汽車構(gòu)造（上冊）第3章配氣機(jī)構(gòu)ppt課件

1、第3章 配氣機(jī)構(gòu)v【知識目的】v1掌握配氣機(jī)構(gòu)的功用和分類；v2掌握不同的發(fā)動機(jī)配氣機(jī)構(gòu)所采用的方式、構(gòu)造和特點；v3掌握配氣相位的原理以及對發(fā)動機(jī)的影響，理想的是可變配氣正時；v4熟習(xí)配氣機(jī)構(gòu)主要機(jī)件。v【才干目的】v1掌握配氣機(jī)構(gòu)總成及零部件的構(gòu)造、構(gòu)造原理、拆裝步驟要領(lǐng)；v2了解汽車配氣機(jī)構(gòu)的維護(hù)及保養(yǎng)知識；v3可以熟練運用常用工具、量具及相關(guān)設(shè)備，掌握發(fā)動機(jī)配氣機(jī)構(gòu)裝配、裝配等根本才干；v4培育學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作，察看、分析及綜合歸納才干。1、配氣機(jī)構(gòu)的功用： 配氣機(jī)構(gòu)是按照發(fā)動機(jī)每一氣缸內(nèi)所進(jìn)展的任務(wù)循環(huán)和發(fā)火次序的要求，定時開啟和封鎖各氣缸的進(jìn)、排氣門，使新穎充量得以及時進(jìn)入氣缸，廢氣得

2、以及時從氣缸排出；在緊縮與膨脹行程中，保證熄滅室的密封。 2、配氣機(jī)構(gòu)總體組成及任務(wù)原理： 配氣機(jī)構(gòu)主要由氣門組件、氣門驅(qū)動機(jī)構(gòu)、進(jìn)排氣凸輪軸、凸輪軸傳動機(jī)構(gòu)組成。其中氣門組件主要由進(jìn)、排氣門、氣門座、氣門彈簧、氣門鎖夾、氣門導(dǎo)管組成；氣門驅(qū)動機(jī)構(gòu)主要由挺柱、搖臂、挺桿組成；凸輪軸傳動機(jī)構(gòu)曲軸正齒帶輪凸輪軸傳動帶輪、齒形帶、張緊輪等組成。3.1 概述v功用：v按照發(fā)動機(jī)各缸任務(wù)過程的需求，定時地開啟和封鎖進(jìn)、排氣門，使新穎可燃混合氣(汽油機(jī))或空氣(柴油機(jī))及時進(jìn)入氣缸，廢氣及時排出氣缸。 1 1、充氣效率、充氣效率 概念：在進(jìn)氣行程中，實踐進(jìn)入氣缸內(nèi)的概念：在進(jìn)氣行程中，實踐進(jìn)入氣缸內(nèi)的新穎

3、空氣或可燃混合氣的質(zhì)量與實際進(jìn)氣形新穎空氣或可燃混合氣的質(zhì)量與實際進(jìn)氣形狀下充溢氣缸任務(wù)容積的新穎空氣或可燃混狀下充溢氣缸任務(wù)容積的新穎空氣或可燃混合氣的質(zhì)量之比。合氣的質(zhì)量之比。 v=M/Ms =V/Vs v=M/Ms =V/Vs M M 、VV進(jìn)氣過程中，實踐進(jìn)入氣缸的新進(jìn)氣過程中，實踐進(jìn)入氣缸的新氣的質(zhì)量和體積；氣的質(zhì)量和體積； Ms Ms 、VsVs在理想進(jìn)氣形狀下，充溢氣缸任在理想進(jìn)氣形狀下，充溢氣缸任務(wù)容積的新氣質(zhì)量和體積。務(wù)容積的新氣質(zhì)量和體積。 柴油機(jī)充氣效率為柴油機(jī)充氣效率為0.75-0.90.75-0.9，汽油機(jī)的充氣效，汽油機(jī)的充氣效率為率為0.70-0.850.70-0

