汽車(chē)配氣機(jī)構(gòu)

1、汽車(chē)構(gòu)造汽車(chē)構(gòu)造姓名：王侃偉辦公室：航空樓B806電話mail：第三章配氣機(jī)構(gòu) 講課提綱第一節(jié)第一節(jié) 配氣機(jī)構(gòu)的功用及組成配氣機(jī)構(gòu)的功用及組成第二節(jié)第二節(jié) 配氣定時(shí)及氣門(mén)間隙配氣定時(shí)及氣門(mén)間隙第三節(jié)第三節(jié) 氣門(mén)組氣門(mén)組第四節(jié)第四節(jié) 氣門(mén)傳動(dòng)組氣門(mén)傳動(dòng)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(shí)際進(jìn)入氣缸的充量與進(jìn)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(jìn)氣終了時(shí)氣缸壓力；進(jìn)氣終了時(shí)氣缸內(nèi)溫度；上一循環(huán)殘留在氣缸內(nèi)的高溫廢氣。提高措施：減小進(jìn)氣門(mén)處的流動(dòng)損失；減小整個(gè)進(jìn)氣管道的流通阻力；減少對(duì)混合氣的熱傳導(dǎo)；減小排氣系統(tǒng)對(duì)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(jī)構(gòu)的功用及組成配氣機(jī)構(gòu)的功用及組成0cMM實(shí)際測(cè)定方法 流量計(jì)測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)每小時(shí)實(shí)際充氣量 （m3/h) 理論空氣量由下式計(jì)算：V16021000 niLVVss 1svVV柴油機(jī)：柴油機(jī)：0.750.90.750.9汽油機(jī)：汽油機(jī)：0.70.750.70.75影響充氣效率的因素1進(jìn)氣終了的壓力Pa:asappp1）進(jìn)氣阻力）進(jìn)氣阻力:ap包括沿程流動(dòng)阻力和局部流動(dòng)阻力包括沿程流動(dòng)阻力和局部流動(dòng)阻力22vpa2）負(fù)荷汽油機(jī): 負(fù)荷的調(diào)節(jié)靠節(jié)氣門(mén)開(kāi)度的大?。?轉(zhuǎn)速不變時(shí)，負(fù)荷越小，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度越小，流動(dòng)阻力大 ； 隨著節(jié)氣門(mén)開(kāi)度的減小，進(jìn)氣終了壓力隨著轉(zhuǎn)速

3、的增加而下降得越快。 柴油機(jī)： 負(fù)荷的調(diào)節(jié)靠供油量的多少，流動(dòng)阻力基本不變。影響充氣效率的因素Taav 引起進(jìn)氣溫升的原因：引起進(jìn)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(fù)荷一定時(shí)：負(fù)荷一定時(shí)：轉(zhuǎn)速一定時(shí)：負(fù)荷轉(zhuǎn)速一定時(shí)：負(fù)荷 熱負(fù)荷熱負(fù)荷 vaT2進(jìn)氣終了的溫度進(jìn)氣終了的溫度Ta：影響充氣效率的因素v3殘余廢氣系數(shù)：殘余廢氣系數(shù)：4壓縮比：壓縮比：減小排氣阻力，降低殘余廢氣系數(shù)減小排氣阻力，降低殘余廢氣系數(shù)排氣遲閉角增大，可降低殘余廢氣系數(shù)排氣遲閉角增大，可降低殘余廢氣系數(shù)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(dòng)機(jī)示功圖四沖程非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)示功圖VrVs反映了進(jìn)氣遲閉角度的影響。反映了進(jìn)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(dòng)機(jī)每一氣缸內(nèi)所進(jìn)行的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求，定時(shí)開(kāi)啟各缸的進(jìn)、排氣門(mén)，使新鮮可燃混合氣或空氣及時(shí)進(jìn)入氣缸，廢氣及時(shí)從氣缸排出。三、組成三、組成 配氣機(jī)構(gòu)常見(jiàn)有兩種方式：氣門(mén)式配氣機(jī)構(gòu)和氣孔式配氣機(jī)構(gòu)。 氣門(mén)式配氣機(jī)構(gòu)包括側(cè)置氣門(mén)式和頂置氣門(mén)式兩種。 氣門(mén)開(kāi)啟結(jié)構(gòu)：搖臂驅(qū)動(dòng)；擺臂驅(qū)動(dòng)；凸輪軸直接驅(qū)動(dòng) 氣門(mén)式配氣機(jī)構(gòu)通常由氣門(mén)組和氣門(mén)傳動(dòng)組組成。 氣門(mén)的布置形式配氣機(jī)構(gòu)的工作過(guò)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(duì)頂置氣門(mén)式配氣機(jī)構(gòu)按凸輪軸位置分：1 1、 凸輪軸下置式凸輪軸下置式 優(yōu)點(diǎn)：凸輪軸離曲軸近，可用齒輪傳動(dòng)； 缺點(diǎn)：傳動(dòng)鏈長(zhǎng)，整個(gè)機(jī)構(gòu)剛性差。 2 2 、凸輪軸中置式、凸輪軸中置式優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)剛度有所增加； 缺點(diǎn)：凸輪軸驅(qū)動(dòng)變復(fù)雜。3 3 、凸輪軸上置式、凸輪軸上置式 優(yōu)點(diǎn)：機(jī)構(gòu)剛度最好； 缺點(diǎn)：凸輪軸驅(qū)動(dòng)復(fù)雜。 凸輪軸的傳動(dòng)5 5、 每缸氣門(mén)數(shù)每缸氣門(mén)數(shù) 一般發(fā)動(dòng)機(jī)為一進(jìn)一排兩氣門(mén)，且進(jìn)氣門(mén)比排氣門(mén)大。 多氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)使用最多的是四氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)，每缸氣門(mén)數(shù)及其排列方式第二節(jié)第二節(jié) 配氣定時(shí)及氣門(mén)間隙配氣定時(shí)及氣門(mén)間隙一、配氣定時(shí)一、配氣定時(shí) 指以曲軸轉(zhuǎn)角所

