07氣門傳動(dòng)組和可變配氣相位-發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修教案

1、日期： 年 月 日No課題：§3 3,4氣門傳動(dòng)組與可變配氣相位目的要求：1、了解氣門傳動(dòng)組基本組成。W -E-fPW " ."WWfWW.f MWu- r” "W2 、掌握氣門傳動(dòng)組零部件的構(gòu)造與工作原理。3 、掌握可變配氣相位的工作原理重點(diǎn)、難點(diǎn)： 重點(diǎn)：氣門傳動(dòng)組零部件的構(gòu)造與工作原理。難點(diǎn)：可變配氣相位的工作原理。復(fù)習(xí)提問要點(diǎn)：1、配氣機(jī)構(gòu)的作用、組成、工作原理2、氣門組零部件的結(jié)構(gòu)、,作用及工作原理t.f jiu«.if,kghwtmy.,.薄，<>-v4，門,««,*/k r im，mr,er”G，r

2、，3、配氣機(jī)構(gòu)主要零部件的基本維修方法 Vl _ _ _ ， *1M "， 一，一 ,一 _ 一. _ . ， 1- - 一 一、 J 一 一.教具、實(shí)驗(yàn)及教學(xué)手段：_教且二教材、教案、.備課筆記、課件 藪學(xué)手段：講解力主，提問為用HnHnnnRrinmBKnnnnnnnnnflnnnnrnHMnHnnnnAnnnn#nnnnMnnnMnmHnnMnnnnnAnmnHnnnnMHAnrmMMHnHalMMmMinnHmAnMnnHnnHMAnnMMMnnnnHHAnnHannRMnMtanMnriMi作業(yè)布置:教學(xué)反映：課后分析:教學(xué)過程:教學(xué)過程：復(fù)習(xí)1、配氣機(jī)構(gòu)的作用、組成、工作

3、原理2、氣門組零部件的結(jié)構(gòu)、作用及工作原理3、配氣機(jī)構(gòu)主要零部件的基本維修方法新課導(dǎo)入：實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程中， 為了使進(jìn)氣充分、排氣干凈，進(jìn)氣門和排氣門均存在早開晚 關(guān)的情況。而且對于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程也使相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，在上一節(jié)課中我們講過了進(jìn)排氣門的結(jié)構(gòu)，這節(jié)課就具體來講講這個(gè)換氣過程的原理及其在汽車工作過程中的作用。同時(shí)也介紹一下現(xiàn)代氣門的可變配氣相位控制技術(shù)。講解新課：§3 3, 4氣門傳動(dòng)組與可變配氣相位一、四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程包括排氣過程和進(jìn)氣過程。（一） 排氣過程1 .自由排氣階段從排氣門打開到氣缸壓力接近于排氣管壓力的這個(gè)時(shí)期，稱為自由排氣階段。（1）超臨界排氣：

4、廢氣以當(dāng)?shù)匾羲倭鬟^排氣門。圖3-眼3-34氣相位（2）亞臨界排氣：排氣流速小于音速，氣體的流動(dòng)轉(zhuǎn)入亞臨 界狀態(tài)，到某一時(shí)刻缸內(nèi)壓力與排氣管內(nèi)壓力相近時(shí)，自由排 氣階段結(jié)束。2 .強(qiáng)制排氣階段廢氣被上行的活塞強(qiáng)制排出。為使廢氣排除更徹底，排氣 門可以到上止點(diǎn)后10°30° CA （曲軸轉(zhuǎn)角）關(guān)閉。（二）進(jìn)氣過程為增加進(jìn)氣充量，進(jìn)氣門在上止點(diǎn)前打開，下止點(diǎn)后關(guān)閉。（三）配氣定時(shí)（配氣相位）進(jìn)、排氣門實(shí)際開啟和關(guān)閉的時(shí)刻以曲軸轉(zhuǎn)角表示即為配氣定時(shí)，也稱配氣相位。用環(huán)形圖表示配氣相位稱 配氣相位圖。1 .進(jìn)氣提前角其目的是為了保證進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)從進(jìn)氣門打開時(shí)刻到活塞行至上止點(diǎn)所轉(zhuǎn)過的曲

