項(xiàng)目四 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)

項(xiàng)目四配氣機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)與維修主講 劉楚玉 主要內(nèi)容 一 概述 二 氣門(mén)組 三 氣門(mén)傳動(dòng)組 四 配氣相位 五 可變進(jìn)氣系統(tǒng) 六 配氣機(jī)構(gòu)檢修 內(nèi)容提要 目前 四沖程汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)都采用氣門(mén)式配氣機(jī)構(gòu) 其功用是按照發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序和工作循環(huán)的要求 定時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉各缸的進(jìn) 排氣門(mén) 使新氣進(jìn)入氣缸 廢氣從氣缸排出 進(jìn)入氣缸內(nèi)的新氣數(shù)量或稱(chēng)進(jìn)氣量對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響很大 進(jìn)氣量越多 發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率和轉(zhuǎn)矩越大 因此 配氣機(jī)構(gòu)首先要保證進(jìn)氣充分 進(jìn)氣量盡可能的多 同時(shí) 廢氣要排除干凈 因?yàn)闅飧變?nèi)殘留的廢氣越多 進(jìn)氣量將會(huì)越少 配氣機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)與維修 充氣效率 在進(jìn)氣行程中 實(shí)際進(jìn)入氣缸內(nèi)的新鮮空氣或可燃混合氣的質(zhì)量與在進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)口狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的新鮮空氣或可燃混合氣的質(zhì)量之比 v M M0M 進(jìn)氣過(guò)程中 實(shí)際進(jìn)入氣缸的新氣的質(zhì)量 Mo 在理想狀態(tài)下 充滿氣缸工作容積的新氣質(zhì)量 充氣效率越高越好 而其大小與配氣機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)有直接的關(guān)系 1 作用 按照發(fā)動(dòng)機(jī)各缸工作循環(huán)和點(diǎn)火次序的要求 將曲軸的旋轉(zhuǎn)傳遞給凸輪軸 凸輪軸上的凸輪適時(shí)地控制相應(yīng)的氣門(mén)打開(kāi)或關(guān)閉以完成進(jìn)排氣動(dòng)作 使新鮮空氣及燃燒后的廢氣及時(shí) 充分地進(jìn)入及排出氣缸 2 組成 配氣機(jī)構(gòu)大多采用頂置氣門(mén)式配氣機(jī)構(gòu) 一般由氣門(mén)組 氣門(mén)傳動(dòng)組和氣門(mén)驅(qū)動(dòng)組組成 1 配氣機(jī)構(gòu)概述 1 配氣機(jī)構(gòu)概述 3 配氣機(jī)構(gòu)構(gòu)成 1氣門(mén)2氣門(mén)座3氣門(mén)導(dǎo)管4氣門(mén)彈簧5搖臂搖臂軸6挺桿推桿6凸輪軸7凸輪軸正時(shí)鏈輪8正時(shí)鏈 皮帶 傳動(dòng)組 氣門(mén)組 驅(qū)動(dòng)組 思考 為什么需要正時(shí) 在進(jìn)氣 壓縮 做功 排氣四個(gè)行程中 曲軸要轉(zhuǎn)兩周 而進(jìn)氣門(mén)或排氣門(mén)只動(dòng)作一次 因此 必須讓凸輪軸的轉(zhuǎn)速時(shí)曲軸轉(zhuǎn)速的一半 才能上下合拍 也就是達(dá)到正時(shí) 因此 凸輪軸齒 帶 輪直徑是曲軸齒 帶 輪直徑的兩倍 以使它的轉(zhuǎn)速慢下一半 5 凸輪軸正時(shí)齒形帶輪6 凸輪軸油封7 半軸鍵8 凸輪軸9 液力挺柱10 氣門(mén)鎖片11 上氣門(mén)彈簧座12 氣門(mén)彈簧13 氣門(mén)油封14 氣門(mén)導(dǎo)管15 進(jìn)氣門(mén)座圈16 排氣門(mén)座圈17 排氣門(mén)18 進(jìn)氣門(mén) 1 配氣機(jī)構(gòu)概述 