汽車配氣機(jī)構(gòu)

1、汽車構(gòu)造汽車構(gòu)造姓名：王侃偉辦公室：航空樓B806電話mail：第三章配氣機(jī)構(gòu) 講課提綱第一節(jié)第一節(jié) 配氣機(jī)構(gòu)的功用及組成配氣機(jī)構(gòu)的功用及組成第二節(jié)第二節(jié) 配氣定時及氣門間隙配氣定時及氣門間隙第三節(jié)第三節(jié) 氣門組氣門組第四節(jié)第四節(jié) 氣門傳動組氣門傳動組 一、充氣效率一、充氣效率定義：表征新鮮充量充滿氣缸的程度，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。影響因素：進(jìn)氣終了時氣缸壓力；進(jìn)氣終了時氣缸內(nèi)溫度；上一循環(huán)殘留在氣缸內(nèi)的高溫廢氣。提高措施：減小進(jìn)氣門處的流動損失；減小整個進(jìn)氣管道的流通阻力；減少對混合氣的熱傳導(dǎo)；減小排氣系統(tǒng)對氣流的阻

2、力；合理選擇配氣相位。 第一節(jié)第一節(jié) 配氣機(jī)構(gòu)的功用及組成配氣機(jī)構(gòu)的功用及組成0cMM實(shí)際測定方法 流量計測出發(fā)動機(jī)每小時實(shí)際充氣量 （m3/h) 理論空氣量由下式計算：V16021000 niLVVss 1svVV柴油機(jī)：柴油機(jī)：0.750.90.750.9汽油機(jī)：汽油機(jī)：0.70.750.70.75影響充氣效率的因素1進(jìn)氣終了的壓力Pa:asappp1）進(jìn)氣阻力）進(jìn)氣阻力:ap包括沿程流動阻力和局部流動阻力包括沿程流動阻力和局部流動阻力22vpa2）負(fù)荷汽油機(jī): 負(fù)荷的調(diào)節(jié)靠節(jié)氣門開度的大??； 轉(zhuǎn)速不變時，負(fù)荷越小，節(jié)氣門開度越小，流動阻力大 ； 隨著節(jié)氣門開度的減小，進(jìn)氣終了壓力隨著轉(zhuǎn)速

3、的增加而下降得越快。 柴油機(jī)： 負(fù)荷的調(diào)節(jié)靠供油量的多少，流動阻力基本不變。影響充氣效率的因素Taav 引起進(jìn)氣溫升的原因：引起進(jìn)氣溫升的原因： 高溫零件的加熱；高溫零件的加熱； 殘余廢氣與新鮮充量混合而引起的溫升。殘余廢氣與新鮮充量混合而引起的溫升。vaTn負(fù)荷一定時：負(fù)荷一定時：轉(zhuǎn)速一定時：負(fù)荷轉(zhuǎn)速一定時：負(fù)荷 熱負(fù)荷熱負(fù)荷 vaT2進(jìn)氣終了的溫度進(jìn)氣終了的溫度Ta：影響充氣效率的因素v3殘余廢氣系數(shù)：殘余廢氣系數(shù)：4壓縮比：壓縮比：減小排氣阻力，降低殘余廢氣系數(shù)減小排氣阻力，降低殘余廢氣系數(shù)排氣遲閉角增大，可降低殘余廢氣系數(shù)排氣遲閉角增大，可降低殘余廢氣系數(shù)v影響充氣效率的因素5配氣相位

