配气机构构造与维修ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,照职业技术学院,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,*,汽车发动机构造与维修,第四章 配气机构,11/3/2024,第四章 配气机构10/7/2023,1,概述,气门组的零件结构,气门组的检修,气门传动组的结构,气门传动组的检修,配气机构的检查与调整,配气机构常见故障诊断与排除,可变进气系统和配气相位,11/3/2024,概述10/7/2023,2,目录,概述,配气机构的布置和工作情况,配气机构的组成和零件,11/3/2024,目录概述10/7/2023,3,4.1概述,一、功用：,按照发动机每个气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭气缸的进、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。,二、充气效率：,在进气行程中，实际进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气的质量与在进气系统进口状态下充满气缸工作容积的新鲜空气或可燃混合气的质量之比。,v,=,M,/,M,0,M,进气过程中，实际,进,入气缸的新气的质量；,M,o,在理想状态下，,充满气缸工作容积的新气质 量,。,11/3/2024,4.1概述一、功用：10/7/2023,4,4.2配气机构的布置和工作情况,一、气门的布置型式,1、气门顶置式,组成：,11/3/2024,4.2配气机构的布置和工作情况一、气门的布置型式10/7/,5,工作过程,特点：,A、气门行程大，结构较复杂，燃烧室紧凑。B、曲轴与凸轮轴传动比为2:1。,11/3/2024,工作过程特点：10/7/2023,6,2、气门侧置式,进排气门都布置在气缸的一侧，结构简单、零件数目少。,气门布置在同一侧导致燃烧室结构不紧凑、热量损失大、进气道曲折、进气阻力大，使发动机性能下降，已趋于淘汰。,11/3/2024,2、气门侧置式 进排气门都布置在气缸的一侧，结,7,二、凸轮轴的布置型式,1、凸轮轴下置,不利因素：凸轮轴与气门相距较远，动力传递路线较长，环节多，因此不适用于高速发动机。,有利因素：简化曲轴与凸轮轴之间才传动装置，有利于发动机的布置。,11/3/2024,二、凸轮轴的布置型式1、凸轮轴下置10/7/2023,8,2、凸轮轴中置式,传动方式：凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，省去了推杆。,应用：适用于发动机转速较高时，可以减少气门传动机构的往复运动质量。,凸轮轴,挺柱,活塞,摇臂,调整螺钉,11/3/2024,2、凸轮轴中置式传动方式：凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，省去,9,3、凸轮轴上置式,应用：高速发动机,桑塔纳轿车发动机,凸轮轴,凸轮轴,活塞,特点： 凸轮轴与气门距离近，不需要推杆、挺柱，使往复运动的惯量减少。,双凸轮轴上置式发动机,11/3/2024,3、凸轮轴上置式应用：高速发动机凸轮轴凸轮轴活塞特点： 凸,10,三、气门间隙,1、概念：,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。,气门杆,摇臂,气门间隙,气门,间隙,进气门,0.250.30mm,排气门,0.300.35mm,为何排气门间隙大于进气门间隙？,11/3/2024,三、气门间隙1、概念：气门杆摇臂气门间隙气门间隙进气门0.2,11,四、配气相位,1、气门从开启到关闭所经历的曲轴转角，称为配气相位。,1030 ,4080 ,4080 ,1030 ,上止点,下止点,11/3/2024,四、配气相位1、气门从开启到关闭所经历的曲轴转角，称为配气,12,配气相位演示,11/3/2024,配气相位演示10/7/2023,13,3、气门叠开,气门叠开：当进气门早开和排气门晚关时，出现的进排气门同时开启的现象。,气门叠开角：气门同时开启的角度（,+,）。