发动机配气机构-课件

发动机配气机构(2)本课件PPT仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！本课件PPT仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！本课件PPT仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！本课件PPT仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！发动机配气机构(2)本课件PPT仅供大家学习使用1第一节气门式配气机构的布置及传动〔一〕按气门的布置形式分：1〕顶置气门式2〕侧置气门式...〔二〕按凸轮轴的布置位置分：1〕下置凸轮轴式2〕顶置凸轮轴式...〔三〕按凸轮轴的传动方式分：1〕齿轮传动式2〕链条传动式3〕齿形皮带传动式...1〕二气门〔传统一进一排〕2〕多气门〔四气门为主〕1、组成：由气门组和气门传动组组成2、分类：〔四〕按每缸气门数目分：第一节气门式配气机构的布置及传动〔一〕按气门的布置形式2一、侧置气门式气门机构3、优缺点：曲轴到气门距离近，方便齿轮传动，气门间隙调整方便，但气道拐弯多，流动阻力大，充气效率低，燃烧室扁平，构造不紧凑，容易爆震，压缩比低〔仅为6〕。...1、构造特点：气门布置在气缸体一侧，气门头部朝上，没有摇臂、推杆，下置式凸轮轴，齿轮传动。...2、工作原理：正时齿轮副带动凸轮轴转动，转到凸轮桃尖顶起气门挺杆，推动气门抑制弹簧预紧力开启。凸轮基圆与气门挺杆接触时，气门在气门弹簧预紧力的作用下关闭。...一、侧置气门式气门机构3、优缺点：曲轴到气门距离近，方便齿轮3二、顶置气门式气门机构3、优缺点：凸轮轴靠近曲轴，便于齿轮驱动，但凸轮离气门远，气门传动机构复杂，零件多，机构刚性差，动力特性差，难以适应高速化。构造特点：气门布置在气缸盖上，气门头部朝下。...优点：气道平滑，充气效率高，燃烧室紧凑，压缩比高。...缺点：气门离曲轴远，传动机构复杂。...〔一〕下置式凸轮轴...1、构造特点：凸轮轴布置在曲轴侧面，有挺柱、推杆、大摇臂。...2、工作原理：正时齿轮副带动凸轮轴转动，凸轮桃尖顶起挺柱、推杆、大摇臂的一端〔调整螺钉〕，绕摇臂轴转动，另一端〔长〕镀铬面推动气门抑制弹簧预紧力使气门开启…二、顶置气门式气门机构3、优缺点：凸轮轴靠近曲轴，便于齿轮驱4凸轮轴布置在气缸盖上，气门传动机构容易布置，省去刚性较差的推杆等零件，机构动力特性好，容易上高速，但曲轴离凸轮轴远，驱动机构复杂，空间布置困难。A：带单摇臂适用于半球形燃烧室，进、排气道分置于发动机纵向两侧。摇臂的镀铬面与凸轮型面接触，摇臂转动时，摇臂的调整螺钉端〔长〕压迫气门杆抑制弹簧预紧力使气门开启…优点是气门间隙调整方便，凸轮最大升程可以较小，但气门夹角偏大，不利于布置直的进气道。〔二〕顶置凸轮轴〔OHC〕1、单顶置凸轮轴〔SOHC〕〔SingleOverHeadCamshaft〕〔1〕二气门〔传统〕凸轮轴布置在气缸盖上，气门传动机构容易布置，省5B：凸轮直接驱动气门完全取消气门摇臂，由凸轮直接驱动气门。一根凸轮轴上有进、排气凸轮〔混合凸轮〕使得气门只能直上直下运动，不能采用构造紧凑的半球形燃烧室，进排气道左右分置。优点是气门机构刚性好，具有良好的动力特性，更适应高速机，但气门间隙调整困难。...上海桑塔纳时代超人200GSIAJR电喷发动机的配气机构上海桑塔纳时代超人AJR发动机、红旗488-3发动机、一汽奥迪100以及南汽索菲姆柴油机均使用这一配气机构。