汽車構(gòu)造配氣機構(gòu).ppt

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1、Chap3 配氣機構(gòu),李書偉Tel:88968111 ,,、教學(xué)目的及教學(xué)要求: 了解配氣機構(gòu)的功用,掌握配氣機構(gòu)的布置形式,了解凸輪軸傳動方式,掌握氣門間隙的作用和大?。涣私馀錃鈾C構(gòu)的零件和零件組組成、結(jié)構(gòu)特點、材料;了解配氣相位的概念。 、教學(xué)內(nèi)容: 配氣機構(gòu)的功用,配氣機構(gòu)的布置型式與工作機理,幾種型式配氣機構(gòu)的比較;凸輪軸的傳動方式,氣門間隙;氣門組、氣門傳動組的主要機件和工作機理;配氣相位、配氣相位圖、配氣相位用于對發(fā)動機的發(fā)火正時和調(diào)整氣門腳間隙。 、重點和難點: 重點:配氣機構(gòu)的布置形式和結(jié)構(gòu)特點; 難點:幾種型式配氣機構(gòu)的比較,氣門組和氣門傳動組的主要機件和工作過程,配氣相

2、位。,,概述 氣門間隙 配氣相位 配氣機構(gòu)的組成和零件,Chap3 配氣機構(gòu),一、配氣機構(gòu)功用: 按照發(fā)動機每個氣缸內(nèi)所進行的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求,定時開啟和關(guān)閉氣缸的進、排氣門,使新鮮可燃混合氣(汽油機)或空氣(柴油機)得以及時進入氣缸,廢氣得以及時從氣缸排出。 二、充氣效率: 在進氣行程中,實際進入氣缸內(nèi)的新鮮空氣或可燃混合氣的質(zhì)量與在進氣系統(tǒng)進口狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的新鮮空氣或可燃混合氣的質(zhì)量之比。 v=M/M0 M 進氣過程中,實際進入氣缸的新氣的質(zhì)量; Mo在理想狀態(tài)下,充滿氣缸工作容積的新氣質(zhì)量。,3.1概述,3.2配氣機構(gòu)的布置和工作情況,一、氣門的布置型式,一、氣門

3、的布置型式,1、氣門頂置式 組成:,特點: A、氣門行程大,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,燃燒室緊湊。B、曲軸與凸輪軸傳動比為2:1。,工作過程,2、氣門側(cè)置式,進排氣門都布置在氣缸的一側(cè),結(jié)構(gòu)簡單、零件數(shù)目少。 氣門布置在同一側(cè)導(dǎo)致燃燒室結(jié)構(gòu)不緊湊、熱量損失大、進氣道曲折、進氣阻力大,使發(fā)動機性能下降,已趨于淘汰。,二、凸輪軸的布置型式,二、凸輪軸的布置型式,1、凸輪軸下置,不利因素:凸輪軸與氣門相距較遠,動力傳遞路線較長,環(huán)節(jié)多,因此不適用于高速發(fā)動機。,有利因素:簡化曲軸與凸輪軸之間才傳動裝置,有利于發(fā)動機的布置。,2、凸輪軸中置式,傳動方式:凸輪軸經(jīng)過挺柱直接驅(qū)動搖臂,省去了推桿。 應(yīng)用:適用于發(fā)

4、動機轉(zhuǎn)速較高時,可以減少氣門傳動機構(gòu)的往復(fù)運動質(zhì)量。,凸輪軸,挺柱,活塞,搖臂,調(diào)整螺釘,3、凸輪軸上置式,應(yīng)用:高速發(fā)動機 桑塔納轎車發(fā)動機,凸輪軸,凸輪軸,活塞,特點: 凸輪軸與氣門距離近,不需要推桿、挺柱,使往復(fù)運動的慣量減少。,雙凸輪軸上置式發(fā)動機,GL1,a)凸輪搖臂驅(qū)動式 b)凸輪直接驅(qū)動式,三、氣門間隙,1、概念: 氣門間隙:為保證氣門關(guān)閉嚴(yán)密,通常發(fā)動機在冷態(tài)裝配時,在氣門桿尾端與氣門驅(qū)動零件(搖臂、挺柱或凸輪)之間留有適當(dāng)?shù)拈g隙。,氣門桿,搖臂,氣門間隙,為何排氣門間隙大于進氣門間隙?,四、配氣相位,1、氣門從開啟到關(guān)閉所經(jīng)歷的曲軸轉(zhuǎn)角,稱為配氣相位。,上止點,下止點,配氣相

