第3章配氣機(jī)構(gòu).ppt

1、換氣過程與配氣機(jī)構(gòu),目錄,3.1 換氣過程概述,作用：排出廢氣，吸入新鮮充量。,發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過程：,3.1 換氣過程概述,四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣的三個(gè)階段： 排氣、氣門疊開、進(jìn)氣。,3.1 換氣過程概述,1.排氣過程,自由排氣階段A：靠缸內(nèi)壓力將氣體擠出氣缸 強(qiáng)制排氣階段B：靠活塞上行將廢氣擠出氣缸 超臨界排氣C： 亞臨界排氣D：,3.1 換氣過程概述,1.排氣過程,自由排氣階段從排氣門打開到排氣下止點(diǎn)這段曲軸轉(zhuǎn)角，缸內(nèi)氣體壓力高于排氣管內(nèi)的排氣背壓，缸內(nèi)氣體一邊對(duì)活塞做功，一邊可以自動(dòng)地排出缸外。 強(qiáng)制排氣階段是指活塞從下止點(diǎn)到上止點(diǎn)的這一階段。,3.1 換氣過程概述,1.排氣過程,排氣提前的原因

2、： 1）受配氣機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的限制，氣門開啟有一個(gè)過程，其流通截面只能逐漸增加到最大，在排氣門開啟的最初一段時(shí)間內(nèi)，排氣流通截面積很小，廢氣排出的流量小。 2）如果排氣門剛好在做功行程的下止點(diǎn)才開始打開，氣門升程小，排氣不暢，氣缸壓力下降遲緩，活塞在強(qiáng)制排氣時(shí)，大大增加活塞推出功。,發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣門在做功行程活塞到達(dá)下止點(diǎn)前的某一曲軸轉(zhuǎn)角位置開啟，這一角度稱為排氣提前角。,排氣提前角一般為4080（CA）。,3.1 換氣過程概述,2.進(jìn)氣過程,進(jìn)氣過程指從進(jìn)氣門開啟到關(guān)閉的整個(gè)全過程。,進(jìn)氣過程：發(fā)動(dòng)機(jī)吸入新鮮充量，為了增加進(jìn)入氣缸的新鮮充量，進(jìn)氣門在排氣上止點(diǎn)前要提前開啟，提前開啟的角度稱為

3、進(jìn)氣提前角。進(jìn)氣提前角用表示，一般為1040 （CA）。,3.1 換氣過程概述,3.配氣相位與氣門疊開,（1）配氣相位,理論上講，進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)行程各占180曲軸轉(zhuǎn)角，進(jìn)排氣過程延續(xù)時(shí)間都是180曲軸轉(zhuǎn)角。在發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行中，由于進(jìn)排氣提前和遲閉角的存在，排氣所占角度為上大約為230290（CA），進(jìn)氣所占角度為大約230280（CA），都大于180(CA）。,配氣相位圖,3.1 換氣過程概述,3.配氣相位與氣門疊開,（2）氣門疊開,氣門疊開：由于進(jìn)氣門早開，排氣門晚關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)活塞運(yùn)行至排氣上止點(diǎn)附近，進(jìn)氣門和排氣門同時(shí)開啟。,配氣相位圖,氣門重疊角：氣門同時(shí)開啟時(shí)間相當(dāng)?shù)那S轉(zhuǎn)角

4、。在氣門疊開期間，進(jìn)氣管、氣缸、排氣管三者直接相通，此時(shí)氣體流動(dòng)方向就取決于三者的壓力差。,目錄,3.2.1 配氣機(jī)構(gòu)的作用和組成,在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，配氣機(jī)構(gòu)按照發(fā)動(dòng)機(jī)每一氣缸內(nèi)所進(jìn)行的工作循環(huán)和點(diǎn)火次序的要求，開啟和關(guān)閉各進(jìn)、排氣門，使新鮮混合氣及時(shí)地進(jìn)入氣缸，廢氣得以及時(shí)地排出。,1.配氣機(jī)構(gòu)的作用,3.2.1 配氣機(jī)構(gòu)的作用和組成,發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)可分為兩部分：氣門組和氣門傳動(dòng)組。 氣門組用來封閉進(jìn)、排氣道，主要零件包括氣門、氣門座、氣門彈簧和氣門導(dǎo)管等。 氣門傳動(dòng)組的作用是使氣門定時(shí)開啟和關(guān)閉，從曲軸正時(shí)齒輪開始到氣門前為止，推動(dòng)氣門動(dòng)作的所有零件均歸于氣門傳動(dòng)組。,2.配氣機(jī)構(gòu)的組成

