《汽车配气机构》PPT课件

2021年6月1日星期二14时23分32秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 1 第 三 章 配 气 机 构n本章讲授内容：n配气机构概述n配气相位 n气门组n气门传动组 2021年6月1日星期二14时23分32秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 2 一 、 配 气 机 构 概 述n功用：按发动机各气缸内所进行的工作循环或发火次序的要求，定时开启和关闭每个气缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气（汽油机）或空气（柴油机）得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。 2021年6月1日星期二14时23分32秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 3 组 成 ： 由 气 门 组 和 气 门 传 动 组 组 成 。 2021年6月1日星期二14时23分32秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 4 配 气 机 构 的 布 置 形 式n分类：n按气门布置的形式：气门顶置、气门侧置压 缩 比 受到 限 制 ，进 排 气 门阻 力 较 大 ，发 动 机 的动 力 性 和高 速 性 均较 差 ， 逐 渐 被 淘 汰 。 目 前 发 动机 基 本 都采 用 气 门顶 置 式 配气 机 构 。 2021年6月1日星期二14时23分32秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 5 n按凸轮轴布置的形式：下置、中置、上置 2021年6月1日星期二14时23分32秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 6 上 置 凸 轮 轴 实 物 图 2021年6月1日星期二14时23分33秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 7 2021年6月1日星期二14时23分33秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 8 2021年6月1日星期二14时23分33秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 9 2021年6月1日星期二14时23分33秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 10 n按凸轮轴传动的形式：齿轮传动、链传动、齿形带传动传动方式传动路线应用齿轮传动曲轴正时齿轮（钢）凸轮轴正时齿轮（铸铁或胶木）凸轮轴下置、中置式配气机构 链条传动曲轴链条凸轮轴正时齿轮凸轮轴上置式配气机构齿形带传动曲轴齿形皮带凸轮轴正时齿轮凸轮轴上置式配气机构 2021年6月1日星期二14时23分33秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 11 n按每缸气门数及其排列方式：二气门、三气门、四气门、五气门 同 气 门 串 联 ：影 响 进 气 门 充 气效 率 、 排 气 门 热负 荷 不 均 匀 同 气 门 并 联 ：提 高 进 气 门 充 气效 率 、 排 气 门 热负 荷 均 匀 2021年6月1日星期二14时23分33秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 12 2021年6月1日星期二14时23分33秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 13单 缸 5气 门 2021年6月1日星期二14时23分33秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 14 n气门间隙：为保证气门关闭严密，通常发动机在冷态装配时，在气门杆尾端与气门驱动零件（摇臂、挺柱或凸轮）之间留有适当的间隙。n进气门间隙：0.250.30mmn排气门间隙：0.300.35mm 为 何 排 气门 间 隙 大于 进 气 门间 隙 ？ 2021年6月1日星期二14时23分33秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 15 气 门 间 隙 过 大 与 过 小 的 危 害 间 隙 过 大 ： 进 、 排 气 门 开 启 迟 后 ， 缩 短 了 进 排 气 时 间 ，降 低 了 气 门 的 开 启 高 度 ， 改 变 了 正 常 的 配 气 相 位 ， 使 发 动机 因 进 气 不 足 ， 排 气 不 净 而 功 率 下 降 ； 此 外 ， 还 使 配 气 机构 零 件 的 撞 击 增 加 ， 磨 损 加 快 。 无 间 隙 或 间 隙 过 小 ： 发 动 机 工 作 后 ， 零 件 受 热 膨 胀 ，将 气 门 推 开 ， 使 气 门 关 闭 不 严 ， 造 成 漏 气 ， 功 率 下 降 ， 并使 气 门 的 密 封 表 面 严 重 积 碳 或 烧 坏 ， 甚 至 气 门 撞 击 活 塞 。 2021年6月1日星期二14时23分33秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 16 二 、 配 气 相 位n配气相位：用曲轴转角表示的进、排气门的实际开闭时刻和开启的持续时间。n配气相位图：用曲轴转角的环形图来表示的配气相位。n配气相位对发动机工作的影响：影响发动机的动力性、功率。 n配气相位对发动机工作的要求：延长进、排气时间。进气门早开晚关，排气门早开晚关。配 气 相 位 flash动 画 演 示 2021年6月1日星期二14时23分33秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 17 配 气 相 位 演 示 2021年6月1日星期二14时23分33秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 18 配 气 相 位 角n进气提前角 ：一般为：1030n进气迟后角 ：一般为：4080n进气持续角： 进气门开启持续时间的曲轴转角。