5、位演示,3、氣門疊開,氣門疊開:當(dāng)進氣門早開和排氣門晚關(guān)時,出現(xiàn)的進排氣門同時開啟的現(xiàn)象。 氣門疊開角:氣門同時開啟的角度(+ )。,排氣過程,進氣過程,五、凸輪軸的傳動方式,五、凸輪軸的傳動方式,傳動方式圖例,齒形帶傳動裝置,凸輪軸,曲軸,片式鏈條張緊器,允許對鏈條施加較低的張緊力,實現(xiàn)低摩擦。 比帶式更節(jié)省空間。,,片式鏈條張緊器,3.3配氣機構(gòu)的組件和工作情況,一、氣門組,包括氣門組和氣門傳動組,氣門組實物圖,功用:燃燒室的組成部分,是氣體進、出燃燒室通道的開關(guān),承受沖擊力、高溫沖擊、高速氣流沖擊。 工作條件: A、進氣門570K670K,排氣門1050K1200K。 B、頭部承受氣體壓

6、力、氣門彈簧力等, C、冷卻和潤滑條件差, D、被氣缸中燃燒生成物中的物質(zhì)所腐蝕。 性能: 強度和剛度大、耐熱、耐腐蝕、耐磨,1、氣門,進氣門570K670K(鉻鋼或鉻鎳鋼) 排氣門1050K1200K(硅鉻鋼),頭部,桿部,氣門頭部的結(jié)構(gòu)形式,氣門實物圖,進氣門,排氣門,氣門錐角,氣門錐角:氣門頭部與氣門座圈接觸的錐面與氣門頂部平面的夾角。,錐角作用: A、獲得較大的氣門座合壓力,提高密封性和導(dǎo)熱性。 B、氣門落座時有較好的對中、定位作用。 C、避免氣流拐彎過大而降低流速。,裝配前應(yīng)將密封錐面研磨。,邊緣應(yīng)保持一定的厚度,13mm。,氣門桿,較高的加工精度,表面經(jīng)過熱處理和磨光,保證同氣門導(dǎo)

7、管的配合精度和耐磨性,氣門桿尾部:環(huán)形槽、鎖銷孔,凹槽,易斷裂處,,2、氣門座,氣門座: 氣缸蓋的進、排氣道與氣門錐面相結(jié) 合的部位。 作用: 靠其內(nèi)錐面與氣門錐面的緊密貼合密封氣缸。 接受氣門傳來的熱量。 氣門密封干涉角: 比氣門錐角大0.51度的氣門座圈錐角。,氣門座,氣門座圈: 以較大過盈量鑲嵌在氣門座上的圓環(huán)。 鑲嵌式氣門座特點: 優(yōu)點:提高氣門座的使用壽命,便于更換。 缺點:導(dǎo)熱性差,加工精度高,脫落時易造成嚴(yán)重事故。 汽油機:排氣門采用鑲嵌式氣門座 柴油機:進氣門采用鑲嵌式氣門座,鋁合金氣缸蓋為何氣門座都要鑲嵌氣門座圈?,2、氣門座,作用: 為氣門的運動導(dǎo)向,保證氣門直線運動兼起導(dǎo)

8、熱作用。 工作條件: 工作溫度較高,約500K。潤滑困難,易磨損。 材料: 用含石墨較多的鑄鐵,能提高自潤滑作用。 加工方法: 外表面加工精度較高 內(nèi)表面精絞 裝配: 氣門桿與氣門間隙0.050.12mm。,3、氣門導(dǎo)管,氣門導(dǎo)管,氣缸蓋,過盈配合,卡環(huán):防止氣門導(dǎo)管在使用中脫落。,倒角,伸入深度應(yīng)適量。錐度可減少氣流阻力。,4、氣門彈簧,功用:保證氣門的回位。 材料:高錳碳鋼、鉻釩鋼,氣門彈簧的裝配,氣門彈簧,氣門彈簧座,鎖片,氣門彈簧,圓柱形螺旋彈簧,圓柱等螺距彈簧,不等距彈簧,不等螺距彈簧安裝時應(yīng)注意什么問題?,隨著有效圈數(shù)的減少,自然頻率提高。,應(yīng)用:CA7560,雙彈簧布置,旋向相反

