d配氣機(jī)構(gòu)解析

會(huì)計(jì)學(xué)1d配氣機(jī)構(gòu)解析二、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)開啟各缸的進(jìn)、排氣門，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

配氣機(jī)構(gòu)常見有兩種方式：氣門式配氣機(jī)構(gòu)和氣孔式配氣機(jī)構(gòu)。氣門式配氣機(jī)構(gòu)包括側(cè)置氣門式和頂置氣門式兩種。氣門式配氣機(jī)構(gòu)通常由氣門組和氣門傳動(dòng)組組成。

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側(cè)置氣門式頂置氣門式第2頁/共45頁第3頁/共45頁對(duì)頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)按凸輪軸位置分：1、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，速度高時(shí)，可能破壞氣門的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

第4頁/共45頁2、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、凸輪軸上置式優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)件少，機(jī)構(gòu)剛度最好；缺點(diǎn)：凸輪軸驅(qū)動(dòng)復(fù)雜。第5頁/共45頁

第6頁/共45頁第7頁/共45頁第8頁/共45頁第二節(jié)配氣定時(shí)及氣門間隙一、配氣定時(shí)指以曲軸轉(zhuǎn)角所表示的進(jìn)、排氣門實(shí)際開閉時(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、進(jìn)氣門進(jìn)氣提前角：α=0～30°；進(jìn)氣遲后角：β=30～80°

進(jìn)氣持續(xù)角：180°+α+β2、排氣門排氣提前角：γ=40～80°；排氣遲后角：δ=0～30°

排氣持續(xù)角：180°+γ+δ3、氣門重疊角活塞位于上止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)排氣門同時(shí)開啟。氣門重疊角：α+δ第9頁/共45頁第10頁/共45頁二、氣門間隙

發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)時(shí)，在氣門及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，留有適當(dāng)間隙以補(bǔ)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(dòng)機(jī)制造廠根據(jù)試驗(yàn)確定。第11頁/共45頁第三節(jié)氣門組

氣門組包括氣門、氣門導(dǎo)管、氣門座及氣門彈簧等。氣門組應(yīng)保證氣門能夠?qū)崿F(xiàn)氣缸的密封。

第12頁/共45頁一、氣門

1、工作條件及要求工作條件：高溫、高壓、慣性力和差的冷卻和潤(rùn)滑條件。要求氣門有足夠強(qiáng)度、剛度、耐熱性和耐磨性。進(jìn)氣門一般用合金鋼制造；排氣門用耐熱合金鋼制造。2、氣門頭頂面平頂：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，吸熱面積小，進(jìn)排氣門都可使用。應(yīng)用最多。凹頂：適于作進(jìn)氣門，加工復(fù)雜，受熱面積大，不宜作排氣門。凸頂：排氣阻力小，強(qiáng)度高，適于作排氣門，但質(zhì)量大，受熱面積大，加工復(fù)雜。第13頁/共45頁第14頁/共45頁3、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°。第15頁/共45頁4、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(jīng)氣門導(dǎo)管而傳到氣缸蓋上，最終被冷卻液帶走。為提高散熱性能：①氣門頭與氣門座密封良好；②氣門頭與氣門桿過渡部分應(yīng)圓滑；③氣門桿與氣門導(dǎo)管間隙盡可能小。

第16頁/共45頁5、每缸氣門數(shù)一般發(fā)動(dòng)機(jī)為一進(jìn)一排兩氣門，且進(jìn)氣門比排氣門大。多氣門發(fā)動(dòng)機(jī)使用最多的是四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)包括：1）氣門通過斷面積大，進(jìn)氣量增加；2）運(yùn)動(dòng)慣性力減小，有利于提高轉(zhuǎn)速；3）多采用蓬型燃燒室，有利于燃燒。第17頁/共45頁第18頁/共45頁6、氣門桿用來為氣門運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)向、承受側(cè)壓力并傳走一部分熱量。氣門桿應(yīng)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。第19頁/共45頁第20頁/共45頁第21頁/共45頁二、氣門座與氣門座圈氣門座是氣缸蓋上與氣門錐面相貼合的部位。氣門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。第22頁/共45頁三、氣門導(dǎo)管主要起導(dǎo)向作用，保證氣門作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，氣門導(dǎo)管還起導(dǎo)熱作用。氣門桿和氣門導(dǎo)管之間一般留0.05-0.12mm間隙，保證氣門桿運(yùn)動(dòng)。第23頁/共45頁四、氣門彈簧保證氣門及時(shí)落座并緊緊貼合，同時(shí)防止發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)時(shí)氣門跳動(dòng)。為防止共振，可采取以下措施：①雙氣門彈簧；②變螺距彈簧；③錐形彈簧第24頁/共45頁五、氣門旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可使氣門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。通過變厚度凹槽的設(shè)計(jì)，使得氣門旋轉(zhuǎn)。第25頁/共45頁第三節(jié)氣門傳動(dòng)組

氣門傳動(dòng)組主要包括凸輪軸、正時(shí)齒輪、挺柱、推桿、搖臂、搖臂軸等。作用是使進(jìn)、排氣門能按配氣相位規(guī)定的時(shí)刻開閉，且保證有足夠的開度。第26頁/共45頁一、凸輪軸

1、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、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)油泵的偏心輪等。

第27頁/共45頁（2）支承：有全支承和非全支承。第28頁/共45頁（3）同異名凸輪同名凸輪：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。異名凸輪：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)。第29頁/共45頁第30頁/共45頁（4）凸輪形狀凸輪的輪廓形狀決定著氣門的開啟持續(xù)時(shí)間和氣門升程及運(yùn)動(dòng)規(guī)律。第31頁/共45頁（5）凸輪軸的傳動(dòng)齒輪傳動(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。第32頁/共45頁（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。第33頁/共45頁二、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、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。第34頁/共45頁2、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。第35頁/共45頁第36頁/共45頁3、液力挺柱使用液力挺柱，實(shí)現(xiàn)了零氣門間隙。第37頁/共45頁三、推桿將從挺柱傳來的力傳給搖臂。要求其抗彎曲剛度高，質(zhì)量小，兩端焊球頭和球座。第38頁/共45頁四、搖臂

將推桿或凸輪傳來的運(yùn)動(dòng)和作用力改變方向傳給氣門。第39頁/共45頁第40頁/共45頁

已知某微型轎車發(fā)動(dòng)機(jī)為三缸四沖程汽油機(jī)，其配氣相位為進(jìn)氣：α=22°CA；β=62°CA；排氣γ=52°CA；δ=20°CA。試求：1）畫出該發(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)，三缸正進(jìn)氣離上止點(diǎn)60°CA，請(qǐng)確定第二缸位置；

5）確定該機(jī)作功順序。第41頁/共45頁進(jìn)氣持續(xù)角：180o＋22o＋62o＝264o

排氣持續(xù)角：180o＋52