)氣終了壓力pa

：pa值越高，ην值也越大。減少進(jìn)氣系統(tǒng)流通阻力，可提高pa。（2）進(jìn)氣終了溫度Ta：Ta越高，充入氣缸中的工質(zhì)密度越小，新鮮充量越少。（3）氣缸內(nèi)殘余廢氣數(shù)量：提高壓縮比、采用多氣門結(jié)構(gòu)、合理的排氣相位，都可以減少氣缸內(nèi)殘余廢氣量，使充氣效率提升。（4）配氣相位：合理的配氣相位可以有效延長進(jìn)排氣延續(xù)時(shí)間，提高充氣效率。3.3.4影響換氣過程的因素分析3.4.1可變進(jìn)氣管控制系統(tǒng)1.工作原理進(jìn)氣管長度、直徑等進(jìn)氣系統(tǒng)參數(shù)都會(huì)改變進(jìn)氣壓力波，因而適當(dāng)調(diào)整和控制這些參數(shù)，可以有效地利用進(jìn)氣壓力波提高充氣效率。2.控制方法按照氣體壓力波傳播的特點(diǎn)設(shè)計(jì)進(jìn)氣道，使進(jìn)氣道的長度、形狀都可以改變，利用進(jìn)氣動(dòng)態(tài)效應(yīng)來提高充氣效率。（1）進(jìn)氣管長度可變結(jié)構(gòu)（2）進(jìn)氣管截面可變結(jié)構(gòu)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況而改變配氣相位和氣門升程。低速時(shí)，采用小的氣門重疊角及氣門升程高速時(shí)，采用大的氣門重疊角及氣門升程作用：改變發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和充氣相率3.4.2可變配氣機(jī)構(gòu)控制技術(shù)2.可變配氣機(jī)構(gòu)類型本田VTEC1-凸輪軸2-搖臂軸3-主搖臂4-正時(shí)板5-中間搖臂6-止推活塞7-輔助搖臂8-同步活塞B9-同步活塞A10-正時(shí)活塞3.可變配氣機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)原理凸輪軸對(duì)應(yīng)于每一缸有五段凸輪參加工作基本結(jié)構(gòu)三個(gè)進(jìn)氣凸輪分別驅(qū)動(dòng)三根搖臂，與主凸輪、輔助凸輪和中間凸輪相對(duì)應(yīng)的搖臂分別為主搖臂7、輔助搖臂5和中間搖臂6。三根搖臂內(nèi)部裝有由液壓控制移動(dòng)的同步活塞3和4、正時(shí)活塞1等。工作過程:發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)：三個(gè)搖臂彼此分離獨(dú)立，中間搖臂并不參與工作，VTEC工作和普通發(fā)動(dòng)機(jī)相似。VTEC的工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)：三根搖臂鎖成一體。由中間凸輪升程最高驅(qū)動(dòng)，進(jìn)氣門開啟時(shí)間延長，升程增加。使發(fā)動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩提高。i-VTEC系統(tǒng)i-VTEC系統(tǒng)是在VTEC系統(tǒng)的甚而上增加了一個(gè)稱為“可變正時(shí)控制”（VTC，VariableTimingControl），即一組進(jìn)氣門凸輪軸正時(shí)可變控制機(jī)構(gòu)，通過ECU控制程序，控制進(jìn)氣門的開啟和關(guān)閉。（2）工作過程控制：由控制系統(tǒng)控制主要由傳感器、控制單元和執(zhí)行器組成。增壓：就是將空氣預(yù)先壓縮后再供入氣缸，以提高進(jìn)氣密度、增加進(jìn)氣量的一項(xiàng)技術(shù)。進(jìn)氣增壓程度常用以下兩個(gè)參數(shù)衡量：（1）增壓度φ:是指發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后增長的功率與增壓前的功率之比。Pek——發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后的有效功率；Peo——發(fā)動(dòng)機(jī)增壓前的有效功率。3.5發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓3.5.1增壓基本概念

（2）增壓比Πb：指增壓后空氣壓力pb與增壓前空氣壓力p0之比。增壓發(fā)動(dòng)機(jī)按增壓比的大小可分為：低增壓（πb

＜1.5）、中增壓（1.5＜πb≤2.5）、高增壓（2.5＜πb≤3.5)和超高增壓（πb＞3.5）。

進(jìn)氣增壓的方法有廢氣渦輪增壓、機(jī)械增壓、氣波增壓等，其中以廢氣渦輪增壓技術(shù)最為成熟，效率也高，應(yīng)用最廣。排氣渦輪增壓3.5.2廢氣渦輪增壓1.