B：凸轮直接驱动气门上海桑塔纳时代超人200GSIAJR电62、双顶置凸轮轴双顶置凸轮轴一般用于四气门配气机构，齿形皮带传动。大多数是完全取消气门摇臂的气门直接传动方式。与两气门相比，气门质量小，配气机构动力特性更好，更容易上高速机，而且，由于便于采用构造紧凑的半球形燃烧室，气门夹角较小，便于布置直的进气道，进气阻力较小，发动机高速动力性能较高。为便于气门间隙调整，有的发动机带单气门摇臂驱动气门，但凸轮外形一般不对称。2、双顶置凸轮轴7发动机配气机构-课件8调整螺钉调整螺钉调整螺钉调整螺钉9三、凸轮轴的传动方式〔三〕齿形皮带传动：〔1〕优点：兼顾齿轮传动和链条传动的主要优点〔配气相位准确，但要解决皮带松弛问题；空间布置自由度大；磨损、噪声小〕。〔2〕缺点：工作可靠性、耐久性差，摩擦阻力大，怕机油〔一般用齿形皮带罩壳密封住〕，工作性能随温度变化大。〔一〕齿轮传动：〔1〕优点：配气相位准确，工作可靠性和耐久性好。〔2〕缺点：噪音、磨损较大，空间布置困难，重量大。一般用斜齿，以提高工作平稳性。〔二〕链传动：〔1〕优点：空间布置自由度大，对机型变化适应性强，制造本钱低，工作可靠，维修方便。〔2〕缺点：链条容易松弛，须带张紧器，配气相位容易变化，需定期调整，噪声、磨损大，耐久性较差。三、凸轮轴的传动方式〔三〕齿形皮带传动：〔一〕齿轮传动：〔二10序列齿轮传动构造图序列齿轮传动构造图11发动机配气机构-课件12链条传动构造图链条传动构造图13上链条张紧装置下链条张紧轮曲轴链轮中间链轮凸轮轴链轮导链板上链条张紧装置下链条张紧轮曲轴链轮中间链轮凸轮轴链轮导链板14四、多气门机构〔1〕三气门〔二进、一排〕〔2〕四气门〔二进、二排〕〔常见〕〔3〕五气门〔三进、二排〕〔4〕七气门〔四进、三排〕〔国外实验研究过，不理想〕...多气门优点：1、在一样缸径条件下，气门头部尺寸小，重量轻，气门升程小，有利于高速化；2、进气总通过断面积增加，有利于提高充气效率；3、有利于形成构造紧凑的燃烧室；4、排气门热负荷低。多气门缺点：构造复杂，本钱高。四、多气门机构〔1〕三气门〔二进、一排〕多气门优点：多气门缺15发动机配气机构-课件16四气门四气门17发动机配气机构-课件18五气门机构五气门机构19五气门机构〔单顶置凸轮轴、单摇臂驱动气门〕五气门机构20五、气门间隙原因：发动机工作时气门及气门传动件受热膨胀，如果冷态时无气门间隙或气门间隙过小，那么在热态时势必引起气门关闭不严，造成在压缩和作功行程中漏气，导致发动机功率下降，排气门烧坏，严重时甚至不能起动。气门间隙过大，那么会引起气门及气门座、气门传动件之间产生撞击，磨损加剧，机械噪声加大，而且气门开启时刻推迟、关闭时刻提前，换气持续时间缩短，也会导致发动机功率下降。2〕顶置凸轮轴：〔2〕顶置气门式配气机构：i、带单摇臂〔图c所示〕ii、直接驱动〔图d、e所示〕1〕下置式凸轮轴〔图b所示〕为什么发动机在冷态时必须预留适当大小的气门间隙？针对不同气门机构的发动机，如何调整气门间隙？调整：〔1〕侧置气门式配气机构〔图a所示〕：五、气门间隙原因：发动机工作时气门及气门传动件受热膨胀，如果21图〔a〕所示：翻开气缸体侧面挺杆处盖板，松开锁紧螺母，调高调整螺栓〔逆时针方向转动〕，气门间隙减小，调低调整螺栓〔顺时针方向转动〕，气门间隙增大。用厚薄规检查〔图示〕。