發(fā)動機配氣機構課件

第三章 配氣機構 邱卓丹 凸輪軸 挺柱 推桿 搖臂 凸輪軸正時齒輪 搖臂軸 按發(fā)動機工作過程的需要，適時開啟、關閉進排氣門，使新鮮充量進入，廢氣排出。充氣量越大，發(fā)動機可能發(fā)出的功率越大。 由于進、排氣阻力故： v = （ 1、在結構上采取措施，減少進、排氣阻力。 2、選擇適當的進、排、氣門開啟和持續(xù)的時 間、 使進、排氣盡可能充分。 一、配氣機構的功用： 二、充氣效率 新鮮充量充滿氣缸的程度 邱卓丹 第一節(jié) 氣門式配氣機構的布置及傳動 按氣門的布置型式 按凸輪軸的傳動方式 按每缸氣門數分 二、型式： 頂置 側置 齒輪傳動式 鏈條傳動式 帶傳動式 二氣門式 四氣門式 多氣門式 一、組成： 按凸輪軸的布置型式 上置 中置 下置 觀看動畫 頂置式配氣機構工作原理 邱卓丹 觀看動畫 （一） 氣門的布置型式： 特點 優(yōu)點 缺點 應用 頂置式 進、排氣門倒掛在氣缸蓋上 經濟性、動力性好 結構較復雜 廣泛 側置式 進、排氣門在缸體一側 結構簡單（無搖臂） 燃燒室結構不緊湊，經濟、動力性差 已逃汰 邱卓丹 （二） 凸輪軸的布置型式： 1、下置： 凸輪軸正時齒輪直接與曲軸正時齒輪嚙合。 2、中置： 推桿短，要加入中間傳動裝置。 3、上置： 凸輪軸通過搖臂或直接來驅動氣門，要用惰輪、皮帶、鏈條，及張 緊裝置。結構復雜，用于高速強化的轎車發(fā)動機。 邱卓丹 觀看動畫 觀看動畫 觀看動畫 （三） 傳動型式： 齒輪傳動、鏈傳動、帶傳動 邱卓丹 （四） 氣門數及排列方式： 1、 一般發(fā)動機采用每缸兩個氣門的排列方式： 汽油機進排氣道一般通常布置在缸體的同側，以便排氣預熱進氣。 柴油機進排氣道通常布置在機體兩側，以免排氣對進氣加熱。 該方式的同名氣門可用一個氣道 ， 使氣道簡化并得到較大的氣道通過截面 。 每缸單獨的氣道有助于缸蓋冷卻均勻 。 邱卓丹 2、 新型發(fā)動機采用 4氣門等多氣門： （進氣門的面積 V） （只用一個凸輪通過 缺：同名氣門在氣道中的位置不同，二者的工作條件及效果不一致。 （用兩根凸輪軸） 同名氣門排成兩列。 同名氣門排成一列。 邱卓丹 觀看動畫 觀看動畫 三、氣門間隙： 意義： 間隙過小 ， 則氣門受熱膨脹 ， 導致氣門關閉不嚴 ， 漏 氣 ， 使發(fā)動機功率下降 ， 甚至氣門燒壞 。 因此，在發(fā)動機冷態(tài)裝配時，在氣門與其傳動機構中應留適當的間隙。 間隙過大 ， 則使氣門最大開度減小 ， 開啟延續(xù)時間縮 短 ， 影響配氣相位 ， 且加劇傳動件間的撞擊 ， 加速零 件磨損 ， 噪聲 冷態(tài)氣門間隙要求： 進氣門的間隙 氣門的間隙 方法： 兩次調整法 逐缸調整法 邱卓丹 延長進、排氣時間，改善換氣過程，提高發(fā)動機性能。 第二節(jié) 配氣相位 進、排氣門的開閉時刻和開啟持續(xù)時間用曲軸轉角表示。 定義： 進排氣門早開晚關的意義： 現代汽車發(fā)動機轉速較高，活塞每一行程所經歷的時間十分短促，上海桑塔納轎車，發(fā)動機在最大功率時的轉速為 5600r/個行程歷時間為 這樣短的時間內使進氣充足，排氣干凈比較困難。 