第三章 配气机构结构与检修ppt课件

第三章配气机构结构与检修,第一节概述第二节配气相位第三节气门组第四节气门传动组第五节气门间隙的检查与调整第六节可变进气相位及其控制机构的结构与工作原理,第一节概述,v=M/M0M进气过程中，实际进入气缸的新气的质量；Mo在理想状态下，充满气缸工作容积的新气质量。,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，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)得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。,功用,一、充气效率,在进气行程中，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。,二、组成：气门组、气门传动组,气门组,气门传动组,三、工作过程,四、配气机构的布置型式分类,（1）,气门顶置式,气门侧置,（2）,凸轮轴下置不利因素：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。有利因素：简化曲轴与凸轮轴之间才传动装置，有利于发动机的布置。,凸轮轴中置式,传动方式：凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，省去了推杆应用：适用于发动机转速较高时，可以减少气门传动机构的往复运动质量。,凸轮轴上置式,应用：高速发动机,特点：凸轮轴与气门距离近，不需要推杆、挺柱，使往复运动的惯量减少。,凸轮轴,凸轮轴,活塞,双凸轮轴上置式发动机,桑塔纳轿车发动机,常用气门顶置配气机构的类型,气门顶置，下置凸轮轴（OHV）气门顶置，上置凸轮轴（OHC）气门顶置，双摇臂，上置凸轮轴（OHV/OHC）气门顶置，上置双凸轮轴OHV/DOHC）,（3）按凸轮轴的传动方式,（4）,五、气门间隙,气门间隙：为保证气门关闭严密，通常发动机在冷态装配时，在气门杆尾端与气门驱动零件（摇臂、挺柱或凸轮）之间留有适当的间隙。,气门杆,凸轮轴,定义,实物图,测量气门间隙,拧松紧定螺母，调整调节螺钉,第二节配气相位,气门从开启到关闭所经历的曲轴转角，称为配气相位。,上止点,下止点,一、概念,进气门的配气相位,1.进气提前角(1)定义：在排气冲程接近终了，活塞到达上止点之前，进气门便开始开启。从进气门开始开启到上止点所对应的曲轴转角称为进气提前角(或早开角)。进气提前角用表示，一般为1030。(2)目的：进气门早开，使得活塞到达上止点开始向下运动时，因进气门已有一定开度，所以可较快地获得较大的进气通道截面，减少进气阻力。,2.进气迟后角,(1)定义：在进气冲程下止点过后，活塞重又上行一段，进气门才关闭。从下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角称为进气迟后角(或晚关角)。进气迟后角用表示，一般为4080。(2)目的：利用压力差继续进气利用进气惯性继续进气,排气门的配气相位1.排气提前角(1)定义：在作功行程的后期，活塞到达下止点前，排气门便开始开启。从排气门开始开启到下止点所对应的曲轴转角称为排气提前角(或早开角)。排气提前角用表示，一般为4080。(2)目的：利用气缸内的废气压力提前自由排气；减少，排气消耗的功率；高温废气的早排，还可以防止发动机过热。,2.排气迟后角(1)定义：在活塞越过上止点后，排气门才关闭。从上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角称为排气迟后角(或晚关角)。排气迟后角用表示，一般为1030。(2)目的：利用缸内外压力差继续排气；利用惯性继续排气。由此可见，气门开启持续时间内的曲轴转角，即排气持续角为+180+。,配气相位演示,二、气门重叠,气门重叠：当进气门早开和排气门迟关时，出现的进排气门同时开启的现象。气门重叠角：气门同时开启的角度（+）。,排气过程,进气过程,气门重叠角,第三节气门组,气门组实物图,锁片,弹簧座,1、气门,A、进气门570K670K，排气门1050K1200K。B、头部承受气体压力、气门弹簧力等，C、冷却和润滑条件差，D、被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。,功用：燃烧室的组成部分，是气体进、出燃烧室通道的开关，承受冲击力、高温冲击、高速气流冲击。