,排气过程,进气过程,11/3/2024,3、气门叠开气门叠开：当进气门早开和排气门晚关时，出现的进,14,五、凸轮轴的传动方式,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,11/3/2024,五、凸轮轴的传动方式传动方式传动路线应用齿轮传动曲轴正时齿轮,15,传动方式图例,一汽奥迪轿车的齿形带传动装置,凸轮轴,曲轴,11/3/2024,传动方式图例一汽奥迪轿车的齿形带传动装置凸轮轴曲轴10/7/,16,作业,1、简述配气机构的功用。,2、作出配气相位图，并分析气门早开与迟 闭的原因。,11/3/2024,作业1、简述配气机构的功用。10/7/2023,17,4.3配气机构的组件和工作情况,一、气门组,11/3/2024,4.3配气机构的组件和工作情况一、气门组10/7/202,18,气门组实物图,11/3/2024,气门组实物图10/7/2023,19,1、气门,功用：,燃烧室的组成部分，是气体进、出燃烧室通道的开关，承受冲击力、高温冲击、高速气流冲击。,工作条件：,A、进气门570K670K，排气门1050K1200K。,B、头部承受气体压力、气门弹簧力等，,C、冷却和润滑条件差，,D、被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。,性能：,强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨,进气门570K670K（铬钢或铬镍钢）,排气门1050K1200K（硅铬钢）,头部,杆部,11/3/2024,1、气门功用：进气门570K670K（铬钢或铬镍钢）头部杆,20,气门头部的结构形式,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。,凸顶式,（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，但球形的受势面积大，质量和惯性力大加工较复杂。,凹顶式,（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。,11/3/2024,气门头部的结构形式平顶式结构简单，制造方便，吸热面积小，质量,21,气门实物图,进气门,排气门,11/3/2024,气门实物图进气门排气门10/7/2023,22,气门锥角,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。,锥角作用：,A、获得较大的气门座合压力，提高密封性和导热性。,B、气门落座时有较好的对中、定位作用。,C、避免气流拐弯过大而降低流速。,装配前应将密封锥面研磨。,边缘应保持一定的厚度，13mm。,11/3/2024,气门锥角气门锥角：气门头部与气门座圈接触的锥面与气门顶部平面,23,气门杆,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,11/3/2024,气门杆较高的加工精度，表面经过热处理和磨光，保证同气门导管的,24,2、气门座,气门座：,气缸盖的进、排气道与气门锥面相结,合的部位。,作用：,靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封,气缸。,接受气门传来的热量。,气门密封干涉角：,比气门锥角大0.51度的气门座圈锥角。,气门座,11/3/2024,2、气门座气门座：气门座10/7/2023,25,气门座圈：,以较大过盈量镶嵌在气门座上的圆环。,镶嵌式气门座特点：,优点：提高气门座的使用寿命，便于更换。,缺点：导热性差，加工精度高，脱落时易造成严重事故。,汽油机：排气门采用镶嵌式气门座,柴油机：进气门采用镶嵌式气门座,铝合金气缸盖为何气门座都要镶嵌气门座圈？,11/3/2024,气门座圈：铝合金气缸盖为何气门座都要镶嵌气门座圈？10/7/,26,3、气门导管,作用：,为气门的运动导向，保证气门直线运动兼起导热作用。,工作条件：,工作温度较高，约500K。润滑困难，易磨损。,材料：,用含石墨较多的铸铁，能提高自润滑作用。,加工方法：,外表面加工精度较高,内表面精绞,装配：,气门杆与气门间隙0.050.12mm。