汽車構(gòu)造第三章配氣機(jī)構(gòu)ppt課件

1、第3章 配氣機(jī)構(gòu).主要內(nèi)容 概 述3.1氣 門 組 件3.2氣門傳動(dòng)組3.3可變配氣相位機(jī)構(gòu)3.4.3.1 概 述 配氣機(jī)構(gòu)是控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣和排氣的安裝，其作用是按照發(fā)動(dòng)機(jī)的任務(wù)循環(huán)和點(diǎn)火次序的要求定時(shí)開啟和封鎖各缸的進(jìn)、排氣門，以便在進(jìn)氣行程使盡能夠多的可燃混合氣汽油機(jī)或空氣柴油機(jī)進(jìn)入汽缸，在排氣行程將廢氣快速排出汽缸。配氣機(jī)構(gòu)的組成.3.1.1 配氣機(jī)構(gòu)的分類1.按氣門的布置方式分1側(cè)置氣門式配氣機(jī)構(gòu) 2頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu).2.按凸輪軸的布置方式分1凸輪軸下置式配氣機(jī)構(gòu).2凸輪軸中置式配氣機(jī)構(gòu).3凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu) .3.按曲軸驅(qū)動(dòng)凸輪軸的方式分1齒輪傳動(dòng)配氣機(jī)構(gòu) 2鏈傳動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)3齒形

2、帶傳動(dòng)配氣機(jī)構(gòu).4.按每缸氣門的數(shù)量分1雙氣門式配氣機(jī)構(gòu) 2多氣門式配氣機(jī)構(gòu)(a)雙氣門 (b)三氣門 (c)四氣門 (d)五氣門 .3.1.2 氣門間隙 發(fā)動(dòng)機(jī)任務(wù)時(shí)，氣門及其傳動(dòng)件將因溫度升高而膨脹。假設(shè)氣門及其傳動(dòng)件之間在冷態(tài)時(shí)無間隙或間隙過小，那么在熱態(tài)下，氣門及其傳動(dòng)件受熱膨脹勢(shì)必引起氣門封鎖不嚴(yán)，呵斥發(fā)動(dòng)機(jī)在緊縮和作功行程中漏氣，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降。為了消除上述景象，通常在發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)裝配時(shí)，在氣門及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中留有適當(dāng)?shù)拈g隙，以補(bǔ)償氣門受熱后的膨脹量。這一預(yù)留間隙稱為氣門間隙。.3.1.3 配氣相位 配氣相位是用曲軸轉(zhuǎn)角表示的進(jìn)、排氣門的開啟時(shí)辰和開啟延續(xù)時(shí)間。 配氣相位圖 配氣相

3、位對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)任務(wù)的要求：延出息、排氣時(shí)間。進(jìn)氣門早開晚關(guān)，排氣門早開晚關(guān)。.1.進(jìn)氣門的配氣相位 進(jìn)氣提早角 ：普通為1030 進(jìn)氣遲后角 ：普通為4070 進(jìn) 氣 持 續(xù) 角：進(jìn)氣門開啟繼續(xù)時(shí)間的曲軸轉(zhuǎn)角。 為180+2.排氣門的配氣相位 排氣提早角 ：普通為4080 排氣遲后角 ：普通為1030 排 氣 持 續(xù) 角：排氣門開啟繼續(xù)時(shí)間的曲軸轉(zhuǎn)角。 為180+3.氣門疊開 氣門疊開：在某一時(shí)間內(nèi)，進(jìn)氣門、排氣門同時(shí)開啟的現(xiàn) 象。 氣門疊開角：氣門重疊時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)角。為+ .3.2 氣門組件 氣門組件組成：氣門、氣門座、氣門導(dǎo)管、氣門彈簧、氣門彈 簧座及氣門鎖片等零件。任務(wù)要求：1氣門頭部與氣門座

4、貼合嚴(yán)密。2氣門導(dǎo)管對(duì)氣門桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向良好。3氣門彈簧兩端面與氣門桿中心線相互垂直，以保證氣門頭部在氣門座上不偏斜。4氣門彈簧的彈力足以抑制氣門及其傳動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)慣性力，使氣門能迅速封鎖，并能保證氣門封鎖時(shí)的密封性。.3.2.1 氣門 分類：進(jìn)氣門和排氣門兩種。 組成：頭部和桿部。 功用：頭部是用來密封汽缸的進(jìn)、排氣通道；桿部是用來為氣門的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。 任務(wù)要求：有足夠的強(qiáng)度、剛度，耐磨損，耐高溫，不易變形，且質(zhì)量要盡能夠地輕。 .1.氣門頭部氣門頭部的外形普通有3種方式：平頂、球面頂和喇叭形頂 平頂結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、吸熱面積小，質(zhì)量小、進(jìn)、排氣門均可采用。多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)采用。球面頂適用于排氣門

