汽車發(fā)動機(jī)構(gòu)造

汽車發(fā)動機(jī)構(gòu)造 順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系張斌2004年8月 第四章配氣機(jī)構(gòu) 概述氣門間隙配氣相位配氣機(jī)構(gòu)的組成和零件 4 1概述 一 功用 按照發(fā)動機(jī)每個(gè)氣缸內(nèi)所進(jìn)行的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求 定時(shí)開啟和關(guān)閉氣缸的進(jìn) 排氣門 使新鮮可燃混合氣 汽油機(jī) 或空氣 柴油機(jī) 得以及時(shí)進(jìn)入氣缸 廢氣得以及時(shí)從氣缸排出 二 充氣效率 v M M0M 進(jìn)氣過程中 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 4 2配氣機(jī)構(gòu)的布置和工作情況 一 氣門的布置型式1 氣門頂置式組成 工作過程 特點(diǎn) A 氣門行程大 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 燃燒室緊湊 B 曲軸與凸輪軸傳動比為2 1 2 氣門側(cè)置式 進(jìn)排氣門都布置在氣缸的一側(cè) 結(jié)構(gòu)簡單 零件數(shù)目少 氣門布置在同一側(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)動機(jī)性能下降 已趨于淘汰 二 凸輪軸的布置型式 1 凸輪軸下置不利因素 凸輪軸與氣門相距較遠(yuǎn) 動力傳遞路線較長 環(huán)節(jié)多 因此不適用于高速發(fā)動機(jī) 有利因素 簡化曲軸與凸輪軸之間才傳動裝置 有利于發(fā)動機(jī)的布置 2 凸輪軸中置式 傳動方式 凸輪軸經(jīng)過挺柱直接驅(qū)動搖臂 省去了推桿 應(yīng)用 適用于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí) 可以減少氣門傳動機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動質(zhì)量 凸輪軸 挺柱 活塞 搖臂 調(diào)整螺釘 3 凸輪軸上置式 應(yīng)用 高速發(fā)動機(jī)桑塔納轎車發(fā)動機(jī) 凸輪軸 凸輪軸 活塞 特點(diǎn) 凸輪軸與氣門距離近 不需要推桿 挺柱 使往復(fù)運(yùn)動的慣量減少 雙凸輪軸上置式發(fā)動機(jī) 三 氣門間隙 1 概念 氣門間隙 為保證氣門關(guān)閉嚴(yán)密 通常發(fā)動機(jī)在冷態(tài)裝配時(shí) 在氣門桿尾端與氣門驅(qū)動零件 搖臂 挺柱或凸輪 之間留有適當(dāng)?shù)拈g隙 氣門桿 搖臂 氣門間隙 為何排氣門間隙大于進(jìn)氣門間隙 四 配氣相位 1 氣門從開啟到關(guān)閉所經(jīng)歷的曲軸轉(zhuǎn)角 稱為配氣相位 上止點(diǎn) 下止點(diǎn) 2 配氣相位演示 3 氣門疊開 氣門疊開 當(dāng)進(jìn)氣門早開和排氣門晚關(guān)時(shí) 出現(xiàn)的進(jìn)排氣門同時(shí)開啟的現(xiàn)象 氣門疊開角 氣門同時(shí)開啟的角度 排氣過程 進(jìn)氣過程 五 凸輪軸的傳動方式 傳動方式圖例 一汽audi轎車的齒形帶傳動裝置 凸輪軸 曲軸 作業(yè) 1 作出配氣相位圖 并分析設(shè)置氣門早開與遲閉的原因 4 3配氣機(jī)構(gòu)的組件和工作情況 一 氣門組 氣門組實(shí)物圖 1 氣門 功用 燃燒室的組成部分 是氣體進(jìn) 出燃燒室通道的開關(guān) 