配气机构PPT讲解ppt课件

1、第三章 配气机构,主要内容,概述 气门式配气机构的布置及传动 配气定时及气门间隙 配气机构的零件和组件,概述,功用 按照发动机工作循环和点火次序的要求，定时开闭进、排气门，向气缸供给新鲜的可燃混合气（汽油机）或空气（柴油机），并及时排出废气。 进饱排净，当进排气门关闭时，保证气缸密封。,衡量指标及组成,充气效率（充量系数） 发动机每一工作循环进入气缸的实际充量（新鲜可燃混合气或空气）与进气状态下充满气缸工作容积的理论充量的比值 进气终了时的压力越高，温度越低，则充量系数越大。 四冲程发动机大都采用气门式配气机构，主要由气门组和气门传动组组成 。,运动方式,知识点,凸轮轴上凸轮压下气门，实现进排

2、气。 凸轮轴转到凸轮基圆段时，气门在弹簧作用下回位。 进排气时刻取决于凸轮相对位置（设计加工保证）和凸轮轴与曲轴相对位置（安装保证）。 曲轴转两周，凸轮轴转一周，四缸发动机各缸进(排)气凸轮夹角：360/4,气门式配气机构的布置及传动,气门的布置形式（顶置、侧置） 凸轮轴的布置形式（下置、中置、上置） 凸轮轴的传动方式（齿轮、链条、齿形带） 气门数目及排列方式（二、四、五气门；同名两列、同名一列）,气门布置形式,顶置： 侧置：,气门顶置,结构： 由凸轮、挺柱、推杆、摇臂、气门和气门弹簧等组成。 特点： 进气阻力小，燃烧室结构紧凑，气流搅动大，能达到较高压缩比 目前国产汽车发动机都采用气门顶置式

3、配气机构,气门侧置,组成： 由凸轮、挺柱、气门和气门弹簧等组成。省去推杆、摇臂，结构简化 特点： 进、排气门在气缸一侧，压缩比受到限制，进排气门阻力较大 发动机的动力性和高速性均较差，已几乎被淘汰。,凸轮轴的布置形式,下置 中置 上置,凸轮轴的布置形式,下置 凸轮轴位于曲轴箱内 ； 凸轮轴离曲轴近，可以用一对齿轮传动； 传动链长，零件多，机构刚度差，高速动力学性能差； 多用于转速较低的发动机 。,凸轮轴的布置形式,中置 凸轮轴位于气缸体上部； 经挺柱直接驱动摇臂，省去或缩短推杆 ； 减小了往复运动质量，增大了机构刚度，适用于较高转速的发动机 。 上置 凸轮轴布置在气缸盖上； 传动链短，运动件少

4、，机构刚度大，适合高速机。 凸轮轴与曲轴距离长，动力传动机构复杂。,凸轮轴的传动方式,齿轮传动 凸轮轴下置，中置配气机构大多采用圆柱形正时齿轮传动。 一般只需一对正时齿轮传动，为了啮合平稳，减小噪声，多用斜齿轮。 链传动 适用于凸轮轴上置的配气机构，可靠性和耐久性不如齿轮传动。 需要链条张紧装置和导向装置。 齿形带传动(橡胶+玻璃纤维+尼龙织物) 张力可由张紧轮进行调整。 噪声小，结构质量较轻，成本较低。,气门数目及排列方式,2气门 每缸两个气门，即进/排气门 为改善换气，应尽量加大气门的直径，特别是进气门的直径。由于燃烧室尺寸的限制，气门直径最大一般不能超过气缸直径的一半。,4气门 当气缸直

5、径较大，活塞速度较高时，每缸一进一排的结构不能保证良好换气质量。因此，很多新型汽车发动机上多采用每缸四个气门结构。 气门排列的方式有两种 ：同名气门排成两列 、同名气门排成一列,配气定时及气门间隙,配气定时（配气相位） 可变配气定时机构 气门间隙,配气定时,配气定时及配气定时图定义： 以曲轴转角表示的进、排气门实际开闭时刻以及开启的持续时间称作配气定时，也称配气相位。 通常用相对于上、下止点曲拐位置的曲轴转角的环形图来表示，这种图形称为配气定时图。,配气定时,理论上的配气相位分析 进、压、功、排各占180，进、排气门都是在上、下止点开闭，延续时间都是曲轴转角180。 实际表明，简单配气相位不适

