汽车拖拉机学二册底盘构造与车辆理论李玖哲发动机配气机构与换气系统学习教案

1、会计学1汽车拖拉机学二册底盘构造汽车拖拉机学二册底盘构造(guzo)与与车辆理论李玖哲发动机配气机构与换气系车辆理论李玖哲发动机配气机构与换气系统统第一页，共58页。1、功用： 按照发动机每个气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求(yoqi)，定时开启和关闭气缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气(汽油机)或空气(柴油机) 及时进入气缸，将废气及时排出气缸。 2、充气效率v： 在进气行程(xngchng)中，实际进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气的质量与在进气系统进口状态下充满气缸工作容积的新鲜空气或可燃混合气的质量之比。 v=M/M0 M 进气过程中，实际进入气缸的新气的质量； M0在理想状态下，充

2、满气缸工作容积的新气质量。 充气效率越高越好，而其大小与配气机构结构有直接的关系第1页/共57页第二页，共58页。气门(qmn)装在缸体上气门(qmn)装在缸盖上第2页/共57页第三页，共58页。本教材(jioci)只涉及气门顶置式配气机构第3页/共57页第四页，共58页。 不利因素是什么(shn me)？凸轮轴与气门相距较远，动力传递路线较长，环节多，因此不适用于高速发动机。 第4页/共57页第五页，共58页。凸轮轴挺柱活塞(husi)摇臂调整(tiozhng)螺钉第5页/共57页第六页，共58页。凸轮轴凸轮轴活塞(husi)特点： 凸轮轴与气门距离近，不需要(xyo)推杆、挺柱，使往复运动

3、的惯量减少。双凸轮轴上置式发动机第6页/共57页第七页，共58页。传动方式传动方式传动路线传动路线特点特点应用应用齿轮传动齿轮传动曲轴正时齿轮（钢）曲轴正时齿轮（钢）凸凸轮轴正时齿轮（铸铁或胶轮轴正时齿轮（铸铁或胶木）木）工作可靠，啮合平工作可靠，啮合平稳、噪声小稳、噪声小凸轮轴下置、凸轮轴下置、中置式配气中置式配气机构机构链条传动链条传动曲轴曲轴链条链条凸轮轴正时凸轮轴正时齿轮齿轮可靠性、耐久性略可靠性、耐久性略差，噪声大，造价差，噪声大，造价高高凸轮轴上置凸轮轴上置式配气机构式配气机构 齿形带传动齿形带传动曲轴曲轴齿形皮带齿形皮带凸轮轴凸轮轴正时齿轮正时齿轮成本低，但工作性成本低，但工作性

4、能好能好凸轮轴上置凸轮轴上置式配气机构式配气机构第7页/共57页第八页，共58页。第8页/共57页第九页，共58页。气门(qmn)组气门驱动组摇臂气门第9页/共57页第十页，共58页。要求：保证(bozhng)气缸的密封。、 配气机构的构造第10页/共57页第十一页，共58页。进气门采用铬钢( n)或铬镍钢等，排气门采用硅铬钢( n)等耐热合金钢。头部杆部第11页/共57页第十二页，共58页。平顶式平顶式结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较小，进、排气门结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较小，进、排气门都可采用。都可采用。凸顶式（球面凸顶式（球面顶）顶）适用于排气门，因为其强度高，排气

5、阻力小，废气的清除效果适用于排气门，因为其强度高，排气阻力小，废气的清除效果好，但球形的受热面积大，质量和惯性力大，加工较复杂。好，但球形的受热面积大，质量和惯性力大，加工较复杂。 凹顶式（喇叭凹顶式（喇叭顶）顶）凹顶头部与杆部的过渡部分具有一定的流线形，可以减少进气凹顶头部与杆部的过渡部分具有一定的流线形，可以减少进气阻力，但其顶部受热面积大，故适用于进气门，而不宜用于排阻力，但其顶部受热面积大，故适用于进气门，而不宜用于排气门。气门。 第12页/共57页第十三页，共58页。进气门排气门一般情况下，进气门头部大于排气门，以提高充气(chn q)系数。第13页/共57页第十四页，共58页。装配