5、,3.2.1 配氣機(jī)構(gòu)的作用和組成,曲軸通過正時(shí)齒輪驅(qū)動(dòng)凸輪軸旋轉(zhuǎn)，凸輪軸上的凸輪推動(dòng)挺桿和推桿運(yùn)動(dòng)，挺桿或推桿推動(dòng)搖臂繞搖臂軸擺轉(zhuǎn)，搖臂的另一端便向下推開氣門，并使氣門彈簧進(jìn)壓縮。當(dāng)凸輪的頂點(diǎn)轉(zhuǎn)過后，氣門在氣門彈簧的彈力作用下，開度開始逐漸減小，直至最后關(guān)閉。,3.配氣機(jī)構(gòu)的工作原理,3.2.2 配氣機(jī)構(gòu)的分類,按氣門的布置形式可分側(cè)置氣門和頂置氣門兩種。,1.按氣門的布置和數(shù)量分類,發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)形式多種多樣，其主要區(qū)別是氣門布置形式和數(shù)量、凸輪軸布置形式和驅(qū)動(dòng)方式等。,頂置式四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)示意圖,傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)采用每缸兩氣門，即一個(gè)進(jìn)氣門和一個(gè)排氣門的結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代轎車為了進(jìn)一步提高換氣性能，提高

6、充氣效率，改善發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能，發(fā)動(dòng)機(jī)上普遍采用每缸多氣門結(jié)構(gòu)。,3.2.2 配氣機(jī)構(gòu)的分類,2.按凸輪軸布置形式和驅(qū)動(dòng)方式分類,（a）搖臂驅(qū)動(dòng) （b）擺臂驅(qū)動(dòng) （c）直接驅(qū)動(dòng) 凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu),（1）凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu),氣門開啟的方法有三種：搖臂驅(qū)動(dòng)、擺臂驅(qū)動(dòng)和凸輪軸直接驅(qū)動(dòng)。,3.2.2 配氣機(jī)構(gòu)的分類,2.按凸輪軸布置形式和驅(qū)動(dòng)方式分類,（1）凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu),搖臂驅(qū)動(dòng)方式必須在凸輪與氣門桿之間布置搖臂，通過選擇搖臂兩側(cè)的長(zhǎng)度比來改變氣門升程的大小。氣門升程較大的發(fā)動(dòng)機(jī)可以采用這種驅(qū)動(dòng)方式。 擺臂驅(qū)動(dòng)氣門的配氣機(jī)構(gòu)比搖臂驅(qū)動(dòng)方式剛度更好，更有利于高速發(fā)動(dòng)機(jī)，因此在轎車發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)

7、用比較廣泛。 凸輪軸直接驅(qū)動(dòng)方式不使用搖臂之類的中間機(jī)構(gòu)，由凸輪軸直接驅(qū)動(dòng)氣門。,3.2.2 配氣機(jī)構(gòu)的分類,2.按凸輪軸布置形式和驅(qū)動(dòng)方式分類,（2）凸輪軸下置式配氣機(jī)構(gòu),凸輪軸下置式配氣機(jī)構(gòu)的凸輪軸位于曲軸箱內(nèi)，凸輪軸離曲軸近，可以簡(jiǎn)單地用一對(duì)齒輪傳動(dòng)。它僅用于轉(zhuǎn)速在5000r/min以下發(fā)動(dòng)機(jī)中，國(guó)產(chǎn)輕、中型汽車上廣泛采用該形式。,凸輪軸下置式配氣機(jī)構(gòu),3.2.2 配氣機(jī)構(gòu)的分類,2.按凸輪軸布置形式和驅(qū)動(dòng)方式分類,（3）凸輪軸中置式配氣機(jī)構(gòu),為了減小氣門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，可將凸輪軸位置移到汽缸體的上部，由凸輪軸經(jīng)過挺桿直接驅(qū)動(dòng)搖臂而省去推桿，一般在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高的汽車上運(yùn)用。,凸