,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。,倒角,伸入深度应适量。锥度可减少气流阻力。,11/3/2024,3、气门导管作用：气门导管气缸盖过盈配合卡环：防止气门导管,27,4、气门弹簧,功用：保证气门的回位。,材料：高锰碳钢、铬钒钢,气门弹簧的装配,气门弹簧,气门弹簧座,锁片,气门关闭,保证气门及时关闭、密封,气门开启,保证气门不脱离凸轮,11/3/2024,4、气门弹簧功用：保证气门的回位。气门弹簧的装配气门弹簧气门,28,气门弹簧,圆柱形螺旋弹簧,圆柱等螺距弹簧,不等距弹簧,应用：CA7560,不等螺距弹簧安装时应注意什么问题？,随着有效圈数的减少，自然频率提高。,11/3/2024,气门弹簧圆柱形螺旋弹簧圆柱等螺距弹簧不等距弹簧不等螺距弹簧安,29,双弹簧布置,旋向相反的两个弹簧，防止断裂的弹簧卡入另一弹簧,应用车型：,奥迪100，捷达，桑塔纳, 广州标致505,11/3/2024,双弹簧布置旋向相反的两个弹簧，防止断裂的弹簧卡入另一弹簧应用,30,气门旋转机构,锥形套筒,锁片,11/3/2024,气门旋转机构锥形套筒锁片10/7/2023,31,作业,1、气门弹簧起什么作用？为什么在装配气门弹簧时要预先压缩？,2、气门锥角有什么作用？,11/3/2024,作业1、气门弹簧起什么作用？为什么在装配气门弹簧时要预先压,32,二、气门驱动组,1、组成,2、功用：定时驱动气门开闭，并保证气门有足够的开度和适当的气门间隙。,凸轮轴,挺柱,推杆,摇臂,凸轮轴正时齿轮,摇臂轴,11/3/2024,二、气门驱动组1、组成凸轮轴挺柱推杆摇臂凸轮轴正时齿轮摇臂轴,33,凸轮轴,作用：,驱动和控制各缸气门的开启和关闭，使其符合发动机的工作顺序、配气相位和气门开度的变化规律等要求。,工作条件：,承受气门间歇性开启的冲击载荷。,材料：,优质钢、合金铸铁、球墨铸铁,结构：,凸轮,凸轮轴轴颈,驱动分电器的螺旋齿轮,11/3/2024,凸轮轴作用：凸轮凸轮轴轴颈驱动分电器的螺旋齿轮10/7/2,34,凸轮,工作条件：,承受气门弹簧的张力，间歇性的冲击载荷。,凸轮性能：,表面有良好的耐磨性，足够的刚度。,凸轮与挺柱线接触，接触压力大，磨损快。,11/3/2024,凸轮工作条件：凸轮与挺柱线接触，接触压力大，磨损快。10/,35,凸轮的轮廓,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,11/3/2024,凸轮的轮廓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,36,同名凸轮的相对角位置,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。,四缸发动机凸轮投影,点火顺序：,1243,11/3/2024,同名凸轮的相对角位置 同一气缸的进、排气凸轮,37,凸轮轴的轴向定位：,作用：,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。,正时齿轮,止推板,隔圈（调节环）,凸轮轴颈,凸轮轴的轴向间隙,气缸体,利用调节环控制轴向窜动,窜动量,11/3/2024,凸轮轴的轴向定位：作用：正时齿轮止推板隔圈（调节环）凸轮轴,38,凸轮轴的驱动,A、齿轮传动：应用在下置凸轮轴发动机。采用斜齿齿轮。,11/3/2024,凸轮轴的驱动A、齿轮传动：应用在下置凸轮轴发动机。采用斜齿齿,39,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,11/3/2024,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,40,2、挺柱,（1）作用：将凸轮的推力传给推杆或气门。,（2）挺柱的分类：,菌式,气门侧置式,筒式,气门顶置式,滚轮式,减小摩擦所造成的对挺柱的侧向力。多用于大缸径柴油机。,11/3/2024,2、挺柱（1）作用：将凸轮的推力传给推杆或气门。菌式气门侧置,41,挺柱端面与凸轮的关系,锥形凸轮,凸轮为何要成锥形？,11/3/2024,挺柱端面与凸轮的关系锥形凸轮凸轮为何要成锥形？