6、应实际工作，不满足发动机对进、排气门的要求。因为气门开启时其升程自小逐渐变大，关闭时又是逐渐变小；进气和排气都有惯性。 为使进气充分，排气彻底，进、排气门早开、晚关。,配气定时,进气门早开 为了在进气开始时进气门能有较大的开度，减小进气阻力，使进气顺畅。 进气提前角=030 进气门晚关 充分利用气流的惯性，以增加进气量。 进气迟后角=3080 进气持续角 180,配气定时,排气门早开 增加排气压力，提高排气速度。 排气提前角=4080 排气门晚关 充分利用排气惯性，减少缸内残余废气。 排气迟后角=030 排气持续角 180,配气定时,气门重叠角 进气门早开和排气门晚关，使活塞在上止点附近时，进

7、、排气门同时开启。 气门重叠角 ,配气定时,可变配气定时机构,为改善发动机的性能，现代轿车发动机有的采用可变配气定时机构，其能实现配气定时随发动机转速的变化而变化。 日本本田汽车公司于1989年推出 “可变气门配气相位和气门升程电子控制系统”（Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System，简称“VTEC”） 。,VTEC,VTEC使配气正时和气门升程根据发动机转速变化作出相应的实时调整，使气缸的充气量同时满足发动机低转速和高转速下的不同需要。,VTEC,低速运转 高速运转中间摇臂与左右两侧摇臂结合，中间高速凸轮驱动

8、摇臂进而增大气门升程,气门间隙,定义： 发动机在冷态下，气门完全关闭时，气门杆未端与传动件（或直动式凸轮与挺柱）之间的间隙。,气门间隙,用途：给热膨胀留有余地，保证气门密封 气门间隙不能过大（产生撞击）、过小（漏气） 进气门：0.250.30mm 排气门：0.300.35mm 为什么？ 气门机构传动链磨损，导致气门间隙变化，需定期调整 机械方法：调整螺钉、垫片 液力挺柱：长度能自动变化，无间隙,配气机构的零件和组件,气门组 气门传动组,气门组,气门组气门,功用: 与气门座相配合，对气缸进行密封 ； 按工作循环的要求定时开启和关闭，使新鲜气体进入，使废气排出 。 工作条件 承受高温、高压、冲击、

9、润滑困难 要求 足够的强度、刚度、耐磨、耐高温、耐冲击 材料 进气门 合金钢（铬钢或镍铬等） 排气门 耐热合金钢（硅铬钢等） 结构 气门由头部、杆部组成,气门结构,杆身:在气门导管内起导向作用,气门头部具有圆锥斜面的圆盘，气门锥角一般为45度，也有30度,气门头与气门座互相研磨,气门头顶部形状,平顶 结构简单、制造方便、吸热面积小，质量小、进、排气门均可采用 球面顶 适用于排气门，强度高，排气阻力小，废气的清除效果好；受热面积大，质量和惯性力大，加工复杂 喇叭形顶 适用于进气门，进气阻力小，但受热面积大,气门导管,功用： 导向作用，保证气门作直线往复运动。 导热作用，将气门头部传给杆身的热量，

10、通过气缸盖传出去。 为保证导向，导管应有一定长度。,气门座： 气门座与气门头部密封锥面配合密封气缸，气门头部的热量亦经过气门座外传。 气门弹簧： 保证气门回位 关闭时：保证气门与气门座之间的密封 开启时：保证气门不因运动时产生的惯性力而脱离凸轮。 气门弹簧多为圆柱形螺旋弹簧,气门座与气门弹簧,气门弹簧座和锁夹,气门弹簧座：承受弹簧力并通过锁夹传给气门杆 锁夹：连接气门杆和气门弹簧座,气门传动组,功用： 传递凸轮轴气门之间的运动 组成 凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、气门间隙调整螺钉等,气门传动组,凸轮轴,功用：控制气门的开启和关闭，每一个进、排气门分别有相应的进气凸轮和排气凸轮。 凸轮的形状影响气门的开闭时刻及高度，凸轮的排列影响气门的开闭时刻和工作顺序。 凸轮轴承受周期性载荷，凸轮与其从动件接触应力大，相对滑动速度高；要求轴的刚度好、凸轮和轴颈耐磨和良好润滑,挺柱,将凸轮的推力传给推杆（或气门杆） 气门间隙存在，工作时将产生冲击而发响声 液压挺柱 液压挺柱一般用于轿车 无气门间隙，因为挺柱的长度能自动变化，随时补偿