发动机配气机构课件

第三章 配气机构 邱卓丹 凸轮轴 挺柱 推杆 摇臂 凸轮轴正时齿轮 摇臂轴 按发动机工作过程的需要，适时开启、关闭进排气门，使新鲜充量进入，废气排出。充气量越大，发动机可能发出的功率越大。 由于进、排气阻力故： v = （ 1、在结构上采取措施，减少进、排气阻力。 2、选择适当的进、排、气门开启和持续的时 间、 使进、排气尽可能充分。 一、配气机构的功用： 二、充气效率 新鲜充量充满气缸的程度 邱卓丹 第一节 气门式配气机构的布置及传动 按气门的布置型式 按凸轮轴的传动方式 按每缸气门数分 二、型式： 顶置 侧置 齿轮传动式 链条传动式 带传动式 二气门式 四气门式 多气门式 一、组成： 按凸轮轴的布置型式 上置 中置 下置 观看动画 顶置式配气机构工作原理 邱卓丹 观看动画 （一） 气门的布置型式： 特点 优点 缺点 应用 顶置式 进、排气门倒挂在气缸盖上 经济性、动力性好 结构较复杂 广泛 侧置式 进、排气门在缸体一侧 结构简单（无摇臂） 燃烧室结构不紧凑，经济、动力性差 已逃汰 邱卓丹 （二） 凸轮轴的布置型式： 1、下置： 凸轮轴正时齿轮直接与曲轴正时齿轮啮合。 2、中置： 推杆短，要加入中间传动装置。 3、上置： 凸轮轴通过摇臂或直接来驱动气门，要用惰轮、皮带、链条，及张 紧装置。结构复杂，用于高速强化的轿车发动机。 邱卓丹 观看动画 观看动画 观看动画 （三） 传动型式： 齿轮传动、链传动、带传动 邱卓丹 （四） 气门数及排列方式： 1、 一般发动机采用每缸两个气门的排列方式： 汽油机进排气道一般通常布置在缸体的同侧，以便排气预热进气。 柴油机进排气道通常布置在机体两侧，以免排气对进气加热。 该方式的同名气门可用一个气道 ， 使气道简化并得到较大的气道通过截面 。 每缸单独的气道有助于缸盖冷却均匀 。 邱卓丹 2、 新型发动机采用 4气门等多气门： （进气门的面积 V） （只用一个凸轮通过 缺：同名气门在气道中的位置不同，二者的工作条件及效果不一致。 （用两根凸轮轴） 同名气门排成两列。 同名气门排成一列。 邱卓丹 观看动画 观看动画 三、气门间隙： 意义： 间隙过小 ， 则气门受热膨胀 ， 导致气门关闭不严 ， 漏 气 ， 使发动机功率下降 ， 甚至气门烧坏 。 因此，在发动机冷态装配时，在气门与其传动机构中应留适当的间隙。 间隙过大 ， 则使气门最大开度减小 ， 开启延续时间缩 短 ， 影响配气相位 ， 且加剧传动件间的撞击 ， 加速零 件磨损 ， 噪声 冷态气门间隙要求： 进气门的间隙 气门的间隙 方法： 两次调整法 逐缸调整法 邱卓丹 延长进、排气时间，改善换气过程，提高发动机性能。 第二节 配气相位 进、排气门的开闭时刻和开启持续时间用曲轴转角表示。 定义： 进排气门早开晚关的意义： 现代汽车发动机转速较高，活塞每一行程所经历的时间十分短促，上海桑塔纳轿车，发动机在最大功率时的转速为 5600r/个行程历时间为 这样短的时间内使进气充足，排气干净比较困难。 