6、前应将密封(mfng)锥面研磨。边缘应保持一定的厚度，13mm。第14页/共57页第十五页，共58页。密封：（1）1-2mm接触(jich)环带，（2）各缸气门不能互换。第15页/共57页第十六页，共58页。较高的加工精度(jn d)，表面经过热处理和磨光，保证同气门导管的配合精度(jn d)和耐磨性气门杆尾部：其形状决定于弹簧座固定方式 凹槽易断裂处第16页/共57页第十七页，共58页。第17页/共57页第十八页，共58页。气门(qmn)座合金铸铁、奥氏体钢结构型式（1）直接在缸盖上镗出。（2）镶气门座圈。第18页/共57页第十九页，共58页。铝合金气缸盖为何气门(qmn)座都要镶嵌气门(q

7、mn)座圈？第19页/共57页第二十页，共58页。气门(qmn)导管气缸盖过盈配合卡环：防止气门导管在使用中脱落。倒角伸入深度应适量。锥度可减少气流阻力。装配： 气门杆与气门导管间隙0.050.12mm。 第20页/共57页第二十一页，共58页。气门(qmn)弹簧气门弹簧座锁片气门关闭气门关闭保证气门及时关保证气门及时关闭、密封闭、密封气门开启气门开启保证气门不脱离保证气门不脱离凸轮凸轮材料：高锰碳钢、铬钒钢第21页/共57页第二十二页，共58页。圆柱形螺旋弹簧圆柱等螺距(luj)弹簧不等距弹簧(tnhung) 随着有效圈数的减少，自然频率提高。气门弹簧要避免发生共振（当工作频率和自身频率相等

8、或成某一倍数时），主要措施有：不等距弹簧、双弹簧第22页/共57页第二十三页，共58页。旋向相反的两个弹簧，防止断裂的弹簧卡入另一弹簧，一根折断(sh dun)后另一根可继续工作应用(yngyng)车型： 奥迪100，捷达，桑塔纳, 广州标致505减小弹簧高度。防止共振产生断裂。第23页/共57页第二十四页，共58页。凸轮(tln)挺柱推杆摇臂凸轮轴正时齿轮摇臂轴第24页/共57页第二十五页，共58页。凸轮(tln)凸轮轴轴颈驱动(q dn)分电器的螺旋齿轮第25页/共57页第二十六页，共58页。凸轮与挺柱线接触(jich)，接触(jich)压力大，磨损快。第26页/共57页第二十七页，共58

9、页。如右图所示点火(din hu)顺序： 1243异名凸轮的相对角位置与配气相位有关异名凸轮的相对角位置与配气相位有关11(180)(180)222i /360其中，i缸数。第27页/共57页第二十八页，共58页。气门(qmn)开启点消除气门间隙阶段气门升程最大时刻气门关闭点出现气门间隙阶段缓冲结束点第28页/共57页第二十九页，共58页。正时齿轮(chln)止推板(tu bn)隔圈（调节环）凸轮轴颈凸轮轴的轴向间隙气缸体利用调节环控制轴向窜动窜动量第29页/共57页第三十页，共58页。止推片第30页/共57页第三十一页，共58页。曲轴(qzhu)齿数：凸轮轴齿数=1:2传动比第31页/共57

10、页第三十二页，共58页。1030 4080 4080 1030 上止点下止点1、配气相位(xingwi)第32页/共57页第三十三页，共58页。第33页/共57页第三十四页，共58页。排气过程(guchng)进气过程气门叠开的后果？第34页/共57页第三十五页，共58页。气门(qmn)杆摇臂气门间隙气门气门间隙间隙进气门进气门0.250.30mm排气门排气门0.300.35mm为何排气门间隙大于进气门间隙？第35页/共57页第三十六页，共58页。第36页/共57页第三十七页，共58页。第37页/共57页第三十八页，共58页。测量气门(qmn)间隙拧松紧(sngjn)定螺母，调正调节螺钉第38页

11、/共57页第三十九页，共58页。 换气系统的功用是按照内燃机的工作循环(xnhun)，及时地供给新鲜、充量空气或可燃混合气，并尽可能彻底排出废气。 换气系统(xtng)的主要组成如右图：第39页/共57页第四十页，共58页。 一、空气一、空气(kngq)滤清器滤清器 4125A柴油机空气滤清器属于(shy)复合湿式滤清器，包括干式惯性、湿式惯性、和湿式过滤三级。作用(zuyng)：清除流向气缸空气中所含的灰尘和沙粒。惯性式、过滤式、复合式。干式、湿式第40页/共57页第四十一页，共58页。（2）干式(n sh)纸质滤清器 纸质空气滤清器具有(jyu)重量轻，高度小，成本低，效率高，性能稳定的特

