發(fā)動機配氣機構(gòu)_圖文

1、第 24講第三章 配氣機構(gòu)的構(gòu)造與維修3.1 配氣機構(gòu)的構(gòu)造一.功用與分類(一功用:按工作循環(huán)及順序要求,定時開閉進、排氣門。(二分類組成: 圖 3-1 圖 3-5分類:按有無門分:氣孔 (口 式、氣門 +氣口式、氣門式 按氣門的布置方式分:側(cè)置式 (淘汰 、頂置式按凸輪軸布置方式分:下、中、上置凸輪軸 (上置式無挺柱、推桿、搖臂按凸輪軸的傳動分:齒輪 (上、中、下凸輪軸 ,鏈或帶傳動按每缸氣門數(shù)分:雙、多氣門。 圖 3-6 、圖 3-7 按凸輪軸數(shù)量分:單凸輪、雙凸輪軸 (圖 3-8組成:氣門組,驅(qū)動、傳動組(三氣門的排列1.雙氣門 沿機體縱向相鄰兩缸同名氣門合用一氣道、進排氣交錯排列 有利

2、缸蓋冷卻2.多 (4 氣門及排列方式同名氣門排成兩列,一根凸輪軸, T 形驅(qū)動件,對中要求嚴同名氣門排成一排,二根凸輪軸二.配氣相位(一定義及作用:定義:曲軸轉(zhuǎn)角表示進、排氣門開閉時刻及開啟持續(xù)時間。理論上:氣門在一止點開,另一止點閉,曲軸轉(zhuǎn)角 180º。實際上:轉(zhuǎn)速高,為使進氣足、排氣盡,配氣相位角 >180º。(二氣門的早開遲閉進氣門:早開、遲閉 進氣足排氣門:早開、遲閉 排氣盡(三氣門提前角、遲閉角、持續(xù)角、重疊角 圖 3-101.提前角 氣門開始開啟 止點所經(jīng)歷的曲軸轉(zhuǎn)角進:=10º30º排:=40º80º2.遲閉(后角

3、 止點 全閉所經(jīng)歷的曲轉(zhuǎn)角進:=20º60º排:=10º30º3.氣門開啟持續(xù)角進:180+=210º270º排:180+=230º290º4.氣門重疊 (迭開或無效 角進排氣門同時開啟的時間對應的曲軸轉(zhuǎn)角 =+=20º60º氣門疊開是否會出現(xiàn)廢氣倒流、新氣隨廢氣排出?氣門開啟初始和終了開度僅 15º曲軸轉(zhuǎn)角,時間極短,氣流慣性,不易改變方向。 三.配氣相位的確定及影響因素合理的配氣相位根據(jù)結(jié)構(gòu)、型式、技術(shù)強化程度、轉(zhuǎn)速等試驗確定。同一發(fā)動機,轉(zhuǎn)速不同,配氣相位也應不同, n ,目前僅

4、少數(shù)發(fā)動機 (豐 田 VVT-i 、本田 VTEC 能部分實現(xiàn)。影響配氣正時變化的因素:安裝錯位、零件精度、配氣機構(gòu)各機件的磨損 第 25講 配氣機構(gòu)的主要零件和組件3.2氣門組的主要機件一.氣門組的功用與組成功用:確保氣門關(guān)閉嚴密組成:包括氣門、氣門座、氣門導管及氣門彈簧等。二.氣門組的主要零部件(一氣門頭形狀:菌形 材料: 進氣門,普通合金 (鉻或鎳鉻 鋼, 300400排氣門,耐熱合金 (硅錳 鋼 800900結(jié)構(gòu):頭、桿、尾(二氣門頭與氣門門座的配合1.氣門座:單獨制造,特殊鑄鐵、特殊工藝壓裝,損壞時可更換缸蓋直接鏜孔,熱處理而成。氣門頭與座孔的密封面:三錐面 (15º、 3