邱卓丹 邱卓丹 定 义 目 的 数 值 进气 提前角 进气门在上止点前开始开启，从开始开启到上止点所对 应的曲轴转角 进气阻力 V =10 30 进气 迟闭角 从下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角 利用压差，气流惯性，提高充量 =40 80 1、 进气定时： 邱卓丹 定 义 目 的 数 值 排气 提前角 排气门在下止点前开始开启 ，从开始开启到下止点所对应的曲轴转角 利用压差进行自由排气 =40 80 排气 迟闭角 从上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角 利用气流惯性及压差继续排气 =10 30 2、 排气定时： 邱卓丹 3、 气门重叠： 排气门和进气门同时开启的现象称为气门重叠。 （ +） 不同结构、转速的发动机，配气相位也各有不同。合理的配气相位要通过反复试验确定。 邱卓丹 调气门间隙应在气门关闭时调 调整：调整螺钉，锁紧螺母。 测量：气门与摇臂间 气门间隙两次调整法步骤： 接着转动发动机曲轴至第 6缸的压缩上止点使余下的编号为 4、 5、 8、 9、 11、 12的待调气门处于关闭状态，依次将它们的气门间隙调整至要求值。 打开气门室罩；转动发动机曲轴至第 1缸的压缩上止点使编号为 1、 2、 3、 6、 7、 10的待调气门处于关闭状态 ， 依次对它们进行气门间隙调整 ， 步骤为： 松开锁紧螺母及调整螺钉 ， 将厚薄规插入气门杆尾端与摇臂之间检查间隙； 拧紧调整螺钉 ， 使符合要求值的厚薄规被轻轻压住 ， 再把锁紧螺母锁住再 用厚薄规复查一次间隙有无变化 ， 不合适时应松开锁紧螺母进行重新调整 。 例题（链接） 测量气门间隙 拧松紧定螺母，调正调节螺钉 观看动画 第三节 配气机构的零件和组件 一、气门组： （一） 气门： 平顶： 工艺简单、受热面小、工作可靠，用作进、排气门。 凹顶： 头部与杆部过渡圆滑可减少进气阻力但制造困难，受热面大。用作进门 球面顶： 可减少排气阻力和积炭，但制造困难，受热面积大，用作排气门。 合金钢（耐磨、耐热、强度高） 在任何情况下都能保证燃烧室的气密性。 热力负荷、机械负荷大，冷却、润滑困难。 功 用： 工作条件： 材 料： 气门头部形状： 邱卓丹 气门锥角： 取值： 一般取 =45， 个别进气门 =30 意义： 便于气门落座时自行对正中心，接触良好。 锥角不能过小，否则头部边缘较薄，易变形。 气门直径： 为减少进气阻力，提高气缸的充气效率， 进气门直径大，排气 门直径小 。有些发动机为使制造工艺简单，常采用直径相等。 气门杆部： 为气门运动导向，承受侧压力及传热。气门杆部尾端的形状取决气门弹簧座的固定方式。 邱卓丹 气门实物图 进气门 排气门 在杆端制圆柱形径向通孔，把锁销扦入孔中。 锁片式 ： 在气门杆端制有凹糟，用两半锥形锁片将弹簧座的内锥面卡住。 锁销式 ： 弹簧座的固定方式： 邱卓丹 气门杆 较高的加工精度，表面经过热处理和磨光，保证同气门导管的配合精度和耐磨性 气门杆尾部： 环形槽、锁销孔 凹槽 易断裂处 在气门导管与缸盖间用卡环定位。气门杆与导管间应留 隙。 （二） 气门导管： 灰铸铁或球墨铸铁（耐磨、耐高温、强度高） 保证气门直线运动，使气门与座正确配合。 热力负荷大。 功 用： 工作条件： 材 料： 防落装置： 邱卓丹 气门与气门座之间的配合是经相互 研磨 ，研磨好的零件不能互换，以保证密封良好。 即气门不能互换。 （三） 气门座： 合金钢（耐磨、耐高温、强度高） 与气门共同执行密封并导热。 热力负荷和机械负荷大。 功 用： 工作条件： 材 料： 直接镗出：导热性好，工作可靠。但磨损后不易更换。 镶嵌式：磨损后易更换。但导热性差，加工精度要求高，公差配合严格。 