汽車構造配氣機構.ppt

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1、Chap3 配氣機構,李書偉Tel:88968111 ,,、教學目的及教學要求： 了解配氣機構的功用，掌握配氣機構的布置形式，了解凸輪軸傳動方式，掌握氣門間隙的作用和大小；了解配氣機構的零件和零件組組成、結構特點、材料；了解配氣相位的概念。 、教學內容： 配氣機構的功用，配氣機構的布置型式與工作機理，幾種型式配氣機構的比較；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)火正時和調整氣門腳間隙。 、重點和難點： 重點：配氣機構的布置形式和結構特點； 難點：幾種型式配氣機構的比較，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 配氣機構的組成和零件,Chap3 配氣機構,一、配氣機構功用： 按照發(fā)動機每個氣缸內所進行的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求，定時開啟和關閉氣缸的進、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，實際進入氣缸內的新鮮空氣或可燃混合氣的質量與在進氣系統(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量之比。 v=M/M0 M 進氣過程中，實際進入氣缸的新氣的質量； Mo在理想狀態(tài)下，充滿氣缸工作容積的新氣質量。,3.1概述,3.2配氣機構的布置和工作情況,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，結構較復雜，燃燒室緊湊。B、曲軸與凸輪軸傳動比為2:1。,工作過程,2、氣門側置式,進排氣門都布置在氣缸的一側，結構簡單、零件數(shù)目少。 氣門布置在同一側導致燃燒室結構不緊湊、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：凸輪軸經過挺柱直接驅動搖臂，省去了推桿。 應用：適用于發(fā)

4、動機轉速較高時，可以減少氣門傳動機構的往復運動質量。,凸輪軸,挺柱,活塞,搖臂,調整螺釘,3、凸輪軸上置式,應用：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)凸輪搖臂驅動式 b)凸輪直接驅動式,三、氣門間隙,1、概念： 氣門間隙：為保證氣門關閉嚴密，通常發(fā)動機在冷態(tài)裝配時，在氣門桿尾端與氣門驅動零件（搖臂、挺柱或凸輪）之間留有適當?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、氣門從開啟到關閉所經歷的曲軸轉角，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：當進氣門早開和排氣門晚關時，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，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,氣門頭部的結構形式,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。,裝配前應將密封錐面研磨。,邊緣應保持一定的厚度，13mm。,氣門桿,較高的加工精度，表面經過熱處理和磨光，保證同氣門導

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 合的部位。 作用： 靠其內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：導熱性差，加工精度高，脫落時易造成嚴重事故。 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： 為氣門的運動導向，保證氣門直線運動兼起導

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 內表面精絞 裝配： 氣門桿與氣門間隙0.050.12mm。,3、氣門導管,氣門導管,氣缸蓋,過盈配合,卡環(huán)：防止氣門導管在使用中脫落。,倒角,伸入深度應適量。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注意什么問題？,隨著有效圈數(shù)的減少，自然頻率提高。,應用：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,應用車型： 奧迪100，捷達，桑塔納, 廣州標致505,氣門旋轉機構,錐形套筒,鎖片,二、氣門驅動組,1、組成 2、功用：定時驅動氣門開閉，并保證氣門有足夠的開度和適當?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： 驅動和控制各缸氣門的開啟和關閉，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)質鋼、合金鑄鐵、球墨鑄鐵 結構：,凸輪,凸輪軸軸頸,驅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構。 緊湊型氣缸蓋 節(jié)

10、省空間鏈式傳動型配氣機構。,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,氣門關閉點,出現(xiàn)氣門間隙階段,緩沖結束點,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的配氣相位相對應的。,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生軸向竄動和承受斜齒輪產生的軸向力。,正時齒輪,止推板,隔圈（調節(jié)環(huán)）,凸輪軸頸,凸輪軸的軸向間隙,氣缸體,利用調

11、節(jié)環(huán)控制軸向竄動,竄動量,凸輪軸的驅動,A、齒輪傳動：應用在下置凸輪軸發(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系,錐形凸輪,液力挺柱可不預留間隙,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,結構： 性能： 消除了配氣機構的間隙，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，配氣機構工作時將產生沖擊，而發(fā)出響聲,桑

12、塔納發(fā)動機液壓挺柱工作示意圖,氣門關閉時,氣門打開時,單向閥,彈簧被壓縮,可不預留間隙，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。,搖臂結構示意圖,氣門間隙調節(jié)螺釘,調節(jié)螺母,搖臂,搖臂軸套,易磨損部位 堆焊耐磨合金,搖臂結構示意圖,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,調整螺釘,搖臂,定位彈簧,桑塔納發(fā)動機的配氣機構,氣門間隙調整原則,調整原則： 1、不可調區(qū)域： 將要排氣

13、，正在排氣，排氣剛完的排氣門不可調。 將要進氣，正在進氣，進氣剛完的進氣門不可調。 2、調氣門間隙的步驟： 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。,利用配氣相位調節(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？,1缸,,,5缸,3缸,6缸,2缸,4缸,,,,,,,,153624,三、本田雅閣發(fā)動機氣門間隙的調整,1只有當缸蓋溫度降到38度以下后，才能進行氣門間隙調整。 (1)拆下缸蓋罩和正時皮帶上罩。 (2)設置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”記號應位于頂部，皮帶輪上的上死點槽口應與缸蓋表面平齊。,(3)調節(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， 轉動調節(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 行調整。,實物圖,測量氣門間隙,擰松緊定螺母，調正調節(jié)螺釘,(6)逆時針方向旋轉曲軸180度(凸輪軸皮帶輪轉動90度)，“UP” 記號應在排氣門側。調節(jié)第3號氣缸進、排氣門的間隙。,(7)繼續(xù)逆時針方向轉動曲軸180。使第4號氣缸活塞處于壓縮上死點位置。調節(jié)第4號氣缸進、排氣門的間隙。,(8)

15、再逆時針轉動曲軸180。使第2號氣缸活塞處于壓縮上死點位置，“UP”記號應在進氣門側。調節(jié)第2號氣缸進、排氣門的間隙。,本章小結,配氣機構的功用及分類，配氣機構的布置型式與工作機理，幾種型式配氣機構的比較；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、結構特點和要求。,,預習思考,思考題,1氣門頂置式配氣機構有哪幾種形式？各有何特點及應用？ 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？,,