图〔a〕所示：翻开气缸体侧面挺杆处盖板，松开锁紧螺母，调高22〔b〕带双摇臂，气门间隙调整螺钉在短摇臂端、推杆一侧，顺时针方向转动调整螺钉，摇臂绕摇臂轴逆时针方向转动〔凸轮、推杆静止不动〕，气门间隙减小；逆时针方向转动调整螺钉，摇臂绕摇臂轴顺时针方向转动，气门间隙增大。〔b〕带双摇臂，气门间隙调整螺钉在短摇臂端、推杆一侧，顺时针23图c所示，带单摇臂，凸轮直接驱动短摇臂端，气门间隙调整螺钉在长摇臂端。顺时针方向转动调整螺钉，气门间隙减小，逆时针方向转动调整螺钉，气门间隙增大。图c所示，带单摇臂，凸轮直接驱动短摇臂端，气门间隙调整螺钉在24图d所示，凸轮直接驱动气门，无气门间隙调整螺钉，气门间隙调整垫片在挺柱壳内，只有卸下凸轮轴后才能更换调整垫片，调整气门间隙非常困难。图d所示，凸轮直接驱动气门，无气门间隙调整螺钉，气门间隙调整25图e所示，凸轮直接驱动气门，无气门间隙调整螺钉，气门间隙调整垫片在挺柱体顶上，用专用工具取出调整垫片，更换另一厚度的调整垫片〔每个调整垫片均有厚度值，用厚薄规测出现在的气门间隙后，根据需要调整到的气门间隙值换算出所需更换的调整垫片厚度值〕。图e所示，凸轮直接驱动气门，无气门间隙调整螺钉，气门间隙调整26日本丰田佳美轿车两次调整四缸机气门间隙次序表：〔发火次序：1-3-4-2〕处于TDC位置的气缸进气门调整排气门调整141—23—41—32—4请同学们考虑为什么？如果发火次序是1-2-4-3呢？日本丰田佳美轿车两次调整四缸机气门间隙次序表：处于TDC位置27发动机配气机构-课件28第二节配气相位配气相位：用曲轴转角表示进、排气门开闭时刻，并用圆弧表示气门的开启角度和关闭角度。第二节配气相位配气相位：用曲轴转角表示进、排气门开闭时29活塞顶一般需设避阀坑〔气门重叠角大者避阀坑较深，压缩比大者避阀坑较深〕。为什么气门要提前开启和迟后关闭？原因：1、进气门早开：减少节流损失2、进气门迟闭：利用气流惯性多进气3、排气门早开：〔1〕自由排气，排除大局部废气〔2〕减少压缩负功4、排气门迟闭：利用气流惯性多排气...气门重叠角：在进气上止点前后，有一段时间进、排气门同时开启，重叠的曲轴转角叫气门重叠角。...汽油机气门重叠角为什么不能过大？原因：如果过大，在怠速或低负荷运转时，节气门开度极小，进气管内真空度很大，废气会倒流入进气管内。这既会造成废气稀释，又会引起进气管内“放炮〞现象。...最正确的气门重叠角随发动机转速上升而增大；...汽油机的气门重叠角<柴油机。...活塞顶一般需设避阀坑〔气门重叠角大者避阀坑较深30第三节配气机构的零件和组件

一、气门组4、气门弹簧弹力足以抑制气门及气门传动件的惯性力，使气门能迅速开、闭，并保证气门与气门座之间有一定的接触应力，以保证密封。组成：由气门、气门导管、气门座和气门弹簧等零件组成作用：密封燃气。要求：1、气门头部与气门座必须贴合严密；2、气门杆在气门导管内孔中上、下滑动自如，无卡滞现象；...3、气门弹簧两端面与气门杆中心线垂直；...第三节配气机构的零件和组件

一、气门组4、气门弹簧弹力足31c、凸球面形----强度高，排气阻力小，易去除废气，但吸热面积大，质量大，加工复杂，仅适用于排气门。...一、气门〔1〕构造：由头部和杆部组成。...工作特点：高温、高压、润滑不良、冷却条件差。...要求：足够的强度、刚度、耐热和耐磨。...材料：进气门—合金钢〔如铬钢或镍铬钢等〕。….排气门—耐热钢〔如硅铬钢等〕，为节约本钱，多采用头部用耐热合金钢、杆部用合金钢的堆焊形式。...构造特点：〔1〕杆部至头部圆滑过渡---提高刚度。...