5、。強(qiáng)度高，排氣阻力小，廢氣的清除效果好，但受熱面積大，質(zhì)量和慣性力大，加工較復(fù)雜。 喇叭形頂通常作為進(jìn)氣門。其特點(diǎn)是進(jìn)氣阻力小，且質(zhì)量輕、慣性小，但受熱面積大。. 氣門錐角 為了保證氣門與氣門座貼合嚴(yán)密，將氣門密封面做成錐面，通常把氣門密封錐面的錐角稱為氣門錐角。普通氣門錐角為45。在氣門升程一定的情況下，減小氣門錐角，可以增大氣流通道斷面，減小進(jìn)氣阻力。但錐角減小會(huì)引起氣門頭部邊緣厚度變薄，致使氣門的密封和導(dǎo)熱性變差。.2.氣門桿部 氣門在氣門導(dǎo)管中上下運(yùn)動(dòng)，靠氣門桿部起導(dǎo)向和傳熱作用。氣門桿尾端的外形取決于氣門彈簧座的固定方式 氣門桿尾端外形與彈簧座的固定方式1氣門桿； 2氣門彈簧； 3彈

6、簧座； 4錐形鎖片； 5鎖銷.3.2.2 氣門座 進(jìn)、排氣道口與氣門密封錐 面直接貼合的部位 。1.氣門座的方式 功用：與氣門頭部一同對(duì)汽缸起密封作用，同時(shí)接受氣門頭部傳來的熱量并將其傳送出去，起散熱作用。 任務(wù)條件：高溫、磨損嚴(yán)重。 類型：一種是直接在汽缸蓋上鏜出的氣門座；另一種是單獨(dú)制成氣門座圈，鑲嵌在汽缸蓋上的氣門座 。氣門座構(gòu)造 1卡環(huán)； 2氣門導(dǎo)管； 3汽缸蓋； 4氣門座. 2.氣門座錐角 氣門座錐角由三部分組成。其中45或30的錐面與氣門密封錐面貼合，15和75錐角是用來修正任務(wù)錐面的寬度和上、下位置的，以使其到達(dá)規(guī)定的要求。某些發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門錐角比氣門座錐角小0.5l，該角稱為密封

7、干涉角。(a)氣門座錐角 (b)密封干涉角1氣門座； 2氣門 .3.2.3 氣門導(dǎo)管 功用：主要作用是對(duì)氣門的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向，以保證氣門做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)不發(fā)生徑向擺動(dòng)而可以準(zhǔn)確落座，且與氣門座正確貼合。同時(shí)還可以起到導(dǎo)熱作用，將氣門桿的熱量經(jīng)氣門導(dǎo)管傳給缸蓋及水套。 任務(wù)條件：高溫、磨損嚴(yán)重。 氣門導(dǎo)管內(nèi)外圓柱面經(jīng)加工后壓入汽缸蓋的氣門導(dǎo)管孔中，然后再精鉸內(nèi)孔。并用卡環(huán)定位。氣門導(dǎo)管汽缸蓋過盈配合卡環(huán)：防止氣門導(dǎo)管在運(yùn)用中零落。伸入深度應(yīng)適量。錐度可減少氣流阻力。.3.2.3 氣門彈簧 功用：使氣門自動(dòng)復(fù)位封鎖，并保證氣門與氣門座的座合壓力；還用于吸收氣門在封鎖過程中各傳動(dòng)零件所產(chǎn)生的慣性力，以防各