4、.852 2、影響充氣效率的要素、影響充氣效率的要素1 1進(jìn)氣終了壓力進(jìn)氣終了壓力PaPa2 2進(jìn)氣終了溫度進(jìn)氣終了溫度TaTa3 3氣缸內(nèi)剩余廢氣氣缸內(nèi)剩余廢氣4 4配氣定時配氣定時 3.1.1 氣門式配氣機(jī)構(gòu)的組成和任務(wù)情況 配氣機(jī)構(gòu)組成：配氣機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)氣門組件氣門組件凸輪軸組件凸輪軸組件凸輪軸傳動機(jī)構(gòu)凸輪軸傳動機(jī)構(gòu)氣門驅(qū)動機(jī)構(gòu)氣門驅(qū)動機(jī)構(gòu) 發(fā)動機(jī)任務(wù)時，凸輪軸是由曲發(fā)動機(jī)任務(wù)時，凸輪軸是由曲軸經(jīng)過正時齒輪驅(qū)動的。當(dāng)軸經(jīng)過正時齒輪驅(qū)動的。當(dāng)凸輪的凸起部分頂起挺柱凸輪的凸起部分頂起挺柱( (桿桿) )時，經(jīng)過推桿、調(diào)整螺時，經(jīng)過推桿、調(diào)整螺釘使搖臂擺動，在消除氣門釘使搖臂擺動，在消除氣門間

5、隙間隙s s后，緊縮氣門彈簧，后，緊縮氣門彈簧，使氣門開啟。該當(dāng)指出，由使氣門開啟。該當(dāng)指出，由于搖臂的兩臂不等長于搖臂的兩臂不等長(ab)(ab)，它們使搖臂繞著搖臂軸擺，它們使搖臂繞著搖臂軸擺動時，左右兩側(cè)升程不同。動時，左右兩側(cè)升程不同。當(dāng)凸輪的凸起部分分開挺桿當(dāng)凸輪的凸起部分分開挺桿后，氣門便在彈簧張力的作后，氣門便在彈簧張力的作用下壓緊在氣門座上，這時用下壓緊在氣門座上，這時氣門封鎖。氣門封鎖。 一個四沖程發(fā)動機(jī)凸輪軸轉(zhuǎn)2周，曲軸轉(zhuǎn)幾周？ 四沖程發(fā)動機(jī)每完成一個任務(wù)循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)兩周，各缸的進(jìn)、排氣門各開啟一次，即凸輪軸只須轉(zhuǎn)一周。因此，曲軸與凸輪軸的轉(zhuǎn)速比為2：1。3.1.2 氣門式

6、配氣機(jī)構(gòu)的布置方式 1按氣門布置分類： 按氣門布置分可分為側(cè)置氣門式和頂置氣門式 2按凸輪軸布置分 按凸輪軸布置可分為下置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)、中置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)、頂置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)。 3按曲軸和配氣凸輪軸的傳動方式分 按曲軸和配氣凸輪軸的傳動方式可分為齒輪傳動、鏈傳動和齒帶傳動。4按每缸氣門數(shù)目分類 按每氣缸氣門數(shù)可分為2氣門、3氣門、4氣門和5氣門。3.2 配氣相位v1. 1.定義定義v用曲軸轉(zhuǎn)角表示用曲軸轉(zhuǎn)角表示的進(jìn)、排氣門開的進(jìn)、排氣門開閉時辰和開啟繼閉時辰和開啟繼續(xù)時間，稱為配續(xù)時間，稱為配氣相位。氣相位。 2 2、配氣相位、配氣相位1 1、配氣相位：用曲軸轉(zhuǎn)角表示的進(jìn)、排氣門的、配氣相位

7、：用曲軸轉(zhuǎn)角表示的進(jìn)、排氣門的實踐開閉時辰和開啟的繼續(xù)時間。實踐開閉時辰和開啟的繼續(xù)時間。配氣相位圖：用曲軸轉(zhuǎn)角的環(huán)形圖來表示的配配氣相位圖：用曲軸轉(zhuǎn)角的環(huán)形圖來表示的配氣相位氣相位2 2、配氣相位對發(fā)動機(jī)任務(wù)的影響：影響發(fā)動機(jī)、配氣相位對發(fā)動機(jī)任務(wù)的影響：影響發(fā)動機(jī)的動力性、功率。的動力性、功率。配氣相位對發(fā)動機(jī)任務(wù)的要求：延出息、排氣配氣相位對發(fā)動機(jī)任務(wù)的要求：延出息、排氣時間。進(jìn)氣門早開晚關(guān)，排氣門早開晚關(guān)。時間。進(jìn)氣門早開晚關(guān)，排氣門早開晚關(guān)。 3、配氣相位角： 1進(jìn)氣提早角 指發(fā)動機(jī)從進(jìn)氣門翻開時辰到活塞行至上止點所轉(zhuǎn)過的曲軸轉(zhuǎn)角 2進(jìn)氣遲后角 指活塞從下止點行至氣門完全封鎖的曲軸轉(zhuǎn)