为180+n排气提前角 ：一般为：4080n排气迟后角 ：一般为：1030 n排气持续角：排气门开启持续时间的曲轴转角。为180+n气门重叠：在某一时间内，进气门、排气门同时开启的现象。n气门重叠角：气门重叠时的曲轴转角。为+n 2021年6月1日星期二14时23分33秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 19 配 气 相 位 影 视 2021年6月1日星期二14时23分33秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 20 三 、 气 门 组 的 构 造n气门组组成：气门、气门座、气门导管、气门弹簧、弹簧座及锁片等零件。要 求 ：气 门 头 部 与 气 门 座 贴 合 严 密 ；气 门 导 管 与 气 门 杆 上 下 运 动 有 良 好 的 导 向 ；气 门 弹 簧 的 两 端 面 与 气 门 杆 的 中 心 线 相 垂 直 ；气 门 弹 簧 的 弹 力 足 以 克 服 气 门 及 其 传 动 件 的 运 动 惯 性 。 气 门气 门 座气 门 导 管气 门 弹 簧弹 簧 座锁 片 2021年6月1日星期二14时23分33秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 21 气 门 组 实 物 图锁 片 弹 簧 座 2021年6月1日星期二14时23分34秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 22 气 门n组成：头部和杆部。n功用：头部是用来密封气缸的进、排气通道；杆部是用来为气门的运动导向。 n工作条件：高温、高压、气门弹簧力、传动零件惯性力。头部杆部进气门：570K 670K（铬钢或铬镍钢）排气门：1050K 1200K（硅铬钢） 2021年6月1日星期二14时23分34秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 23 气 门 头 部 结 构 形 式n气门头顶面形状：平顶、球面顶、喇叭顶。平顶式结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较小，进、排气门都可采用。球面顶适用于排气门，因为其强度高，排气阻力小，废气的清除效果好，但球形的受热面积大，质量和惯性力大加工较复杂。喇叭顶 凹顶头部与杆部的过渡部分具有一定的流线形，可以减少进气阻力，但其顶部受热面积大，故适用于进气门，而不宜用于排气门。 2021年6月1日星期二14时23分34秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 24 气 门 锥 角n气门锥角：气门头部与气门座圈接触的锥面与气门顶部平面的夹角。n锥角作用：n获得较大的气门座合压力，提高密封性和导热性。n气门落座时有较好的对中、定位作用。 n避免气流拐弯过大而降低流速。边 缘 应 保 持 一 定的 厚 度 ， 1 3mm。 装 配 前 应 将 密封 锥 面 研 磨 。 2021年6月1日星期二14时23分34秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 25 气 门 杆 部较 高 的 加 工 精 度 ， 表面 经 过 热 处 理 和 磨 光 ，保 证 同 气 门 导 管 的 配合 精 度 和 耐 磨 性 气 门 杆 尾 部 ：环 形 槽 、 锁 销 孔凹 槽 易 断 裂 处气 门 杆 尾 部 的 结构 取 决 于 气 门 弹簧 座 的 固 定 方 式 2021年6月1日星期二14时23分34秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 26 气 门 座n气缸盖的进、排气道与气门锥面相结合的部位。 n功用：与气门头部共同对气缸起密封作用，并接受气门传来的热量。n工作条件：高温、磨损严重。n类型：直接镗出（进气门座）、n 镶嵌式（排气门和铝合金发动机的n 进、排气门座）。 n气门密封干涉角：n 比气门锥角大0.51度的n 气门座圈锥角。气门座 2021年6月1日星期二14时23分34秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 27 气 门 座 影 视 2021年6月1日星期二14时23分34秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 28 气 门 导 管n功用：导向作用、导热作用。n工作条件：高温、磨损严重。n材料：灰铸铁、球墨铸铁或铁基粉末冶金材料。n气门导管内外圆柱面经加工后压入气缸盖的气门导管孔中，然后再精铰内孔。并用卡环定位。气 门 导 管气 缸 盖 过 盈 配 合 卡 环 ： 防 止 气 门导 管 在 使 用 中 脱落 。伸 入 深 度 应 适 量 。 锥 度 可 减 少气 流 阻 力 。 2021年6月1日星期二14时23分34秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 29 气 门 弹 簧n功用：克服在气门关闭过程中气门及传动件的惯性力，保证气门及时落座并紧紧贴合。n形状：圆柱形螺旋弹簧。n材料：高碳锰钢、硌钒钢。n防止共振：提高气门弹簧的刚度；采用不等螺距的圆柱弹簧；采用双气门弹簧。 n气门旋转机构：低摩擦型自由旋转机构；强制旋转机构 。气门弹簧气门弹簧座锁片 2021年6月1日星期二14时23分34秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 30 气 门 旋 转 机 构 使 气 门 头 部 温 度 均 匀 ；阻 止 沉 积 物 形 成 2021年6月1日星期二14时23分34秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 31 四 、 气 门 传 动 组n功用：使进、排气门能按配气相位规定的时刻开闭，且保证有足够的开度。凸 轮 轴 挺 柱推 杆摇 臂 凸 轮 轴 正时 齿 轮 摇 臂 轴 2021年6月1日星期二14时23分34秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 32 凸 轮 轴n组成：各缸的进、排气门凸轮及驱动汽油泵的偏心轮、驱动分电器的齿轮。