4 配氣機(jī)構(gòu)的布置形式 按氣門(mén)安裝位置 a 頂置式 氣門(mén)位于缸蓋頂上 b 側(cè)置式 進(jìn)排氣門(mén)都布置在氣缸的一側(cè) 按凸輪軸位置 a 下置凸輪軸 凸輪軸位于缸體中部 b 中置凸輪軸 凸輪軸位于缸體上部 c 上置凸輪軸 凸輪軸位于缸體頂部 1 配氣機(jī)構(gòu)概述 按氣門(mén)安裝位置 a 頂置式b 側(cè)置式頂置式 位于缸蓋頂上特點(diǎn) A 拐彎少 阻力小 充氣好 B 氣門(mén)行程大 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 燃燒室緊湊 C 曲軸與凸輪軸傳動(dòng)比為2 1 1 4配氣機(jī)構(gòu)布置形式 氣缸蓋罩 按氣門(mén)安裝位置 a 頂置式b 側(cè)置式頂置式 位于缸蓋頂上特點(diǎn) A 拐彎少 阻力小 充氣好 B 氣門(mén)行程大 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 燃燒室緊湊 C 曲軸與凸輪軸傳動(dòng)比為2 1 已裝好的凸輪軸 氣缸蓋 1 4配氣機(jī)構(gòu)布置形式 側(cè)置式 進(jìn)排氣門(mén)都布置在氣缸的一側(cè) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 零件數(shù)目少 特點(diǎn) A 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 零件數(shù)目少 B 氣門(mén)布置在同一側(cè)導(dǎo)致燃燒室結(jié)構(gòu)不緊湊 熱量損失大 進(jìn)氣道曲折 進(jìn)氣阻力大 使發(fā)動(dòng)機(jī)性能下降 已趨于淘汰 1 4配氣機(jī)構(gòu)布置形式 氣缸蓋罩 1 4配氣機(jī)構(gòu)布置形式 按凸輪軸位置 a 下置凸輪軸b 中置凸輪軸c 上置凸輪軸下置凸輪軸式 特點(diǎn) 凸輪軸傳動(dòng)簡(jiǎn)單 氣門(mén)傳動(dòng)鏈較長(zhǎng) 缺點(diǎn) 凸輪軸與氣門(mén)相距較遠(yuǎn) 動(dòng)力傳遞路線較長(zhǎng) 環(huán)節(jié)多 因此不適用于高速發(fā)動(dòng)機(jī) 優(yōu)點(diǎn) 簡(jiǎn)化曲軸與凸輪軸之間傳動(dòng)裝置 有利于發(fā)動(dòng)機(jī)的布置 氣缸蓋罩 1 4配氣機(jī)構(gòu)布置形式 按凸輪軸位置 a 下置凸輪軸b 中置凸輪軸c 上置凸輪軸中置凸輪軸式 傳動(dòng)方式 凸輪軸經(jīng)過(guò)挺柱直接驅(qū)動(dòng)搖臂 省去了推桿 應(yīng)用 適用于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí) 可以減少氣門(mén)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量 氣缸蓋罩 1 4配氣機(jī)構(gòu)布置形式 按凸輪軸位置 a 下置凸輪軸b 中置凸輪軸c 上置凸輪軸上置凸輪軸式 特點(diǎn) 凸輪軸與氣門(mén)距離近 不需要推桿 挺柱 使往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣量減少 雙凸輪軸上置式發(fā)動(dòng)機(jī) 應(yīng)用 高速發(fā)動(dòng)機(jī) 桑塔納轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī) 1 4配氣機(jī)構(gòu)布置形式 上置凸輪軸實(shí)物圖 視頻 上置式凸輪軸 1 4配氣機(jī)構(gòu)布置形式 按氣門(mén)驅(qū)動(dòng)形式 搖臂驅(qū)動(dòng) 擺臂驅(qū)動(dòng)和直接驅(qū)動(dòng)三種類(lèi)型1 搖臂驅(qū)動(dòng) 單凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)凸輪軸推動(dòng)液力挺柱 液力挺柱推動(dòng)搖臂 搖臂再驅(qū)動(dòng)氣門(mén) 或凸輪軸直接驅(qū)動(dòng)搖臂 搖臂驅(qū)動(dòng)氣門(mén) 1 4配氣機(jī)構(gòu)布置形式 2 擺臂驅(qū)動(dòng) 凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)由于擺臂驅(qū)動(dòng)氣門(mén)的配氣機(jī)構(gòu)比搖臂驅(qū)動(dòng)式剛度更好 