8、角 3排氣提早角 指排氣門翻開到活塞行至下止點所轉(zhuǎn)過的曲軸轉(zhuǎn)角 4排氣遲后角 指活塞從上止點到排氣門完全封鎖所轉(zhuǎn)過的曲軸轉(zhuǎn)角 5氣門重疊角 進(jìn)、排氣門重疊的曲軸轉(zhuǎn)角稱為氣門重疊角 進(jìn)氣提早角： 10-30進(jìn)氣遲后角： 40-80進(jìn)氣繼續(xù)角： 180+排氣提早角： 40-80排氣遲后角： 10-30排氣繼續(xù)角：180+氣門重疊角：+v3.3 氣門傳動組 組成：v 凸輪軸凸輪軸凸輪軸正凸輪軸正時齒輪時齒輪搖臂軸搖臂軸搖臂搖臂推桿推桿挺柱挺柱1凸輪軸組件作用： 驅(qū)動和控制各缸氣門的開啟和封鎖，使其符合發(fā)動機(jī)的任務(wù)順序、配氣相位和氣門開度的變化規(guī)律等要求。 任務(wù)條件： 接受氣門間歇性開啟的沖擊載荷。

9、資料： 優(yōu)質(zhì)鋼、合金鑄鐵、球墨鑄鐵 構(gòu)造：構(gòu)造： 其中斜齒輪的功用是驅(qū)動機(jī)油泵和分電器，偏其中斜齒輪的功用是驅(qū)動機(jī)油泵和分電器，偏心輪的功用是驅(qū)動汽油泵心輪的功用是驅(qū)動汽油泵正時齒輪正時齒輪偏心輪偏心輪斜齒輪斜齒輪凸輪凸輪止推凸緣止推凸緣軸頸軸頸凸輪軸襯套凸輪軸襯套 凸輪： 任務(wù)條件：接受氣門彈簧的張力，間歇性的沖擊載荷。 凸輪軸性能：外表有良好的耐磨性，足夠的剛度。 凸輪與挺柱線接觸，接凸輪與挺柱線接觸，接觸壓力大，磨損快。觸壓力大，磨損快。 凸輪輪廓與氣門的運動規(guī)律：凸輪輪廓與氣門的運動規(guī)律：緩沖終了點緩沖終了點氣門開啟點氣門開啟點消除氣門間消除氣門間隙階段隙階段氣門升程最大時辰氣門升程最

10、大時辰氣門封鎖點氣門封鎖點出現(xiàn)氣門間出現(xiàn)氣門間隙階段隙階段 同名凸輪的相對角位置：同名凸輪的相對角位置：四缸發(fā)動機(jī)凸輪投影四缸發(fā)動機(jī)凸輪投影點火順序：點火順序： 12431243 凸輪軸的軸向定位：凸輪軸的軸向定位： 作用：為了防止凸輪軸在任務(wù)中產(chǎn)生軸向竄動和接作用：為了防止凸輪軸在任務(wù)中產(chǎn)生軸向竄動和接受斜齒輪產(chǎn)生的軸向力受斜齒輪產(chǎn)生的軸向力1 1、正時齒輪；、正時齒輪；2 2、墊圈；、墊圈；3 3、螺母；螺母；4 4、止推片；、止推片；5 5、螺栓；、螺栓；6 6、隔圈。、隔圈。123456 4凸輪軸傳動機(jī)構(gòu) 齒輪傳動：運用在下置凸輪軸發(fā)動機(jī)。采用斜齒齒輪。 鏈條和齒形皮帶傳動：鏈條傳動噪

11、聲小，用于中置鏈條和齒形皮帶傳動：鏈條傳動噪聲小，用于中置式或頂置式凸輪軸發(fā)動機(jī)。式或頂置式凸輪軸發(fā)動機(jī)。 凸輪軸正時凸輪軸正時齒形帶輪齒形帶輪張緊輪張緊輪中間軸齒形中間軸齒形帶輪帶輪曲軸正時齒曲軸正時齒形帶輪形帶輪功用：將凸輪軸的旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)闅忾T的往復(fù)運動的機(jī)功用：將凸輪軸的旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)闅忾T的往復(fù)運動的機(jī)構(gòu)構(gòu)組成：氣門挺柱液壓挺住、推桿、搖臂、搖臂軸組成：氣門挺柱液壓挺住、推桿、搖臂、搖臂軸、氣門間隙調(diào)整螺釘組成。、氣門間隙調(diào)整螺釘組成。 2、挺柱：、挺柱： 作用：將凸輪的推力傳給推桿或氣門。作用：將凸輪的推力傳給推桿或氣門。 挺柱的分類：機(jī)械挺柱和液力挺柱。挺柱的分類：機(jī)械挺柱和液力挺柱。

