目前四沖程汽車發(fā)動(dòng)機(jī)都采用氣門式配氣機(jī)構(gòu)其功用是按.ppt

目前，四沖程汽車發(fā)動(dòng)機(jī)都采用氣門式配氣機(jī)構(gòu)。其功用是按照發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序和工作循環(huán)的要求，定時(shí)開啟和關(guān)閉各缸的進(jìn)、排氣門，使新氣進(jìn)入氣缸，廢氣從氣缸排出。 進(jìn)入氣缸內(nèi)的新氣數(shù)量或稱進(jìn)氣量對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能有很大影響。進(jìn)氣量越多，發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率和轉(zhuǎn)矩越大。因此，配氣機(jī)構(gòu)首先要保證進(jìn)氣充分，進(jìn)氣量盡可能多；同時(shí)，廢氣要排除干凈，因?yàn)闅飧變?nèi)殘留的廢氣越多，進(jìn)氣量將會(huì)越少。,第三章 配氣機(jī)構(gòu),內(nèi)容提要,工作條件 工作原理：由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸通過齒輪、鏈輪或齒形帶等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)按工作行程需要驅(qū)動(dòng)凸輪軸旋轉(zhuǎn)，并由此經(jīng)挺柱、推桿及搖臂控制氣門的開、閉，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣。 工作條件：氣門在高溫、高速及往復(fù)沖擊下工作，其它傳動(dòng)機(jī)構(gòu)要保證嚴(yán)格的正時(shí)傳動(dòng)關(guān)系。 充量系數(shù)：進(jìn)氣過程中，實(shí)際進(jìn)入氣缸內(nèi)的新鮮空氣或可燃混合氣的質(zhì)量與在進(jìn)氣狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的新鮮空氣或可燃混合氣的質(zhì)量之比，即：=M/M0 通常， =0.80.9， 越高，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率越大。,主要作用：進(jìn)氣充分、排氣徹底。,第一節(jié) 配氣機(jī)構(gòu)的功用及組成,配氣機(jī)構(gòu)的分類,按照氣門的布置形式分為： 頂置式和側(cè)置式,右圖為氣門頂置式配氣機(jī)構(gòu)， 側(cè)置式氣門配氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)、排氣門都裝置在氣缸體的一側(cè)，目前已被淘汰。,按照凸輪軸的布置形式分為,凸輪軸下置式、中置式和上置式,按照曲軸和凸輪軸的傳動(dòng)方式分為,齒輪傳動(dòng)式、鏈傳動(dòng)式和帶傳動(dòng)式,按照每氣缸氣門數(shù)目分為,二氣門、四氣門、五氣門和多氣門式,氣門式配氣機(jī)構(gòu)由氣門組和氣門傳動(dòng)組兩部分組成，每組的零件組成則與氣門的位置、凸輪軸的位置和氣門驅(qū)動(dòng)形式等有關(guān)。現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)均采用頂置氣門，即進(jìn)、排氣門置于氣缸蓋內(nèi)，倒掛在氣缸頂上。 凸輪軸的位置有下置式、中置式和上置式3種,第二節(jié) 氣門式配氣機(jī)構(gòu)的布置及傳動(dòng),配氣機(jī)構(gòu)的組成：氣門組、氣門傳動(dòng)組。 氣門組： 氣門、氣門導(dǎo)管、氣門座圈、氣門彈簧、 氣門彈簧座和氣門鎖夾等 氣門組作用： 對(duì)氣缸的密封 。 氣門傳動(dòng)組 ：正時(shí)齒輪、凸輪軸、氣門挺柱、氣門推桿、氣門搖 臂、搖臂軸、搖臂軸座和氣門間隙調(diào)整螺釘?shù)取?氣門傳動(dòng)組作用：使進(jìn)、排氣門能按配氣相位規(guī)定的時(shí)刻開閉，且保證有足夠的開度。