9、的兩個彈簧,防止斷裂的彈簧卡入另一彈簧,應(yīng)用車型: 奧迪100,捷達,桑塔納, 廣州標(biāo)致505,氣門旋轉(zhuǎn)機構(gòu),錐形套筒,鎖片,二、氣門驅(qū)動組,1、組成 2、功用:定時驅(qū)動氣門開閉,并保證氣門有足夠的開度和適當(dāng)?shù)臍忾T間隙。,凸輪軸,挺柱,推桿,搖臂,凸輪軸正時齒輪,搖臂軸,凸輪軸,作用: 驅(qū)動和控制各缸氣門的開啟和關(guān)閉,使其符合發(fā)動機的工作順序、配氣相位和氣門開度的變化規(guī)律等要求。 工作條件: 承受氣門間歇性開啟的沖擊載荷。 材料: 優(yōu)質(zhì)鋼、合金鑄鐵、球墨鑄鐵 結(jié)構(gòu):,凸輪,凸輪軸軸頸,驅(qū)動分電器的螺旋齒輪,空心凸輪軸 凸輪支架從原來的獨立式變成了現(xiàn)在的與氣缸蓋做成一體式結(jié)構(gòu)。 緊湊型氣缸蓋 節(jié)

10、省空間鏈?zhǔn)絺鲃有团錃鈾C構(gòu)。,凸輪,工作條件: 表面有良好的耐磨性,足夠的剛度。 凸輪性能: 承受氣門彈簧的張力,間歇性的沖擊載荷。,凸輪與挺柱線接觸,接觸壓力大,磨損快。,凸輪的輪廓,凸輪輪廓與氣門的運動規(guī)律,氣門開啟點,消除氣門間隙階段,氣門升程最大時刻,氣門關(guān)閉點,出現(xiàn)氣門間隙階段,緩沖結(jié)束點,同名凸輪的相對角位置,同一氣缸的進、排氣凸輪的相對角位置是與相應(yīng)的配氣相位相對應(yīng)的。,四缸發(fā)動機凸輪投影,點火順序: 1243,凸輪軸的軸向定位:,作用: 為了防止凸輪軸在工作中產(chǎn)生軸向竄動和承受斜齒輪產(chǎn)生的軸向力。,正時齒輪,止推板,隔圈(調(diào)節(jié)環(huán)),凸輪軸頸,凸輪軸的軸向間隙,氣缸體,利用調(diào)

11、節(jié)環(huán)控制軸向竄動,竄動量,凸輪軸的驅(qū)動,A、齒輪傳動:應(yīng)用在下置凸輪軸發(fā)動機。采用斜齒齒輪。,B、鏈條和齒形皮帶傳動:鏈條傳動噪聲小,用于中置式或頂置式凸輪軸發(fā)動機。,曲軸正時齒形帶輪,中間軸齒形帶輪,張緊輪,凸輪軸正時齒形帶輪,2、挺柱,(1)作用:將凸輪的推力傳給推桿或氣門。 (2)挺柱的分類:,挺柱端面與凸輪的關(guān)系,錐形凸輪,液力挺柱可不預(yù)留間隙,挺柱體,柱塞,球形支座,卡環(huán),柱塞彈簧,單向閥,單向閥架,柱塞腔,挺柱體腔,進油口,進油通道,結(jié)構(gòu): 性能: 消除了配氣機構(gòu)的間隙,減小了各零件的沖擊載荷和噪聲提高發(fā)動機高速時的性能。,由于氣間隙的存在,配氣機構(gòu)工作時將產(chǎn)生沖擊,而發(fā)出響聲,桑

