發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)課件

第三章 配氣機(jī)構(gòu) 邱卓丹 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(guò)程的需要，適時(shí)開(kāi)啟、關(guān)閉進(jìn)排氣門(mén)，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： v = （ 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(mén)開(kāi)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 新鮮充量充滿(mǎn)氣缸的程度 邱卓丹 第一節(jié) 氣門(mén)式配氣機(jī)構(gòu)的布置及傳動(dòng) 按氣門(mén)的布置型式 按凸輪軸的傳動(dòng)方式 按每缸氣門(mén)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(mén)式 四氣門(mén)式 多氣門(mén)式 一、組成： 按凸輪軸的布置型式 上置 中置 下置 觀看動(dòng)畫(huà) 頂置式配氣機(jī)構(gòu)工作原理 邱卓丹 觀看動(dòng)畫(huà) （一） 氣門(mén)的布置型式： 特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 應(yīng)用 頂置式 進(jìn)、排氣門(mén)倒掛在氣缸蓋上 經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性好 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 廣泛 側(cè)置式 進(jìn)、排氣門(mén)在缸體一側(cè) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（無(wú)搖臂） 燃燒室結(jié)構(gòu)不緊湊，經(jīng)濟(jì)、動(dòng)力性差 已逃汰 邱卓丹 （二） 凸輪軸的布置型式： 1、下置： 凸輪軸正時(shí)齒輪直接與曲軸正時(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(guò)搖臂或直接來(lái)驅(qū)動(dòng)氣門(mén)，要用惰輪、皮帶、鏈條，及張 緊裝置。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用于高速?gòu)?qiáng)化的轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)。 邱卓丹 觀看動(dòng)畫(huà) 觀看動(dòng)畫(huà) 觀看動(dòng)畫(huà) （三） 傳動(dòng)型式： 齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng) 邱卓丹 （四） 氣門(mén)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(mén)的排列方式： 汽油機(jī)進(jìn)排氣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(duì)進(jìn)氣加熱。 該方式的同名氣門(mén)可用一個(gè)氣道 ， 使氣道簡(jiǎn)化并得到較大的氣道通過(guò)截面 。 每缸單獨(dú)的氣道有助于缸蓋冷卻均勻 。 邱卓丹 2、 新型發(fā)動(dòng)機(jī)采用 4氣門(mén)等多氣門(mén)： （進(jìn)氣門(mén)的面積 V） （只用一個(gè)凸輪通過(guò) 缺：同名氣門(mén)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） 同名氣門(mén)排成兩列。 同名氣門(mén)排成一列。 邱卓丹 觀看動(dòng)畫(huà) 觀看動(dòng)畫(huà) 三、氣門(mén)間隙： 意義： 間隙過(guò)小 ， 則氣門(mén)受熱膨脹 ， 導(dǎo)致氣門(mén)關(guān)閉不嚴(yán) ， 漏 氣 ， 使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降 ， 甚至氣門(mén)燒壞 。 因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)裝配時(shí)，在氣門(mén)與其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中應(yīng)留適當(dāng)?shù)拈g隙。 間隙過(guò)大 ， 則使氣門(mén)最大開(kāi)度減小 ， 開(kāi)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(mén)間隙要求： 進(jìn)氣門(mén)的間隙 氣門(mén)的間隙 方法： 兩次調(diào)整法 逐缸調(diào)整法 邱卓丹 延長(zhǎng)進(jìn)、排氣時(shí)間，改善換氣過(guò)程，提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能。 第二節(jié) 配氣相位 進(jìn)、排氣門(mén)的開(kāi)閉時(shí)刻和開(kāi)啟持續(xù)時(shí)間用曲軸轉(zhuǎn)角表示。 定義： 進(jìn)排氣門(mén)早開(kāi)晚關(guān)的意義： 現(xiàn)代汽車(chē)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(chē)，發(fā)動(dòng)機(jī)在最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速為 5600r/個(gè)行程歷時(shí)間為 這樣短的時(shí)間內(nèi)使進(jìn)氣充足，排氣干凈比較困難。 