型式： 邱卓丹 （四） 气门弹簧： 功 用： 材 料： 使气门迅速回位，紧密闭合，并防止 气门在发动机机振动时发生跳动，破坏密封性。 高碳锰钢（刚度大） 安装时应给弹簧一定的预紧力，防止气门 随发动机振动而跳动。 安 装： 防共振措施： A 采用变螺距弹簧。 两簧刚度不同 ， 不同 。 若一簧发生共振 ， 另一簧可减振 。 一簧断列 ， 另一簧还可工作 。 两弹簧旋向要相反 。 提高弹簧钢度（ 工作时，螺距小的一端逐渐迭加，有效圈数不断变化， 断变化。 B 采用双簧结构： 使气门相对于座缓慢旋转，以减少积炭，减轻磨损。 （五） 气门旋转装置： 作用： 低摩擦型自由旋转机构 强制旋转机构 邱卓丹 二、气门传动组： 邱卓丹 （一） 凸轮轴： 凸轮轴旋向 下置： 逆时针 中置： 顺时针 上置： 顺时针 功 用： 材 料： 上面制有凸轮，根据工作过程需要，使气门开、闭。 优质中低碳钢或合金铸铁或球墨铸铁（高强度、耐磨） 邱卓丹 特 点： 凸轮轴的各轴颈直径做成从前向后依次减小，以便安装。 曲轴正时齿形带轮 中间轴齿形带轮 张紧轮 凸轮轴正时齿形带轮 观看动画 正时齿轮装配时要按正时记号装配 ， 保证原设计的发火顺序 。 在前端装止推垫板定位 。 凸轮轮廓： 决定气门开闭快慢及开度大小和持续时间。 齿轮轴定位及正时记号： 传动比： 12凸曲曲凸 曲凸曲凸 邱卓丹 同名凸轮间夹角为 =360/ 如何根据凸轮轴的旋向及各进、排气凸轮的工作次序，判定发动机的发火次序。 1、判定各缸进、排气凸轮； 2、判定凸轮轴的旋向； 3、根据同名凸轮间夹角为 =360/ 判定同名 凸轮的工作顺序，即发动机的发火次序。 邱卓丹 （二） 挺柱： 功 用： 材 料： 将凸轮的推力传给推杆。 合金铸铁（高强度、耐磨） 类 型： 机械式： 要留气门间隙。 液压挺柱式： 不留气门间隙。 菌式 筒式 滚轮式 机械式 液压挺柱式 卡环 阀架 支承座 单向阀 柱塞弹簧 碟形弹簧 挺杆体 柱塞 推杆 观看动画 已知某汽车发动机其配气机构采用凸轮轴下置的布置形式(即曲轴的正时齿轮直接驱动凸轮轴的正时齿轮 )，凸轮轴上各进、排气凸轮的相对转角位置及各缸的气门排列顺序如下图，并已知进气门早开，迟闭；排气门早开，迟闭。若采用两次调整法调整气门间隙，试判定发动机的发火顺序并写出两次调整法分别能调哪些气门？ 例题： 邱卓丹 1 4 2 6 3 5 （看排气门） （三） 推杆： 功 用： 材 料： 将挺柱的力传给摇臂。 中空钢管或实心的硬铝棒。 （四） 摇臂： 功 用： 材 料： 改变传力方向，打开气门。 45号中碳钢。 摇臂轴 螺栓 摇臂轴支座 摇臂轴紧固螺钉 摇臂称套 调整螺钉 摇臂 定位弹簧 摇臂比： 1： （ 观看动画 桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图 气门关闭时 气门打开时 单向阀 弹簧被压缩 本田雅阁发动机气门间隙的调整 1只有当缸盖温度降到 38度以下后，才能进行气门间隙调整。 (1)拆下缸盖罩和正时皮带上罩。 (2)设置 1号气缸活塞在压缩上死点位置。凸轮轴皮带轮上的“ 号应位于顶部，皮带轮上的上死点槽口应与缸盖表面平齐。 (3)调节 1号气缸进、排气门的间隙 进气门： 0 26 0 02 排气门： 0 30 0 02 (4)松开锁止螺母， 转动调节螺钉，直到 厚薄规前后移动时感 觉到有一点拖滞