更有利于高速發(fā)動(dòng)機(jī) 因此在轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用比較廣泛 如CA488 3 SH680Q 克萊斯勒A452 奔馳QM615 奔馳M115等發(fā)動(dòng)機(jī)均為單上置凸輪軸 SOHC 擺臂驅(qū)動(dòng)式配氣機(jī)構(gòu) 而本田B20A 尼桑VH45DE 三菱3G81 富士EJ20等發(fā)動(dòng)機(jī)都是雙上置凸輪軸 DOHC 擺臂驅(qū)動(dòng)式配氣機(jī)構(gòu) 1 4配氣機(jī)構(gòu)布置形式 3 直接驅(qū)動(dòng) 凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)在這種形式的配氣機(jī)構(gòu)中 凸輪通過(guò)吊杯形機(jī)械挺柱驅(qū)動(dòng)氣門(mén) 或通過(guò)吊杯形液力挺柱驅(qū)動(dòng)氣門(mén) 與上述各種形式的配氣機(jī)構(gòu)相比 直接驅(qū)動(dòng)式配氣機(jī)構(gòu)的剛度最大 驅(qū)動(dòng)氣門(mén)的能量損失最小 因此 在高度強(qiáng)化的轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上得到廣泛的應(yīng)用 如奧迪 捷達(dá) 桑塔納 馬自達(dá)6 歐寶V6 奔弛320E 還有依維柯8140 01 8140 21等均為直接驅(qū)動(dòng)式配氣機(jī)構(gòu) 2 氣門(mén)組 視頻 氣門(mén)1 1 氣門(mén)的工作條件A 進(jìn)氣門(mén)溫度高 氣門(mén)直接與高溫燃?xì)饨佑| 受熱嚴(yán)重 而散熱困難 因此氣門(mén)溫度很高 B 頭部承受氣體壓力 氣門(mén)彈簧力等 氣門(mén)承受氣體力和氣門(mén)彈簧力的作用 以及由于配氣機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)件的慣性使氣門(mén)落座時(shí)受到?jīng)_擊C 冷卻和潤(rùn)滑條件差 D 被氣缸中燃燒生成物中的物質(zhì)所腐蝕 2 氣門(mén)組 2 氣門(mén)組 2 氣門(mén)材料 進(jìn)氣門(mén)一般用中碳合金鋼制造 如鉻鋼 鉻鉬鋼和鎳鉻鋼等 排氣門(mén)則采用耐熱合金鋼制造 如硅鉻鋼 硅鉻鉬鋼 硅鉻錳鋼等 3 氣門(mén)構(gòu)造汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn) 排氣門(mén)均為菌形氣門(mén) 由氣門(mén)頭部和氣門(mén)桿兩部分構(gòu)成 氣門(mén)頂面有平頂 凹頂和凸頂?shù)刃螤?目前應(yīng)用最多的是平頂氣門(mén) 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 制造方便 受熱面積小 進(jìn) 排氣門(mén)都可采用 視頻 氣門(mén)的構(gòu)造 氣門(mén)頭部的結(jié)構(gòu)形式 2 氣門(mén)組 2 氣門(mén)組 3 氣門(mén)構(gòu)造氣門(mén)錐角 氣門(mén)錐面與頂平面的夾角稱(chēng)氣門(mén)錐角 氣門(mén)與氣門(mén)座或氣門(mén)座圈之間靠錐面密封 進(jìn) 排氣門(mén)的氣門(mén)錐角一般均為45 只有少數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門(mén)錐角為30 2 氣門(mén)組 氣門(mén)錐角的作用 A能獲得較大的氣門(mén)座合壓力 以提高密封性和導(dǎo)熱性 B氣門(mén)落座時(shí)有自動(dòng)定位作用 C避免氣流拐彎過(guò)大而降低流速 D氣門(mén)落座時(shí)能擠掉接觸面的沉積物 即有自潔作用 進(jìn) 排氣門(mén)錐角的大小A進(jìn)氣門(mén)錐角較小 多用30 因錐角越小 進(jìn)氣通道截面越大 進(jìn)氣量越多 B排氣門(mén)錐角較大 通常為45 因錐角越大 氣門(mén)頭部邊緣的厚度大 不易變形 排氣門(mén)熱負(fù)荷較大而用較大的錐角 以加強(qiáng)散熱和避免受熱變形 且錐角越大 座合壓力越大 自潔作用越大 