汽車配氣機構

1、汽車構造汽車構造姓名：王侃偉辦公室：航空樓B806電話mail：第三章配氣機構 講課提綱第一節(jié)第一節(jié) 配氣機構的功用及組成配氣機構的功用及組成第二節(jié)第二節(jié) 配氣定時及氣門間隙配氣定時及氣門間隙第三節(jié)第三節(jié) 氣門組氣門組第四節(jié)第四節(jié) 氣門傳動組氣門傳動組 一、充氣效率一、充氣效率定義：表征新鮮充量充滿氣缸的程度，指每循環(huán)實際進入氣缸的充量與進氣狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的理論充量的比值。影響因素：進氣終了時氣缸壓力；進氣終了時氣缸內溫度；上一循環(huán)殘留在氣缸內的高溫廢氣。提高措施：減小進氣門處的流動損失；減小整個進氣管道的流通阻力；減少對混合氣的熱傳導；減小排氣系統對氣流的阻

2、力；合理選擇配氣相位。 第一節(jié)第一節(jié) 配氣機構的功用及組成配氣機構的功用及組成0cMM實際測定方法 流量計測出發(fā)動機每小時實際充氣量 （m3/h) 理論空氣量由下式計算：V16021000 niLVVss 1svVV柴油機：柴油機：0.750.90.750.9汽油機：汽油機：0.70.750.70.75影響充氣效率的因素1進氣終了的壓力Pa:asappp1）進氣阻力）進氣阻力:ap包括沿程流動阻力和局部流動阻力包括沿程流動阻力和局部流動阻力22vpa2）負荷汽油機: 負荷的調節(jié)靠節(jié)氣門開度的大??； 轉速不變時，負荷越小，節(jié)氣門開度越小，流動阻力大 ； 隨著節(jié)氣門開度的減小，進氣終了壓力隨著轉速

3、的增加而下降得越快。 柴油機： 負荷的調節(jié)靠供油量的多少，流動阻力基本不變。影響充氣效率的因素Taav 引起進氣溫升的原因：引起進氣溫升的原因： 高溫零件的加熱；高溫零件的加熱； 殘余廢氣與新鮮充量混合而引起的溫升。殘余廢氣與新鮮充量混合而引起的溫升。vaTn負荷一定時：負荷一定時：轉速一定時：負荷轉速一定時：負荷 熱負荷熱負荷 vaT2進氣終了的溫度進氣終了的溫度Ta：影響充氣效率的因素v3殘余廢氣系數：殘余廢氣系數：4壓縮比：壓縮比：減小排氣阻力，降低殘余廢氣系數減小排氣阻力，降低殘余廢氣系數排氣遲閉角增大，可降低殘余廢氣系數排氣遲閉角增大，可降低殘余廢氣系數v影響充氣效率的因素5配氣相位

4、：scscVVVVPabczVp0VcVsr四沖程非增壓發(fā)動機示功圖四沖程非增壓發(fā)動機示功圖VrVs反映了進氣遲閉角度的影響。反映了進氣遲閉角度的影響。maxap影響充氣效率的因素二、功用二、功用 按照發(fā)動機每一氣缸內所進行的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求，定時開啟各缸的進、排氣門，使新鮮可燃混合氣或空氣及時進入氣缸，廢氣及時從氣缸排出。三、組成三、組成 配氣機構常見有兩種方式：氣門式配氣機構和氣孔式配氣機構。 氣門式配氣機構包括側置氣門式和頂置氣門式兩種。 氣門開啟結構：搖臂驅動；擺臂驅動；凸輪軸直接驅動 氣門式配氣機構通常由氣門組和氣門傳動組組成。 氣門的布置形式配氣機構的工作過程凸輪軸的布置形

