發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)

1、第三章 配氣機(jī)構(gòu),,凸輪軸,挺柱,推桿,搖臂,凸輪軸正時(shí)齒輪,搖臂軸,,,按發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程的需要，適時(shí)開啟、關(guān)閉進(jìn)排氣門，使新鮮充量進(jìn)入，廢氣排出。充氣量越大，發(fā)動(dòng)機(jī)可能發(fā)出的功率越大。,由于進(jìn)、排氣阻力故： ηv = （0.8 — 0.9）,↑ηv的措施,1、在結(jié)構(gòu)上采取措施，減少進(jìn)、排氣阻力。,2、選擇適當(dāng)?shù)倪M(jìn)、排、氣門開啟和持續(xù)的時(shí) 間、 使進(jìn)、排氣盡可能充分。,一、配氣機(jī)構(gòu)的功用：,二、充氣效率,—— 新鮮

2、充量充滿氣缸的程度,,※—— ——※,,第一節(jié) 氣門式配氣機(jī)構(gòu)的布置及傳動(dòng),,,,按氣門的布置型式,按凸輪軸的傳動(dòng)方式,按每缸氣門數(shù)分,二、型式：,頂置,側(cè)置,齒輪傳動(dòng)式,鏈條傳動(dòng)式,帶傳動(dòng)式,二氣門式,四氣門式,多氣門式,一、組成：,,按凸輪軸的布置型式,上置,中置,下置,觀看動(dòng)畫,,頂置式配氣機(jī)構(gòu)工作原理,※—— ——※,觀看動(dòng)畫,,（一）氣門的布置型式：,xx,,（二）凸輪軸的布置型式：,1、下置：凸輪軸正時(shí)齒輪直接與曲

3、軸正時(shí)齒輪嚙合。 2、中置：推桿短，要加入中間傳動(dòng)裝置。 3、上置：凸輪軸通過搖臂或直接來驅(qū)動(dòng)氣門，要用惰輪、皮帶、鏈條，及張 緊裝置。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用于高速強(qiáng)化的轎車發(fā)動(dòng)機(jī)。,,※—— ——※,觀看動(dòng)畫,觀看動(dòng)畫,觀看動(dòng)畫,,（三）傳動(dòng)型式：,齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng),※—— ——※,,（四）氣門數(shù)及排列方式：,1、 一般發(fā)動(dòng)機(jī)采用每缸兩個(gè)氣門的排列方式：,汽油機(jī)進(jìn)排氣

4、道一般通常布置在缸體的同側(cè)，以便排氣預(yù)熱進(jìn)氣。柴油機(jī)進(jìn)排氣道通常布置在機(jī)體兩側(cè)，以免排氣對進(jìn)氣加熱。,該方式的同名氣門可用一個(gè)氣道，使氣道簡化并得到較大的氣道通過截面。,每缸單獨(dú)的氣道有助于缸蓋冷卻均勻。,※—— ——※,,2、新型發(fā)動(dòng)機(jī)采用4氣門等多氣門：（進(jìn)氣門的面積↑→↑ηV）,（只用一個(gè)凸輪通過T型驅(qū)動(dòng)桿同時(shí)驅(qū)動(dòng)）,缺：同名氣門在氣道中的位置不同，二者的工作條件及效果不一致。,（用兩根凸輪軸）,①同名氣門排成兩列。,②同名氣

5、門排成一列。,※—— ——※,觀看動(dòng)畫,觀看動(dòng)畫,,三、氣門間隙：,意義：,① 間隙過小，則氣門受熱膨脹，導(dǎo)致氣門關(guān)閉不嚴(yán)，漏 氣，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，甚至氣門燒壞。,因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)裝配時(shí)，在氣門與其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中應(yīng)留適當(dāng)?shù)拈g隙。,② 間隙過大，則使氣門最大開度減小，開啟延續(xù)時(shí)間縮 短，影響配氣相位，且加劇傳動(dòng)件間的撞擊，加速零 件磨損，↑噪聲,冷態(tài)氣門間隙要求：,進(jìn)氣門的間隙0.25~0.30mm,排氣