氣門(mén)桿氣門(mén)桿有較高的加工精度和較低的粗糙度 與氣門(mén)導(dǎo)管保持較小的配合間隙 以減小磨損 并起到良好的導(dǎo)向和散熱作用 在某些高度強(qiáng)化的發(fā)動(dòng)機(jī)上采用中空氣門(mén)桿的氣門(mén) 旨在減輕氣門(mén)質(zhì)量和減小氣門(mén)運(yùn)動(dòng)的慣性力 2 氣門(mén)組 氣門(mén)桿 圓柱形 不斷做往復(fù)運(yùn)動(dòng) 較高的加工精度 表面經(jīng)過(guò)熱處理和磨光 保證同氣門(mén)導(dǎo)管的配合精度和耐磨性 氣門(mén)桿尾部 其形狀決定于彈簧座固定方式 凹槽 易斷裂處 2 氣門(mén)組 每缸氣門(mén)數(shù)一般發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)氣缸有兩個(gè)氣門(mén) 即一個(gè)進(jìn)氣門(mén)和一個(gè)排氣門(mén) 進(jìn)氣門(mén)頭部直徑比排氣門(mén)大15 30 目的是增大進(jìn)氣門(mén)通過(guò)斷面面積 減小進(jìn)氣阻力 增加進(jìn)氣量 凡是進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)數(shù)量相同時(shí) 進(jìn)氣門(mén)頭部直徑總比排氣門(mén)大 思考 氣門(mén)數(shù)為何不能太多 多氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)具有高轉(zhuǎn)速 高效率的優(yōu)點(diǎn) 由于氣門(mén)較多 高轉(zhuǎn)速時(shí)進(jìn) 排氣效果較好 且火花塞放在中央可以提高壓縮包比 因此發(fā)動(dòng)機(jī)性能較好 但多氣門(mén)設(shè)計(jì)較復(fù)雜 氣門(mén)驅(qū)動(dòng)方式 燃燒室構(gòu)造及火花塞位置都要精密安排 而且制造成本高 工藝要求先進(jìn) 維修困難 帶來(lái)效果也不是很明顯 因此 現(xiàn)在基本放棄每缸5氣門(mén)設(shè)計(jì) 而采用更流行的每缸4氣門(mén) 2 氣門(mén)組 四氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)每缸兩個(gè)進(jìn)氣門(mén) 兩個(gè)排氣門(mén) 其突出的優(yōu)點(diǎn)是氣門(mén)通過(guò)斷面積大 進(jìn) 排氣充分 進(jìn)氣量增加 發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和功率提高 其次是每缸四個(gè)氣門(mén) 每個(gè)氣門(mén)的頭部直徑較小 每個(gè)氣門(mén)的質(zhì)量減輕 運(yùn)動(dòng)慣性力減小 有利于提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 最后 四氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)多采用篷形燃燒室 火花塞布置在燃燒室中央 有利于燃燒 視頻 進(jìn)排氣門(mén) 氣門(mén)座與氣門(mén)座圈氣缸蓋上與氣門(mén)錐面相貼合的部位稱(chēng)氣門(mén)座 氣門(mén)座的溫度很高 又承受頻率極高的沖擊載荷 容易磨損 因此 鋁氣缸蓋和大多數(shù)鑄鐵氣缸蓋均鑲嵌由合金鑄鐵或粉末冶金或奧氏體鋼制成的氣門(mén)座圈 在氣缸蓋上鑲嵌氣門(mén)座圈可以延長(zhǎng)氣缸蓋的使用壽命 也有一些鑄鐵氣缸蓋不鑲氣門(mén)座圈 直接在氣缸蓋上加工出氣門(mén)座 2 氣門(mén)組 氣門(mén)坐圈 氣門(mén)座與氣門(mén)座圈優(yōu)點(diǎn) 提高氣門(mén)座的使用壽命 便于更換 缺點(diǎn) 導(dǎo)熱性差 加工精度高 脫落時(shí)易造成嚴(yán)重事故 2 氣門(mén)組 視頻 氣門(mén)座圈 2 氣門(mén)組 氣門(mén)導(dǎo)管氣門(mén)導(dǎo)管的功用是對(duì)氣門(mén)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向 保證氣門(mén)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng) 使氣門(mén)與氣門(mén)座或氣門(mén)座圈能正確貼合 此外 