陈家瑞汽车构造课件 配气机构

发动机的配气机构发动机的配气机构负责控制气阀的开闭时间和行程,是发动机的核心部件之一。它能够调节燃料-空气混合气的进出,从而影响发动机的功率和效率。配气机构的作用1控制进出气过程配气机构通过控制气门的开闭时间和持续时间,确保发动机高效运转。2影响发动机性能配气时机的精准调整可以提高燃油经济性、动力性和排放水平。3保证发动机可靠性良好的配气系统可以延长发动机寿命,降低维修成本。4实现动力循环配气机构为发动机的吸气、压缩、爆燃和排气过程提供动力循环。气门的开闭原理1曲轴旋转曲轴带动凸轮轴旋转2凸轮升起凸轮顶起推杆带动摇臂3气门打开摇臂向下拉动气门杆打开气门气门的开闭是依靠曲轴带动凸轮轴旋转来实现的。凸轮的形状决定了气门的升程和开闭时间。凸轮推动推杆和摇臂的升降运动,进而带动气门杆和气门的开合。整个过程与曲轴角度变化同步进行,精准控制了气门的开闭时间和行程。曲轴和凸轮轴的工作原理1曲轴的工作原理曲轴通过往复运动将活塞运动转换为旋转运动。每个活塞循环曲轴都转动180度。曲轴轴承支撑着连杆使其转动带动飞轮转动。2凸轮轴的工作原理凸轮轴上的凸轮能周期性地推动气门杆开启气门。凸轮轴的转动与曲轴保持一定的时序关系,使气门能按正确时序开闭。3曲轴和凸轮轴的协同作用曲轴的旋转带动连杆和活塞往复运动,凸轮轴的旋转则控制气门的开闭时间,两者协同工作完成整个发动机的工作循环。凸轮轴的传动方式链条传动凸轮轴通常通过链条与曲轴传动,确保可靠稳定的动力传递。链条易于调节,能适应发动机振动。齿轮传动使用齿轮传动可以实现更紧凑的结构,并可提高传动的精度和效率。但需要额外的润滑和调整。皮带传动部分发动机采用皮带传动,能够安静平稳地传递动力。皮带易于安装,但使用寿命较短需定期更换。凸轮轴的安装方式精确对位凸轮轴的安装需要精确的对位,以确保与曲轴、气门和其他配件的正确配合。合适的传动方式凸轮轴通常通过齿轮或链条与曲轴相连,传动方式的选择要考虑整个装置的平稳性。合适的安装力矩凸轮轴的安装牢固程度直接影响到发动机的正常运转,需要按照标准扭矩进行紧固。凸轮轴与气门的运动关系凸轮的旋转凸轮轴随着发动机的转动而旋转，每个凸轮都对应一个气门。气门的开关气门被凸轮的隆起部分推开，在凸轮下降时气门被弹簧拉回关闭。时间同步凸轮的高点与气门的开启和关闭必须精确同步，确保气门在正确时间开闭。旋转比例凸轮轴的转速通常是曲轴转速的一半，以保证气门有足够的开闭时间。气门弹簧的作用气门开合动作气门弹簧在气门开闭过程中承担重要作用,能够快速推动气门回到闭合位置,确保气门的快速准确运行。弹簧形状和材质气门弹簧采用特殊的圆柱形结构和合适的金属材质,能够提供足够的弹力,保证气门的正常开闭。安装位置设计气门弹簧安装在气门轴的上方,能够直接作用于气门,发挥气门开闭的弹力支撑作用。轴承和润滑油的重要性轴承的作用轴承是配气机构中至关重要的部件,它们能够支撑和引导轴承上的零件,减少因运动产生的摩擦和磨损。润滑油的重要性正确选择和定期更换润滑油,能够有效降低摩擦,减少零件磨损,延长发动机使用寿命。合适的润滑在发动机运行时,润滑油能够形成油膜,隔离零件之间的直接接触,大大降低磨损。预防故障良好的轴承和润滑状态对于预防配气机构故障非常关键,是保证发动机安全可靠运转的基础。气门的开启时间和持续时间气门的开启时间和持续时间对发动机的性能和效率有重要影响。气门开启时间决定了发动机的进排气时机，决定了气缸内压力的变化情况。气门的持续时间决定了气缸内气体的流通时间，从而影响了每次工作循环中的进排气量。合理的气门开启时间和持续时间可以提高发动机的功率输出、燃油经济性和排放性能。通过合理调整气门正时和间隙，可以优化发动机的工作状况。气门正时的重要性精准调整准确设置气门正时是确保发动机性能和效率的关键。正确的正时可以优化燃料燃烧、提高动力输出。