基本結(jié)構(gòu)與工作原理渦輪機(jī)和壓氣機(jī)通過中間體組裝在一起稱為增壓器。徑流式渦輪增壓器由離心式壓氣機(jī)（動(dòng)力渦輪）、徑流式渦輪機(jī)（增壓渦輪）和中間體三部分組成2.徑流式渦輪增壓器（1）離心式壓氣機(jī)：由進(jìn)氣道、葉輪、葉片式擴(kuò)壓管和蝸殼組成（2）徑流式渦輪機(jī)：是將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功的裝置。（3）中間體中間體（1）增壓壓力的控制常見的方式有旁通式渦輪增壓控制及可變渦輪葉片式增壓控制等排氣旁通閥

1-膜片式控制閥2-連動(dòng)桿3-排氣旁通閥4-排氣管5-渦輪機(jī)葉輪6-渦輪機(jī)蝸殼7-增壓器軸8-中間體9-壓氣機(jī)蝸殼10-壓氣機(jī)葉輪11-連通管3.增壓系統(tǒng)的控制1）旁通式渦輪增壓控制現(xiàn)代電控汽油機(jī)中，排氣旁通閥通常由發(fā)動(dòng)機(jī)電腦控制。2）可變渦輪葉片式增壓控制（2）增壓空氣的冷卻由于進(jìn)氣增壓，空氣溫度必然升高，若不對(duì)增壓空氣進(jìn)行冷卻，則實(shí)際進(jìn)氣充量減少，影響增壓效果。因此在廢氣渦輪增壓系統(tǒng)中，一般都帶有冷卻器，也稱中冷器，對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行冷卻，同時(shí)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷和排氣溫度，以提高充氣效率。試驗(yàn)證明，增壓空氣溫度每降低10℃，柴油機(jī)的循環(huán)平均溫度可降低25～30℃，在壓縮比為1.5～2時(shí)，供氣量能比不用中冷器時(shí)提高10%～18%，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性都會(huì)得到改善。發(fā)動(dòng)機(jī)換氣系統(tǒng)由進(jìn)氣管裝置、配氣機(jī)構(gòu)、排氣管裝置等組成。配氣機(jī)構(gòu)的作用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)需要，適時(shí)地開啟和關(guān)閉各缸的進(jìn)、排氣門，它主要由氣門組件、凸輪軸組件、凸輪軸傳動(dòng)組件和氣門驅(qū)動(dòng)組件組成。現(xiàn)代轎車發(fā)動(dòng)機(jī)較多采用頂置多氣門、上置凸輪軸式、同步帶傳動(dòng)式結(jié)構(gòu)。四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程含自由排氣、強(qiáng)制排氣和進(jìn)氣階段。在換氣過程中，進(jìn)、排氣門均早開和遲閉。進(jìn)、排氣門實(shí)際開閉時(shí)刻曲軸轉(zhuǎn)角來表示，稱為配氣相位。本章小結(jié)4.充氣效率是評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過程完善程度的指標(biāo)，它是指每循環(huán)實(shí)際進(jìn)入氣缸的充量與進(jìn)氣狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的理論充量的比值。影響充氣效率ην的因素有進(jìn)氣終了的氣缸壓力和溫度、殘余廢氣量、壓縮比及配氣正時(shí)等。正確安裝并定時(shí)檢查調(diào)整配氣相位，定時(shí)檢查調(diào)整氣門間隙，定時(shí)清潔維護(hù)空氣濾清器對(duì)提高充氣效率影響極大。本章小結(jié)5.可變進(jìn)氣管控制系統(tǒng)可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等參數(shù)的變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)氣管長度和流通截面，利用氣流的波動(dòng)效應(yīng)來增加進(jìn)氣量，提高充氣效率。6.可變氣門控制系統(tǒng)能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況而改變氣門升程和氣門