10/7/20,42,液力挺柱,挺柱体,柱塞,球形支座,卡环,柱塞弹簧,单向阀,单向阀架,柱塞腔,挺柱体腔,进油口,进油通道,结构：,性能：,消除了配气机构的间隙，减小了各零件的冲击载荷和噪声提高发动机高速时的性能。,11/3/2024,液力挺柱挺柱体柱塞球形支座卡环柱塞弹簧单向阀单向阀架柱塞腔挺,43,桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图,气门关闭时,气门打开时,单向阀,弹簧被压缩,11/3/2024,桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图气门关闭时气门打开时单向阀弹簧,44,3、气门推杆,作用：,将挺柱传来的推力传给摇臂。,工作情况：,是气门机构中最容易弯曲的零件。,材料：,硬铝或钢,11/3/2024,3、气门推杆作用：10/7/2023,45,4、摇臂,功用：,将推杆或凸轮传来的力改变方向，作用到气门杆端以推开气门。,摇臂结构示意图,气门间隙调节螺钉,调节螺母,摇臂,摇臂轴套,易磨损部位,堆焊耐磨合金,11/3/2024,4、摇臂功用：摇臂结构示意图气门间隙调节螺钉调节螺母摇臂摇臂,46,摇臂结构示意图,润滑油道,油槽,润滑油道,11/3/2024,摇臂结构示意图润滑油道油槽润滑油道10/7/2023,47,摇臂组示意图,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,11/3/2024,摇臂组示意图摇臂轴螺栓摇臂轴支座摇臂轴紧固螺钉摇臂称套调整螺,48,桑塔纳发动机的配气机构,11/3/2024,桑塔纳发动机的配气机构10/7/2023,49,气门间隙调整原则,调整原则：,1、不可调区域：,将要排气，正在排气，排气刚完的排气门不可调。,将要进气，正在进气，进气刚完的进气门不可调。,2、调气门间隙的步骤：,1）画出配气相位图,2）排出各缸的位置,3）当一缸在压缩上止点时，判断其它缸位于何行程，并判断间隙是否可调。,11/3/2024,气门间隙调整原则调整原则：10/7/2023,50,利用配气相位调节气门间隙,例：,=8 =31 =28 =8,点火次序：153624,一缸在压缩上止点，问那些气门的间隙可调？,11/3/2024,利用配气相位调节气门间隙例：=8 =31,51,1缸,5缸,3缸,6缸,2缸,4缸,1缸,2缸,3缸,4缸,5缸,6缸,进气门,可调,可调,不可调,可调,不可调,不可调,排气门,可调,不可调,可调,不可调,可调,不可调,11/3/2024,1缸5缸3缸6缸2缸4缸1缸2缸3缸4缸5缸6缸进气,52,三、本田雅阁发动机气门间隙的调整,1只有当缸盖温度降到38度以下后，才能进行气门间隙调整。,(1)拆下缸盖罩和正时皮带上罩。,(2)设置1号气缸活塞在压缩上死点位置。凸轮轴皮带轮上的“UP”记号应位于顶部，皮带轮上的上死点槽口应与缸盖表面平齐。,11/3/2024,三、本田雅阁发动机气门间隙的调整1只有当缸盖温度降到38度,53,(3)调节1号气缸进、排气门的间隙,进气门：026mm 002mm；,排气门：030mm 002mm。,(4)松开锁止螺母，,转动调节螺钉，直到,厚薄规前后移动时感,觉到有一点拖滞为止。,(5)拧紧锁止螺母，,再检查气门间隙，,如有必要，重新进,行调整。,11/3/2024,(3)调节1号气缸进、排气门的间隙10/7/2023,54,实物图,测量气门间隙,拧松紧定螺母，调正调节螺钉,11/3/2024,实物图测量气门间隙拧松紧定螺母，调正调节螺钉10/7/202,55,(6)逆时针方向旋转曲轴180度(凸轮轴皮带轮转动90度)，“UP” 记号应在排气门侧。调节第3号气缸进、排气门的间隙。,11/3/2024,(6)逆时针方向旋转曲轴180度(凸轮轴皮带轮转动90度),56,(7)继续逆时针方向转动曲轴180。使第4号气缸活塞处于压缩上死点位置。调节第4号气缸进、排气门的间隙。,11/3/2024,(7)继续逆时针方向转动曲轴180。使第4号气缸活塞处于压缩,57,(8)再逆时针转动曲轴180。使第2号气缸活塞处于压缩上死点位置，“UP”记号应在进气门侧。调节第2号气缸进、排气门的间隙。,11/3/2024,(8)再逆时针转动曲轴180。使第2号气缸活塞处于压缩上,58,