8、輪軸中置式配氣機(jī)構(gòu),3.2.2 配氣機(jī)構(gòu)的分類,3.按曲軸和配氣凸輪軸的傳動(dòng)方式分類,凸輪軸由曲軸驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)形式有齒輪傳動(dòng)式、鏈條傳動(dòng)式和齒形皮帶傳動(dòng)式。,凸輪軸的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu),凸輪軸鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu),同步齒形帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu),目錄,3.3.1 氣門組的構(gòu)造,氣門組主要由氣門、氣門導(dǎo)管、氣門座和氣門彈簧座及鎖片等組成。它的作用是維持氣門的關(guān)閉。,氣門組件,3.3.1 氣門組的構(gòu)造,氣門由頭部和桿部?jī)刹糠纸M成。 氣門頭部與氣門座配合實(shí)現(xiàn)密封氣缸的進(jìn)、排氣通道的作用，氣門桿部則主要為氣門運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向。,1.氣門,氣門結(jié)構(gòu),3.3.1 氣門組的構(gòu)造,氣門頭部由頂部和密封錐面組成。氣門頂部有平頂、喇叭形和球面形三種

9、。,1.氣門,氣門頭部形狀,（1）氣門頭部,喇叭形頂部與桿部的過渡部分具有一定的流線形，可減小進(jìn)氣阻力，頂部受熱面積較大，多用于進(jìn)氣門。,平頂氣門具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，吸熱面積較小、質(zhì)量小等優(yōu)點(diǎn)；,球面頂氣強(qiáng)度高，排氣阻力小，廢氣清除效果好，適于做排氣門。,氣門密封錐面指氣門頭部與氣門座圈接觸的工作面，是與氣門桿部同一中心線的錐面，一般將這一錐面與氣門頂部平面的夾角稱為氣門錐角，通常做成30和45。氣門錐角的作用是 能提高密封性和導(dǎo)熱性； 氣門落座時(shí)，有自定位作用； 避免氣流拐彎過大而降低流速； 能擠掉接觸面的沉淀物，起自潔作用。,3.3.1 氣門組的構(gòu)造,氣門桿與氣門導(dǎo)管配合，為氣門開啟與

10、關(guān)閉過程中的上下運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。,1.氣門,（2）氣門桿,3.3.1 氣門組的構(gòu)造,氣門桿的尾部用以固定氣門彈簧座，其結(jié)構(gòu)隨彈簧座的固定方式不同而異。常見的有錐形鎖片式和鎖銷式。,1.氣門,（3）氣門彈簧座的固定,氣門彈簧座的固定,3.3.1 氣門組的構(gòu)造,發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)有少量機(jī)油進(jìn)入氣門導(dǎo)管與氣門之間的間隙，起潤(rùn)滑作用。,1.氣門,（4）氣門油封,氣門油封,3.3.1 氣門組的構(gòu)造,氣門導(dǎo)管應(yīng)能起導(dǎo)向作用，保證氣門作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)氣門導(dǎo)管還要起導(dǎo)熱作用，將氣門頭部傳給桿身的熱量，通過氣缸蓋傳出去。,2.氣門導(dǎo)管,氣門導(dǎo)管,3.3.1 氣門組的構(gòu)造,氣門座與氣門頭部密封錐面配合密封氣缸，氣門頭部的

11、熱量亦經(jīng)過氣門座外傳。氣門座可以在缸蓋或缸體上直接鏜出，也可以采用鑲嵌式結(jié)構(gòu)。,3.氣門座,氣門座,氣門座的錐角由三部分組成。其中45（或30）的錐面與氣門密封錐面貼合，為保證有一定的座合壓力，使密封可靠，同時(shí)又有一定的散熱面積，要求結(jié)合面的寬度為13mm；,氣門座的錐角,3.3.1 氣門組的構(gòu)造,15和75錐角是用來修正工作錐面的寬度和上下位置的，以使其達(dá)到規(guī)定的要求。在安裝氣門前，還應(yīng)采用與氣門配對(duì)研磨的方法，以保證貼合得更緊密、可靠。,3.3.1 氣門組的構(gòu)造,氣門彈簧的作用在于保證氣門回位。在氣門關(guān)閉時(shí)，保證氣門與氣門座之間的密封；在氣門開啟時(shí)，保證氣門不因運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力而脫離凸輪

12、。,4.氣門彈簧,氣門彈簧,3.3.2 氣門組的檢修,氣門的耗損主要有：氣門工作面起槽、變寬，甚至燒蝕后出現(xiàn)斑點(diǎn)和凹陷，氣門桿及尾端的磨損，氣門桿的彎曲變形等。,1.氣門的檢修,（1）氣門的檢測(cè),檢測(cè)氣門損耗達(dá)到下列情形之一時(shí)，應(yīng)予以修校或換新。 1）轎車氣門桿磨損量0.05mm，載貨汽車氣門桿磨損量0.10mm，或有明顯的臺(tái)階形磨損。 2）氣門頭圓柱面的厚度1.0mm。 3）氣門尾端的磨損量0.5mm。 4）氣門桿直線度誤差大于0.05mm時(shí)，應(yīng)予更換或校直，校直后的直線度誤差不得大于0.02mm。,3.3.2 氣門組的檢修,1.氣門的檢修,（1）氣門的檢測(cè),將氣門架在檢測(cè)臺(tái)上，轉(zhuǎn)動(dòng)氣門桿一