12、機(jī)械機(jī)械挺柱挺柱用途用途 圖示圖示筒式筒式氣門頂置式氣門頂置式滾輪滾輪式式減小摩擦所造減小摩擦所造成的對挺柱的成的對挺柱的側(cè)向力。多用側(cè)向力。多用于大缸徑柴油于大缸徑柴油機(jī)。機(jī)。氣門間隙調(diào)整螺釘氣門間隙調(diào)整螺釘 功用：調(diào)整氣門間隙功用：調(diào)整氣門間隙 任務(wù)形狀：確保在普通冷形狀時，進(jìn)氣門的間隙為任務(wù)形狀：確保在普通冷形狀時，進(jìn)氣門的間隙為0.25-0.3mm0.25-0.3mm，排氣門的間隙為，排氣門的間隙為0.30-0.35mm0.30-0.35mm。氣門間隙調(diào)整螺釘氣門間隙調(diào)整螺釘液力挺柱：液力挺柱：構(gòu)造：液力挺柱由挺構(gòu)造：液力挺柱由挺柱體、柱塞、球座、柱柱體、柱塞、球座、柱塞彈簧、單向閥和

13、單向塞彈簧、單向閥和單向閥彈簧等組成。挺柱體閥彈簧等組成。挺柱體和柱塞上有油孔與發(fā)動和柱塞上有油孔與發(fā)動機(jī)機(jī)體上相應(yīng)的油孔相機(jī)機(jī)體上相應(yīng)的油孔相通。球座為推桿的支承通。球座為推桿的支承座。單向閥有片式和球座。單向閥有片式和球式兩種。式兩種。性能：消除了配氣機(jī)性能：消除了配氣機(jī)構(gòu)的間隙，減小了各零構(gòu)的間隙，減小了各零件的沖擊載荷和噪聲提件的沖擊載荷和噪聲提高發(fā)動機(jī)高速時的性能高發(fā)動機(jī)高速時的性能 球座球座挺柱體挺柱體柱塞柱塞單向閥單向閥凸輪凸輪碟形彈簧碟形彈簧柱塞回柱塞回位彈簧位彈簧推桿推桿 3 3、推桿：、推桿： 作用：作用： 將挺柱傳來的推力傳將挺柱傳來的推力傳給搖臂。給搖臂。 任務(wù)情況：任

14、務(wù)情況： 是氣門機(jī)構(gòu)中最容易是氣門機(jī)構(gòu)中最容易彎曲的零件。彎曲的零件。 資料：資料： 硬鋁或鋼。硬鋁或鋼。 4、搖臂： 功用：將推桿或凸輪傳來的力改動方向，作用到氣門桿端以推開氣門。 分類：普通搖臂和無噪生搖臂。 短臂短臂 長臂長臂搖臂搖臂搖臂構(gòu)造表示圖搖臂構(gòu)造表示圖 搖臂組表示圖搖臂組表示圖搖臂軸搖臂軸螺栓螺栓搖臂搖臂搖臂軸搖臂軸螺栓螺栓搖臂軸支座搖臂軸支座搖臂軸緊固螺釘搖臂軸緊固螺釘搖臂稱套搖臂稱套調(diào)整螺釘調(diào)整螺釘搖臂搖臂定位彈簧定位彈簧v3.4 氣門組v氣門組件主要由氣門、氣門座、氣門導(dǎo)管、氣門彈簧、氣門鎖夾零件組成。v 要求：v 氣門頭部與氣門座貼合嚴(yán)密；v 氣門導(dǎo)管與氣門桿上下運動有

