第4章發(fā)動機之配氣機構

1、2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院1 12022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院2 2配氣機構功用配氣機構功用 按照發(fā)動機的工作順序和工作循環(huán)的按照發(fā)動機的工作順序和工作循環(huán)的要求要求 定時開啟和關閉各缸的進、排定時開啟和關閉各缸的進、排氣門使新鮮可燃混合氣或空氣得以及氣門使新鮮可燃混合氣或空氣得以及時進入氣缸，廢氣得以從氣缸及時排時進入氣缸，廢氣得以從氣缸及時排除。除。2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院3 3充氣效率充氣效率 充氣效率充氣效率v= M/ Mo M：在進氣行程

2、中實際進入氣缸內(nèi)新氣質量在進氣行程中實際進入氣缸內(nèi)新氣質量 Mo：在進氣系統(tǒng)進口狀態(tài)下，充滿氣缸工作：在進氣系統(tǒng)進口狀態(tài)下，充滿氣缸工作容積的新氣質量容積的新氣質量 對充氣效率的分析對充氣效率的分析 v 1（一般為（一般為0.80.9） 提高提高v方法方法 減減少進氣和排氣少進氣和排氣阻力阻力 ， 進排氣門的開啟時刻和進排氣門的開啟時刻和持續(xù)開啟時間持續(xù)開啟時間適當適當 。2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院4 4組成組成氣門組氣門組 氣門傳動組氣門傳動組凸輪凸輪軸軸挺柱挺柱推桿推桿搖臂搖臂氣門與氣門與氣門座氣門座氣門氣門導管導管氣門氣門彈簧彈簧2022

3、-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院5 5配氣機構配氣機構類型類型氣門頂置式氣門頂置式氣門氣門 布置形式布置形式氣門側置式氣門側置式凸輪軸下置式凸輪軸下置式凸輪軸凸輪軸 布置位置布置位置凸輪軸中置式凸輪軸中置式凸輪軸上置式凸輪軸上置式齒輪傳動式齒輪傳動式凸輪軸凸輪軸 傳動方式傳動方式鏈傳動式鏈傳動式齒形帶傳動式齒形帶傳動式2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院6 6搖臂驅動式搖臂驅動式氣門驅動氣門驅動形式形式擺臂驅動式擺臂驅動式直接驅動式直接驅動式兩氣門式兩氣門式每缸氣門每缸氣門數(shù)及其排數(shù)及其排列方式列方式多氣門式多氣門式4

4、氣門氣門5氣門氣門3氣門氣門2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院7 7凸輪軸凸輪軸下置下置凸輪軸凸輪軸中置中置氣門頂置氣門頂置挺柱挺柱挺柱挺柱推桿推桿搖臂搖臂搖臂搖臂2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院8 8單上置凸輪軸單上置凸輪軸(SOHC Single OverHead Camshaft )氣門氣門頂置頂置搖臂搖臂驅動驅動液力液力挺柱挺柱搖臂搖臂驅動驅動氣門氣門頂置頂置2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院9 9凸輪軸上置凸輪軸上置氣門氣門頂置頂置擺臂擺臂驅動驅動擺臂擺臂支

5、座支座擺臂擺臂支座支座氣氣門門間間隙隙調(diào)調(diào)整整塊塊2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院1010凸輪軸凸輪軸上置上置直接直接驅動驅動挺柱體挺柱體氣門氣門頂置頂置2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院11114氣門氣門 配氣機配氣機構構5氣門氣門 配氣機配氣機構構雙凸輪軸雙凸輪軸上置直接上置直接驅動氣門驅動氣門2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院1212配氣機構配氣機構工作過程工作過程 2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院1313配氣定時配氣

6、定時(配氣相位配氣相位) 配氣定時配氣定時：以曲軸轉角表示的進、排氣門：以曲軸轉角表示的進、排氣門開閉時刻及其開啟的持續(xù)時間開閉時刻及其開啟的持續(xù)時間 進氣提前角進氣提前角 ：從進氣門開到上止點曲軸：從進氣門開到上止點曲軸所轉過的角度所轉過的角度 進氣遲后角進氣遲后角 ：從進氣行程下止點到進氣：從進氣行程下止點到進氣門關閉曲軸轉過的角度門關閉曲軸轉過的角度 排氣提前角排氣提前角 ：從排氣門開啟到下止點曲從排氣門開啟到下止點曲軸轉過的角度軸轉過的角度 排氣遲后角排氣遲后角 ：從上止點到排氣門關閉曲：從上止點到排氣門關閉曲軸轉過的角度軸轉過的角度2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學