,一、凸輪軸下置式配氣機(jī)構(gòu)凸輪軸置于曲軸箱內(nèi),下置凸輪軸由曲軸定時(shí)齒輪驅(qū)動(dòng)。當(dāng)凸輪的上升段頂起挺柱時(shí)，經(jīng)推桿和氣門間隙調(diào)整螺釘推動(dòng)搖臂繞搖臂軸擺動(dòng)，壓縮氣門彈簧使氣門開啟。當(dāng)凸輪的下降段與挺柱接觸時(shí)，氣門在氣門彈簧力的作用下逐漸關(guān)閉。 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)每完成一個(gè)工作循環(huán)，每個(gè)氣缸進(jìn)、排氣一次。這時(shí)曲軸轉(zhuǎn)兩周，而凸輪軸只旋轉(zhuǎn)一周，所以曲軸與凸輪軸的轉(zhuǎn)速比或傳動(dòng)比為21,二、凸輪軸中置式配氣機(jī)構(gòu) 凸輪軸置于機(jī)體上部。 主要優(yōu)點(diǎn)：減輕了配氣機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量 三、凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu) 凸輪軸置于氣缸蓋上。 主要優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)件少，剛度大，適合于高速發(fā)動(dòng)機(jī)。 詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)同學(xué)們自學(xué)。,氣門驅(qū)動(dòng)形式,搖臂驅(qū)動(dòng)、擺臂驅(qū)動(dòng)和直接驅(qū)動(dòng)三種類型。 搖臂驅(qū)動(dòng)、單凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu) 凸輪軸推動(dòng)液力挺柱，液力挺柱推動(dòng)搖臂，搖臂再驅(qū)動(dòng)氣門；或凸輪軸直接驅(qū)動(dòng)搖臂，搖臂驅(qū)動(dòng)氣門。,擺臂驅(qū)動(dòng)、凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu),由于擺臂驅(qū)動(dòng)氣門的配氣機(jī)構(gòu)比搖臂驅(qū)動(dòng)式剛度更好，更有利于高速發(fā)動(dòng)機(jī)，因此在轎車發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用比較廣泛。,直接驅(qū)動(dòng)、凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu),在這種形式的配氣機(jī)構(gòu)中，凸輪通過吊杯形機(jī)械挺柱驅(qū)動(dòng)氣門；或通過吊杯形液力挺柱驅(qū)動(dòng)氣門。 與上述各種形式的配氣機(jī)構(gòu)相比，直接驅(qū)動(dòng)式配氣機(jī)構(gòu)的剛度最大，驅(qū)動(dòng)氣門的能量損失最小。,配氣定時(shí),配氣相位的定義：進(jìn)、排氣門的實(shí)際開、閉時(shí)刻，通常用相對(duì)于上、下止點(diǎn)曲拐位置的曲軸轉(zhuǎn)角的環(huán)形圖來表示。 配氣相位圖：用相對(duì)于上、下止點(diǎn)曲拐位置的曲軸轉(zhuǎn)角的環(huán)形圖來表示氣門配氣相位的圖形。為使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣充分、排氣干凈，實(shí)際氣門的開閉時(shí)刻均應(yīng)在理論開、閉時(shí)刻上加以修正，即進(jìn)、排氣門均應(yīng)早開、遲閉。 配氣相位組成: 進(jìn)氣門提前開啟角=0 30； 進(jìn)氣門滯后關(guān)閉角=30 80； 排氣門提前開啟角=40 80； 排氣門延遲關(guān)閉角0 30。,第三節(jié) 配氣定時(shí)及氣門間隙,3、氣門疊開,氣門疊開：當(dāng)進(jìn)氣門早開和排氣門晚關(guān)時(shí)，出現(xiàn)的進(jìn)排氣門同時(shí)開啟的現(xiàn)象。 氣門疊開角：氣門同時(shí)開啟的角度（+ ）。,排氣過程,進(jìn)氣過程,氣門疊開的后果？