還將氣門(mén)桿接受的熱量部分地傳給氣缸蓋 氣門(mén)導(dǎo)管的工作溫度較高 而且潤(rùn)滑條件較差 靠配氣機(jī)構(gòu)工作時(shí)飛濺起來(lái)的機(jī)油來(lái)潤(rùn)滑氣門(mén)桿和氣門(mén)導(dǎo)管孔 氣門(mén)導(dǎo)管由灰鑄鐵 球墨鑄鐵或鐵基粉末冶金制造 在以一定的過(guò)盈將氣門(mén)導(dǎo)管壓入氣缸蓋上的氣門(mén)導(dǎo)管座孔之后 再精鉸氣門(mén)導(dǎo)管孔 以保證氣門(mén)導(dǎo)管與氣門(mén)桿的正確配合間隙0 05 0 12mm 視頻 氣門(mén)導(dǎo)管 2 氣門(mén)組 氣門(mén)彈簧氣門(mén)彈簧的功用是保證氣門(mén)關(guān)閉時(shí)能緊密地與氣門(mén)座或氣門(mén)座圈貼合 并克服在氣門(mén)開(kāi)啟時(shí)配氣機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的慣性力 使傳動(dòng)件始終受凸輪控制而不相互脫離 等螺距 不等螺距 圓柱形螺旋彈簧 2 氣門(mén)組 氣門(mén)彈簧 氣門(mén)彈簧一般為等螺距圓柱形螺旋彈簧 當(dāng)氣門(mén)彈簧的工作頻率與其固有的振動(dòng)頻率相等或?yàn)檎麛?shù)倍時(shí) 氣門(mén)彈簧就會(huì)發(fā)生共振 共振時(shí)將使配氣定時(shí)遭到破壞 使氣門(mén)發(fā)生反跳和沖擊 甚至使彈簧折斷 2 氣門(mén)組 1 采用雙氣門(mén)彈簧當(dāng)一個(gè)彈簧發(fā)生共振時(shí) 另一個(gè)彈簧能起到阻尼減振作用 當(dāng)一個(gè)彈簧折斷時(shí) 另一個(gè)彈簧仍可維持氣門(mén)工作 彈簧旋向相反 可以防止折斷的彈簧圈卡入另一個(gè)彈簧圈內(nèi)使其不能工作或損壞 2 采用變螺距氣門(mén)彈簧變螺距彈簧的固有頻率不是定值 從而可以避開(kāi)共振 視頻 氣門(mén)油封與氣門(mén)彈簧 氣門(mén)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 安裝在氣門(mén)尾部 在氣門(mén)工作時(shí)發(fā)生一定的轉(zhuǎn)動(dòng) 以使氣門(mén)受熱 磨損均勻 同時(shí)可以擠出氣門(mén)密封錐面的積碳等物質(zhì) 有自由 強(qiáng)制旋轉(zhuǎn)兩種 第三節(jié)氣門(mén)傳動(dòng)組 一 凸輪軸1 凸輪軸工作條件及材料凸輪軸承受周期性的沖擊載荷 凸輪與挺柱之間的接觸應(yīng)力很大 相對(duì)滑動(dòng)速度也很高 因此 凸輪工作表面的磨損比較嚴(yán)重 2 凸輪軸構(gòu)造凸輪軸是通過(guò)凸輪軸軸頸支承在凸輪軸軸承孔內(nèi)的 因此凸輪軸軸頸數(shù)目的多少是影響凸輪軸支承剛度的重要因素 如果凸輪軸剛度不足 工作時(shí)將發(fā)生彎曲變形 這會(huì)影響配氣定時(shí) 下置式凸輪軸每隔1 2個(gè)氣缸設(shè)置一個(gè)凸輪軸軸頸 第三節(jié)氣門(mén)傳動(dòng)組 3 凸輪輪廓基本圓 緩沖段 消除氣門(mén)間隙 工作段 緩沖段 恢復(fù)氣門(mén)間隙 凸輪頂高 凸輪頂點(diǎn)到基圓垂直距離 進(jìn) 排氣門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉的時(shí)刻 持續(xù)時(shí)間以及開(kāi)閉的速度等分別由凸輪軸上的進(jìn) 排氣凸輪控制 O點(diǎn)為凸輪軸回轉(zhuǎn)中心 凸輪輪廓上的AB段和DE段為緩沖段 BCD段為工作段 挺柱在A點(diǎn)開(kāi)始升起 在E點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng) 凸輪轉(zhuǎn)到AB段內(nèi)某一點(diǎn)處 氣門(mén)間隙消 氣門(mén)開(kāi)始開(kāi)啟 此后隨著凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng) 氣門(mén)逐漸開(kāi)大 至C點(diǎn)氣門(mén)開(kāi)度達(dá)到最大 再后氣門(mén)逐漸關(guān)閉 在DE段內(nèi)某一點(diǎn)處氣門(mén)完全關(guān)閉 接著氣門(mén)間隙恢復(fù) 氣門(mén)最遲在B點(diǎn)開(kāi)始開(kāi)啟 