邱卓丹 邱卓丹 定 義 目 的 數 值 進氣 提前角 進氣門在上止點前開始開啟，從開始開啟到上止點所對 應的曲軸轉角 進氣阻力 V =10 30 進氣 遲閉角 從下止點到進氣門關閉所對應的曲軸轉角 利用壓差，氣流慣性，提高充量 =40 80 1、 進氣定時： 邱卓丹 定 義 目 的 數 值 排氣 提前角 排氣門在下止點前開始開啟 ，從開始開啟到下止點所對應的曲軸轉角 利用壓差進行自由排氣 =40 80 排氣 遲閉角 從上止點到排氣門關閉所對應的曲軸轉角 利用氣流慣性及壓差繼續(xù)排氣 =10 30 2、 排氣定時： 邱卓丹 3、 氣門重疊： 排氣門和進氣門同時開啟的現象稱為氣門重疊。 （ +） 不同結構、轉速的發(fā)動機，配氣相位也各有不同。合理的配氣相位要通過反復試驗確定。 邱卓丹 調氣門間隙應在氣門關閉時調 調整：調整螺釘，鎖緊螺母。 測量：氣門與搖臂間 氣門間隙兩次調整法步驟： 接著轉動發(fā)動機曲軸至第 6缸的壓縮上止點使余下的編號為 4、 5、 8、 9、 11、 12的待調氣門處于關閉狀態(tài)，依次將它們的氣門間隙調整至要求值。 打開氣門室罩；轉動發(fā)動機曲軸至第 1缸的壓縮上止點使編號為 1、 2、 3、 6、 7、 10的待調氣門處于關閉狀態(tài) ， 依次對它們進行氣門間隙調整 ， 步驟為： 松開鎖緊螺母及調整螺釘 ， 將厚薄規(guī)插入氣門桿尾端與搖臂之間檢查間隙； 擰緊調整螺釘 ， 使符合要求值的厚薄規(guī)被輕輕壓住 ， 再把鎖緊螺母鎖住再 用厚薄規(guī)復查一次間隙有無變化 ， 不合適時應松開鎖緊螺母進行重新調整 。 例題（鏈接） 測量氣門間隙 擰松緊定螺母，調正調節(jié)螺釘 觀看動畫 第三節(jié) 配氣機構的零件和組件 一、氣門組： （一） 氣門： 平頂： 工藝簡單、受熱面小、工作可靠，用作進、排氣門。 凹頂： 頭部與桿部過渡圓滑可減少進氣阻力但制造困難，受熱面大。用作進門 球面頂： 可減少排氣阻力和積炭，但制造困難，受熱面積大，用作排氣門。 合金鋼（耐磨、耐熱、強度高） 在任何情況下都能保證燃燒室的氣密性。 熱力負荷、機械負荷大，冷卻、潤滑困難。 功 用： 工作條件： 材 料： 氣門頭部形狀： 邱卓丹 氣門錐角： 取值： 一般取 =45， 個別進氣門 =30 意義： 便于氣門落座時自行對正中心，接觸良好。 錐角不能過小，否則頭部邊緣較薄，易變形。 氣門直徑： 為減少進氣阻力，提高氣缸的充氣效率， 進氣門直徑大，排氣 門直徑小 。有些發(fā)動機為使制造工藝簡單，常采用直徑相等。 氣門桿部： 為氣門運動導向，承受側壓力及傳熱。氣門桿部尾端的形狀取決氣門彈簧座的固定方式。 邱卓丹 氣門實物圖 進氣門 排氣門 在桿端制圓柱形徑向通孔，把鎖銷扦入孔中。 鎖片式 ： 在氣門桿端制有凹糟，用兩半錐形鎖片將彈簧座的內錐面卡住。 鎖銷式 ： 彈簧座的固定方式： 邱卓丹 氣門桿 較高的加工精度，表面經過熱處理和磨光，保證同氣門導管的配合精度和耐磨性 氣門桿尾部： 環(huán)形槽、鎖銷孔 凹槽 易斷裂處 在氣門導管與缸蓋間用卡環(huán)定位。氣門桿與導管間應留 隙。 （二） 氣門導管： 灰鑄鐵或球墨鑄鐵（耐磨、耐高溫、強度高） 保證氣門直線運動，使氣門與座正確配合。 熱力負荷大。 功 用： 工作條件： 材 料： 防落裝置： 邱卓丹 氣門與氣門座之間的配合是經相互 研磨 ，研磨好的零件不能互換，以保證密封良好。 即氣門不能互換。 （三） 氣門座： 合金鋼（耐磨、耐高溫、強度高） 與氣門共同執(zhí)行密封并導熱。 熱力負荷和機械負荷大。 功 用： 工作條件： 材 料： 直接鏜出：導熱性好，工作可靠。但磨損后不易更換。 鑲嵌式：磨損后易更換。但導熱性差，加工精度要求高，公差配合嚴格。 