〔2〕气门头部形状：a、平顶---构造简单，制造方便，吸热面积小，质量小，适用于进、排气门；...b、喇叭形---杆部至头部过渡圆弧半径大，刚度好，进气阻力小，但吸热面积大，仅用于进气门；...c、凸球面形----强度高，排气阻力小，易去除废气，但吸热面32发动机配气机构-课件33〔5〕气门杆端形状：决定于气门弹簧座的固定形式：〔2〕气门座圈过盈压配---耐高温、耐磨的合金铸铁或奥氏体钢材料制成的气门座圈，但容易脱落，导热性差。1〕两半锥形锁片---尾端沉割槽；2〕锁销---尾端径向小孔。...2、气门座作用：1〕传热〔气门头部热量〕；2〕密封〔燃烧室〕。...工作特点：高温、高接触应力、润滑不良、冷却条件差。...构造：〔1〕气缸盖或气缸体上直接镗出---铸铁气缸盖，低性能要求；...〔5〕气门杆端形状：〔2〕气门座圈过盈压配---耐高温、耐磨34柴油机大局部用铸铁气缸盖，气门座圈过盈压配，但容易压碎；汽油机用铝合金气缸盖，采用气门座圈过盈压配方式时，需在气门座圈外圆上切几道环槽〔图示〕。...材料：灰铸铁、球墨铸铁、铁基粉末冶金。3、气门导管：作用：导向---气门杆直线运动；传热---气门杆热量。...构造：台阶圆筒，过盈压配在气缸盖上，下端伸入气道内部。...工作特点：高温、润滑不良、与气门杆高速滑动。...要求：耐热、耐磨。...柴油机大局部用铸铁气缸盖，气门座圈过盈压配，但容易压碎；汽油35作用：抑制气门及传动件惯性力，防止出现间隙，保证气门及时关闭且严密贴合，不会因发动机振动等原因出现气门不正常开启现象。...〔1〕压缩弹簧：1〕圆柱弹簧〔等螺距、变螺距〕；2〕圆锥弹簧。...〔2〕内外两根弹簧，可使安装高度减小，注意螺旋方向相反。4、气门弹簧要求：〔1〕足够的刚度及安装预紧力〔2〕疲劳强度高〔3〕加工精度高，如垂直度要求、自由公差小等。...材料：高碳锰钢、铬钒钢等冷拔钢丝，加工后要经热处理。...构造特点：作用：抑制气门及传动件惯性力，防止〔1〕压缩弹簧：1〕圆柱弹36二、气门传动组b：摇臂驱动气门式：凸轮轴、气门摇臂及摇臂轴、正时齿轮〔带中间齿轮〕或正时链轮〔带链条、张紧器等〕或正时带轮〔带齿形皮带、张紧器等〕。作用：使进、排气门按各缸发火次序及配气相位规定的时刻开、闭，且保证一定的气门升程和适宜的气门运动规律。...组成：与气门布置形式、凸轮轴布置形式及传动方式有关。...〔一〕侧置气门式配气机构：正时齿轮副、下置凸轮轴、挺杆。...〔二〕顶置气门式配气机构：1、下置凸轮轴：正时齿轮副、下置凸轮轴、挺柱、推杆、气门摇臂及摇臂轴。...2、顶置凸轮轴：a：凸轮直接驱动气门式：凸轮轴、正时齿轮〔带中间齿轮〕或正时链轮〔带链条、张紧器等〕或正时带轮〔带齿形皮带、张紧器等〕。...二、气门传动组b：摇臂驱动气门式：作用：使进、排气门按各缸发37气门锥角较小，那么在气门升程一样的情况下，气流通过断面较大。但头部厚度较薄，刚度差，密封性差，仅适用于进气门〔30°〕，排气门均用45°锥角〔热负荷高〕。原因：进气压差小，流速低，排气压差大，流速高，按进出气体流量相等原那么，可以进大、排小。此外，进气门头部直径较大的好处是增加进气量，提高充气效率，从而提高发电机功率。排气门头部直径较小的好处是减轻了排气门的热负荷。〔4〕气门直径：同一气缸上进气门头部直径大、排气门头部直径小。〔3〕气门锥角：45°或30°。...气门锥角较小，那么在气门升程一样的情况下，气流38凸轮：〔1〕各缸同名凸轮之间夹角----各缸发火次序确定的发火间隔角确定。