13、圈，百分表的擺差即為直線度誤差。,氣門桿直線度誤差檢測(cè),3.3.2 氣門組的檢修,1.氣門的檢修,（2）氣門的修理,氣門工作錐面起槽、變寬，甚至燒蝕后出現(xiàn)斑點(diǎn)和凹陷時(shí)，應(yīng)在氣門光磨機(jī)上進(jìn)行光磨修理。,氣門的光磨工藝： 1）光磨前先檢校氣門桿使其符合要求。 2）將氣門桿緊固在光磨機(jī)夾架上，氣門頭部伸出長(zhǎng)度約40mm，按氣門工作錐面的角度調(diào)整夾架。 3）查看砂輪工作面是否平整。 4）啟動(dòng)光磨機(jī)，檢查確認(rèn)氣門夾持無偏斜時(shí)即可試磨。 5）光磨進(jìn)刀時(shí)，冷卻液要充足，并控制好橫向進(jìn)給速度和縱向進(jìn)刀量，直至磨損痕跡磨光為止。,3.3.2 氣門組的檢修,2.氣門座的檢修,氣門座和氣門一樣，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)承受交

14、變載荷的沖擊，很容易產(chǎn)生塑性變形和磨損，尤其是排氣門座還承受著高溫氣流的沖刷腐蝕，常出現(xiàn)氣門座氧化燒蝕斑點(diǎn)、工作面磨損變形變寬、工作面出現(xiàn)裂紋、氣門座圈松動(dòng)等現(xiàn)象，導(dǎo)致氣門密封不嚴(yán)，影響發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。,3.3.2 氣門組的檢修,2.氣門座的檢修,（1）氣門座圈的鉸配,氣門座圈出現(xiàn)斑點(diǎn)、溝槽或變形、變寬時(shí)可用專用氣門座絞刀進(jìn)行修復(fù)。,氣門座鉸削,3.3.2 氣門組的檢修,2.氣門座的檢修,（2）鑲氣門座圈,氣門座經(jīng)過多次鉸削后，會(huì)使直徑增大工作面下陷。當(dāng)氣門在氣門座上的下陷深度達(dá)到一定程度后，會(huì)改變?nèi)紵业男螤詈腿莘e，從而改變了發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比。當(dāng)氣門頂平面相對(duì)座圈周圍平面下陷2mm或座圈有裂紋

15、，應(yīng)更換新氣門座圈。,3.3.2 氣門組的檢修,2.氣門座的檢修,（3）氣門與氣門座的研磨,為提高氣門與氣門座的密封性，光磨好的氣門與氣門座還須進(jìn)行配對(duì)研磨。 氣門與氣門座的配對(duì)研磨的方法有兩種：一種是用機(jī)械研磨，一種是用手工研磨。,氣門座鉸削,3.3.2 氣門組的檢修,3. 氣門導(dǎo)管的檢修,（1）檢查氣門導(dǎo)管與氣門桿之間的配合間隙,將氣缸蓋倒置在工作臺(tái)上，將氣門頂升至高出座口約10mm左右，安裝磁性百分表座，使百分表的觸頭觸及氣門頭邊緣，側(cè)向推動(dòng)氣門頭，同時(shí)觀察百分表指針的擺動(dòng)，其擺動(dòng)量即為實(shí)測(cè)的近似間隙。,氣門桿與氣門導(dǎo)管間隙的測(cè)量,3.3.2 氣門組的檢修,3. 氣門導(dǎo)管的檢修,（2）更