,可變配氣定時(shí)機(jī)構(gòu) 采用可變配氣定時(shí)機(jī)構(gòu)可以改善發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣定時(shí)應(yīng)該是進(jìn)氣遲后角和氣門重疊角隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高而加大（如馬自達(dá)6）。如果氣門升程也能隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高而加大，則將更有利于獲得良好的發(fā)動(dòng)機(jī)高速性能（如本田VTEC）。,氣門間隙,氣門受熱膨脹。 若氣門及其傳動(dòng)件之間在冷態(tài)時(shí)無間隙或間隙過小，則在熱態(tài)下，氣門及其傳動(dòng)件的受熱膨脹勢(shì)必引起氣門關(guān)閉不嚴(yán)。 氣門間隙：發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)裝配時(shí)，在氣門與其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中留有一定的間隙，以補(bǔ)償氣門受熱后的膨脹量。這一間隙稱為氣門間隙。 氣門間隙的大小由發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)試驗(yàn)確定。 發(fā)動(dòng)機(jī)采用液力挺柱時(shí)，因挺柱的長(zhǎng)度能自動(dòng)變化，隨時(shí)補(bǔ)償氣門的熱膨脹量，故不需要預(yù)留氣門間隙。,氣門桿,搖臂,氣門間隙,為何排氣門間隙大于進(jìn)氣門間隙？,氣門間隙調(diào)整原則,調(diào)整原則： 1、不可調(diào)區(qū)域： 將要排氣，正在排氣，排氣剛完的排氣門不可調(diào)。 將要進(jìn)氣，正在進(jìn)氣，進(jìn)氣剛完的進(jìn)氣門不可調(diào)。 2、調(diào)氣門間隙的步驟： 1）畫出配氣相位圖 2）排出各缸的位置 3）當(dāng)一缸在壓縮上止點(diǎn)時(shí)，判斷其它缸位于何行程，并判斷間隙是否可調(diào)。,第四節(jié) 氣門組,一、氣門 1. 氣門的工作條件 直接與高溫燃?xì)饨佑|，溫度很高，排氣門最高溫度可達(dá)800； 承受氣體力和氣門彈簧力的作用，以及由于配氣機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)件的慣性力使氣門落座時(shí)受到?jīng)_擊； 在潤(rùn)滑不良的情況下以極高的速度啟閉并在氣門導(dǎo)管內(nèi)作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)； 與高溫燃?xì)庵杏懈g性的氣體接觸而受到腐蝕。,2.氣門材料 進(jìn)氣門一般用中碳合金鋼制造，如鉻鋼、鉻鉬鋼和鎳鉻鋼等。 排氣門則采用耐熱合金鋼制造，如硅鉻鋼、硅鉻鉬鋼、硅鉻錳鋼等。,3.氣門構(gòu)造,氣門與氣門座或氣門座圈之間靠錐面密封。氣門錐面與氣門頂面之間的夾角稱為氣門錐角。進(jìn)、排氣門的氣門錐角一般均為45，只有少數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門錐角為30,氣門座圈與氣門頭部要配對(duì)研磨，研磨之后不能互換。,氣門尾端的形狀決定于上氣門彈簧座的固定方式。采用剖分成兩半且外表面為錐面的氣門鎖夾來固定上氣門彈簧座，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，拆裝方便。氣門鎖夾內(nèi)表面有多種形狀，相應(yīng)地氣門尾端也有各種不同形狀的氣門鎖夾槽。,4. 每缸氣門數(shù),通常，發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)氣缸有兩個(gè)氣門，即一個(gè)進(jìn)氣門和一個(gè)排氣門。進(jìn)氣門頭部直徑比排氣門大1530。 