最早在D點(diǎn)完全關(guān)閉 由于氣門(mén)開(kāi)始開(kāi)啟和關(guān)閉落座時(shí)均在凸輪升程變化緩慢的緩沖段內(nèi) 其運(yùn)動(dòng)速度較小 從而可以防止強(qiáng)烈的沖擊 凸輪輪廓與氣門(mén)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 氣門(mén)開(kāi)啟點(diǎn) 消除氣門(mén)間隙階段 氣門(mén)升程最大時(shí)刻 氣門(mén)關(guān)閉點(diǎn) 出現(xiàn)氣門(mén)間隙階段 第三節(jié)氣門(mén)傳動(dòng)組 凸輪軸上各同名凸輪 各進(jìn)氣凸輪或各排氣凸輪 的相對(duì)角位置與凸輪軸旋轉(zhuǎn)方向 發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序及氣缸數(shù)或作功間隔角有關(guān) 工作順序?yàn)? 3 4 2的四缸發(fā)動(dòng)機(jī)其作功間隔角為720 4 180 曲軸轉(zhuǎn)角 相當(dāng)于90 凸輪軸轉(zhuǎn)角 即各同名凸輪間的夾角為90 對(duì)于工作順序?yàn)? 5 3 6 2 4的六缸發(fā)動(dòng)機(jī) 凸輪間的夾角為60 視頻1 凸輪軸與氣門(mén)開(kāi)啟 視頻2 凸輪軸與驅(qū)動(dòng) 第三節(jié)氣門(mén)傳動(dòng)組 4 凸輪軸軸承中置式和下置式凸輪軸的軸承一般制成襯套壓入整體式軸承座孔內(nèi) 再加工軸承內(nèi)孔 使其與凸輪軸軸頸相配合 上置式凸輪軸的軸承多由上 下兩片軸瓦對(duì)合而成 裝入剖分式軸承座孔內(nèi) 軸承材料多與主軸承相同 在低碳鋼鋼背上澆敷減摩合金層 也有的凸輪軸軸承采用粉末冶金襯套或青銅襯套 5 凸輪軸的傳動(dòng)方式 齒輪傳動(dòng)鏈條傳動(dòng)齒帶傳動(dòng) 第三節(jié)氣門(mén)傳動(dòng)組 5 凸輪軸的傳動(dòng)方式 齒輪傳動(dòng)鏈條傳動(dòng)齒帶傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng) CA6102Q EQ6100Q BJ492Q 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于下置式和中置式凸輪軸的傳動(dòng) 汽油機(jī)一般只用一對(duì)定時(shí)齒輪 即曲軸定時(shí)齒輪和凸輪軸定時(shí)齒輪 柴油機(jī)需要同時(shí)驅(qū)動(dòng)噴油泵 所以增加一個(gè)中間齒輪 為了保證齒輪嚙合平順 噪聲低 磨損小 定時(shí)齒輪都是圓柱螺旋齒輪并用不同的材料制造 傳動(dòng)路線 曲軸正時(shí)齒輪 凸輪軸正時(shí)齒輪 第三節(jié)氣門(mén)傳動(dòng)組 鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于中置式和上置式凸輪軸的傳動(dòng) 尤其是上置式凸輪軸的高速汽油機(jī)采用鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的很多 鏈條傳動(dòng) 切諾機(jī) 鏈條傳動(dòng)式 琪達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī) 齒帶傳動(dòng) 桑塔納奧迪齒形帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于上置式凸輪軸的傳動(dòng) 第三節(jié)氣門(mén)傳動(dòng)組 6 凸輪軸的軸向定位上置式凸輪軸通常利用凸輪軸承蓋的兩個(gè)端面和凸輪軸軸頸兩側(cè)的凸肩進(jìn)行軸向定位 中 下置式凸輪軸的軸向定位通常采用止推板 止推板用螺栓固定在機(jī)體前端面上 第三種軸向定位的方法是止推螺釘定位 二 挺柱1 挺柱的功用 材料及分類(lèi)挺柱是凸輪的從動(dòng)件 其功用是將來(lái)自凸輪的運(yùn)動(dòng)和作用力傳給推桿或氣門(mén) 同時(shí)還承受凸輪所施加的側(cè)向力 并將其傳給機(jī)體或氣缸蓋 制造挺柱的材料有碳鋼 合金鋼 鎳鉻合金鑄鐵和冷激合金鑄鐵等 挺柱可分為機(jī)械挺柱和液力挺柱兩大類(lèi) 第三節(jié)氣門(mén)傳動(dòng)組 液力挺柱 消除了配氣機(jī)構(gòu)的間隙 