6、表示的進(jìn)、排氣門(mén)實(shí)際開(kāi)閉時(shí)刻及其所持續(xù)的時(shí)間。用相對(duì)于上、下止點(diǎn)的曲軸轉(zhuǎn)角的環(huán)形圖（配氣相位圖）表示。 1 1 、進(jìn)氣門(mén)、進(jìn)氣門(mén) 進(jìn)氣提前角：=030 進(jìn)氣遲后角：=3080 持續(xù)角：180+ 2 2 、排氣門(mén)、排氣門(mén) 排氣提前角：=4080 排氣遲后角：=030 持續(xù)角：180+ 3 3 、氣門(mén)重疊角、氣門(mén)重疊角 活塞位于上止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)排氣門(mén)同時(shí)開(kāi)啟。+二、氣門(mén)間隙二、氣門(mén)間隙 發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)時(shí)，在氣門(mén)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，留有適當(dāng)間隙以補(bǔ)償氣門(mén)受熱后的膨脹量，此間隙即為氣門(mén)間隙。 氣門(mén)間隙一般由發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠根據(jù)試驗(yàn)確定。本田本田車(chē)系車(chē)系可變可變氣門(mén)氣門(mén)相位相位VTECVTEC大眾車(chē)系可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)大

7、眾車(chē)系可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)VVTVVT原理原理大眾車(chē)系可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是只改變進(jìn)氣門(mén)開(kāi)、關(guān)時(shí)間的早晚，配氣相位角值不變（時(shí)間平移即早開(kāi)、早關(guān)；晚開(kāi)、晚關(guān)），不改變進(jìn)氣門(mén)升程的大小。豐田車(chē)系智能可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)豐田車(chē)系智能可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)VVT-iVVT-i第三節(jié)第三節(jié) 氣門(mén)組氣門(mén)組氣門(mén)組包括氣門(mén)、氣門(mén)導(dǎo)管、氣門(mén)座及氣門(mén)彈簧等。氣門(mén)組應(yīng)保證氣門(mén)能夠?qū)崿F(xiàn)氣缸的密封。 氣門(mén)頂置式配氣機(jī)構(gòu)的組成氣門(mén)組 氣門(mén)傳動(dòng)組氣門(mén)組零件氣門(mén)氣門(mén)1 1、 工作條件及要求工作條件及要求 要求氣門(mén)有足夠強(qiáng)度、剛度、耐熱性和耐磨性。 進(jìn)氣門(mén)一般用合金鋼制造；排氣門(mén)用耐熱合金鋼制造。2 2 、氣門(mén)頭頂面、氣門(mén)頭頂面 平頂：

8、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，吸熱面積小，進(jìn)排氣門(mén)都可使用。應(yīng)用最多。 凹頂：適于作進(jìn)氣門(mén)，加工復(fù)雜，受熱面積大，不宜作排氣門(mén)。 凸頂：排氣阻力小，強(qiáng)度高，適于作排氣門(mén)，但質(zhì)量大，受熱面積大，加工復(fù)雜。氣門(mén)組零件氣門(mén)3 3 、氣門(mén)密封、氣門(mén)密封 氣門(mén)密封錐面的錐角為氣門(mén)錐角，一般為45 ，也有的為30 。4 4 、氣門(mén)散熱、氣門(mén)散熱 氣門(mén)頭部的熱量直接通過(guò)氣門(mén)座以及通過(guò)氣門(mén)桿、經(jīng)氣門(mén)導(dǎo)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(mén)頭與氣門(mén)座密封良好； 氣門(mén)頭與氣門(mén)桿過(guò)渡部分應(yīng)圓滑； 氣門(mén)桿與氣門(mén)導(dǎo)管間隙盡可能小。 5 5、氣門(mén)桿、氣門(mén)桿 氣門(mén)桿應(yīng)具有一定耐磨性，其桿端形狀決定于氣門(mén)彈簧座的固定方式。