承受沖擊力 高溫沖擊 高速氣流沖擊 工作條件 A 進(jìn)氣門570K 670K 排氣門1050K 1200K B 頭部承受氣體壓力 氣門彈簧力等 C 冷卻和潤滑條件差 D 被氣缸中燃燒生成物中的物質(zhì)所腐蝕 性能 強(qiáng)度和剛度大 耐熱 耐腐蝕 耐磨 進(jìn)氣門570K 670K 鉻鋼或鉻鎳鋼 排氣門1050K 1200K 硅鉻鋼 頭部 桿部 氣門頭部的結(jié)構(gòu)形式 氣門實(shí)物圖 進(jìn)氣門 排氣門 氣門錐角 氣門錐角 氣門頭部與氣門座圈接觸的錐面與氣門頂部平面的夾角 錐角作用 A 獲得較大的氣門座合壓力 提高密封性和導(dǎo)熱性 B 氣門落座時(shí)有較好的對中 定位作用 C 避免氣流拐彎過大而降低流速 裝配前應(yīng)將密封錐面研磨 邊緣應(yīng)保持一定的厚度 1 3mm 氣門桿 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 2 氣門座 氣門座 氣缸蓋的進(jìn) 排氣道與氣門錐面相結(jié)合的部位 作用 靠其內(nèi)錐面與氣門錐面的緊密貼合密封氣缸 接受氣門傳來的熱量 氣門密封干涉角 比氣門錐角大0 5 1度的氣門座圈錐角 氣門座 氣門座圈 以較大過盈量鑲嵌在氣門座上的圓環(huán) 鑲嵌式氣門座特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 提高氣門座的使用壽命 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 汽油機(jī) 排氣門采用鑲嵌式氣門座柴油機(jī) 進(jìn)氣門采用鑲嵌式氣門座 鋁合金氣缸蓋為何氣門座都要鑲嵌氣門座圈 3 氣門導(dǎo)管 作用 為氣門的運(yùn)動導(dǎo)向 保證氣門直線運(yùn)動兼起導(dǎo)熱作用 工作條件 工作溫度較高 約500K 潤滑困難 易磨損 材料 用含石墨較多的鑄鐵 能提高自潤滑作用 加工方法 外表面加工精度較高內(nèi)表面精絞裝配 氣門桿與氣門間隙0 05 0 12mm 氣門導(dǎo)管 氣缸蓋 過盈配合 卡環(huán) 防止氣門導(dǎo)管在使用中脫落 倒角 伸入深度應(yīng)適量 錐度可減少氣流阻力 4 氣門彈簧 功用 保證氣門的回位 材料 高錳碳鋼 鉻釩鋼 氣門彈簧的裝配 氣門彈簧 氣門彈簧座 鎖片 氣門彈簧 圓柱形螺旋彈簧 圓柱等螺距彈簧 不等距彈簧應(yīng)用 CA7560 不等螺距彈簧安裝時(shí)應(yīng)注意什么問題 隨著有效圈數(shù)的減少 自然頻率提高 雙彈簧布置 旋向相反的兩個(gè)彈簧 防止斷裂的彈簧卡入另一彈簧 應(yīng)用車型 奧迪100 捷達(dá) 桑塔納 廣州標(biāo)致505 氣門旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 錐形套筒 鎖片 1 強(qiáng)制式氣門旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2 端罩型自由旋轉(zhuǎn)裝置3 低摩擦型自由旋轉(zhuǎn)裝置 作業(yè) 1 氣門彈簧起什么作用 為什么在裝配氣門彈簧時(shí)要預(yù)先壓縮 2 氣門錐角有什么作用 二 氣門驅(qū)動組 1 組成2 功用 定時(shí)驅(qū)動氣門開閉 并保證氣門有足夠的開度和適當(dāng)?shù)臍忾T間隙 凸輪軸 挺柱 推桿 搖臂 凸輪軸正時(shí)齒輪 搖臂軸 凸輪軸 作用 驅(qū)動和控制各缸氣門的開啟和關(guān)閉 使其符合發(fā)動機(jī)的工作順序 配氣相位和氣門開度的變化規(guī)律等要求 工作條件 承受氣門間歇性開啟的沖擊載荷 材料 優(yōu)質(zhì)鋼 合金鑄鐵 球墨鑄鐵結(jié)構(gòu) 