6、門的間隙0.30~0.35mm,方法：,,兩次調(diào)整法★,逐缸調(diào)整法,,,※—— ——※,,延長進(jìn)、排氣時(shí)間，改善換氣過程，提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能。,第二節(jié) 配氣相位,進(jìn)、排氣門的開閉時(shí)刻和開啟持續(xù)時(shí)間用曲軸轉(zhuǎn)角表示。,定義：,進(jìn)排氣門早開晚關(guān)的意義：,現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高，活塞每一行程所經(jīng)歷的時(shí)間十分短促，上海桑塔納轎車，發(fā)動(dòng)機(jī)在最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速為5600r/min，一個(gè)行程歷時(shí)間為0.0054s，在這樣短的時(shí)間內(nèi)使進(jìn)氣充足，排氣干凈

7、比較困難。,※—— ——※,,※—— ——※,,1、進(jìn)氣定時(shí)：,※—— ——※,,2、排氣定時(shí)：,※—— ——※,,3、氣門重疊：,—— 排氣門和進(jìn)氣門同時(shí)開啟的現(xiàn)象稱為氣門重疊。,（α+δ）,不同結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)，配氣相位也各有不同。合理的配氣相位要通過反復(fù)試驗(yàn)確定。,※—— ——※,,調(diào)氣門間隙應(yīng)在氣門關(guān)閉時(shí)調(diào),調(diào)整：調(diào)整螺釘，鎖緊螺母。,測量：氣門與搖臂間,氣門間隙兩次調(diào)整法步驟：,② 接著轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸至第6缸的壓縮

8、上止點(diǎn)使余下的編號為4、5、8、9、 11、12的待調(diào)氣門處于關(guān)閉狀態(tài)，依次將它們的氣門間隙調(diào)整至要求值。,,① 打開氣門室罩；轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸至第1缸的壓縮上止點(diǎn)使編號為1、2、3、6、 7、10的待調(diào)氣門處于關(guān)閉狀態(tài)，依次對它們進(jìn)行氣門間隙調(diào)整，步驟為： 松開鎖緊螺母及調(diào)整螺釘，將厚薄規(guī)插入氣門桿尾端與搖臂之間檢查間隙； 擰緊調(diào)整螺釘，使符

9、合要求值的厚薄規(guī)被輕輕壓住，再把鎖緊螺母鎖住再 用厚薄規(guī)復(fù)查一次間隙有無變化，不合適時(shí)應(yīng)松開鎖緊螺母進(jìn)行重新調(diào)整。,例題（鏈接）,測量氣門間隙,擰松緊定螺母，調(diào)正調(diào)節(jié)螺釘,觀看動(dòng)畫,,第三節(jié) 配氣機(jī)構(gòu)的零件和組件,一、氣門組：,,（一）氣門：,①平頂：工藝簡單、受熱面小、工作可靠，用作進(jìn)、排氣門。,②凹頂：頭部與桿部過渡圓滑可減少進(jìn)氣阻力但制造困難，受熱面大。用作進(jìn)門,③球面頂：可減少排氣阻力和積炭，但制

10、造困難，受熱面積大，用作排氣門。,合金鋼（耐磨、耐熱、強(qiáng)度高）,在任何情況下都能保證燃燒室的氣密性。,熱力負(fù)荷、機(jī)械負(fù)荷大，冷卻、潤滑困難。,功 用：,工作條件：,材 料：,氣門頭部形狀：,※—— ——※,,氣門錐角：,取值：一般取γ=45º，個(gè)別進(jìn)氣門γ=30º,意義：便于氣門落座時(shí)自行對正中心，接觸良好。 錐角不能過小，否則頭部邊緣較薄，易變形。,氣門直徑：,為減少進(jìn)氣阻力，提高氣缸