5、式 凸輪軸下置、凸輪軸中置和凸輪軸上置對頂置氣門式配氣機構按凸輪軸位置分：1 1、 凸輪軸下置式凸輪軸下置式 優(yōu)點：凸輪軸離曲軸近，可用齒輪傳動； 缺點：傳動鏈長，整個機構剛性差。 2 2 、凸輪軸中置式、凸輪軸中置式優(yōu)點：傳動機構剛度有所增加； 缺點：凸輪軸驅動變復雜。3 3 、凸輪軸上置式、凸輪軸上置式 優(yōu)點：機構剛度最好； 缺點：凸輪軸驅動復雜。 凸輪軸的傳動5 5、 每缸氣門數每缸氣門數 一般發(fā)動機為一進一排兩氣門，且進氣門比排氣門大。 多氣門發(fā)動機使用最多的是四氣門發(fā)動機，每缸氣門數及其排列方式第二節(jié)第二節(jié) 配氣定時及氣門間隙配氣定時及氣門間隙一、配氣定時一、配氣定時 指以曲軸轉角所

6、表示的進、排氣門實際開閉時刻及其所持續(xù)的時間。用相對于上、下止點的曲軸轉角的環(huán)形圖（配氣相位圖）表示。 1 1 、進氣門、進氣門 進氣提前角：=030 進氣遲后角：=3080 持續(xù)角：180+ 2 2 、排氣門、排氣門 排氣提前角：=4080 排氣遲后角：=030 持續(xù)角：180+ 3 3 、氣門重疊角、氣門重疊角 活塞位于上止點時，進排氣門同時開啟。+二、氣門間隙二、氣門間隙 發(fā)動機冷態(tài)時，在氣門及其傳動機構中，留有適當間隙以補償氣門受熱后的膨脹量，此間隙即為氣門間隙。 氣門間隙一般由發(fā)動機制造廠根據試驗確定。本田本田車系車系可變可變氣門氣門相位相位VTECVTEC大眾車系可變氣門正時機構大

7、眾車系可變氣門正時機構VVTVVT原理原理大眾車系可變氣門正時機構的特點是只改變進氣門開、關時間的早晚，配氣相位角值不變（時間平移即早開、早關；晚開、晚關），不改變進氣門升程的大小。豐田車系智能可變氣門正時系統豐田車系智能可變氣門正時系統VVT-iVVT-i第三節(jié)第三節(jié) 氣門組氣門組氣門組包括氣門、氣門導管、氣門座及氣門彈簧等。氣門組應保證氣門能夠實現氣缸的密封。 氣門頂置式配氣機構的組成氣門組 氣門傳動組氣門組零件氣門氣門1 1、 工作條件及要求工作條件及要求 要求氣門有足夠強度、剛度、耐熱性和耐磨性。 進氣門一般用合金鋼制造；排氣門用耐熱合金鋼制造。2 2 、氣門頭頂面、氣門頭頂面 平頂：

8、結構簡單，吸熱面積小，進排氣門都可使用。應用最多。 凹頂：適于作進氣門，加工復雜，受熱面積大，不宜作排氣門。 凸頂：排氣阻力小，強度高，適于作排氣門，但質量大，受熱面積大，加工復雜。氣門組零件氣門3 3 、氣門密封、氣門密封 氣門密封錐面的錐角為氣門錐角，一般為45 ，也有的為30 。4 4 、氣門散熱、氣門散熱 氣門頭部的熱量直接通過氣門座以及通過氣門桿、經氣門導管而傳到氣缸蓋上，最終被冷卻液帶走。 為提高散熱性能： 氣門頭與氣門座密封良好； 氣門頭與氣門桿過渡部分應圓滑； 氣門桿與氣門導管間隙盡可能小。 5 5、氣門桿、氣門桿 氣門桿應具有一定耐磨性，其桿端形狀決定于氣門彈簧座的固定方式。