,头部,杆部,工作条件：,性能：强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨,进气门：铬钢或铬镍钢；排气门：硅铬钢,气门头部的结构形式,气门锥角,气门锥角概念：气门头部与气门座圈接触的锥面与气门顶部平面的夹角。,锥角作用：A、获得较大的气门座合压力，提高密封性和导热性。B、气门落座时有较好的对中、定位作用。C、避免气流拐弯过大而降低流速。,装配前应将密封锥面研磨。,边缘应保持一定的厚度，13mm。,气门实物图,进气门（大）,排气门（小）,气门杆部,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,2、气门导管,作用：为气门的运动导向，保证气门直线运动兼起导热作用。工作条件：工作温度较高，约500K。润滑困难，易磨损。材料：用含石墨较多的铸铁，能提高自润滑作用。加工方法：外表面加工精度较高，内表面精绞装配：气门杆与气门间隙0.050.12mm。,气门导管,气缸盖,过盈配合,卡环：防止气门导管在使用中脱落。,伸入深度应适量。锥度可减少气流阻力。,3、气门座,气门座概念：气缸盖的进、排气道与气门锥面相结合的部位。作用：靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封气缸。接受气门传来的热量。气门密封干涉角：比气门锥角大0.51度的气门座圈锥角。,气门座,汽油机：排气门采用镶嵌式气门座柴油机：进气门采用镶嵌式气门座,气门座圈：,以较大过盈量镶嵌在气门座上的圆环。,镶嵌式气门座特点：优点：提高气门座的使用寿命，便于更换。缺点：导热性差，加工精度高，脱落时易造成严重事故。,气门座圈,4、气门弹簧,功用：保证气门的回位。材料：高锰碳钢、铬钒钢。,气门弹簧,气门弹簧座,锁片,气门旋转机构,为了使气门头部温度均匀，防止局部过热引起的变形和清除气门座积炭，可设法使气门在工作中相对气门座缓慢旋转。气门缓慢旋转时在密封锥面上产生轻微的摩擦力，有阻止沉积物形成的自洁作用。,气门的固定,1-气门杆；2-气门弹簧；3-弹簧座；4-锁片；5-卡环,锁片式结构气门杆的尾部切有凹槽，用分成两半的锥形锁片卡在凹槽中，锁片锥形外圆与弹簧座的锥形孔贴合，在弹簧作用下，锁片与弹簧座的锥孔相互卡紧不会脱落。有些发动机的气门，在杆部锁片槽下面另有一条切槽装一卡环以防万一气门弹簧折断时气门有落入气缸发生捣缸的危险。,气门油封发动机高速化后，进气管中的真空密度显著地增高，气门室中的机油会通过气门杆与导管之间的间隙被吸入进气管和气缸内，除增加机油的消耗外，还会在气门和燃烧室产生积碳。为此，发动机的气门杆上部都设有机油防漏装置。,1-锁片；2-弹簧座；3-气门杆；4-防油罩或密封圈；5-气门导管,第四节气门传动组,功用：定时驱动气门开闭，并保证气门有足够的开度和适当的气门间隙。,凸轮轴,挺柱,推杆,摇臂,凸轮轴正时齿轮,摇臂轴,1、凸轮轴,作用：驱动和控制各缸气门的开启和关闭，使其符合发动机的工作顺序、配气相位和气门开度的变化规律等要求。工作条件：承受气门间歇性开启的冲击载荷。材料：优质钢、合金铸铁、球墨铸铁结构：,斜齿轮：,驱动分电器、（机油泵）,偏心轮：,驱动器汽油泵,凸轮,凸轮性能：,承受气门弹簧的张力，间歇性的冲击载荷。,表面有良好的耐磨性，足够的刚度。,凸轮与挺柱线接触，接触压力大，磨损快。,工作条件：,凸轮的轮廓,凸轮轮廓与气门的运动规律,气门开启点,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,同名凸轮的相对角位置,同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与相应的配气相位相对应的。,四缸发动机凸轮投影,点火顺序：1243,凸轮轴轴向定位,凸轮轴的轴向定位,作用：,为了防止凸轮轴在工作中产生轴向窜动和承受斜齿轮产生的轴向力。,凸轮轴的驱动,A、齿轮传动：应用在下置凸轮轴发动机。采用斜齿齿轮。,正时齿轮及正时标记,B、链条和齿形皮带传动：链条传动噪声小，用于中置式或顶置式凸轮轴发动机。,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,2、挺柱,（1）作用：将凸轮的推力传给推杆或气门。（2）挺柱的分类：普通挺柱和液力挺柱。,液力挺柱,性能：消除了配气机构的间隙，减小了各零件的冲击载荷和噪声提高发动机高速时的性能。,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,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,3、气门推杆