11、的充氣效率，進(jìn)氣門直徑大，排氣 門直徑小。有些發(fā)動(dòng)機(jī)為使制造工藝簡單，常采用直徑相等。,氣門桿部：,為氣門運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向，承受側(cè)壓力及傳熱。氣門桿部尾端的形狀取決氣門彈簧座的固定方式。,※—— ——※,,氣門實(shí)物圖,進(jìn)氣門,排氣門,,在桿端制圓柱形徑向通孔，把鎖銷扦入孔中。,鎖片式：,在氣門桿端制有凹糟，用兩半錐形鎖片將彈簧座的內(nèi)錐面卡住。,鎖銷式：,彈簧座的固定方式：,,※—— ——※,,氣

12、門桿,較高的加工精度，表面經(jīng)過熱處理和磨光，保證同氣門導(dǎo)管的配合精度和耐磨性,氣門桿尾部：環(huán)形槽、鎖銷孔,凹槽,易斷裂處,,,,在氣門導(dǎo)管與缸蓋間用卡環(huán)定位。氣門桿與導(dǎo)管間應(yīng)留0.05—0.12mm 間隙。,（二）氣門導(dǎo)管：,灰鑄鐵或球墨鑄鐵（耐磨、耐高溫、強(qiáng)度高）,保證氣門直線運(yùn)動(dòng)，使氣門與座正確配合。,熱力負(fù)荷大。,功 用：,工作條件：,材 料：,防落裝置：,※—— ——※,,氣門與氣門座之間的配合是經(jīng)相互研磨，研磨好的零件

13、不能互換，以保證密封良好。即氣門不能互換。,（三）氣門座：,合金鋼（耐磨、耐高溫、強(qiáng)度高）,與氣門共同執(zhí)行密封并導(dǎo)熱。,熱力負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷大。,功 用：,工作條件：,材 料：,直接鏜出：導(dǎo)熱性好，工作可靠。但磨損后不易更換。,鑲嵌式：磨損后易更換。但導(dǎo)熱性差，加工精度要求高，公差配合嚴(yán)格。,型式：,,※—— ——※,,（四）氣門彈簧：,功 用：,材 料：,使氣門迅速回位，緊密閉合，并防止 氣門在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)振動(dòng)時(shí)發(fā)生跳動(dòng)，破壞密封

14、性。,高碳錳鋼（剛度大）,安裝時(shí)應(yīng)給彈簧一定的預(yù)緊力，防止氣門 隨發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)而跳動(dòng)。,安 裝：,防共振措施：,A 采用變螺距彈簧。,兩簧剛度不同， f固有也不同。若一簧發(fā)生共振，另一簧可減振。一簧斷列，另一簧還可工作。兩彈簧旋向要相反。,① 提高彈簧鋼度（f固有>>f激發(fā)）,工作時(shí)，螺距小的一端逐漸迭加，有效圈數(shù)不斷變化，f固不斷變化。,B

15、采用雙簧結(jié)構(gòu)：,,使氣門相對于座緩慢旋轉(zhuǎn)，以減少積炭，減輕磨損。,（五）氣門旋轉(zhuǎn)裝置：,,作用：,① 低摩擦型自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),② 強(qiáng)制旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),※—— ——※,,二、氣門傳動(dòng)組：,※—— ——※,,（一）凸輪軸：,凸輪軸旋向,下置：逆時(shí)針,中置：順時(shí)針,上置：順時(shí)針,功 用：,材 料：,上面制有凸輪，根據(jù)工作過程需要，使氣門開、閉。,優(yōu)質(zhì)中低碳鋼或合金鑄鐵或球墨鑄鐵（高強(qiáng)度、耐磨）,※—— ——※,特 點(diǎn)：,凸輪軸的各軸頸直徑做