5、0º或 45º、 75º ,與氣門配對研磨密封環(huán)帶:位置,工作斜面中部偏向桿,寬 1.52.0mm2.氣門頭尺寸、形狀及區(qū)別: 圖 3-12進排門一樣大 排氣門有記號 進氣門凹坑、排氣門平頂 排氣門球面、進氣平頂進氣大、排氣小3.氣門下陷量:較氣門座孔低 (下陷量視機型定(三氣門桿與氣門導管功用:確保氣門與座對中貼合、導向、導熱。 配合間隙:0.050.12mm。過大晃動、偏斜、關(guān)閉不嚴,過小,膨脹發(fā)卡。導管外圓與缸蓋過盈配合 (四氣門桿尾部:固定氣門彈簧座、鎖片或鎖銷、(五氣門彈簧:使氣門迅速關(guān)閉,嚴密貼合。一大一小,一正一反。3. 3氣門驅(qū)動(傳動組一.氣門驅(qū)

6、動(傳動組的功用與組成功用:控制氣門的開啟時刻和開啟高度。凸輪軸、正時齒輪、挺柱、挺柱導管、推桿和搖臂總成等。二.氣門驅(qū)動組的主要零部件(一 凸輪軸1.凸輪軸的構(gòu)造及特點 (1凸輪排列。同名凸輪排列與工作順序一致;兩相鄰作功缸同名凸輪夾角 =作功間隔角 /2 凸輪輪廓 與氣門運動規(guī)律一致AE 圓弧 基圓,挺柱或氣門桿不動,氣門全閉。AB 、 DE 緩沖段 (氣門間隙AC 開啟 最大CE 最大 全閉三個重要位置:A 、 C 、 E 決定開啟時刻、最大開度、持續(xù)角。 磨損后靠模修復。 異名凸輪由配氣相位決定在凸輪軸上相對角位置 =90°+(+- /4。壓縮止止點呈 “ 八 ” 字、排氣上

7、止點倒 “ 八 ” 字。(2凸輪軸軸頸全支承:軸頸數(shù) =缸數(shù) +1(1結(jié)構(gòu)軸頸大于凸輪最大向徑,且前大后小非全支承:軸頸數(shù) <缸數(shù)軸套 襯套(銅套或粉末冶金套支承,配對鉸削 軸套有油孔與機體油道、壓力潤滑(3機油泵齒輪帶動機油泵、分電器、點火信號發(fā)生器偏心輪 驅(qū)動汽油泵油泵凸輪 (單缸柴油機,特例 190排氣凸輪為雙凸輪2.凸輪軸的軸向定位定位:防止軸向竄動,干擾工作。 措施:止推片(圖 、止推套、止推螺釘。3.凸輪軸的驅(qū)動配氣正時 掛圖(1下置式凸輪汽油機:一對正時齒輪柴油機:曲軸、凸輪軸、噴油泵正時齒輪、平衡塊、中間正時齒輪。(2中置式凸輪軸 汽油機:曲軸正時齒輪、過橋齒輪(惰性輪

8、、凸輪軸正時齒輪 柴油機:曲軸、凸輪軸、噴油泵正時齒輪、平衡塊、中間正齒輪。 正時齒輪的特點:多為斜齒輪,凸輪軸齒輪為膠木有嚴格裝配記號,應檢查校對轉(zhuǎn)速比 2:1 齒數(shù)比:1:2。 特例:190 4:1 , 2:1(4頂置式凸輪軸 鏈或帶傳動、裝緊裝置 (自動或手動 ,記號。(二氣門挺柱與推桿1.挺柱(1功用 凸輪軸的轉(zhuǎn)動 上下往復運動(2結(jié)構(gòu)特點 形式:圓柱形 (筒形 、菌形、杯式 (BJ492Q 、滾輪式與推桿接觸處呈球面 (凹坑或球頭側(cè)置式氣門或中置凸輪軸挺柱有調(diào)整螺釘與凸輪接觸處:13mm偏距或呈球面,上下運動時產(chǎn)生旋轉(zhuǎn) 磨損均勻。液力挺柱。 2.推桿 功用:傳力、上下運動兼微量轉(zhuǎn)動結(jié)