动力输出气门正时的精准调整能够确保气门在最佳时间开闭,从而发挥发动机最大功率和扭矩输出。节油效果优化的气门正时有助于减少燃料消耗,降低排放,提高发动机的整体燃油经济性。正时齿轮的作用控制气门开闭正时齿轮通过与曲轴和凸轮轴的联动,精确控制气门的开启和关闭时间,确保发动机能正常工作。传动动力正时齿轮将曲轴的旋转动力传递到凸轮轴,驱动气门的开闭运动。维持正时关系正时齿轮确保曲轴和凸轮轴保持恒定的相位关系,确保气门正时的准确性。实现动态平衡正时齿轮的设计考虑了惯性力、扭矩等动力学因素,使整个配气系统运转平稳。气门正时的调整方法1定位正时标记根据发动机说明书确定正时标记的位置。2调整凸轮轴定位通过调整凸轮轴与曲轴的相对位置来达到正确的气门正时。3检查气门间隙确保气门间隙符合规范要求。正确调整气门正时对发动机的性能和可靠性非常重要。首先要确定正时标记的位置,然后调整凸轮轴与曲轴之间的相对位置,最后检查气门间隙是否符合要求。整个调整过程要认真仔细,并参照制造厂的具体说明。单缸和多缸发动机的区别缸体数量单缸发动机只有一个气缸,而多缸发动机可包含2个以上气缸。功率输出多缸发动机的功率输出更强大,可提供更平稳的动力输出。平衡性多缸发动机的转动惯量更大,可减少振动,运行更平稳。体积和重量单缸发动机体积和重量更小,结构较为简单,成本较低。发动机进气原理1吸气行程活塞下降时,气缸体内产生负压2开启进气阀负压作用下,打开进气阀3空气进入新鲜空气通过进气道进入气缸发动机的进气过程是通过活塞的往复运动,带动进气阀的开闭,从而吸入新鲜的空气进入气缸内部。这种负压进气原理确保了发动机能够快速高效地吸入所需的空气,为后续的燃烧过程提供充足的氧气。进气门的工作原理1缸体吸气活塞下降时,产生负压吸入空气2气门开启凸轮推动推杆带动气门开启3充满气缸空气从进气歧管进入气缸4气门关闭气门在凸轮作用下关闭进气门在发动机工作循环的进气行程中开启,以便从进气歧管将空气吸入气缸内。凸轮与推杆配合,推动气门开启。气缸内负压吸入的新鲜空气将填满整个气缸体积,在气门关闭后准备进入下一工作循环。排气门的工作原理1气缸压力释放在发动机工作过程中,气缸内的高温高压燃料气体在排气行程中,通过打开的排气门及排气管道迅速排出,从而降低缸内压力。2废气排出排气门的打开使废气从气缸中排出,为下一个工作循环留出空间,为新的新鲜空气进入做好准备。3缸内压力平衡排气过程可以使气缸内的压力与大气压力达到平衡,为下一个工作循环做好准备。气门间隙的调整方法检查气门间隙使用间隙规检查每个气门的间隙是否在规定范围内。调整间隙如果间隙不合适,需要通过调整垫片或推杆来校正。测量调整反复测量并调整,直至每个气门的间隙都达到指定值。确认调整最后要再次仔细检查并确保所有气门间隙都已正确调整。配气机构的维护保养1定期检查配气机构检查气门间隙、凸轮轴齿轮、正时链条等关键部件的状态,以确保正常工作。2润滑保养适量添加优质润滑油,定期更换,有助于减少磨损和延长使用寿命。3清洁维护定期清洁配气机构,去除积碳、污垢和杂质,保持零件清洁,延长使用寿命。4正时调整按时根据维修手册要求调整正时,使发动机达到最佳工作状态。常见故障及检修措施常见故障配气机构常见故障包括气门间隙不合适、凸轮轴损坏、链条松动等。这些问题会导致气门无法正常开闭,从而影响发动机性能。检查诊断可通过检测气门间隙、凸轮轴磨损情况、链条松紧程度等来诊断故障。还可以使用专业工具如内窥镜检查内部零件。维修保养对于气门间隙不合适,需要调整到厂商规定的标准值。如果发现凸轮轴或链条等零件损坏,就需要及时更换维修。同时做好定期保养。故障预防定期检查保养、按时更换耗材等都是预防配气机构故障的好方法。这样可以最大限度地延长系统使用寿命,提升发动机性能。涡轮增压发动机的配气机构涡轮压缩涡轮增压发动机利用排气驱动式涡轮来压缩进气,从而提高进气密度,增加发动机输出功率。