5、軸轉(zhuǎn)角。 開始時(shí)，進(jìn)氣門已開啟較大，增加進(jìn)入氣缸的新鮮氣體或可燃混合氣。2 .進(jìn)氣遲后角3 1）指活塞從下止點(diǎn)行至進(jìn)氣門完全關(guān)閉的曲軸轉(zhuǎn)角。4 2）目的是利用進(jìn)氣氣流慣性和壓力差繼續(xù)進(jìn)氣。5 3）該角度過小，進(jìn)氣氣流慣性未能得到充分利用，降低了進(jìn)氣充量；而該角度過大， 進(jìn)氣氣流慣性已用完，會(huì)導(dǎo)致已經(jīng)進(jìn)入氣缸的新鮮充量又被排出。6 .排氣提前角從排氣門打開到活塞行至下止點(diǎn)所轉(zhuǎn)過的曲軸轉(zhuǎn)角。其目的是利用廢氣壓力，使氣缸內(nèi) 廢氣排得更干凈。但排氣提前角也不宜過大，否則將造成做功能力損失。非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)一般 在 450 550cA7 .排氣遲后角活塞從上止點(diǎn)到排氣門完全關(guān)閉所轉(zhuǎn)過的曲軸轉(zhuǎn)角。目的是利用排

6、氣氣流性慣性使廢氣排除更干凈。非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)該角度一般在 100350cA過大會(huì)造成排出的廢氣又被吸入氣缸。8 .氣門重疊角由于進(jìn)、排氣門的早開和遲閉，就會(huì)有一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)、排氣門同時(shí)開啟的現(xiàn)象，這種現(xiàn) 象稱為氣門重疊，重疊的曲軸轉(zhuǎn)角稱為氣門重疊角。適宜的氣門重疊角， 可以利用氣流壓差和慣性清除殘余廢氣，增加新鮮充量，稱此為燃燒室掃氣。二、四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣效率（一）充氣效率T指每循環(huán)實(shí)際進(jìn)入氣缸的充量與進(jìn)氣狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的理論充量的比值。VimiVh ms式中 Vi、 m實(shí)際進(jìn)入氣缸充量的體積、質(zhì)量；M、ms 進(jìn)氣狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的理論充量的體積、質(zhì)量。所謂進(jìn)氣狀態(tài)是指當(dāng)時(shí)、當(dāng)?shù)氐?/p>

7、大氣狀態(tài)（非增壓機(jī)型）或增壓器壓氣機(jī)出口的氣體狀態(tài)（增壓機(jī)型）。柴油機(jī)充氣效率一般在 0.750.9 ,汽油機(jī)在0.700.85。（二）影響換氣過程的因素分析1 .進(jìn)氣終了壓力PaPa值愈高，Y，值也愈大。減少進(jìn)氣系統(tǒng)流通阻力，可提高 Pao2 .進(jìn)氣終了溫度TaTa愈高，充入氣缸中的工質(zhì)密度愈小，新鮮充量愈少。3 .氣缸內(nèi)殘余廢氣數(shù)量殘余廢氣量增多，不僅使 Y V下降，而且使燃燒惡化，燃油消耗提高，排放惡化。提高 壓縮比，采用多氣門機(jī)構(gòu)，合理的排氣相位，都可以減少氣缸內(nèi)殘余廢氣數(shù)量。教學(xué)過程：4 .配氣相位合理的配氣正時(shí)對提高發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣效率有重要的意義。它可以有效延長進(jìn)、排氣延續(xù)時(shí)間，利用

8、氣流慣性進(jìn)行充氣和掃氣。三、發(fā)動(dòng)機(jī)可變進(jìn)氣控制技術(shù)傳統(tǒng)配氣機(jī)構(gòu)存在的問題：發(fā)動(dòng)機(jī)制造裝配好后，配氣相位角及氣門升程便無法改變。導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)， 在氣門重疊角范圍內(nèi)，由于氣流慣性的減弱，可能造成廢氣倒流。 尤其當(dāng)轉(zhuǎn)速在1000r/min以下時(shí)，更為明顯，容易造成怠速工作不穩(wěn)，功率下降等；而在高轉(zhuǎn)速 時(shí)，又由于進(jìn)氣行程的時(shí)間非常短促，可能造成進(jìn)氣不足、排氣不凈、功率下降。因此傳統(tǒng) 的配氣機(jī)構(gòu)難以同時(shí)兼顧高低轉(zhuǎn)速時(shí)對配氣相位的要求。理想的配氣相位角：隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷及其它工況而改變。1 . VTEC的基本結(jié)構(gòu)本田ACCORD （雅閣）F23A和F20B1發(fā)動(dòng)機(jī)的VTEC機(jī)構(gòu)。主要由氣門、凸輪