9、構(gòu):空心細長桿,兩端呈球頭或凹坑(三搖臂與搖臂組1.搖臂及搖臂彈簧普通雙臂扛桿 (長、短臂比 =1.31.5:1,增大氣門開度 2.搖臂軸與襯套3.搖臂軸支座三.可變氣門簡介 (如本田 ACCORD 和凌志 LS400配氣相位隨轉(zhuǎn)速、負荷、水溫、車速等自動調(diào)節(jié)。(一氣門定時和氣門升程控制機構(gòu) (簡稱 VTEC主、次進氣門,主、次凸輪和主、次搖臂。中間搖臂、中間凸輪。三搖臂并列,均可在搖臂軸上轉(zhuǎn)動,中搖臂不與任何氣門接觸。中凸輪按雙進、雙排氣門最佳工況設計,升程最大;主凸輪按單進、雙排氣門開閉,低速工況設計,升程小于中間凸輪;次凸輪按怠速工況設計,升程最小,稍高于基圓,由次搖臂控制。三搖臂在近氣

10、門端均有一油缸。缸內(nèi)裝有正時、主、中間和次同步活塞,由油壓控制。VTEC 控制原理如圖不工作時,正時、主、中、次同步活塞在自缸內(nèi)。正時活塞一端和液壓油道相通,油道 開閉由 ECU 、 VTEC 電磁閥控制。 低速時, ECU 無指令,油道內(nèi)無油壓,活塞于各自油缸,各搖臂獨運動。主搖臂緊隨 主凸輪開閉主進氣門,供給低速混合氣;次凸輪迫使次搖臂微微起伏,次進氣門微微開閉; 中搖臂對任氣門不起作用。發(fā)動機處單進、雙排氣門工況,吸入混氣不足高速的一半。 高速 (2300r/min3200r/min、 >10km/h,水溫 >10 時, ECU 向 VTEC 電磁閥供 電,壓力油進入油缸,推

11、動活塞,壓縮彈簧;主、中、次搖臂被主、中、次同步活塞串聯(lián)為 一體, 。因中凸輪升程大于另兩個凸輪,配氣定時提前,組合搖臂受中間凸輪驅(qū)動,主、次 氣門都大幅度地同步開閉,配氣相位最佳,吸入混合氣多,滿足高速、大負荷進氣要求。(二調(diào)整凸輪軸轉(zhuǎn)角的可變配氣正時系統(tǒng) (VVT-i在一定范圍內(nèi)調(diào)整進氣凸輪軸的轉(zhuǎn)角,優(yōu)化配氣正時。LS400 8V型 4氣門發(fā)動機。包括凸輪軸正時控制閥、 VVT-i 控制器、 VVT 傳感器。 兩排氣凸輪軸由齒形帶驅(qū)動,與帶輪轉(zhuǎn)角固定不變。曲軸、凸輪軸位置、 VVT 傳感器 分別檢測曲軸、 齒形帶輪及進氣凸輪軸相對于齒形帶輪轉(zhuǎn)角。 并將檢測信號輸入 ECU , ECU 分析

12、處理后,向進氣凸輪軸正時控制閥輸出控制信號,調(diào)節(jié)配氣相位。控制過程原理停機時,凸輪軸正時控制閥使配氣相位處于最遲位置。發(fā)動機運轉(zhuǎn), ECU 據(jù)曲軸、凸輪軸位置、 VVT 傳感器,向控制閥發(fā)出指令,液壓油在 活塞左側(cè)施壓, 活塞右移,活塞螺旋花鍵作用,進氣凸輪軸相對正時輪提前一角度,轉(zhuǎn)速降 低時,控制閥使液壓油在活塞右側(cè)施壓,活塞左移,凸輪軸延遲一角。轉(zhuǎn)速恒定,控制閥關(guān) 閉油道,活塞兩側(cè)油壓平衡,配氣相位維持在某一特定范圍,從而達到理想的配氣正時。 第 26講3.3 配氣機構(gòu)的維修一.氣門組零件的檢修(一氣門導管的更換(二氣門的檢修1.氣門的修換 氣門耗損達下列情形之一時,應予修校或換新。氣門桿