9、二、氣門(mén)座與氣門(mén)座圈二、氣門(mén)座與氣門(mén)座圈 氣門(mén)座可在氣缸蓋上直接鏜出，也可用較好的材料單獨(dú)制作，然后鑲嵌到氣缸蓋上。氣門(mén)組零件氣門(mén)導(dǎo)管和氣門(mén)座三、氣門(mén)導(dǎo)管三、氣門(mén)導(dǎo)管 主要起導(dǎo)向作用，保證氣門(mén)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，氣門(mén)導(dǎo)管還起導(dǎo)熱作用。四、氣門(mén)彈簧四、氣門(mén)彈簧 保證氣門(mén)及時(shí)落座并緊緊貼合，同時(shí)防止發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)時(shí)氣門(mén)跳動(dòng)。 為防止共振，可采取以下措施： 雙氣門(mén)彈簧； 變螺距彈簧； 錐形彈簧五、氣門(mén)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)五、氣門(mén)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 可使氣門(mén)頭沿圓周溫度分布均勻，同時(shí)，摩擦錐面上的摩擦力能阻止沉積物形成。 通過(guò)變厚度凹槽的設(shè)計(jì)，使得氣門(mén)旋轉(zhuǎn)。第四節(jié)第四節(jié) 氣門(mén)傳動(dòng)組氣門(mén)傳動(dòng)組 氣門(mén)傳動(dòng)組主要包括凸輪軸正時(shí)齒輪

10、、挺柱、推桿、搖臂、搖臂軸等。 作用是使進(jìn)排氣門(mén)能按配氣相位規(guī)定的時(shí)刻開(kāi)閉，且保證有足夠的開(kāi)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(zhì)鋼模鍛。 2 2 、構(gòu)造、構(gòu)造 （1）組成：主要有進(jìn)排氣凸輪，驅(qū)動(dòng)分電器的齒輪和驅(qū)動(dòng)油泵的偏心輪。 氣門(mén)傳動(dòng)組零件凸輪軸（2）支承： 有全支承和非全支承。（3）凸輪 相對(duì)角位置符合各缸發(fā)火次序和發(fā)火間隙時(shí)間的要求。 同一氣缸進(jìn)排氣凸輪的相對(duì)角位置與既定的配氣相位相適應(yīng)。氣門(mén)傳動(dòng)組零件定時(shí)（正時(shí)）齒輪（4）凸輪形狀 凸輪的輪廓形狀決定著氣門(mén)的開(kāi)啟持續(xù)時(shí)間和氣門(mén)升程及運(yùn)動(dòng)規(guī)律。（5）凸輪軸的傳動(dòng) 齒輪

11、傳動(dòng)：多用于凸輪軸下置、中置發(fā)動(dòng)機(jī)。 鏈傳動(dòng)：適于凸輪軸上置發(fā)動(dòng)機(jī)，不如齒輪傳動(dòng)可靠。 齒形帶傳動(dòng)：適于凸輪軸上置式發(fā)動(dòng)機(jī)，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(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，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(zhuǎn)時(shí)所施加的側(cè)向力。 1 1、 工作條件工作條件 由于與凸輪間高速運(yùn)動(dòng)，要求必須耐磨。一般用鎳鉻合金鑄鐵制造。結(jié)構(gòu)形式上包括機(jī)械挺柱和液力挺柱。氣門(mén)傳動(dòng)組零件挺柱2 2、 機(jī)械挺柱機(jī)械挺柱 機(jī)械挺柱會(huì)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(shí)現(xiàn)了零氣門(mén)間隙。氣門(mén)傳動(dòng)組零件液壓挺柱三、推桿三、推桿 將從挺柱傳來(lái)的力傳給搖臂。要求其抗彎曲剛度高，質(zhì)量小，兩端焊球頭和球座。氣門(mén)傳動(dòng)組零件推桿四、搖臂四、搖臂 將推桿或凸輪傳來(lái)的運(yùn)動(dòng)和作用力改變方向傳給氣門(mén)。氣門(mén)傳動(dòng)組零件搖臂及其支架 已知某微型轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)為三缸四沖程汽油機(jī)，其配氣相位為進(jìn)氣：=22CA；=62CA；排氣=52CA；=20CA。試求：1）畫(huà)出該發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相位圖； 2）當(dāng)該發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為3000r/min時(shí)，計(jì)算每循環(huán)的進(jìn)、排氣持續(xù)時(shí)間各是多少秒？ 3）該機(jī)作功間隔角是多少CA; 4）該機(jī)當(dāng)?shù)谝桓渍幱谧鞴ο轮裹c(diǎn)時(shí)，