调节时机配气机构需根据转速调节气门开闭时机,确保可变的进气量与排气量,保证发动机高效工作。独特结构涡轮增压发动机的配气机构通常采用双凸轮轴结构,充分利用涡轮压力变化来调节气门开闭时机。柴油机的配气机构1特点柴油机的配气机构主要包括凸轮轴、气门、气门弹簧等部件。其工作原理与汽油机类似,但要求更精确的配时。2组成柴油机配气机构由进、排气门、凸轮轴、推杆、摇臂等组成,在发动机中负责控制气体进出。3工艺要求柴油机对进、排气系统有更高的密封和流畅性要求,需要更加精密的机械加工工艺。4维护保养需要定期检查气门间隙、正时参数,保证柴油机配气系统的可靠性和燃油效率。发动机缸盖的结构及作用缸盖的结构缸盖是发动机的重要组成部分,其结构包括气门座、气门导向套、喷油嘴安装孔、火花塞孔等,还可集成冷却液管路。缸盖的主要作用缸盖的主要作用是为气门提供安装支撑,并确保气门的密封性。同时还承担着与气缸头的密封,以及冷却液的导流等功能。材质和加工工艺缸盖通常采用铸铝或铸铁材料制造,经过精密的加工工艺,如铣削、车削等,确保各孔位的精度和表面质量。缸盖的材质和加工工艺材质选择缸盖通常采用铸铝合金或铸铁材料制造,具有良好的耐热、耐磨损和机械强度特性。铝合金材质更轻便,铸铁则更加耐用。加工工艺制造缸盖的主要工艺包括铸造、锻造、数控加工等。精密的加工可确保缸盖零件的尺寸精度和表面光洁度,提高其使用寿命。表面处理在加工后,缸盖常需进行抛光、阳极氧化或镀层等表面处理,以改善其外观和耐腐蚀性。这些工艺也提高了缸盖的耐久性。精密工艺为确保缸盖的密封性和耐用性,制造过程中需要严格控制细节,如气门导管、喷油孔的加工等。这些决定了发动机的整体性能。缸盖及其附件的拆装维修1拆卸缸盖首先断开缸盖上的电器连接线。使用专用工具小心拆卸各种小附件，如喷油嘴、点火线圈等。然后松开缸盖螺栓，逐一取下缸盖。2检查维修仔细检查缸盖表面有无损伤、变形、气孔等。如需更换新的垫片或零件，请选用正品配件。清洁缸盖内部并检查气门、气门座等部件的状态。3安装缸盖先在缸体上涂抹适量密封胶，然后将缸盖小心放置到位。按规定的顺序和力矩依次拧紧螺栓。最后连接电器线路并调整气门间隙。配气机构的诊断与测试1故障诊断检查异常噪音、漏油、气门间隙2动态测试测量气门开闭时间和气门升程3参数测试检查曲轴和凸轮轴的转速差异4正时调整通过调整正时齿轮来校正气门正时要全面诊断配气机构的状况,需要采取多种检测手段。包括故障诊断、动态测试、参数测试以及正时调整。只有通过系统的检测,才能全面了解配气机构的性能,并对出现的问题进行针对性的维修。配气机构的常见故障分析时机不正确气门时机不准确会导致发动机性能下降、功率降低、燃油经济性下降。磨损过度凸轮轴、气门等部件过度磨损会影响气门的开闭时间和密封性。气门卡滞由于积碳、磨损或其他原因导致的气门卡滞会严重影响发动机性能。润滑不良配气机构各部件缺乏良好的润滑会加速磨损,影响使用寿命。气门前端装置的结构和工作原理气门杆气门杆是连接气门和凸轮轴的关键部件,负责传递气门的开闭动作。它由高硬度钢制成,能承受高温高压环境。推杆推杆与凸轮轴相接,受到凸轮的推动而推动气门杆,使气门开启。它采用中空结构以减轻重量。摇臂摇臂与气门杆相连,将推杆的运动转换为气门的升降运动。它采用轻质合金材料制造,减少惯性力。气门后端装置的结构和工作原理1气门弹簧负责在发动机停止工作时将气门关闭,保持密封并防止泄漏。2气门锁止装置固定气门杆并防止其偏离,确保气门的精准开闭。3推杆将凸轮轴的作用力传递至气门,带动气门开启和关闭。4摇臂连接推杆和气门杆,协调推杆和气门之间的运动关系。配气相位对发动机性能的影响提高动力性提早开启进排气门可以增加气缸内压力和温度,从而提高发动机输出功率和扭矩。优化燃油效率合理调节进排气门开闭时机可以减少气流湍动,降低机械损失,提高发动机热效率。改善排放指标精准控制气门开闭