15、良好的導(dǎo)向；v 氣門彈簧的兩端面與氣門桿的中心線相垂直；v 氣門彈簧的彈力足以抑制氣門及其傳動件的運動慣性。 1.氣門組成：氣門頭部、桿身和氣門盤組成功用：頭部是用來密封氣缸的進(jìn)、排氣通道；桿部是用來為氣門的運動導(dǎo)向。任務(wù)條件：受高溫、氣體壓力、氣門彈簧力以及傳動零件慣性力的作用。資料：進(jìn)氣門：中碳合金鋼、耐熱合金鋼； 排氣門：耐熱合金鋼； 氣門頭部的構(gòu)造方式：氣門頭部的構(gòu)造方式：平頂式平頂式結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，吸熱面積小，質(zhì)量也較小，進(jìn)結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，吸熱面積小，質(zhì)量也較小，進(jìn)、排氣門都可采用。、排氣門都可采用。凸頂式（凸頂式（球面頂）球面頂）適用于排氣門，因為其強(qiáng)度高，排氣阻力小，廢氣

16、的適用于排氣門，因為其強(qiáng)度高，排氣阻力小，廢氣的清除效果好，但球形的受勢面積大，質(zhì)量和慣性力大清除效果好，但球形的受勢面積大，質(zhì)量和慣性力大加工較復(fù)雜。加工較復(fù)雜。凹頂式（凹頂式（喇叭頂）喇叭頂）凹頂頭部與桿部的過渡部分具有一定的流線形，可以凹頂頭部與桿部的過渡部分具有一定的流線形，可以減少進(jìn)氣阻力，但其頂部受熱面積大，故適用于進(jìn)氣減少進(jìn)氣阻力，但其頂部受熱面積大，故適用于進(jìn)氣門，而不宜用于排氣門。門，而不宜用于排氣門。 氣門錐角：氣門錐角：概念：氣門頭部與氣門座圈接觸的錐面與氣門頂部平概念：氣門頭部與氣門座圈接觸的錐面與氣門頂部平面的夾角。面的夾角。錐角作用：錐角作用： A、獲得較大的氣門座

17、合壓力，提高密封性和導(dǎo)熱性、獲得較大的氣門座合壓力，提高密封性和導(dǎo)熱性。 B、氣門落座時有較好的對中、定位作用。、氣門落座時有較好的對中、定位作用。C、防止氣流拐彎過大而降低流速。、防止氣流拐彎過大而降低流速。邊緣應(yīng)堅持一定的邊緣應(yīng)堅持一定的厚度，厚度，1 13mm3mm。 2.氣門座氣門座概念： 氣缸蓋的進(jìn)、排氣道與氣門錐面相結(jié)合的部位。 作用： 靠其內(nèi)錐面與氣門錐面的嚴(yán)密貼合密封氣缸。接受氣門傳來的熱量。 氣門座氣門座 3.氣門座圈：氣門座圈： 以較大過盈量鑲嵌在氣門座上的圓環(huán)。以較大過盈量鑲嵌在氣門座上的圓環(huán)。 鑲嵌式氣門座特點：鑲嵌式氣門座特點： 優(yōu)點：提高氣門座的運用壽命，便于改換。

18、優(yōu)點：提高氣門座的運用壽命，便于改換。 缺陷：導(dǎo)熱性差，加工精度高，零落時易造缺陷：導(dǎo)熱性差，加工精度高，零落時易造 成嚴(yán)重事故。成嚴(yán)重事故。 汽油機(jī)：排氣門采用鑲嵌式氣門座汽油機(jī)：排氣門采用鑲嵌式氣門座 柴油機(jī)：進(jìn)氣門采用鑲嵌式氣門座柴油機(jī)：進(jìn)氣門采用鑲嵌式氣門座 氣門座圈氣門座圈 4.氣門導(dǎo)管作用： 為氣門的運動導(dǎo)向，保證氣門直線運動兼起導(dǎo)熱作用。 任務(wù)條件： 任務(wù)溫度較高，約500K。光滑困難，易磨損。 資料： 用含石墨較多的鑄鐵，能提高自光滑作用。 裝配： 氣門與氣門導(dǎo)管間隙0.050.12mm，確保氣門能在導(dǎo)管中自在運動。同時為防止過多光滑油進(jìn)入熄滅室，通常會在氣門導(dǎo)管上安裝橡膠油封。 卡環(huán)：防止氣門導(dǎo)卡環(huán)：防止氣門導(dǎo)管在運用中零落。管在運用中零落。氣門導(dǎo)管氣門導(dǎo)管氣缸蓋氣缸蓋 5.氣門彈簧功用：抑制在氣門封鎖過程中氣門及傳動件的慣性力，保證氣門及時落座并緊緊貼合。并同時防止氣門在發(fā)動機(jī)振動時因跳動而破壞密封；并在氣門開啟時，保證氣門不因