現(xiàn)代高性能汽車發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用每缸三、四、五個(gè)氣門，其中尤以四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)為多。,二、氣門座與氣門座圈,氣缸蓋上與氣門錐面相貼合的部位稱氣門座。 通常，鋁氣缸蓋和大多數(shù)鑄鐵氣缸蓋均鑲嵌由合金鑄鐵或粉末冶金或奧氏體鋼制成的氣門座圈，也有一些鑄鐵氣缸蓋不鑲氣門座圈，直接在氣缸蓋上加工出氣門座。 三、氣門導(dǎo)管 氣門導(dǎo)管的功用是對(duì)氣門的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向，保證氣門作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，使氣門與氣門座或氣門座圈能正確貼合。,四、氣門彈簧,氣門彈簧的功用是保證氣門關(guān)閉時(shí)能緊密地與氣門座或氣門座圈貼合，并克服在氣門開啟時(shí)配氣機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的慣性力，使傳動(dòng)件始終受凸輪控制而不相互脫離。,氣門彈簧多為等螺距圓柱螺旋彈簧， 也有采用變螺距氣門彈簧和錐形氣門彈簧,第四節(jié) 氣門傳動(dòng)組,一、凸輪軸 工作條件及材料：承受周期性的沖擊載荷。凸輪與挺柱之間的接觸應(yīng)力很大，相對(duì)滑動(dòng)速度也很高，因此，凸輪工作表面的磨損比較嚴(yán)重。 凸輪軸構(gòu)造：軸頸數(shù)目的多少是影響凸輪軸支承剛度的重要因素。下置式凸輪軸每隔12個(gè)氣缸設(shè)置一個(gè)凸輪軸軸頸。,凸輪軸上各同名凸輪(各進(jìn)氣凸輪或各排氣凸輪)的相對(duì)角位置與凸輪軸旋轉(zhuǎn)方向、發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序及氣缸數(shù)或作功間隔角有關(guān)。,凸輪軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu),凸輪軸由曲軸驅(qū)動(dòng)，其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有齒輪式、鏈條式及齒形帶式。齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于下置式和中置式凸輪軸的傳動(dòng)。 為了保證正確的配氣定時(shí)和噴油定時(shí)，在傳動(dòng)齒輪上刻有定時(shí)記號(hào)，裝配時(shí)必須對(duì)正記號(hào)。,凸輪軸軸向定位：為什么？軸向位移0.10.2mm 上置式凸輪軸通常利用凸輪軸承蓋的兩個(gè)端面和凸輪軸軸頸兩側(cè)的凸肩進(jìn)行軸向定位。中、下置式凸輪軸的軸向定位通常采用止推板。止推板用螺栓固定在機(jī)體前端面上。第三種軸向定位的方法是止推螺釘定位。,凸輪軸的軸向定位：,正時(shí)齒輪,止推板,隔圈（調(diào)節(jié)環(huán)）,凸輪軸頸,凸輪軸的軸向間隙,氣缸體,利用調(diào)節(jié)環(huán)控制軸向竄動(dòng),竄動(dòng)量,作用：為了防止凸輪軸在工作中產(chǎn)生軸向竄動(dòng)和承受斜齒輪產(chǎn)生的軸向力。,二、挺柱,功用、材料及分類 將來自凸輪的運(yùn)動(dòng)和作用力傳給推桿或氣門，同時(shí)還承受凸輪所施加的側(cè)向力，并將其傳給機(jī)體或氣缸蓋。 挺柱的材料有碳鋼、合金鋼、鎳鉻合金鑄鐵和冷激合金鑄鐵等。 機(jī)械挺柱：挺柱上的推桿球面支座的半徑比推桿球頭半徑略大 液力挺柱：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度高，磨損后無法調(diào)整只能更換。,三、推桿,推桿的功用是將挺柱傳來的運(yùn)動(dòng)和作用力傳給搖臂。要求推桿有較好的縱向穩(wěn)定性和較大的剛度。推桿一般用冷拔無縫鋼管制造，兩端焊上球頭和球座。也可以用中碳鋼制成實(shí)心推桿，這時(shí)兩端的球頭或球座與推桿鍛成一個(gè)整體 四、搖臂 搖臂的功用是將推桿和凸輪傳來的運(yùn)動(dòng)和作用力，改變方向傳給氣門使其開啟。,五、擺臂與氣門間隙自動(dòng)補(bǔ)償器,