7、院北京郵電大學自動化學院1414進排氣行程進排氣行程 2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院1515配氣相位圖配氣相位圖 2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院1616部分車型配氣相位部分車型配氣相位() 車車 型型 奧迪奧迪A62.8L12423882.4L12363881.8L1638388帕薩特帕薩特B51638388桑塔納桑塔納2000GSi224448GLi2344482022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院1717液壓挺柱液壓挺柱2022-3-12022-3-1北京郵電大

8、學自動化學院北京郵電大學自動化學院1818氣門組氣門組 氣門氣門鎖片鎖片上氣上氣門彈門彈簧座簧座氣門氣門彈簧彈簧氣門氣門油封油封氣門氣門導管導管排氣排氣門座門座進氣進氣門座門座排氣門排氣門進氣門進氣門2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院1919氣門組組成及要求氣門組組成及要求組成：組成： 氣門、氣門座、氣門導管、氣門彈簧，氣門、氣門座、氣門導管、氣門彈簧， 有的進氣門還設有氣門旋轉機構有的進氣門還設有氣門旋轉機構 要求：要求： 氣門頭部與氣門座貼合嚴密氣門頭部與氣門座貼合嚴密 氣門導管與氣門桿導向良好氣門導管與氣門桿導向良好 氣門彈簧兩端與氣門桿的中心垂

9、直氣門彈簧兩端與氣門桿的中心垂直 氣門彈簧的彈力足夠氣門彈簧的彈力足夠2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院2020氣門氣門氣氣門門頂頂面面氣門氣門錐面錐面氣門氣門錐角錐角氣門氣門 鎖夾槽鎖夾槽氣氣門門尾尾端端面面2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院2121氣門傳熱氣門傳熱氣門密封錐氣門密封錐面必須嚴密面必須嚴密貼合：貼合：研磨研磨氣門與氣門氣門與氣門座圈；座圈； 氣氣門桿與氣門門桿與氣門導管配合間導管配合間隙?。合缎。簻p少減少熱阻。熱阻。2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院2

10、222特殊氣門特殊氣門中空氣門桿氣門中空氣門桿氣門 減輕氣門質量減輕氣門質量 減小氣門運動慣性力減小氣門運動慣性力 應用某些高度強化發(fā)動機應用某些高度強化發(fā)動機 充鈉排氣門充鈉排氣門 冷卻效果明顯冷卻效果明顯 應用某些風冷和轎車發(fā)動機應用某些風冷和轎車發(fā)動機 鈉熔點：鈉熔點：97.8 沸點：沸點：880 充鈉充鈉鑲裝鑲裝 硬合硬合金金鑲裝鑲裝 硬合硬合金金2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院2323氣門油封氣門油封2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院2424n 兩氣門兩氣門 進氣門比排氣門大進氣門比排氣門大 減小進

11、氣阻力減小進氣阻力 增大進氣量增大進氣量 n 3氣門氣門 2個進氣門，個進氣門，1個排氣門個排氣門 排氣門比進氣門大排氣門比進氣門大 進氣量有明顯增加進氣量有明顯增加 火花塞很難布置在中央對燃燒不利火花塞很難布置在中央對燃燒不利 每缸氣門數(shù)每缸氣門數(shù)2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院2525n 4和和5氣門氣門 現(xiàn)代高性能現(xiàn)代高性能汽車發(fā)動機普汽車發(fā)動機普遍采用每缸三、遍采用每缸三、四、五個氣門。四、五個氣門。 其中尤以四其中尤以四氣門發(fā)動機為氣門發(fā)動機為數(shù)最多數(shù)最多2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院26264

12、氣門氣門5氣門氣門優(yōu)優(yōu)點點 進排氣充分進排氣充分,發(fā)動機發(fā)動機轉矩和功率提高轉矩和功率提高; 氣門質量減輕氣門質量減輕,運動運動慣性力減小慣性力減小,有利提高有利提高轉速轉速; 火花塞布置在燃燒火花塞布置在燃燒室中央室中央,有利于燃燒有利于燃燒 能明顯增加進氣能明顯增加進氣量量,比比4氣門還優(yōu)越氣門還優(yōu)越 3個進氣門和個進氣門和2個個排氣門，排氣門比排氣門，排氣門比進氣門大進氣門大缺缺點點 發(fā)動機零件數(shù)量增發(fā)動機零件數(shù)量增多多,制造成本增加制造成本增加 結構非常復雜結構非常復雜, 增增加了燃燒室表面積加了燃燒室表面積,對燃燒不利對燃燒不利2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北