16、換氣門導(dǎo)管,當(dāng)氣門導(dǎo)管磨損嚴(yán)重，會(huì)使氣門桿與氣門導(dǎo)管的配合間隙超過限度，應(yīng)予以更換。,鉸削氣門導(dǎo)管內(nèi)孔,3.3.2 氣門組的檢修,4. 氣門彈簧的檢修,氣門彈簧出現(xiàn)斷裂、歪斜以及彈力減弱現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)予以更換。氣門彈簧的彈力在彈簧檢驗(yàn)儀上進(jìn)行測(cè)量。彈力小于原廠規(guī)定的10時(shí)，應(yīng)予以更換。無彈簧檢驗(yàn)儀時(shí)，可用對(duì)比新舊彈簧的自由長(zhǎng)度判斷，自由長(zhǎng)度差超過2mm時(shí)，應(yīng)予以更換。,氣門彈簧自由長(zhǎng)度測(cè)量,氣門彈簧垂直度測(cè)量,氣門彈簧彈力測(cè)量,目錄,3.4.1 氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造,氣門傳動(dòng)組包括凸輪軸、挺柱、推桿、搖臂、氣門間隙調(diào)整螺釘?shù)?。目前，許多發(fā)動(dòng)機(jī)特別是凸輪軸上置式發(fā)動(dòng)機(jī)已沒有推桿、搖臂和氣門間隙調(diào)整螺釘?shù)?/p>

17、部件。,氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造,3.4.1 氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造,1. 凸輪軸,凸輪軸的功用是控制氣門的開啟和關(guān)閉，每一個(gè)進(jìn)、排氣門分別有相應(yīng)的進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪。 凸輪的形狀影響氣門的開閉時(shí)刻及高度，凸輪的排列影響氣門的開閉時(shí)刻和工作順序。,（1）凸輪軸的功用,3.4.1 氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造,1. 凸輪軸,凸輪軸主要由凸輪和軸頸組成，凸輪分為進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪兩種，用來驅(qū)動(dòng)氣門的開啟與關(guān)閉。軸頸對(duì)凸輪軸起支承作用。,（2）凸輪軸的結(jié)構(gòu),下置式凸輪軸的結(jié)構(gòu),3.4.1 氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造,1. 凸輪軸,凸輪的輪廓應(yīng)保證氣門開啟和關(guān)閉的持續(xù)時(shí)間符合配氣相位的要求，且使氣門有合適的升程及運(yùn)動(dòng)規(guī)律。,（3）凸輪的

18、輪廓,凸輪形狀示意圖,3.4.1 氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造,1. 凸輪軸,凸輪的數(shù)目由氣缸的多少而定。通常每一氣缸有兩組凸輪，分別用于進(jìn)氣和排氣。各個(gè)凸輪相互間的位置，必須與發(fā)動(dòng)機(jī)所采用的工作次序相適應(yīng)。在四缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，同名凸輪（進(jìn)氣或排氣凸輪）間的位置相差90夾角，而在六缸發(fā)動(dòng)機(jī)中則相差60夾角。,（4）凸輪的相對(duì)角位置,3.4.1 氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造,1. 凸輪軸,為了防止凸輪軸軸向竄動(dòng)，凸輪軸必須有軸向定位裝置。凸輪軸的前端，有軸承蓋端面定位，止推板定位和止推螺釘定位等方式。,（5）凸輪軸的定位,（a）軸承蓋端面定位 （b）止推板定位 （c）止推螺釘定位,3.4.1 氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造,2. 挺柱,

19、氣門頂置式配氣機(jī)構(gòu)采用的挺柱有筒式和滾輪式兩種結(jié)構(gòu)形式。,（1）普通挺柱,普通挺柱,挺柱的功用是將凸輪的推力傳給推桿（或氣門桿），并承受凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)所施加的側(cè)向力。,3.4.1 氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造,2. 挺柱,液壓挺柱由挺柱體、油缸、柱塞、球形閥以及壓力彈簧等組成。,（2）液壓挺柱,液壓挺柱外形及結(jié)構(gòu)圖,3.4.1 氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造,3. 搖臂,搖臂的作用是改變傳力方向，同時(shí)利用兩邊臂的比值（稱搖臂比）來改變氣門的升程。,搖臂,3.4.1 氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造,3. 搖臂,搖臂組件包括青銅襯套或滾針軸承、搖臂軸、搖臂軸支座、彈簧。,搖臂組件,3.4.1 氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造,4. 推桿,推桿的作用是將凸