減小了各零件的沖擊載荷和噪聲提高發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)的性能 挺柱體 柱塞 球形支座 卡環(huán) 柱塞彈簧 單向閥 單向閥架 柱塞腔A 挺柱體腔B 進(jìn)油口 進(jìn)油通道 桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)液壓挺柱工作示意圖 單向閥 彈簧被壓縮 第三節(jié)氣門(mén)傳動(dòng)組 三 推桿推桿處于挺柱和搖臂之間 其功用是將挺柱傳來(lái)的運(yùn)動(dòng)和作用力傳給搖臂 第三節(jié)氣門(mén)傳動(dòng)組 四 搖臂搖臂的功用是將推桿和凸輪傳來(lái)的運(yùn)動(dòng)和作用力 改變方向傳給氣門(mén)使其開(kāi)啟 搖臂在擺動(dòng)過(guò)程中承受很大的彎矩 因此應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度以及較小的質(zhì)量 搖臂由鍛鋼 可鍛鑄球 球墨鑄鐵或鋁合金制造 搖臂結(jié)構(gòu)示意圖 氣門(mén)間隙調(diào)節(jié)螺釘 調(diào)節(jié)螺母 搖臂 搖臂軸套 易磨損部位堆焊耐磨合金 搖臂結(jié)構(gòu)示意圖 潤(rùn)滑油道 油槽 潤(rùn)滑油道 裝調(diào)整螺釘和緊固螺母處 搖臂組示意圖 搖臂軸 螺栓 搖臂軸支座 搖臂軸緊固螺釘 搖臂稱(chēng)套 調(diào)整螺釘 搖臂 定位彈簧 第三節(jié)氣門(mén)傳動(dòng)組 搖臂組實(shí)物圖 第三節(jié)氣門(mén)傳動(dòng)組 搖臂組 第三節(jié)氣門(mén)傳動(dòng)組 第四節(jié)配氣相位 1 配氣相位定義 以活塞上下止點(diǎn)為基準(zhǔn) 用曲軸轉(zhuǎn)角來(lái)表示氣門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉的時(shí)刻 不同發(fā)動(dòng)機(jī) 由于結(jié)構(gòu)形式 轉(zhuǎn)速各不相同 因此配氣相位也不相同 第四節(jié)配氣相位 理論上 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門(mén)當(dāng)曲拐處在上止點(diǎn)時(shí)開(kāi)啟 在曲拐轉(zhuǎn)到下止點(diǎn)時(shí)關(guān)閉 排氣門(mén)則當(dāng)曲拐在下止點(diǎn)時(shí)開(kāi)啟 在上止點(diǎn)時(shí)關(guān)閉 進(jìn)氣時(shí)間和排氣時(shí)間各占180 曲軸轉(zhuǎn)角 第四節(jié)配氣相位 實(shí)際上 發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)速都很高 活塞每一個(gè)行程歷時(shí)都很短 這樣短時(shí)間的進(jìn)氣或排氣過(guò)程 往往會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)充氣不足或排氣不凈 從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的功率下降 第四節(jié)配氣相位 早開(kāi)遲閉 現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)都采用延長(zhǎng)進(jìn) 排氣時(shí)間的方法 即分別提前和延遲一定的曲軸轉(zhuǎn)角 以改善進(jìn) 排氣狀況 從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性 進(jìn)氣門(mén)在進(jìn)氣行程上止點(diǎn)之前開(kāi)啟謂之早開(kāi) 從進(jìn)氣門(mén)開(kāi)到上止點(diǎn)曲軸所轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱(chēng)作進(jìn)氣提前角 記作 進(jìn)氣門(mén)在進(jìn)氣行程下止點(diǎn)之后關(guān)閉謂之晚關(guān) 從進(jìn)氣行程下止點(diǎn)到進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉曲軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱(chēng)作進(jìn)氣遲后角 