9、、搖臂、 同步活塞等組成。排氣凸輪2、6與常規(guī)排氣凸輪相同。進(jìn)氣有3個(gè)凸輪，主進(jìn)氣凸輪 3有較大的進(jìn)氣提前角和較大的氣門升程，輔助進(jìn)氣凸輪 5有較小的進(jìn)氣提前角和較小的氣門升程，還增加了一個(gè)中間進(jìn)氣凸輪4,其具有最大的進(jìn)氣提前角和最大的氣門升程。三個(gè)進(jìn)氣凸輪分別驅(qū)動(dòng)三根搖臂，與主凸輪、輔助凸輪和中間凸輪相對應(yīng)的搖臂分別為 主搖臂7、輔助搖臂5和中間搖臂6。三根搖臂內(nèi)部裝有由液壓控制移動(dòng)的同步活塞3和4、正時(shí)活塞1等。2 . VTEC的工作原理（1）工作過程 發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)，VTEC機(jī)構(gòu)的油道內(nèi)沒有機(jī)油壓力，正時(shí)活塞、同步活塞和止推活塞在回位彈簧作用下都處于左端，正時(shí)板卡入正時(shí)活塞14,使其不能移

10、動(dòng)，此時(shí)正時(shí)活塞和同步活塞 13正好處在主搖臂5內(nèi)，同步活塞12處在中間搖臂6內(nèi)，止推活 塞11處在輔助搖臂7內(nèi)，使三根搖臂分離，彼此獨(dú)立工作。主凸輪 2和輔助凸輪4分別推 動(dòng)主搖臂和輔助搖臂，控制兩個(gè)進(jìn)氣門的開閉。主凸輪升程較大，所以它驅(qū)動(dòng)的氣門開度較 大；輔助凸輪升程較小，所以它驅(qū)動(dòng)的氣門開度較小。這時(shí)，中間搖臂6雖然也被凸輪驅(qū)動(dòng)， 但因?yàn)槿齻€(gè)搖臂彼此分離獨(dú)立，所以中間搖臂并不參與工作，對氣門動(dòng)作無影響。 因此，發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)，VTEC工作和普通發(fā)動(dòng)機(jī)相似。發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到某一個(gè)設(shè)定的高轉(zhuǎn)速（如3000r/min） 時(shí)，由ECU傳來的信號打開 VTEC電磁閥，壓力機(jī)油通過搖臂軸上的油孔16進(jìn)入正時(shí)

11、活塞，正時(shí)板移出，推動(dòng)搖臂內(nèi)的正時(shí)活塞，使三根搖臂鎖成一體。由于中間凸輪升程最高， 搖臂鎖為一體后由它驅(qū)動(dòng)，進(jìn)氣門開啟時(shí)間延長， 升程增加。所以發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，VTEC系統(tǒng)改變氣門正時(shí)和氣門升程，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩提高。圖3-40 VTEC控制系統(tǒng)1-液壓油道2-壓力開關(guān)3-電磁閥3-42 四行程 發(fā)動(dòng)機(jī)換氣損失當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速再次降低到某一個(gè)設(shè) 定的低轉(zhuǎn)速時(shí)，VTEC電磁閥斷電，切 斷油路，搖臂內(nèi)的液壓也隨之降低，活 塞在回位彈簧作用下退回原位，三根搖 臂再次分離，獨(dú)立工作。（2）工作過程控制VTEC系統(tǒng)的氣門工作狀態(tài)的切換由控制系統(tǒng)控制（圖 3-40）,它主要由傳感器、控制單元和執(zhí) 行器組成。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECU根據(jù)轉(zhuǎn) 速傳感器、車速傳感器、水溫傳感器、 負(fù)荷傳感器等信號進(jìn)行判斷，輸出相應(yīng) 的控制信號，通過電磁閥3調(diào)節(jié)搖臂內(nèi)活塞液壓系統(tǒng)， 使發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的工況下由不同的凸 輪控制，從而使進(jìn)氣門的開度和正時(shí)處于較佳狀態(tài)。VTEC電磁閥開啟后，控制系統(tǒng)通過壓力開關(guān)2反饋一信號給ECU,以監(jiān)控系統(tǒng)工作。四、氣門傳動(dòng)組的修理（1） 凸輪軸及軸承維修1、軸：彎，凸輪磨損，鍵槽磨損，軸頸磨損，偏