配气机构课件PPT.ppt

第三章配气机构 配气机构的主要零部件 概述 配气相位 可变进气系统 3 1概述 v M M0M 进气过程中 实际进入气缸的新气的质量 Mo 在理想状态下 充满气缸工作容积的新气质量 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 功用 一 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 二 配气机构的布置型式 目前国产的汽车发动机都采用气门顶置式配气机构 气门顶置式 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 气门侧置式 三 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 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 3 凸轮轴上置式 应用 高速发动机现代轿车发动机 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 四 凸轮轴的传动方式 五 气门数目及排列方式 每缸四气门的布置 六 气门间隙 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 凸轮轴 1 概念 为何排气门间隙大于进气门间隙 实物图 测量气门间隙 拧松紧定螺母 调整调节螺钉 3 2配气相位 气门从开启到关闭所经历的曲轴转角 称为配气相位 上止点 下止点 一 概念 配气相位演示 二 气门重叠 气门重叠 当进气门早开和排气门迟关时 出现的进排气门同时开启的现象 气门重叠角 气门同时开启的角度 排气过程 进气过程 气门重叠角 3 3配气机构的主要零部件 一 气门组 气门组实物图 锁片 弹簧座 1 气门 A 进气门570K 670K 排气门1050K 1200K 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 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 头部 杆部 工作条件 性能 强度和刚度大 耐热 耐腐蚀 耐磨 进气门 铬钢或铬镍钢 排气门 硅铬钢 气门头部的结构形式 气门锥角 气门锥角概念 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 1 3mm 气门实物图 进气门 大 排气门 小 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 2 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 05 0 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 伸入深度应适量 锥度可减少气流阻力 3 气门座 气门座概念 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 5 1度的气门座圈锥角 气门座 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 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 气门座圈 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 气门弹簧座 锁片 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 随着有效圈数的减少 自然频率提高 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 气门旋转机构 为了使气门头部温度均匀 防止局部过热引起的变形和清除气门座积炭 可设法使气门在工作中相对气门座缓慢旋转 气门缓慢旋转时在密封锥面上产生轻微的摩擦力 有阻止沉积物形成的自洁作用 锁片 锥形套筒 二 气门传动组 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 1 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 斜齿轮 驱动分电器 机油泵 偏心轮 驱动器汽油泵 凸轮 凸轮性能 承受气门弹簧的张力 间歇性的冲击载荷 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 工作条件 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 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 1 2 4 3 凸轮轴轴向定位 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 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 正时齿轮及正时标记 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 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 普通挺柱和液力挺柱 液力挺柱 结构 见右图性能 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 卡环 阀架 支承座 单向阀 柱塞弹簧 碟形弹簧 挺杆体 柱塞 推杆 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 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 4 摇臂 功用 摇臂结构示意图 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 分类 普通摇臂和无噪声摇臂 摇臂组示意图 摇臂轴 螺栓 摇臂轴支座 摇臂轴紧固螺钉 摇臂衬套 调整螺钉 摇臂 定位弹簧 桑塔纳发动机的配气机构 3 4可变进气系统 可变进气系统可以显著提高发动机的进气效果 且结构简单 故广泛应用于轿车汽油机上 可变进气系统主要有以下几种形式 一 多气门分段工作进气系统 二 双进气管分段工作进气系统 三 进气管长度及面积可变进气系统 四 配气相位可变进气系统 五 气门定时和升程可变进气系统 小结 气门组 气门传动组 结束