13、磨損:轎車 >0.05mm, 貨 >0.10mm, 或有明顯臺階形時; 氣門頭圓柱面厚度 <1.0mm時;氣門尾端磨損 >0.5mm時;2.工作錐面修磨:先檢校氣門桿至要求。光磨后的氣門:大端圓柱面厚度 lmm , 工作錐面徑跳誤差 0.01mm , 粗造度 0.25m, 與氣門桿部的同軸度誤差 0.05mm 。(三氣門座的檢修1.技術(shù)要求:表面無任何損傷、座固定可靠、錐面正確、粗糙度 Ra (1256.3m ;工 作面寬度為 1.22.5mm;下陷量符合要求。2.工藝要點 氣門座損傷嚴重,下限量超限,應更換座圈。(1拉出舊座圈、或在原氣門座處按技術(shù)要求鏜削座孔。(2

14、現(xiàn)購座圈應與原機型一致。 與座孔過盈量 (汽:進氣 -0.100-0.05, 排氣 -0.110-0.050mm ; 內(nèi)徑 (等于氣門工作錐面最小直徑 ,高度 (低于座孔 2.53mm ;外圓 (圓、圓柱度 <0.10mm; Ra 1.256.3m ;對端面垂直度 0.02mm ;內(nèi)外圓徑向跳動 0.03mm 。(3壓入座圈,過盈量大,將蓋加熱至 250350 后壓入。3.鉸銷氣門座:工藝如圖選鉸刀 砂磨硬化層 45°粗鉸工作面 檢查下陷量 調(diào)整環(huán)帶位置、 寬度 45°鉸刀精 鉸工作面。注意事項:鉸前,檢查氣門導管,若磨損量過大,先更換導管。 鉸削時,用力應均勻,防止

15、鉸偏。盡量減少鉸削量。(四氣門與氣門座的研磨氣門與座圈僅輕微磨損或燒蝕,用研磨氣門與座,恢復其密封。氣門座經(jīng)鉸削后,也應研磨。手工研磨時, 注意事項:氣門與氣門座配對研磨,得可互換。研磨膏不宜過多。研磨時間不宜過長,拍擊力不宜過猛,防環(huán)帶過寬,出現(xiàn)凹陷。密封性檢驗。 觀察、滲油、氣密(五氣門彈簧的試驗二.氣門傳動組的修理(一凸輪軸及軸承的檢修外觀檢查:正時齒輪鍵槽對稱平面,與第一缸進、排氣凸輪最大升程的對稱平面重合。 磨損檢查、變形檢查。(二凸輪軸的修復(三挺柱的檢修(四搖臂軸和搖臂的檢修搖臂軸彎曲時應校直,校直后其直線度誤差 0.03mm /100mm。三.正時鏈輪和鏈條的檢修 1.正時鏈長

16、度檢查2.正時鏈輪最小直徑檢查3.正時鏈、正時帶的安裝安裝正時皮帶時,曲軸帶輪、正時帶輪的正時記號與缸體上正時帶輪室的記號對齊。 檢查正時帶張緊度,用手指在兩帶輪中間捏住正時帶,以手指力量能將正時帶捏轉(zhuǎn) 90°為合適,不符時,可通過張緊輪調(diào)整至要求。二配氣相位的檢查與調(diào)整 （一）配氣相位變化對發(fā)動機工作性能的影響 影響：進氣不足、排氣不暢，換氣質(zhì)量下降；功率降低，燃料消耗增加、怠速不穩(wěn)、尾 氣排放超標。 （二）配氣相位的檢查 1氣門疊開法。 方法要領(lǐng)為： （1）將第 1 缸進排氣門間隙調(diào)整為零； 第 1 缸處進氣門開啟臨界態(tài)；安裝上止點儀、配氣相位儀，表 針調(diào)“0”。 （2）測活塞處上止點前、后 0.01mm 位置時刻，氣門升程高度 hj1 和 hj2，取均值，即為進氣門升程高度 hj。 （3）據(jù) hj 找準活塞上止點，百分表移至排氣門，頭 2mm 預壓 量。 （4）緩轉(zhuǎn)曲軸至排氣全閉，讀取活塞排氣門閉前高度 hp。 （5）由 hj、hp 及 =hj-hp，對照資料，得配氣相位變化。 2飛輪劃線法檢查配氣相位。 對于給定的發(fā)動機，配氣相位角、齒數(shù)及對應關(guān)系均特定。 EQ6100，141 個齒，2.55°/齒，=20°（約 7.8 齒） ，=20.5°（