07气门传动组和可变配气相位-发动机构造与维修教案

1、日期： 年 月 日No课题：§3 3,4气门传动组与可变配气相位目的要求：1、了解气门传动组基本组成。W -E-fPW " ."WWfWW.f MWu- r” "W2 、掌握气门传动组零部件的构造与工作原理。3 、掌握可变配气相位的工作原理重点、难点： 重点：气门传动组零部件的构造与工作原理。难点：可变配气相位的工作原理。复习提问要点：1、配气机构的作用、组成、工作原理2、气门组零部件的结构、,作用及工作原理t.f jiu«.if,kghwtmy.,.薄，<>-v4，门,««,*/k r im，mr,er”G，r

2、，3、配气机构主要零部件的基本维修方法 Vl _ _ _ ， *1M "， 一，一 ,一 _ 一. _ . ， 1- - 一 一、 J 一 一.教具、实验及教学手段：_教且二教材、教案、.备课笔记、课件 薮学手段：讲解力主，提问为用HnHnnnRrinmBKnnnnnnnnnflnnnnrnHMnHnnnnAnnnn#nnnnMnnnMnmHnnMnnnnnAnmnHnnnnMHAnrmMMHnHalMMmMinnHmAnMnnHnnHMAnnMMMnnnnHHAnnHannRMnMtanMnriMi作业布置:教学反映：课后分析:教学过程:教学过程：复习1、配气机构的作用、组成、工作

3、原理2、气门组零部件的结构、作用及工作原理3、配气机构主要零部件的基本维修方法新课导入：实际发动机的工作过程中， 为了使进气充分、排气干净，进气门和排气门均存在早开晚 关的情况。而且对于四冲程发动机的换气过程也使相当的复杂，在上一节课中我们讲过了进排气门的结构，这节课就具体来讲讲这个换气过程的原理及其在汽车工作过程中的作用。同时也介绍一下现代气门的可变配气相位控制技术。讲解新课：§3 3, 4气门传动组与可变配气相位一、四冲程发动机的换气过程包括排气过程和进气过程。（一） 排气过程1 .自由排气阶段从排气门打开到气缸压力接近于排气管压力的这个时期，称为自由排气阶段。（1）超临界排气：

4、废气以当地音速流过排气门。图3-眼3-34气相位（2）亚临界排气：排气流速小于音速，气体的流动转入亚临 界状态，到某一时刻缸内压力与排气管内压力相近时，自由排 气阶段结束。2 .强制排气阶段废气被上行的活塞强制排出。为使废气排除更彻底，排气 门可以到上止点后10°30° CA （曲轴转角）关闭。（二）进气过程为增加进气充量，进气门在上止点前打开，下止点后关闭。（三）配气定时（配气相位）进、排气门实际开启和关闭的时刻以曲轴转角表示即为配气定时，也称配气相位。用环形图表示配气相位称 配气相位图。1 .进气提前角其目的是为了保证进气发动机从进气门打开时刻到活塞行至上止点所转过的曲

5、轴转角。 开始时，进气门已开启较大，增加进入气缸的新鲜气体或可燃混合气。2 .进气迟后角3 1）指活塞从下止点行至进气门完全关闭的曲轴转角。4 2）目的是利用进气气流惯性和压力差继续进气。5 3）该角度过小，进气气流惯性未能得到充分利用，降低了进气充量；而该角度过大， 进气气流惯性已用完，会导致已经进入气缸的新鲜充量又被排出。6 .排气提前角从排气门打开到活塞行至下止点所转过的曲轴转角。其目的是利用废气压力，使气缸内 废气排得更干净。但排气提前角也不宜过大，否则将造成做功能力损失。非增压发动机一般 在 450 550cA7 .排气迟后角活塞从上止点到排气门完全关闭所转过的曲轴转角。目的是利用排

6、气气流性惯性使废气排除更干净。非增压发动机该角度一般在 100350cA过大会造成排出的废气又被吸入气缸。8 .气门重叠角由于进、排气门的早开和迟闭，就会有一段时间内进、排气门同时开启的现象，这种现 象称为气门重叠，重叠的曲轴转角称为气门重叠角。适宜的气门重叠角， 可以利用气流压差和惯性清除残余废气，增加新鲜充量，称此为燃烧室扫气。二、四冲程发动机的充气效率（一）充气效率T指每循环实际进入气缸的充量与进气状态下充满气缸工作容积的理论充量的比值。VimiVh ms式中 Vi、 m实际进入气缸充量的体积、质量；M、ms 进气状态下充满气缸工作容积的理论充量的体积、质量。所谓进气状态是指当时、当地的