16、成從前向后依次減小，以便安裝。,曲軸正時(shí)齒形帶輪,中間軸齒形帶輪,張緊輪,凸輪軸正時(shí)齒形帶輪,觀看動(dòng)畫,,正時(shí)齒輪裝配時(shí)要按正時(shí)記號裝配，保證原設(shè)計(jì)的發(fā)火順序。在前端裝止推墊板定位。,凸輪輪廓：,決定氣門開閉快慢及開度大小和持續(xù)時(shí)間。,齒輪軸定位及正時(shí)記號：,傳動(dòng)比：,※—— ——※,同名凸輪間夾角為α=360/ⅰ,,如何根據(jù)凸輪軸的旋向及各進(jìn)、排氣凸輪的工作次序，判定發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火次序。,1、判定各缸進(jìn)、排氣凸輪；2、判定凸輪軸的旋

17、向；3、根據(jù)同名凸輪間夾角為α=360/ⅰ判定同名 凸輪的工作順序，即發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火次序。,※—— ——※,,（二）挺柱：,功 用：,材 料：,將凸輪的推力傳給推桿。,合金鑄鐵（高強(qiáng)度、耐磨）,類 型：,機(jī)械式：要留氣門間隙。,液壓挺柱式：不留氣門間隙。,,菌式,筒式,滾輪式,機(jī)械式,液壓挺柱式,卡環(huán),,,閥架,,支承座,單向閥,,柱塞彈簧,,碟形彈簧,,挺桿體,,柱塞,,推桿,,觀看動(dòng)畫,,已知某汽車發(fā)動(dòng)機(jī)其配氣

18、機(jī)構(gòu)采用凸輪軸下置的布置形式(即曲軸的正時(shí)齒輪直接驅(qū)動(dòng)凸輪軸的正時(shí)齒輪)，凸輪軸上各進(jìn)、排氣凸輪的相對轉(zhuǎn)角位置及各缸的氣門排列順序如下圖，并已知進(jìn)氣門早開，遲閉；排氣門早開，遲閉。若采用兩次調(diào)整法調(diào)整氣門間隙，試判定發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火順序并寫出兩次調(diào)整法分別能調(diào)哪些氣門？,例題：,※—— ——※,1—4—2—6—3—5,（看排氣門）,,（三）推桿：,功 用：,材 料：,將挺柱的力傳給搖臂。,中空鋼管或?qū)嵭牡挠蹭X棒。,（四）搖臂：,功

19、用：,材 料：,改變傳力方向，打開氣門。,45號中碳鋼。,搖臂軸,螺栓,搖臂軸支座,搖臂軸緊固螺釘,搖臂稱套,調(diào)整螺釘,搖臂,定位彈簧,,搖臂比：,1：（1.2～1.8）,觀看動(dòng)畫,,桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)液壓挺柱工作示意圖,氣門關(guān)閉時(shí),氣門打開時(shí),單向閥,彈簧被壓縮,,本田雅閣發(fā)動(dòng)機(jī)氣門間隙的調(diào)整,1．只有當(dāng)缸蓋溫度降到38度以下后，才能進(jìn)行氣門間隙調(diào)整。 (1)拆下缸蓋罩和正時(shí)皮帶上罩。 (2)設(shè)置1號氣缸活塞在壓縮上死點(diǎn)位置。凸輪軸

20、皮帶輪上的“UP”記號應(yīng)位于頂部，皮帶輪上的上死點(diǎn)槽口應(yīng)與缸蓋表面平齊。,,(3)調(diào)節(jié)1號氣缸進(jìn)、排氣門的間隙進(jìn)氣門：0．26mm± 0．02mm；排氣門：0．30mm ± 0．02mm。(4)松開鎖止螺母，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺釘，直到厚薄規(guī)前后移動(dòng)時(shí)感覺到有一點(diǎn)拖滯為止。(5)擰緊鎖止螺母，再檢查氣門間隙，如有必要，重新進(jìn)行調(diào)整。,,(6)逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)曲軸180度(凸輪軸皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)90度)，“UP” 記