8、個(gè)傳動(dòng)件彼此分別而破壞配氣機(jī)構(gòu)的正常任務(wù)。 防止共振：提高氣門彈簧的剛度；采用不等螺距的圓柱彈簧；采用雙氣門彈簧。 (a)粗徑等螺距彈簧 (b)變螺距彈簧 (c)雙彈簧.3.3 氣門傳動(dòng)組氣門傳動(dòng)組主要包括凸輪軸、挺柱、推桿和搖臂等零件。搖臂軸搖臂推桿挺柱凸輪軸正時(shí)齒輪凸輪軸.3.3.1 凸輪軸1.凸輪軸構(gòu)造 凸輪軸主要由凸輪和軸頸兩部分組成。單根凸輪軸普通將進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪布置在同一根凸輪軸上。雙上置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)的兩根凸輪軸，一根是進(jìn)氣凸輪軸，上面布置有各缸的進(jìn)氣凸輪；另一根是排氣凸輪軸，上面分布有各缸的排氣凸輪。.2.凸輪輪廓外形 氣門的開閉時(shí)辰及其升程變化規(guī)律主要取決于控制氣門的凸輪

9、外部輪廓曲線即凸輪輪廓外形。凸輪輪廓直接決議了氣門的升程及其升降過程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 凸輪輪廓與氣門的運(yùn)動(dòng)規(guī)律氣門開啟點(diǎn)消除氣門間隙階段氣門升程最大時(shí)辰氣門封鎖點(diǎn)出現(xiàn)氣門間隙階段緩沖終了點(diǎn).3.凸輪間的相對(duì)角位置1同名凸輪間的相對(duì)角位置 凸輪軸上各缸同名凸輪相對(duì)角位置的陳列與凸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向、各缸的任務(wù)順序和作功間隔角有關(guān)。 2異名凸輪的相對(duì)角位置 同一汽缸進(jìn)、排氣異名凸輪間的相對(duì)角位置陳列取決于凸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相位。 4缸汽油機(jī)同名凸輪陳列 6缸柴油機(jī)同名凸輪陳列 .4.凸輪軸的軸向定位為了防止凸輪軸軸向竄動(dòng)，普通設(shè)有軸向定位安裝。 正時(shí)齒輪止推板凸輪軸頸凸輪軸的軸向間隙汽缸體利用

10、調(diào)理環(huán)控制軸向竄動(dòng)竄動(dòng)量.3.3.2 挺柱 功用：將凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的推進(jìn)力傳給推桿下、中置凸輪軸或氣門上置凸輪軸。 資料：普通用耐磨性好的合金鋼或合金鑄鐵等資料制造。 1.普通挺柱 常見的挺柱主要有筒形和滾輪式兩種 (a)筒形平面 (b)筒形球面 (c)滾輪式. 2.液壓挺柱 液壓挺柱除可以自動(dòng)補(bǔ)償氣門間隙外，還具有以下優(yōu)點(diǎn)：1取消了調(diào)整氣門間隙的零件，使構(gòu)造簡(jiǎn)單。2不需調(diào)整氣門間隙，簡(jiǎn)化了裝配后的調(diào)整過程。3消除了由氣門間隙引起的沖擊和噪聲，減輕了氣門傳動(dòng)組件之間的摩擦。挺柱體柱塞球座卡簧柱塞彈簧單向閥柱塞腔挺柱體腔進(jìn)油口進(jìn)油通道.3.3.3 推桿 功用：采用下置、中置式凸輪軸的配氣機(jī)構(gòu)，

11、利用推桿將挺柱傳來的力傳給搖臂。 資料：硬鋁、鋼。 構(gòu)造：實(shí)心推桿、硬鋁棒、鋼管。.3.3.4 搖臂與搖臂組件功用：將推桿或凸輪傳來的力改動(dòng)方向后傳給氣門，使其開啟。搖臂組件主要包括搖臂、搖臂軸、支承座及氣門間隙調(diào)整螺釘?shù)攘慵?3.4 可變配氣相位機(jī)構(gòu) 常見的雙氣門機(jī)構(gòu)與四氣門機(jī)構(gòu)的配氣正時(shí)主要思索提高發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率和轉(zhuǎn)矩，但在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)力性急劇下降，燃油經(jīng)濟(jì)性很差。為防止此種景象，有些汽車近年來采用一種可變配氣相位與氣門升程的電子控制VTEC機(jī)構(gòu)來控制進(jìn)氣時(shí)間與進(jìn)氣量，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出不同的輸出功率。 .1.VTEC的構(gòu)造 裝有VTEC機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)汽缸都配置有兩個(gè)進(jìn)氣門和兩個(gè)排氣門。本田汽車的VTEC機(jī)構(gòu) 1正時(shí)板；