12、塔納發(fā)動機液壓挺柱工作示意圖,氣門關(guān)閉時,氣門打開時,單向閥,彈簧被壓縮,可不預(yù)留間隙,凸輪與挺柱始終貼合,3、氣門推桿,作用: 將挺柱傳來的推力傳給搖臂。 工作情況: 是氣門機構(gòu)中最容易彎曲的零件。 材料: 硬鋁或鋼,4、搖臂,功用:將推桿或凸輪傳來的力改變方向,作用到氣門桿端以推開氣門。,搖臂結(jié)構(gòu)示意圖,氣門間隙調(diào)節(jié)螺釘,調(diào)節(jié)螺母,搖臂,搖臂軸套,易磨損部位 堆焊耐磨合金,搖臂結(jié)構(gòu)示意圖,潤滑油道,油槽,潤滑油道,搖臂組示意圖,搖臂軸,螺栓,搖臂軸支座,搖臂軸緊固螺釘,搖臂稱套,調(diào)整螺釘,搖臂,定位彈簧,桑塔納發(fā)動機的配氣機構(gòu),氣門間隙調(diào)整原則,調(diào)整原則: 1、不可調(diào)區(qū)域: 將要排氣

13、,正在排氣,排氣剛完的排氣門不可調(diào)。 將要進氣,正在進氣,進氣剛完的進氣門不可調(diào)。 2、調(diào)氣門間隙的步驟: 1)畫出配氣相位圖 2)排出各缸的位置 3)當(dāng)一缸在壓縮上止點時,判斷其它缸位于何行程,并判斷間隙是否可調(diào)。,利用配氣相位調(diào)節(jié)氣門間隙,例:=8 =31 =28 =8 點火次序:153624 一缸在壓縮上止點,問那些氣門的間隙可調(diào)?,1缸,,,5缸,3缸,6缸,2缸,4缸,,,,,,,,153624,三、本田雅閣發(fā)動機氣門間隙的調(diào)整,1只有當(dāng)缸蓋溫度降到38度以下后,才能進行氣門間隙調(diào)整。 (1)拆下缸蓋罩和正時皮帶上罩。 (2)設(shè)置1號氣缸活塞在壓縮上死點位置。凸輪軸皮帶輪上的“U

14、P”記號應(yīng)位于頂部,皮帶輪上的上死點槽口應(yīng)與缸蓋表面平齊。,(3)調(diào)節(jié)1號氣缸進、排氣門的間隙 進氣門:026mm 002mm; 排氣門:030mm 002mm。 (4)松開鎖止螺母, 轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺釘,直到 厚薄規(guī)前后移動時感 覺到有一點拖滯為止。 (5)擰緊鎖止螺母, 再檢查氣門間隙, 如有必要,重新進 行調(diào)整。,實物圖,測量氣門間隙,擰松緊定螺母,調(diào)正調(diào)節(jié)螺釘,(6)逆時針方向旋轉(zhuǎn)曲軸180度(凸輪軸皮帶輪轉(zhuǎn)動90度),“UP” 記號應(yīng)在排氣門側(cè)。調(diào)節(jié)第3號氣缸進、排氣門的間隙。,(7)繼續(xù)逆時針方向轉(zhuǎn)動曲軸180。使第4號氣缸活塞處于壓縮上死點位置。調(diào)節(jié)第4號氣缸進、排氣門的間隙。,(8)

15、再逆時針轉(zhuǎn)動曲軸180。使第2號氣缸活塞處于壓縮上死點位置,“UP”記號應(yīng)在進氣門側(cè)。調(diào)節(jié)第2號氣缸進、排氣門的間隙。,本章小結(jié),配氣機構(gòu)的功用及分類,配氣機構(gòu)的布置型式與工作機理,幾種型式配氣機構(gòu)的比較;凸輪軸的傳動方式,氣門間隙;氣門組、氣門傳動組的主要機件和工作機理;配氣相位、配氣相位圖、配氣相位用于對發(fā)動機的發(fā)火正時和調(diào)整氣門間隙。,發(fā)動機供給系統(tǒng)的服役條件、組成、工作原理、結(jié)構(gòu)特點和要求。,,預(yù)習(xí)思考,思考題,1氣門頂置式配氣機構(gòu)有哪幾種形式?各有何特點及應(yīng)用? 2影響充氣效率的因素主要有哪些? 3如何從一根凸輪軸上找出各缸的進排氣凸輪和該發(fā)動機的發(fā)火順序? 4氣門彈簧起什么作用,為什么在裝配氣門彈簧要預(yù)先壓縮? 5挺柱的類型主要有哪些,液壓挺柱有哪些優(yōu)點? 6可變進氣系統(tǒng)主要有哪幾種型式?,,

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