13、京郵電大學自動化學院2727氣門傳動組氣門傳動組 2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院2828凸輪軸結構凸輪軸結構凸輪軸正凸輪軸正時齒形帶時齒形帶輪輪凸輪軸凸輪軸油封油封半圓半圓鍵鍵4缸機缸機凸輪凸輪軸軸2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院29296缸機缸機凸輪凸輪軸軸雙上置凸雙上置凸輪軸輪軸排氣排氣 凸輪凸輪軸軸進氣進氣 凸輪凸輪軸軸軸軸頸頸偏心輪偏心輪排氣排氣 凸輪凸輪分電器分電器 驅動驅動齒輪齒輪進氣進氣 凸輪凸輪鍵鍵槽槽2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院3030 凸

14、輪軸傳動機構凸輪軸傳動機構 適用于適用于中置式中置式和和下置式下置式凸輪軸凸輪軸 定時齒輪定時齒輪 圓柱螺旋齒輪圓柱螺旋齒輪 曲軸定時齒輪曲軸定時齒輪 中碳鋼中碳鋼 凸輪軸定時齒輪凸輪軸定時齒輪 鑄鐵或夾布膠木鑄鐵或夾布膠木 嚙合平順、噪聲低、磨損小嚙合平順、噪聲低、磨損小齒輪傳齒輪傳動機構動機構適用于適用于中置式中置式和和上置式上置式凸輪軸凸輪軸 鏈條鏈條 滾子鏈滾子鏈 裝有導鏈板、張緊器和張緊輪裝有導鏈板、張緊器和張緊輪 保持一定張緊度保持一定張緊度 不產(chǎn)生振動噪聲不產(chǎn)生振動噪聲 鏈傳鏈傳動機構動機構2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院3131適用于

15、適用于上置式上置式凸輪軸凸輪軸 轎車發(fā)動機多采用轎車發(fā)動機多采用 伸長量小伸長量小 適合精確定時傳動適合精確定時傳動 優(yōu)點優(yōu)點 噪聲小、質量輕、成本低、噪聲小、質量輕、成本低、工作可靠、不需要潤滑工作可靠、不需要潤滑 齒形帶齒形帶 氯丁橡膠氯丁橡膠 齒形帶齒齒形帶齒 鋼或鐵基粉末冶金鋼或鐵基粉末冶金 不能與水和機油接觸不能與水和機油接觸 容易跳齒容易跳齒 保持一定張緊力保持一定張緊力 張緊輪和張緊器張緊輪和張緊器齒形帶齒形帶傳動機構傳動機構2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院3232齒輪齒輪傳動傳動鏈傳動鏈傳動曲軸正曲軸正時齒輪時齒輪凸輪軸凸輪軸 正時齒

16、正時齒輪輪曲軸正曲軸正時鏈輪時鏈輪凸輪軸凸輪軸 正時鏈正時鏈輪輪定時定時記號記號2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院3333齒形齒形帶傳帶傳動動曲軸正曲軸正時齒形時齒形帶輪帶輪凸輪軸正凸輪軸正時齒形帶時齒形帶輪輪定時定時記號記號2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院3434 凸輪軸工作凸輪軸工作 2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院3535 搖臂結構搖臂結構搖臂搖臂氣門間隙氣門間隙調(diào)整螺釘調(diào)整螺釘縮緊縮緊螺母螺母搖臂搖臂襯套襯套搖臂搖臂(與液與液壓挺柱聯(lián)用壓挺柱聯(lián)用)搖臂支搖臂

17、支點球座點球座2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院3636 搖臂工作搖臂工作2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院3737可變配氣技術可變配氣技術VVT-i，豐田，吸引買主的法寶，豐田，吸引買主的法寶Variable Valve Timing with intelligence中文翻譯是“智能可變配氣正時系統(tǒng)”。 i-VTEC，本田，沖擊市場的利器，本田，沖擊市場的利器Variable Valve Timing and Valve Lift Electronic Control System中文意思是“可變氣門配氣正時和氣門升程電子控制系統(tǒng)”。2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院3838可變配氣正時及氣門升程機構可變配氣正時及氣門升程機構 正時板正時板輔助進輔助進氣搖臂氣搖臂主進氣主進氣搖臂搖臂凸輪軸凸輪軸中間進中間進氣搖臂氣搖臂進氣門進氣門排氣門排氣門廣本雅閣廣本雅閣VTEC結構圖結構圖2022-3-12022-3-1北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院39391. VTE