型式： 邱卓丹 （四） 氣門彈簧： 功 用： 材 料： 使氣門迅速回位，緊密閉合，并防止 氣門在發(fā)動機機振動時發(fā)生跳動，破壞密封性。 高碳錳鋼（剛度大） 安裝時應給彈簧一定的預緊力，防止氣門 隨發(fā)動機振動而跳動。 安 裝： 防共振措施： A 采用變螺距彈簧。 兩簧剛度不同 ， 不同 。 若一簧發(fā)生共振 ， 另一簧可減振 。 一簧斷列 ， 另一簧還可工作 。 兩彈簧旋向要相反 。 提高彈簧鋼度（ 工作時，螺距小的一端逐漸迭加，有效圈數不斷變化， 斷變化。 B 采用雙簧結構： 使氣門相對于座緩慢旋轉，以減少積炭，減輕磨損。 （五） 氣門旋轉裝置： 作用： 低摩擦型自由旋轉機構 強制旋轉機構 邱卓丹 二、氣門傳動組： 邱卓丹 （一） 凸輪軸： 凸輪軸旋向 下置： 逆時針 中置： 順時針 上置： 順時針 功 用： 材 料： 上面制有凸輪，根據工作過程需要，使氣門開、閉。 優(yōu)質中低碳鋼或合金鑄鐵或球墨鑄鐵（高強度、耐磨） 邱卓丹 特 點： 凸輪軸的各軸頸直徑做成從前向后依次減小，以便安裝。 曲軸正時齒形帶輪 中間軸齒形帶輪 張緊輪 凸輪軸正時齒形帶輪 觀看動畫 正時齒輪裝配時要按正時記號裝配 ， 保證原設計的發(fā)火順序 。 在前端裝止推墊板定位 。 凸輪輪廓： 決定氣門開閉快慢及開度大小和持續(xù)時間。 齒輪軸定位及正時記號： 傳動比： 12凸曲曲凸 曲凸曲凸 邱卓丹 同名凸輪間夾角為 =360/ 如何根據凸輪軸的旋向及各進、排氣凸輪的工作次序，判定發(fā)動機的發(fā)火次序。 1、判定各缸進、排氣凸輪； 2、判定凸輪軸的旋向； 3、根據同名凸輪間夾角為 =360/ 判定同名 凸輪的工作順序，即發(fā)動機的發(fā)火次序。 邱卓丹 （二） 挺柱： 功 用： 材 料： 將凸輪的推力傳給推桿。 合金鑄鐵（高強度、耐磨） 類 型： 機械式： 要留氣門間隙。 液壓挺柱式： 不留氣門間隙。 菌式 筒式 滾輪式 機械式 液壓挺柱式 卡環(huán) 閥架 支承座 單向閥 柱塞彈簧 碟形彈簧 挺桿體 柱塞 推桿 觀看動畫 已知某汽車發(fā)動機其配氣機構采用凸輪軸下置的布置形式(即曲軸的正時齒輪直接驅動凸輪軸的正時齒輪 )，凸輪軸上各進、排氣凸輪的相對轉角位置及各缸的氣門排列順序如下圖，并已知進氣門早開，遲閉；排氣門早開，遲閉。若采用兩次調整法調整氣門間隙，試判定發(fā)動機的發(fā)火順序并寫出兩次調整法分別能調哪些氣門？ 例題： 邱卓丹 1 4 2 6 3 5 （看排氣門） （三） 推桿： 功 用： 材 料： 將挺柱的力傳給搖臂。 中空鋼管或實心的硬鋁棒。 （四） 搖臂： 功 用： 材 料： 改變傳力方向，打開氣門。 45號中碳鋼。 搖臂軸 螺栓 搖臂軸支座 搖臂軸緊固螺釘 搖臂稱套 調整螺釘 搖臂 定位彈簧 搖臂比： 1： （ 觀看動畫 桑塔納發(fā)動機液壓挺柱工作示意圖 氣門關閉時 氣門打開時 單向閥 彈簧被壓縮 本田雅閣發(fā)動機氣門間隙的調整 1只有當缸蓋溫度降到 38度以下后，才能進行氣門間隙調整。 (1)拆下缸蓋罩和正時皮帶上罩。 (2)設置 1號氣缸活塞在壓縮上死點位置。凸輪軸皮帶輪上的“ 號應位于頂部，皮帶輪上的上死點槽口應與缸蓋表面平齊。 (3)調節(jié) 1號氣缸進、排氣門的間隙 進氣門： 0 26 0 02 排氣門： 0 30 0 02 (4)松開鎖止螺母， 轉動調節(jié)螺釘，直到 厚薄規(guī)前后移動時感 覺到有一點拖滯