邱卓丹 邱卓丹 定 義 目 的 數(shù) 值 進(jìn)氣 提前角 進(jìn)氣門(mén)在上止點(diǎn)前開(kāi)始開(kāi)啟，從開(kāi)始開(kāi)啟到上止點(diǎn)所對(duì) 應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角 進(jìn)氣阻力 V =10 30 進(jìn)氣 遲閉角 從下止點(diǎn)到進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角 利用壓差，氣流慣性，提高充量 =40 80 1、 進(jìn)氣定時(shí)： 邱卓丹 定 義 目 的 數(shù) 值 排氣 提前角 排氣門(mén)在下止點(diǎn)前開(kāi)始開(kāi)啟 ，從開(kāi)始開(kāi)啟到下止點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角 利用壓差進(jìn)行自由排氣 =40 80 排氣 遲閉角 從上止點(diǎn)到排氣門(mén)關(guān)閉所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角 利用氣流慣性及壓差繼續(xù)排氣 =10 30 2、 排氣定時(shí)： 邱卓丹 3、 氣門(mén)重疊： 排氣門(mén)和進(jìn)氣門(mén)同時(shí)開(kāi)啟的現(xiàn)象稱(chēng)為氣門(mén)重疊。 （ +） 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(guò)反復(fù)試驗(yàn)確定。 邱卓丹 調(diào)氣門(mén)間隙應(yīng)在氣門(mén)關(guān)閉時(shí)調(diào) 調(diào)整：調(diào)整螺釘，鎖緊螺母。 測(cè)量：氣門(mén)與搖臂間 氣門(mén)間隙兩次調(diào)整法步驟： 接著轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸至第 6缸的壓縮上止點(diǎn)使余下的編號(hào)為 4、 5、 8、 9、 11、 12的待調(diào)氣門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)，依次將它們的氣門(mén)間隙調(diào)整至要求值。 打開(kāi)氣門(mén)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(hào)為 1、 2、 3、 6、 7、 10的待調(diào)氣門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài) ， 依次對(duì)它們進(jìn)行氣門(mén)間隙調(diào)整 ， 步驟為： 松開(kāi)鎖緊螺母及調(diào)整螺釘 ， 將厚薄規(guī)插入氣門(mén)桿尾端與搖臂之間檢查間隙； 擰緊調(diào)整螺釘 ， 使符合要求值的厚薄規(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(wú)變化 ， 不合適時(shí)應(yīng)松開(kāi)鎖緊螺母進(jìn)行重新調(diào)整 。 例題（鏈接） 測(cè)量氣門(mén)間隙 擰松緊定螺母，調(diào)正調(diào)節(jié)螺釘 觀看動(dòng)畫(huà) 第三節(jié) 配氣機(jī)構(gòu)的零件和組件 一、氣門(mén)組： （一） 氣門(mén)： 平頂： 工藝簡(jiǎn)單、受熱面小、工作可靠，用作進(jìn)、排氣門(mén)。 凹頂： 頭部與桿部過(guò)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(mén) 球面頂： 可減少排氣阻力和積炭，但制造困難，受熱面積大，用作排氣門(mén)。 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(rùn)滑困難。 功 用： 工作條件： 材 料： 氣門(mén)頭部形狀： 邱卓丹 氣門(mén)錐角： 取值： 一般取 =45， 個(gè)別進(jìn)氣門(mén) =30 意義： 便于氣門(mén)落座時(shí)自行對(duì)正中心，接觸良好。 錐角不能過(guò)小，否則頭部邊緣較薄，易變形。 氣門(mén)直徑： 為減少進(jìn)氣阻力，提高氣缸的充氣效率， 進(jìn)氣門(mén)直徑大，排氣 門(mén)直徑小 。有些發(fā)動(dòng)機(jī)為使制造工藝簡(jiǎn)單，常采用直徑相等。 氣門(mén)桿部： 為氣門(mén)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向，承受側(cè)壓力及傳熱。氣門(mén)桿部尾端的形狀取決氣門(mén)彈簧座的固定方式。 邱卓丹 氣門(mén)實(shí)物圖 進(jìn)氣門(mén) 排氣門(mén) 在桿端制圓柱形徑向通孔，把鎖銷(xiāo)扦入孔中。 鎖片式 ： 在氣門(mén)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(xiāo)式 ： 彈簧座的固定方式： 邱卓丹 氣門(mén)桿 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： 環(huán)形槽、鎖銷(xiāo)孔 凹槽 易斷裂處 在氣門(mén)導(dǎo)管與缸蓋間用卡環(huán)定位。氣門(mén)桿與導(dǎo)管間應(yīng)留 隙。 （二） 氣門(mén)導(dǎo)管： 灰鑄鐵或球墨鑄鐵（耐磨、耐高溫、強(qiáng)度高） 保證氣門(mén)直線運(yùn)動(dòng)，使氣門(mén)與座正確配合。 