发动机配气机构

第三章配气机构,邱卓丹,凸轮轴,挺柱,推杆,摇臂,凸轮轴正时齿轮,摇臂轴,按发动机工作过程的需要，适时开启、关闭进排气门，使新鲜充量进入，废气排出。充气量越大，发动机可能发出的功率越大。,由于进、排气阻力故：v=（0.80.9）,v的措施,1、在结构上采取措施，减少进、排气阻力。,2、选择适当的进、排、气门开启和持续的时间、使进、排气尽可能充分。,一、配气机构的功用：,二、充气效率,新鲜充量充满气缸的程度,邱卓丹,第一节气门式配气机构的布置及传动,按气门的布置型式,按凸轮轴的传动方式,按每缸气门数分,二、型式：,顶置,侧置,齿轮传动式,链条传动式,带传动式,二气门式,四气门式,多气门式,一、组成：,按凸轮轴的布置型式,上置,中置,下置,观看动画,顶置式配气机构工作原理,邱卓丹,观看动画,（一）气门的布置型式：,邱卓丹,（二）凸轮轴的布置型式：,1、下置：凸轮轴正时齿轮直接与曲轴正时齿轮啮合。2、中置：推杆短，要加入中间传动装置。3、上置：凸轮轴通过摇臂或直接来驱动气门，要用惰轮、皮带、链条，及张紧装置。结构复杂，用于高速强化的轿车发动机。,邱卓丹,观看动画,观看动画,观看动画,（三）传动型式：,齿轮传动、链传动、带传动,邱卓丹,（四）气门数及排列方式：,1、一般发动机采用每缸两个气门的排列方式：,汽油机进排气道一般通常布置在缸体的同侧，以便排气预热进气。柴油机进排气道通常布置在机体两侧，以免排气对进气加热。,该方式的同名气门可用一个气道，使气道简化并得到较大的气道通过截面。,每缸单独的气道有助于缸盖冷却均匀。,邱卓丹,2、新型发动机采用4气门等多气门：（进气门的面积V）,（只用一个凸轮通过T型驱动杆同时驱动）,缺：同名气门在气道中的位置不同，二者的工作条件及效果不一致。,（用两根凸轮轴）,同名气门排成两列。,同名气门排成一列。,邱卓丹,观看动画,观看动画,三、气门间隙：,意义：,间隙过小，则气门受热膨胀，导致气门关闭不严，漏气，使发动机功率下降，甚至气门烧坏。,因此，在发动机冷态装配时，在气门与其传动机构中应留适当的间隙。,间隙过大，则使气门最大开度减小，开启延续时间缩短，影响配气相位，且加剧传动件间的撞击，加速零件磨损，噪声,冷态气门间隙要求：,进气门的间隙0.250.30mm,排气门的间隙0.300.35mm,方法：,两次调整法,逐缸调整法,邱卓丹,延长进、排气时间，改善换气过程，提高发动机性能。,第二节配气相位,进、排气门的开闭时刻和开启持续时间用曲轴转角表示。,定义：,进排气门早开晚关的意义：,现代汽车发动机转速较高，活塞每一行程所经历的时间十分短促，上海桑塔纳轿车，发动机在最大功率时的转速为5600r/min，一个行程历时间为0.0054s，在这样短的时间内使进气充足，排气干净比较困难。,邱卓丹,邱卓丹,1、进气定时：,邱卓丹,2、排气定时：,邱卓丹,3、气门重叠：,排气门和进气门同时开启的现象称为气门重叠。,（+）,不同结构、转速的发动机，配气相位也各有不同。合理的配气相位要通过反复试验确定。,邱卓丹,调气门间隙应在气门关闭时调,调整：调整螺钉，锁紧螺母。,测量：气门与摇臂间,气门间隙两次调整法步骤：,接着转动发动机曲轴至第6缸的压缩上止点使余下的编号为4、5、8、9、11、12的待调气门处于关闭状态，依次将它们的气门间隙调整至要求值。,打开气门室罩；转动发动机曲轴至第1缸的压缩上止点使编号为1、2、3、6、7、10的待调气门处于关闭状态，依次对它们进行气门间隙调整，步骤为：松开锁紧螺母及调整螺钉，将厚薄规插入气门杆尾端与摇臂之间检查间隙；拧紧调整螺钉，使符合要求值的厚薄规被轻轻压住，再把锁紧螺母锁住再用厚薄规复查一次间隙有无变化，不合适时应松开锁紧螺母进行重新调整。,例题（链接）,测量气门间隙,拧松紧定螺母，调正调节螺钉,观看动画,第三节配气机构的零件和组件,一、气门组：,（一）气门：,平顶：工艺简单、受热面小、工作可靠，用作进、排气门。,凹顶：头部与杆部过渡圆滑可减少进气阻力但制造困难，受热面大。用作进门,球面顶：可减少排气阻力和积炭，但制造困难，受热面积大，用作排气门。,合金钢（耐磨、耐热、强度高）,在任何情况下都能保证燃烧室的气密性。,热力负荷、机械负荷大，冷却、润滑困难。,功用：,工作条件：,材料：,气门头部形状：,邱卓丹,气门锥角：,取值：一般取=45，个别进气门=30,意义：便于气门落座时自行对正中心，接触良好。锥角不能过小，否则头部边缘较薄，易变形。,气门直径：,为减少进气阻力，提高气缸的充气效率，进气门直径大，排气门直径小。