如4缸机，为720°/2/4=90°凸轮夹角〔图示〕...1、凸轮轴：工作特点：受到气门间歇性开启的周期性冲击性载荷。...要求：足够的〔心部〕冲击韧性和刚度，凸轮外表耐磨。...材料：优质钢模锻，合金铸铁或球墨铸铁铸造，凸轮和轴颈表面经热处理后精磨。...构造：凸轮、轴颈、驱动机油泵和分电盘的蜗轮、驱动汽油泵的偏心轮〔传统汽油机的混合式凸轮轴，如图示〕。...分类：a：混合式凸轮轴----进、排气凸轮在一根凸轮轴上。b：单一凸轮轴----同名凸轮在一根凸轮轴上。…〔2〕每缸进、排气凸轮之间夹角----配气相位及气门机构几何运动关系确定。如6100Q型汽油机，气门垂直布置，气门及挺柱、推杆皆直上直下运动，凸轮外形对称，e1=40°CA，e2=19°CA，i1=20°CA，i2=56°CA。凸轮：〔1〕各缸同名凸轮之间夹角----各缸发火次序确定的139发动机配气机构-课件40180°CA180°CA2°CABDCTDCBDC排气行程进气行程e1i2i1e2(180+e1+e2)/2

°CA(180+i1+i2)/2°CA2=(e1+180°+180°+

i2)-(180°+e1+e2)/2-(180°+i1+i2)/2=90°+(e1+i2-e2-i1)/4=90°+(40°+56°-19°-20°)=104°15´〔凸轮转角〕180°CA180°CA2°CABDCTDCBDC排气行41〔3〕凸轮几何形线：1〕保证配气相位；2〕适宜的气门升程及其运动规律。...如图示，A点：挺柱始升点B点：气门始升点C点：最高点。BCD段：工作段----决定了凸轮〔最大〕升程及其运动规律。D点：气门最早落座点。E点：挺柱运动终点。缓冲段---消除气门间隙，控制气门开启和落座速度。c:气门升程愈大，容易与活塞顶发生干预，避阀坑较深。解决方法----采用多气门方案。气门升程大小直接影响气门开启时流通截面积的大小，但也不是愈大愈好：a:气门升程有上限---不超过进气道最小流通截面积；b:气门升程愈大，最大负加速度愈大，惯性力愈大，容易发生脱离；〔3〕凸轮几何形线：1〕保证配气相位；如图示，A点：挺柱始升42凸轮轴的正时传动：正时齿轮有正时记号，装配时必须对准，如图示。凸轮轴的正时传动：正时齿轮有正时记号，装配时必须对准，如43凸轮轴安装与拆卸时轴承盖连接螺栓应有一定的次序要求：凸轮轴安装与拆卸时轴承盖连接螺栓应有一定的次序要求：44〔5〕凸轮轴的轴向定位：2、挺柱：工作特点：将凸轮推力传给推杆或气门杆，并承受凸轮旋转时所施加的侧向力。...要求：质量小、刚度大、耐磨。...材料：镍铬合金铸铁或冷激合金铸铁，其摩擦外表应经热处理后精磨。〔5〕凸轮轴的轴向定位：2、挺柱：工作特点：将凸轮推力传给推45〔3〕滚轮式：底面是滚轮，改善磨损，减小侧压力，船用机。构造特点：〔1〕筒式：上面凹腔与推杆球面接触，推杆作小幅度摆动，适用于顶置气门式配气机构〔质量小〕。〔2〕菌式：实心体，适用于侧置气门式配气机构。〔3〕滚轮式：底面是滚轮，改善磨损，减小侧压力，船用机。构造46主油道来的机油经过气缸盖油道2通过挺柱体9侧面的油孔、上盖底部的键形槽7流入柱塞11内腔形成低压油腔。...凸轮转动时，挺柱体9与柱塞11下移，液压缸12底部容积减小，油压升高，加上补偿弹簧13的作用，使单向球阀5关闭，形成高压油腔。由于液体不可压缩性，液压挺柱犹如刚体一样移动，翻开气门。此时气缸盖油道2不再向低压油腔供油。能自动消除气门间隙液压挺柱构造示意图：挺柱体9由上盖和圆柱体激光堆焊而成。...液压缸12与挺柱体9内孔精细配合，座落在气门