20、輪軸經(jīng)過挺桿傳來的推力傳遞給搖臂。 推桿有實(shí)心、空心兩種，實(shí)心推桿一般用中碳鋼制成。,推桿,3.4.1 氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造,5. 氣門間隙,通常發(fā)動(dòng)機(jī)在冷態(tài)裝配時(shí)，在氣門桿尾端與氣門驅(qū)動(dòng)零件（搖臂、挺柱或凸輪）之間留有適當(dāng)?shù)拈g隙，以補(bǔ)償氣門等受熱的膨脹量，該間隙稱為氣門間隙。,氣門間隙,3.4.2 氣門傳動(dòng)組的檢修,1. 凸輪軸的檢修,凸輪軸常見的損傷是凸輪軸的彎曲變形、凸輪輪廓磨損、支承軸頸表面的磨損以及正時(shí)齒輪驅(qū)動(dòng)件的耗損等。這些耗損會(huì)使氣門的最大開度和發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣系數(shù)降低，配氣相位失準(zhǔn)，并改變氣門上下運(yùn)動(dòng)的速度特性，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等。,3.4.2 氣門傳動(dòng)組的檢修,1. 凸

21、輪軸的檢修,現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣凸輪均為組合線型，需在專用磨床上用靠模加工，凸輪修磨十分困難。當(dāng)凸輪表面僅有輕微燒蝕或凹槽時(shí)，可用砂條修磨，若凸輪表面磨損嚴(yán)重或最大升程小于規(guī)定值時(shí)，應(yīng)予以更換。,（1）凸輪表面的檢修,3.4.2 氣門傳動(dòng)組的檢修,1. 凸輪軸的檢修,凸輪軸的彎曲變形是以凸輪軸中間軸頸對(duì)兩端軸頸的徑向圓跳動(dòng)誤差來衡量。,（2）凸輪軸彎曲變形的檢修,凸輪軸彎曲變形的檢測(cè),3.4.2 氣門傳動(dòng)組的檢修,1. 凸輪軸的檢修,用千分尺測(cè)量凸輪軸軸頸的圓度誤差和圓柱度誤差。,（3）凸輪軸軸頸的檢修,凸輪軸軸頸的圓度和圓柱度的檢測(cè),3.4.2 氣門傳動(dòng)組的檢修,1. 凸輪軸的檢修,采用止推凸緣

22、進(jìn)行軸向定位的發(fā)動(dòng)機(jī)在檢查軸向間隙時(shí)，用塞尺插入凸輪軸第一道軸頸前端面與止推凸緣之間或正時(shí)齒輪輪轂端面與止推凸緣之間，塞尺的厚度值即為凸輪軸軸向間隙。一般為0.10mm，使用極限為0.25mm，如間隙不符合要求，可用增減止推凸緣的厚度來調(diào)整。,（4）凸輪軸軸向間隙的檢查與調(diào)整,凸輪軸軸向間隙的檢查,3.4.2 氣門傳動(dòng)組的檢修,2. 挺柱的檢修,普通挺柱多為由冷激鑄鐵材料制成的筒式挺柱。缺點(diǎn)：底面的冷激層極易產(chǎn)生疲勞磨損；因挺柱運(yùn)動(dòng)的特殊性，加之潤(rùn)滑條件較差或其他原因使挺柱運(yùn)動(dòng)阻滯，造成底部的不均勻磨損，導(dǎo)致挺柱底部對(duì)凸輪的反磨效應(yīng)加劇，在不長(zhǎng)的行駛里程內(nèi)使凸輪早期磨耗而報(bào)廢。,（1）普通挺柱

23、的檢修,挺柱底部損傷,3.4.2 氣門傳動(dòng)組的檢修,2. 挺柱的檢修,檢修液壓挺柱時(shí)，應(yīng)注意： 1）液壓挺柱與承孔的配合間隙一般為0.010.04mm，使用極限為0.10mm。逾期后應(yīng)更換液壓挺柱。 2）發(fā)動(dòng)機(jī)總成修理時(shí)，如氣門出現(xiàn)開啟高度不足時(shí)，一般應(yīng)更換挺柱。更換挺柱后應(yīng)檢查挺柱與承孔的配合狀況，檢查的方法是：用食指和拇指捏住挺柱，轉(zhuǎn)動(dòng)挺柱時(shí)應(yīng)靈活自如無阻滯，擺動(dòng)挺柱應(yīng)無曠量。,（2）液壓挺柱的檢修,3.4.2 氣門傳動(dòng)組的檢修,3. 氣門搖臂與搖臂軸的檢修,1）外觀檢查搖臂和搖臂軸工作面有無磨損出的凹坑，若有必須修磨或更換。 2）檢查搖臂和搖臂軸之間的磨損。 3）檢查、疏通搖臂潤(rùn)滑油孔。