凸輪 凸輪軸軸頸 驅(qū)動分電器的螺旋齒輪 凸輪 工作條件 承受氣門彈簧的張力 間歇性的沖擊載荷 凸輪性能 表面有良好的耐磨性 足夠的剛度 凸輪與挺柱底接觸 接觸壓力大 磨損快 凸輪的輪廓 凸輪輪廓與氣門的運(yùn)動規(guī)律 氣門開啟點(diǎn) 消除氣門間隙階段 氣門升程最大時(shí)刻 氣門關(guān)閉點(diǎn) 出現(xiàn)氣門間隙階段 緩沖結(jié)束點(diǎn) 同名凸輪的相對角位置 如何通過同名凸輪的相對角位置判定發(fā)動機(jī)的工作順序 同一氣缸的進(jìn) 排氣凸輪的相對角位置是與相應(yīng)的配氣相位相對應(yīng)的 四缸發(fā)動機(jī)凸輪投影 點(diǎn)火順序 1 2 4 3 凸輪軸的軸向定位 作用 為了防止凸輪軸在工作中產(chǎn)生軸向竄動和承受斜齒輪產(chǎn)生的軸向力 正時(shí)齒輪 止推板 隔圈 調(diào)節(jié)環(huán) 凸輪軸頸 凸輪軸的軸向間隙 氣缸體 利用調(diào)節(jié)環(huán)控制軸向竄動 竄動量 凸輪軸的驅(qū)動 A 齒輪傳動 應(yīng)用在下置凸輪軸發(fā)動機(jī) 采用斜齒齒輪 B 鏈條和齒形皮帶傳動 鏈條傳動噪聲小 用于中置式或頂置式凸輪軸發(fā)動機(jī) 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 2 挺柱 1 作用 將凸輪的推力傳給推桿或氣門 2 挺柱的分類 挺柱端面與凸輪的關(guān)系 錐形凸輪 凸輪為何要成錐形 液力挺柱 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 挺柱體腔 進(jìn)油口 進(jìn)油通道 結(jié)構(gòu) 性能 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)動機(jī)高速時(shí)的性能 桑塔納發(fā)動機(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 3 氣門推桿 作用 將挺柱傳來的推力傳給搖臂 工作情況 是氣門機(jī)構(gòu)中最容易彎曲的零件 材料 硬鋁或鋼 4 搖臂 功用 將推桿或凸輪傳來的力改變方向 作用到氣門桿端以推開氣門 搖臂結(jié)構(gòu)示意圖 氣門間隙調(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 潤滑油道 油槽 潤滑油道 搖臂組示意圖 搖臂軸 螺栓 搖臂軸支座 搖臂軸緊固螺釘 搖臂稱套 調(diào)整螺釘 搖臂 定位彈簧 桑塔納發(fā)動機(jī)的配氣機(jī)構(gòu) 氣門間隙調(diào)整原則 調(diào)整原則 1 不可調(diào)區(qū)域 將要排氣 正在排氣 排氣剛完的排氣門不可調(diào) 將要進(jìn)氣 正在進(jìn)氣 進(jìn)氣剛完的進(jìn)氣門不可調(diào) 2 調(diào)氣門間隙的步驟 1 畫出配氣相位圖2 排出各缸的位置3 當(dāng)一缸在壓縮上止點(diǎn)時(shí) 判斷其它缸位于何行程 并判斷間隙是否可調(diào) 利用配氣相位調(diào)節(jié)氣門間隙 例 8 31 28 8 點(diǎn)火次序 1 5 3 6 2 4一缸在壓縮上止點(diǎn) 問哪些氣門的間隙可調(diào) 1缸 5缸 3缸 6缸 2缸 4缸 三 本田雅閣發(fā)動機(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)動調(diào)節(jié)螺釘 直到厚薄規(guī)前后移動時(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 實(shí)物圖 測量氣門