有些发动机为使制造工艺简单，常采用直径相等。,气门杆部：,为气门运动导向，承受侧压力及传热。气门杆部尾端的形状取决气门弹簧座的固定方式。,邱卓丹,气门实物图,进气门,排气门,在杆端制圆柱形径向通孔，把锁销扦入孔中。,锁片式：,在气门杆端制有凹糟，用两半锥形锁片将弹簧座的内锥面卡住。,锁销式：,弹簧座的固定方式：,邱卓丹,气门杆,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,在气门导管与缸盖间用卡环定位。气门杆与导管间应留0.050.12mm间隙。,（二）气门导管：,灰铸铁或球墨铸铁（耐磨、耐高温、强度高）,保证气门直线运动，使气门与座正确配合。,热力负荷大。,功用：,工作条件：,材料：,防落装置：,邱卓丹,气门与气门座之间的配合是经相互研磨，研磨好的零件不能互换，以保证密封良好。即气门不能互换。,（三）气门座：,合金钢（耐磨、耐高温、强度高）,与气门共同执行密封并导热。,热力负荷和机械负荷大。,功用：,工作条件：,材料：,直接镗出：导热性好，工作可靠。但磨损后不易更换。,镶嵌式：磨损后易更换。但导热性差，加工精度要求高，公差配合严格。,型式：,邱卓丹,（四）气门弹簧：,功用：,材料：,使气门迅速回位，紧密闭合，并防止气门在发动机机振动时发生跳动，破坏密封性。,高碳锰钢（刚度大）,安装时应给弹簧一定的预紧力，防止气门随发动机振动而跳动。,安装：,防共振措施：,A采用变螺距弹簧。,两簧刚度不同，f固有也不同。若一簧发生共振，另一簧可减振。一簧断列，另一簧还可工作。两弹簧旋向要相反。,提高弹簧钢度（f固有f激发）,工作时，螺距小的一端逐渐迭加，有效圈数不断变化，f固不断变化。,B采用双簧结构：,使气门相对于座缓慢旋转，以减少积炭，减轻磨损。,（五）气门旋转装置：,作用：,低摩擦型自由旋转机构,强制旋转机构,邱卓丹,二、气门传动组：,邱卓丹,（一）凸轮轴：,凸轮轴旋向,下置：逆时针,中置：顺时针,上置：顺时针,功用：,材料：,上面制有凸轮，根据工作过程需要，使气门开、闭。,优质中低碳钢或合金铸铁或球墨铸铁（高强度、耐磨）,邱卓丹,特点：,凸轮轴的各轴颈直径做成从前向后依次减小，以便安装。,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,观看动画,正时齿轮装配时要按正时记号装配，保证原设计的发火顺序。在前端装止推垫板定位。,凸轮轮廓：,决定气门开闭快慢及开度大小和持续时间。,齿轮轴定位及正时记号：,传动比：,邱卓丹,同名凸轮间夹角为=360/,如何根据凸轮轴的旋向及各进、排气凸轮的工作次序，判定发动机的发火次序。,1、判定各缸进、排气凸轮；2、判定凸轮轴的旋向；3、根据同名凸轮间夹角为=360/判定同名凸轮的工作顺序，即发动机的发火次序。,邱卓丹,（二）挺柱：,功用：,材料：,将凸轮的推力传给推杆。,合金铸铁（高强度、耐磨）,类型：,机械式：要留气门间隙。,液压挺柱式：不留气门间隙。,菌式,筒式,滚轮式,机械式,液压挺柱式,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,观看动画,已知某汽车发动机其配气机构采用凸轮轴下置的布置形式(即曲轴的正时齿轮直接驱动凸轮轴的正时齿轮)，凸轮轴上各进、排气凸轮的相对转角位置及各缸的气门排列顺序如下图，并已知进气门早开，迟闭；排气门早开，迟闭。若采用两次调整法调整气门间隙，试判定发动机的发火顺序并写出两次调整法分别能调哪些气门？,例题：,邱卓丹,142635,（看排气门）,（三）推杆：,功用：,材料：,将挺柱的力传给摇臂。,中空钢管或实心的硬铝棒。,（四）摇臂：,功用：,材料：,改变传力方向，打开气门。,45号中碳钢。,摇臂轴,螺栓,摇臂轴支座,摇臂轴紧固螺钉,摇臂称套,调整螺钉,摇臂,定位弹簧,摇臂比：,1：（1.21.8）,观看动画,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,本田雅阁发动机气门间隙的调整,1只有当缸盖温度降到38度以下后，才能进行气门间隙调整。(1)拆下缸盖罩和正时皮带上罩。(2)设置1号气缸活塞在压缩上死点位置。凸轮轴皮带轮上的“UP”记号应位于顶部，皮带轮上的上死点槽口应与缸盖表面平齐。,(3)调节1号气缸进、排气门的间隙进气门：026mm002mm；排气门：030mm002mm。(4)松开锁止螺母，转动调节螺钉，直到厚薄规前后移动时感觉到有一点拖滞为止。(5)拧紧锁止螺母