24、 4）檢查調(diào)整螺釘螺紋是否完好。若損壞須更換。,搖臂與搖臂軸配合間隙的檢查,目錄,3.5.1 可變氣門正時(shí)技術(shù),1. 可變氣門正時(shí)技術(shù)（variable valve timing）,可變氣門正時(shí)的目的，是實(shí)現(xiàn)配氣相位隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的不同而變化，使得高低轉(zhuǎn)速下都能獲得理想的進(jìn)、排氣效率，這樣可以降低油耗，減少排放和噪聲。 從配氣機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)環(huán)節(jié)分析，只要從曲軸到氣門中的某一個(gè)環(huán)節(jié)傳動(dòng)尺寸會(huì)隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化，就可以實(shí)現(xiàn)配氣正時(shí)隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化，氣門可變正時(shí)技術(shù)（VVT技術(shù)）是基于這個(gè)思路設(shè)計(jì)配氣機(jī)構(gòu)的。 常用的可變氣門正時(shí)技術(shù)分為葉片式、螺旋齒輪式、鏈條式和VTEC等幾種。更復(fù)雜的VV

25、T技術(shù)請(qǐng)參閱有關(guān)資料。,3.5.1 可變氣門正時(shí)技術(shù),2. 葉片式可變氣門正時(shí)系統(tǒng),葉片式VVT，發(fā)動(dòng)機(jī)的正時(shí)皮帶輪和VVT機(jī)構(gòu)的外殼相連，進(jìn)氣凸輪軸和葉片軸相連，葉片軸和VVT機(jī)構(gòu)的外殼之間可以做相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，改變進(jìn)氣凸輪軸和排氣凸輪軸的相對(duì)位置，從而改變配氣正時(shí)。,葉片式VVT示意圖,葉片式VVT工作原理,3.5.1 可變氣門正時(shí)技術(shù),3.螺旋齒輪式VVT,螺旋齒輪式VVT發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣凸輪軸和正時(shí)帶之間有一個(gè)可以改變相對(duì)角度的VVT帶輪連接，VVT帶輪外側(cè)和正時(shí)皮帶嚙合，內(nèi)側(cè)則通過花鍵和可移動(dòng)活塞連接，可移動(dòng)活塞通過內(nèi)花鍵和帶有螺旋花鍵的進(jìn)氣凸輪軸連接，活塞受到液壓系統(tǒng)的作用可以沿軸向運(yùn)動(dòng)，通

26、過螺旋花鍵改變和進(jìn)氣凸輪之間的相對(duì)角度，實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣凸輪軸和正時(shí)齒輪之間的角度。,3.5.1 可變氣門正時(shí)技術(shù),3.螺旋齒輪式VVT,螺旋齒輪式VVT工作原理,螺旋齒輪結(jié)構(gòu),3.5.1 可變氣門正時(shí)技術(shù),4.鏈條驅(qū)動(dòng)式VVT,鏈條驅(qū)動(dòng)式VVT,鏈條驅(qū)動(dòng)式VVT技術(shù)是利用進(jìn)排氣凸輪軸之間驅(qū)動(dòng)鏈條的節(jié)數(shù)改變來調(diào)整進(jìn)排氣凸輪軸之間的相對(duì)角度，從而改變進(jìn)氣配氣相位的，液力機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的鏈條中間頂架可以上下移動(dòng)，從而改變了鏈條在鏈輪之間上下側(cè)的分配節(jié)數(shù)，從而會(huì)使進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度。液力機(jī)構(gòu)受ECU控制的電磁閥的驅(qū)動(dòng)，可以隨轉(zhuǎn)速的改變不斷變換參數(shù)。,3.5.1 可變氣門正時(shí)技術(shù),5. i-VTEC技術(shù),本

27、田i-VTEC原理圖,本田的i-VTEC可變氣門升程系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理是利用第三根搖臂和第三個(gè)凸輪實(shí)現(xiàn)氣門升程隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化。,3.5.1 可變氣門正時(shí)技術(shù),6. VVT技術(shù)綜述,VVT技術(shù)是機(jī)械系統(tǒng)向機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)化的一個(gè)縮影，其具體實(shí)現(xiàn)方式是多種多樣的，但其原理可以概括為ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制電磁閥，電磁閥控制液壓閥，實(shí)現(xiàn)液壓活塞位置的改變，進(jìn)而改變配氣機(jī)構(gòu)的相對(duì)位置，并由此改變配氣相位。,3.5.2 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓系統(tǒng),為了提高進(jìn)氣量，改善發(fā)動(dòng)機(jī)高速工況下的燃燒質(zhì)量，降低污染物排放，可以考慮使用強(qiáng)制壓進(jìn)空氣的方式，讓每次氣門開啟時(shí)間內(nèi)進(jìn)入燃燒室的空氣增加，提高發(fā)動(dòng)機(jī)工作能力，油耗降低，這