9、二、氣門座與氣門座圈二、氣門座與氣門座圈 氣門座可在氣缸蓋上直接鏜出，也可用較好的材料單獨制作，然后鑲嵌到氣缸蓋上。氣門組零件氣門導管和氣門座三、氣門導管三、氣門導管 主要起導向作用，保證氣門作直線往復運動，同時，氣門導管還起導熱作用。四、氣門彈簧四、氣門彈簧 保證氣門及時落座并緊緊貼合，同時防止發(fā)動機振動時氣門跳動。 為防止共振，可采取以下措施： 雙氣門彈簧； 變螺距彈簧； 錐形彈簧五、氣門旋轉機構五、氣門旋轉機構 可使氣門頭沿圓周溫度分布均勻，同時，摩擦錐面上的摩擦力能阻止沉積物形成。 通過變厚度凹槽的設計，使得氣門旋轉。第四節(jié)第四節(jié) 氣門傳動組氣門傳動組 氣門傳動組主要包括凸輪軸正時齒輪

10、、挺柱、推桿、搖臂、搖臂軸等。 作用是使進排氣門能按配氣相位規(guī)定的時刻開閉，且保證有足夠的開度。一、凸輪軸一、凸輪軸 1 1 、工作條件、工作條件：承受周期性載荷，要求有足夠的剛度和耐磨性。一般用優(yōu)質鋼模鍛。 2 2 、構造、構造 （1）組成：主要有進排氣凸輪，驅動分電器的齒輪和驅動油泵的偏心輪。 氣門傳動組零件凸輪軸（2）支承： 有全支承和非全支承。（3）凸輪 相對角位置符合各缸發(fā)火次序和發(fā)火間隙時間的要求。 同一氣缸進排氣凸輪的相對角位置與既定的配氣相位相適應。氣門傳動組零件定時（正時）齒輪（4）凸輪形狀 凸輪的輪廓形狀決定著氣門的開啟持續(xù)時間和氣門升程及運動規(guī)律。（5）凸輪軸的傳動 齒輪

11、傳動：多用于凸輪軸下置、中置發(fā)動機。 鏈傳動：適于凸輪軸上置發(fā)動機，不如齒輪傳動可靠。 齒形帶傳動：適于凸輪軸上置式發(fā)動機，噪聲小，工作可靠。（6）凸輪軸定位 上置式凸輪軸，利用凸輪軸承蓋的兩個端面和凸輪軸軸頸兩側的凸肩進行軸向定位。 中下置式凸輪軸，多采用止推板形式。二、挺柱二、挺柱 將凸輪的推力傳給推桿，并承受凸輪軸旋轉時所施加的側向力。 1 1、 工作條件工作條件 由于與凸輪間高速運動，要求必須耐磨。一般用鎳鉻合金鑄鐵制造。結構形式上包括機械挺柱和液力挺柱。氣門傳動組零件挺柱2 2、 機械挺柱機械挺柱 機械挺柱會存在偏磨損。 為減小挺柱的磨損，采取以下措施： （1）在挺柱底面鑲嵌耐磨合金

12、屬； （2）使用滾子挺柱； （3）挺柱表面做成球面，凸輪工作面制成錐面； （4）挺柱中心線與凸輪中心線不相重合 。3 3、 液力挺柱液力挺柱 使用液力挺柱，實現了零氣門間隙。氣門傳動組零件液壓挺柱三、推桿三、推桿 將從挺柱傳來的力傳給搖臂。要求其抗彎曲剛度高，質量小，兩端焊球頭和球座。氣門傳動組零件推桿四、搖臂四、搖臂 將推桿或凸輪傳來的運動和作用力改變方向傳給氣門。氣門傳動組零件搖臂及其支架 已知某微型轎車發(fā)動機為三缸四沖程汽油機，其配氣相位為進氣：=22CA；=62CA；排氣=52CA；=20CA。試求：1）畫出該發(fā)動機的配氣相位圖； 2）當該發(fā)動機轉速為3000r/min時，計算每循環(huán)的進、排氣持續(xù)時間各是多少秒？ 3）該機作功間隔角是多少CA; 4）該機當第一缸正處于作功下止點時，