7、大气状态（非增压机型）或增压器压气机出口的气体状态（增压机型）。柴油机充气效率一般在 0.750.9 ,汽油机在0.700.85。（二）影响换气过程的因素分析1 .进气终了压力PaPa值愈高，Y，值也愈大。减少进气系统流通阻力，可提高 Pao2 .进气终了温度TaTa愈高，充入气缸中的工质密度愈小，新鲜充量愈少。3 .气缸内残余废气数量残余废气量增多，不仅使 Y V下降，而且使燃烧恶化，燃油消耗提高，排放恶化。提高 压缩比，采用多气门机构，合理的排气相位，都可以减少气缸内残余废气数量。教学过程：4 .配气相位合理的配气正时对提高发动机的充气效率有重要的意义。它可以有效延长进、排气延续时间，利用

8、气流惯性进行充气和扫气。三、发动机可变进气控制技术传统配气机构存在的问题：发动机制造装配好后，配气相位角及气门升程便无法改变。导致发动机低速时， 在气门重叠角范围内，由于气流惯性的减弱，可能造成废气倒流。 尤其当转速在1000r/min以下时，更为明显，容易造成怠速工作不稳，功率下降等；而在高转速 时，又由于进气行程的时间非常短促，可能造成进气不足、排气不净、功率下降。因此传统 的配气机构难以同时兼顾高低转速时对配气相位的要求。理想的配气相位角：随着发动机的转速、负荷及其它工况而改变。1 . VTEC的基本结构本田ACCORD （雅阁）F23A和F20B1发动机的VTEC机构。主要由气门、凸轮

9、、摇臂、 同步活塞等组成。排气凸轮2、6与常规排气凸轮相同。进气有3个凸轮，主进气凸轮 3有较大的进气提前角和较大的气门升程，辅助进气凸轮 5有较小的进气提前角和较小的气门升程，还增加了一个中间进气凸轮4,其具有最大的进气提前角和最大的气门升程。三个进气凸轮分别驱动三根摇臂，与主凸轮、辅助凸轮和中间凸轮相对应的摇臂分别为 主摇臂7、辅助摇臂5和中间摇臂6。三根摇臂内部装有由液压控制移动的同步活塞3和4、正时活塞1等。2 . VTEC的工作原理（1）工作过程 发动机低速时，VTEC机构的油道内没有机油压力，正时活塞、同步活塞和止推活塞在回位弹簧作用下都处于左端，正时板卡入正时活塞14,使其不能移

10、动，此时正时活塞和同步活塞 13正好处在主摇臂5内，同步活塞12处在中间摇臂6内，止推活 塞11处在辅助摇臂7内，使三根摇臂分离，彼此独立工作。主凸轮 2和辅助凸轮4分别推 动主摇臂和辅助摇臂，控制两个进气门的开闭。主凸轮升程较大，所以它驱动的气门开度较 大；辅助凸轮升程较小，所以它驱动的气门开度较小。这时，中间摇臂6虽然也被凸轮驱动， 但因为三个摇臂彼此分离独立，所以中间摇臂并不参与工作，对气门动作无影响。 因此，发动机低速时，VTEC工作和普通发动机相似。发动机达到某一个设定的高转速（如3000r/min） 时，由ECU传来的信号打开 VTEC电磁阀，压力机油通过摇臂轴上的油孔16进入正时

11、活塞，正时板移出，推动摇臂内的正时活塞，使三根摇臂锁成一体。由于中间凸轮升程最高， 摇臂锁为一体后由它驱动，进气门开启时间延长， 升程增加。所以发动机高速运转时，VTEC系统改变气门正时和气门升程，使发动机功率和转矩提高。图3-40 VTEC控制系统1-液压油道2-压力开关3-电磁阀3-42 四行程 发动机换气损失当发动机转速再次降低到某一个设 定的低转速时，VTEC电磁阀断电，切 断油路，摇臂内的液压也随之降低，活 塞在回位弹簧作用下退回原位，三根摇 臂再次分离，独立工作。（2）工作过程控制VTEC系统的气门工作状态的切换由控制系统控制（图 3-40）,它主要由传感器、控制单元和执 行器组成。发动机控制单元ECU根据转 速传感器、车速传感器、水温传感器、 负荷传感器等信号进行判断，输出相应 的控制信号，通过电磁阀3调节摇臂内活塞液压系统， 使发动机在不同的工况下由不同的凸 轮控制，从而使进气门的开度和正时处于较佳状态。VTEC电磁阀开启后，控制系统通过压力开关2反馈一信号给ECU,以监控系统工作。四、气门传动组的修理（1） 凸轮轴及轴承维修1、轴：弯，凸轮磨损，键槽磨损，轴颈磨损，偏