熱力負(fù)荷大。 功 用： 工作條件： 材 料： 防落裝置： 邱卓丹 氣門(mén)與氣門(mén)座之間的配合是經(jīng)相互 研磨 ，研磨好的零件不能互換，以保證密封良好。 即氣門(mén)不能互換。 （三） 氣門(mén)座： 合金鋼（耐磨、耐高溫、強(qiáng)度高） 與氣門(mén)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： 邱卓丹 （四） 氣門(mén)彈簧： 功 用： 材 料： 使氣門(mén)迅速回位，緊密閉合，并防止 氣門(mén)在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)振動(dòng)時(shí)發(fā)生跳動(dòng)，破壞密封性。 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(mén) 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 ， 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 。 提高彈簧鋼度（ 工作時(shí)，螺距小的一端逐漸迭加，有效圈數(shù)不斷變化， 斷變化。 B 采用雙簧結(jié)構(gòu)： 使氣門(mén)相對(duì)于座緩慢旋轉(zhuǎn)，以減少積炭，減輕磨損。 （五） 氣門(mén)旋轉(zhuǎn)裝置： 作用： 低摩擦型自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 強(qiáng)制旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 邱卓丹 二、氣門(mén)傳動(dòng)組： 邱卓丹 （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(guò)程需要，使氣門(mén)開(kāi)、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） 邱卓丹 特 點(diǎn)： 凸輪軸的各軸頸直徑做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(huà) 正時(shí)齒輪裝配時(shí)要按正時(shí)記號(hào)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(mén)開(kāi)閉快慢及開(kāi)度大小和持續(xù)時(shí)間。 齒輪軸定位及正時(shí)記號(hào)： 傳動(dòng)比： 12凸曲曲凸 曲凸曲凸 邱卓丹 同名凸輪間夾角為 =360/ 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、判定凸輪軸的旋向； 3、根據(jù)同名凸輪間夾角為 =360/ 判定同名 凸輪的工作順序，即發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火次序。 邱卓丹 （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(lèi) 型： 機(jī)械式： 要留氣門(mén)間隙。 液壓挺柱式： 不留氣門(mén)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(huà) 已知某汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)其配氣機(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(duì)轉(zhuǎn)角位置及各缸的氣門(mén)排列順序如下圖，并已知進(jìn)氣門(mén)早開(kāi)，遲閉；排氣門(mén)早開(kāi)，遲閉。若采用兩次調(diào)整法調(diào)整氣門(mén)間隙，試判定發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火順序并寫(xiě)出兩次調(diào)整法分別能調(diào)哪些氣門(mén)？ 例題： 邱卓丹 1 4 2 6 3 5 （看排氣門(mén)） （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 用： 材 料： 改變傳力方向，打開(kāi)氣門(mén)。 45號(hào)中碳鋼。 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 搖臂比： 1： （ 觀看動(dòng)畫(huà) 桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)液壓挺柱工作示意圖 氣門(mén)關(guān)閉時(shí) 氣門(mén)打開(kāi)時(shí) 單向閥 彈簧被壓縮 本田雅閣發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)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(mén)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(hào)氣缸活塞在壓縮上死點(diǎn)位置。凸輪軸皮帶輪上的“ 號(hào)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(hào)氣缸進(jìn)、排氣門(mén)的間隙 進(jìn)氣門(mén)： 0 26 0 02 排氣門(mén)： 0 30 0 02 (4)松開(kāi)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(jué)到有一點(diǎn)拖滯