12、点，缺点是使用寿命较短。一般每12000km用压缩空气清洁滤芯。 其滤芯是用树脂处理的微孔滤纸制成的。第41页/共57页第四十二页，共58页。 系统(xtng)作用：消声、灭火、净化废气。 系统(xtng)组成：消声器、灭火器、废气净化器、排气管道。 排气系统(xtng) 第42页/共57页第四十三页，共58页。二、消声器降低汽车(qch)拖拉机排气噪声；消除废气中可能存在的火焰和火星。第43页/共57页第四十四页，共58页。一、污染物的来源：曲轴箱窜气 燃油蒸气 发动机燃烧废气二、污染物的分类及危害：CO、NO、NO2、HC 三、排气净化措施： 防止油气蒸发曲轴箱、燃油箱 机外净化方法空气(

13、kngq)喷射、热反应器、催化剂 优化循环控制进气温度自动调节装置 电控汽油喷射 废气再循环 改进燃烧室结构第44页/共57页第四十五页，共58页。催化(cu hu)转化器 Catalytic Converters第45页/共57页第四十六页，共58页。换气(hun q)过程进气充分(chngfn)，排气彻底。 研究换气过程的目的是：了解换气过程进行的状况，分析影响充量的各种因素，从中寻找(xnzho)减少换气损失、增加充量的措施。换气过程分成自由排气、强制排气、进气及气门叠开。第46页/共57页第四十七页，共58页。根据排气时汽缸内的压力与排气管内的压力比，自由排气阶段废气(fiq)的流动状

14、态可区分为超临界和亚临界两种。在超临界排气时期，声速可达600700 ms。排出的废气流量与排气管内的压力无关，而只取决丁缸内气体的状态和气门流通(litng)截面大小。在超临界排气时期，声速(shn s)可达100250 ms。排出的废气流量除与汽缸内气体的状态和气门流通截面大小有关外，还取决于汽缸内和排气管内的压力差。在排气管上安装的消声器主要是为了消除在自由排气阶段废气高速流出而引起的刺耳噪音。第47页/共57页第四十八页，共58页。换气(hun q)损失 1.排气损失：从排气门提前打开(d ki)，直到强制排气结束的过程中所损失的功。包含膨胀损失A1和推出损失A2。2.进气(jn q)

15、损失3.换气损失 排气损失与进气损失之和称为换气损失(面积A1十A2十A3)。第48页/共57页第四十九页，共58页。充量系数(xsh)及其影响因索第49页/共57页第五十页，共58页。总容积与工作(gngzu)容积关系第50页/共57页第五十一页，共58页。通过试验证明，两种进气迟后角的充气效率（v）和功率(gngl)（Ne）变化规律是： 1、低速时，晚关60的充气效率v低、发动机功率(gngl)Ne升高迟后。 2、高速时，超过23002500r/min后，晚关60的充气效率v和功率(gngl)Ne ，明显优于40的相位角。 可变配气相位(xingwi) 第51页/共57页第五十二页，共58

16、页。第52页/共57页第五十三页，共58页。丰田(fn tin)车系智能可变气门正时系统VVT-i 第53页/共57页第五十四页，共58页。1.降低进气系统阻力，提高进气终了的压力。2.降低排气系统阻力，减少(jinsho)气缸内的残余废气。3.减少(jinsho)对进气的加热，降低进气终了的温度。4.选择合理的进、排气系统结构尺寸，有效利用换气过程的动态效应。5.合理选择配气相位。6.采用增压技术。提高充气(chn q)系数的措施第54页/共57页第五十五页，共58页。3.4 废气(fiq)涡轮增压利用某一装置对进入气缸的新鲜空气进行(jnxng)预压缩的过程。称为增压。功能：增加进入(jnr)气缸新鲜空气密度和充其量，以达到提高发动机功率和改善经济性的目的。第55页/共57页第五十六页，共58页。第56