n功用：使气门按一定的工作次序和配气相位及时开闭，并保证气门有足够的升程。n材料：优质钢模锻、合金铸铁、球墨铸铁。 n 同一气缸的进排气凸轮的相对转角位置是与既定的配气相位相适应的。轴 颈 斜 齿 轮 凸 轮偏 心 轮正 时 齿 轮 2021年6月1日星期二14时23分34秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 33 2021年6月1日星期二14时23分34秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 34凸轮与挺柱线接触，接触压力大，磨损快。 凸 轮n工作条件：n承受气门弹簧的张力，间歇性的冲击载荷。n凸轮性能：n表面有良好的耐磨性，足够的刚度。 2021年6月1日星期二14时23分35秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 35n凸轮轮廓与气门的运动规律 气 门 开 启 点消 除 气 门间 隙 阶 段 气 门 升 程 最 大 时 刻气 门 关 闭 点出 现 气 门间 隙 阶 段缓 冲 结 束 点凸 轮 的 轮 廓 2021年6月1日星期二14时23分35秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 36 n同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与相应的配气相位相对应的。点 火 顺 序 ： 1 2 4 3同 名 凸 轮 的 相 对 角 位 置四 缸 发 动 机 凸 轮 投 影 2021年6月1日星期二14时23分35秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 37 凸 轮 影 视 2021年6月1日星期二14时23分35秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 381、 正 时 齿 轮 ； 2、 垫 圈 ； 3、螺 母 ； 4、 止 推 板 ； 5、 螺 栓 ；6、 隔 圈 （ 调 节 环 ）123 45 6凸 轮 轴 轴 向 定 位利用隔圈控制轴向窜动窜动量凸 轮 轴 的 轴 向 定 位为 了 防 止 凸 轮 轴 在 工 作 中 产 生 轴 向 窜 动 和 承 受 斜 齿 轮 产 生 的 轴 向 力 。 2021年6月1日星期二14时23分35秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 39 凸 轮 轴 的 驱 动n A、齿轮传动：应用在下置凸轮轴发动机。采用斜齿齿轮。正 时 标 记 对 准 ：保 证 正 确 的 配 气相 位 和 点 火 时 刻 2021年6月1日星期二14时23分35秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 40 n B、链条和齿形皮带传动：链条传动噪声小，用于中置式或顶置式凸轮轴发动机。 曲 轴 正 时 齿 形 带 轮中 间 轴 齿 形 带 轮张 紧 轮凸 轮 轴 正 时 齿 形 带 轮 2021年6月1日星期二14时23分35秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 41 凸 轮 轴 影 视 1 2021年6月1日星期二14时23分35秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 42 凸 轮 轴 影 视 2 2021年6月1日星期二14时23分35秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 43 凸 轮 轴 3 2021年6月1日星期二14时23分35秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 44 挺 柱n功用：将凸轮的推力传给推杆或气门。n挺柱的分类：普通挺柱和液压挺柱。n材料：镍硌合金、冷激合金铸铁。筒 式 滚 轮 式普 通 挺 柱 ： 2021年6月1日星期二14时23分35秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 45气 门 关 闭 时 气 门 打 开 时 单 向 阀 弹 簧 被 压 缩液 压 挺 柱 2021年6月1日星期二14时23分35秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 46 推 杆n功用：将从凸轮轴经过挺柱传来的推力传给摇臂。n材料：硬铝、钢。n结构：实心推杆、硬铝棒、钢管。 2021年6月1日星期二14时23分35秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 47 摇 臂n功用：将推杆和凸轮传来的力改变方向，作用到气门杆以推开气门。n工作过程：实际是一个双臂杠杆。易 磨 损 部 位堆 焊 耐 磨 合 金气 门 间 隙调 节 螺 钉 调 节 螺 母 摇 臂摇 臂 轴 套润 滑 油 道 2021年6月1日星期二14时23分35秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 48 摇 臂 轴螺 栓摇 臂 轴 支 座 摇 臂 轴 紧 固 螺 钉摇 臂 称 套 调 整 螺 钉摇 臂 定 位 弹 簧摇 臂 组 示 意 图 2021年6月1日星期二14时23分36秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 49 配 气 机 构 影 视 2021年6月1日星期二14时23分36秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 50 小 结气门组 气 门气 门 座气 门 导 管气 门 弹 簧头 部杆 部密 封 锥 面 宽 度 、角 度 要 合 适 2021年6月1日星期二14时23分36秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 51 气门传动组 凸 轮 轴挺 柱推 杆摇 臂 及 摇 臂 轴凸 轮 、 挺 柱推 杆 、 摇 臂普 通 挺 柱液 力 挺 柱 气 门 开 启关 闭 2021年6月1日星期二14时23分36秒川 师 成 都 学 院 电 子工 程 系 52 本 章 课 程 结 束