28、就是增壓（Charge）的基本目的。,在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓系統(tǒng)中，最常用的有兩種系統(tǒng)：機(jī)械增壓系統(tǒng)和廢氣渦輪增壓系統(tǒng)。,3.5.2 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓系統(tǒng),機(jī)械增壓器壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)力來自發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸。一般都是利用皮帶連接曲軸帶輪，以曲軸帶動(dòng)增壓器，達(dá)到增壓目的。機(jī)械增壓曾經(jīng)出現(xiàn)過許多種類型，現(xiàn)在常用的是葉片式(Vane)和魯茲(Roots)式兩種。,1. 機(jī)械增壓器,葉片式機(jī)械增壓器,魯茲式機(jī)械增壓器,3.5.2 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓系統(tǒng),機(jī)械增壓器是消耗發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力換得進(jìn)氣量的增加，增壓效果越明顯，消耗的發(fā)動(dòng)機(jī)功率會(huì)越多。為了充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣的熱能和機(jī)械能，人們?cè)O(shè)計(jì)了廢氣渦輪增壓器，從而大大提高了發(fā)動(dòng)機(jī)單位質(zhì)量

29、功率比，所以在大型柴油機(jī)和重型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上被廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代轎車汽油機(jī)應(yīng)用也越來越多。,2.廢氣渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)及工作原理,廢氣渦輪增壓器結(jié)構(gòu)圖,3.5.2 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓系統(tǒng),渦輪增壓器主要有壓氣機(jī)和渦輪兩部分組成。壓氣機(jī)部分主要包括單級(jí)離心式壓氣機(jī)、擴(kuò)壓器和壓氣機(jī)殼；渦輪部分主要包括渦輪殼和渦輪。,2.廢氣渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)及工作原理,廢氣渦輪增壓器解剖圖,（1）廢氣渦輪增壓器結(jié)構(gòu),3.5.2 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓系統(tǒng),發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣經(jīng)過渦輪殼，將廢氣的熱能及壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，并以一定的方向流向渦輪葉片，推動(dòng)其高速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)同軸上的壓氣機(jī)葉輪以同樣高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生虹吸作用，新鮮空氣經(jīng)過空氣濾清器被吸入壓氣機(jī)殼

30、，經(jīng)過擴(kuò)壓器使氣流的密度增加，進(jìn)氣壓力提高，進(jìn)氣量增加，以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)功率提高和降低油耗的目的。,2.廢氣渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)及工作原理,（2）廢氣渦輪增壓器工作原理,3.5.2 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓系統(tǒng),在低轉(zhuǎn)速時(shí)，因廢氣排放還不足以推動(dòng)渦輪葉輪，不但沒有增壓的效果，反而造成排氣的阻礙（因此容易造成低扭的損失）。因此必須等到一定轉(zhuǎn)速后，才會(huì)推動(dòng)壓氣機(jī)葉片運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行增壓，這是渦輪遲滯現(xiàn)象。,2.廢氣渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)及工作原理,（2）廢氣渦輪增壓器工作原理,廢氣渦輪增壓器 發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖,3.5.2 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓系統(tǒng),發(fā)動(dòng)機(jī)增壓以后，做功能力會(huì)上升 。 增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷比同排量的自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)要高發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命會(huì)縮短。 渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)燃燒不完善，會(huì)有更多的碳煙生成。 廢氣渦輪增壓器降低了廢氣的溫度，對(duì)三元催化裝置的工作會(huì)產(chǎn)生一定影響。,3.汽油機(jī)增壓器的運(yùn)用,大眾TSI雙增壓發(fā)動(dòng)機(jī),目錄,3.6.1氣門組的拆裝與檢修,1. 實(shí)訓(xùn)目標(biāo),（1）熟悉發(fā)動(dòng)機(jī)氣門組的組成、功用與結(jié)構(gòu)； （2）掌握氣門組拆裝工藝；氣門彎曲變形及磨損的檢驗(yàn)方法及主要技術(shù)要求； （3）掌握氣門座圈的鉸削、研磨工藝以及氣門與座圈的密封性檢查； （4）掌握工具、量具、設(shè)備的使用方法，文明操作，安全生產(chǎn)。,3.6.