記作 第四節(jié)配氣相位 排氣門(mén)在作功行程結(jié)束之前 即在作功行程下止點(diǎn)之前開(kāi)啟 謂之排氣門(mén)早開(kāi) 從排氣門(mén)開(kāi)啟到下止點(diǎn)曲軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱(chēng)作排氣提前角 記作 排氣門(mén)在排氣行程結(jié)束之后 即在排氣行程上止點(diǎn)之后關(guān)閉 謂之排氣門(mén)晚關(guān) 從上止點(diǎn)到排氣門(mén)關(guān)閉曲軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱(chēng)作排氣遲后角 記作 第四節(jié)配氣相位 上止點(diǎn) 下止點(diǎn) 第四節(jié)配氣相位 氣門(mén)重疊角 由于進(jìn)氣門(mén)早開(kāi)和排氣門(mén)晚關(guān) 致使活塞在上止點(diǎn)附近出現(xiàn)進(jìn) 排氣門(mén)同時(shí)開(kāi)啟的現(xiàn)象 稱(chēng)其為氣門(mén)重疊 重疊期間的曲軸轉(zhuǎn)角稱(chēng)為氣門(mén)重疊角 它等于進(jìn)氣提前角與排氣遲后角之和 即 第四節(jié)配氣相位 第四節(jié)配氣相位 第四節(jié)配氣相位 2 氣門(mén)間隙在裝配發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí) 在氣門(mén)與其傳動(dòng)件之間需預(yù)留適當(dāng)?shù)拈g隙 即氣門(mén)間隙 氣門(mén)間隙過(guò)大 進(jìn)排氣門(mén)開(kāi)啟時(shí)間縮短 造成進(jìn)氣不充分 發(fā)動(dòng)機(jī)充量系數(shù)下降 功率下降 排氣不干凈 發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)荷增加 缸蓋受熱變形增大 配氣機(jī)構(gòu)傳動(dòng)件之間以及氣門(mén)與氣門(mén)座之間產(chǎn)生較大撞擊及響聲 加速它們之間的磨損 氣門(mén)間隙過(guò)小 氣門(mén)受熱膨脹后造成氣門(mén)關(guān)閉不嚴(yán) 產(chǎn)生漏氣 使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性下降 熱負(fù)荷增加 氣門(mén)被燒壞等 一般冷態(tài)時(shí) 排氣門(mén)間隙大于進(jìn)氣門(mén)間隙 進(jìn)氣門(mén)間隙約為0 25 0 3mm 排氣門(mén)間隙約為0 3 0 35mm 第四節(jié)配氣相位 3 可變配氣相位控制機(jī)構(gòu)對(duì)配氣相位的要求要求 隨轉(zhuǎn)速提高 氣門(mén)提前開(kāi)啟角和遲后關(guān)閉角應(yīng)增大 反之則應(yīng)減小 目的 減小進(jìn) 排氣阻力 充分利用氣流慣性 4 本田公司可變配氣相位控制機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)特點(diǎn) 每缸兩進(jìn)兩排4氣門(mén) 進(jìn) 排氣門(mén)分排兩列 單頂置凸輪軸 雙搖臂軸 皮帶傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)名稱(chēng) VariableValveLifeTiming ValveElectronicControl 簡(jiǎn)稱(chēng)VTEC 可變配氣正時(shí)及氣門(mén)升程電子控制機(jī)構(gòu) VTEC機(jī)構(gòu)功用 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷變化 通過(guò)搖臂總成改變進(jìn)氣門(mén)配氣相位和升程 VTEC機(jī)構(gòu)組成 VTEC機(jī)構(gòu)組成 1 主凸輪2 次凸輪3 次搖臂4 阻擋活塞5 同步活塞A6 正時(shí)活塞7 主搖臂8 同步活塞B 配氣相位取決于凸輪 主凸輪按低速小負(fù)荷單進(jìn)氣門(mén)工作設(shè)計(jì) 中間凸輪按高速大負(fù)荷雙進(jìn)氣門(mén)工作設(shè)計(jì) 低速小負(fù)荷不工作 3搖臂分開(kāi) 主凸輪通過(guò)主搖臂驅(qū)動(dòng)主進(jìn)氣門(mén) 滿足