4、：scscVVVVPabczVp0VcVsr四沖程非增壓發(fā)動機(jī)示功圖四沖程非增壓發(fā)動機(jī)示功圖VrVs反映了進(jìn)氣遲閉角度的影響。反映了進(jìn)氣遲閉角度的影響。maxap影響充氣效率的因素二、功用二、功用 按照發(fā)動機(jī)每一氣缸內(nèi)所進(jìn)行的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求，定時開啟各缸的進(jìn)、排氣門，使新鮮可燃混合氣或空氣及時進(jìn)入氣缸，廢氣及時從氣缸排出。三、組成三、組成 配氣機(jī)構(gòu)常見有兩種方式：氣門式配氣機(jī)構(gòu)和氣孔式配氣機(jī)構(gòu)。 氣門式配氣機(jī)構(gòu)包括側(cè)置氣門式和頂置氣門式兩種。 氣門開啟結(jié)構(gòu)：搖臂驅(qū)動；擺臂驅(qū)動；凸輪軸直接驅(qū)動 氣門式配氣機(jī)構(gòu)通常由氣門組和氣門傳動組組成。 氣門的布置形式配氣機(jī)構(gòu)的工作過程凸輪軸的布置形

5、式 凸輪軸下置、凸輪軸中置和凸輪軸上置對頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)按凸輪軸位置分：1 1、 凸輪軸下置式凸輪軸下置式 優(yōu)點(diǎn)：凸輪軸離曲軸近，可用齒輪傳動； 缺點(diǎn)：傳動鏈長，整個機(jī)構(gòu)剛性差。 2 2 、凸輪軸中置式、凸輪軸中置式優(yōu)點(diǎn)：傳動機(jī)構(gòu)剛度有所增加； 缺點(diǎn)：凸輪軸驅(qū)動變復(fù)雜。3 3 、凸輪軸上置式、凸輪軸上置式 優(yōu)點(diǎn)：機(jī)構(gòu)剛度最好； 缺點(diǎn)：凸輪軸驅(qū)動復(fù)雜。 凸輪軸的傳動5 5、 每缸氣門數(shù)每缸氣門數(shù) 一般發(fā)動機(jī)為一進(jìn)一排兩氣門，且進(jìn)氣門比排氣門大。 多氣門發(fā)動機(jī)使用最多的是四氣門發(fā)動機(jī)，每缸氣門數(shù)及其排列方式第二節(jié)第二節(jié) 配氣定時及氣門間隙配氣定時及氣門間隙一、配氣定時一、配氣定時 指以曲軸轉(zhuǎn)角所

6、表示的進(jìn)、排氣門實(shí)際開閉時刻及其所持續(xù)的時間。用相對于上、下止點(diǎn)的曲軸轉(zhuǎn)角的環(huán)形圖（配氣相位圖）表示。 1 1 、進(jìn)氣門、進(jìn)氣門 進(jìn)氣提前角：=030 進(jìn)氣遲后角：=3080 持續(xù)角：180+ 2 2 、排氣門、排氣門 排氣提前角：=4080 排氣遲后角：=030 持續(xù)角：180+ 3 3 、氣門重疊角、氣門重疊角 活塞位于上止點(diǎn)時，進(jìn)排氣門同時開啟。+二、氣門間隙二、氣門間隙 發(fā)動機(jī)冷態(tài)時，在氣門及其傳動機(jī)構(gòu)中，留有適當(dāng)間隙以補(bǔ)償氣門受熱后的膨脹量，此間隙即為氣門間隙。 氣門間隙一般由發(fā)動機(jī)制造廠根據(jù)試驗(yàn)確定。本田本田車系車系可變可變氣門氣門相位相位VTECVTEC大眾車系可變氣門正時機(jī)構(gòu)大

7、眾車系可變氣門正時機(jī)構(gòu)VVTVVT原理原理大眾車系可變氣門正時機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是只改變進(jìn)氣門開、關(guān)時間的早晚，配氣相位角值不變（時間平移即早開、早關(guān)；晚開、晚關(guān)），不改變進(jìn)氣門升程的大小。豐田車系智能可變氣門正時系統(tǒng)豐田車系智能可變氣門正時系統(tǒng)VVT-iVVT-i第三節(jié)第三節(jié) 氣門組氣門組氣門組包括氣門、氣門導(dǎo)管、氣門座及氣門彈簧等。氣門組應(yīng)保證氣門能夠?qū)崿F(xiàn)氣缸的密封。 氣門頂置式配氣機(jī)構(gòu)的組成氣門組 氣門傳動組氣門組零件氣門氣門1 1、 工作條件及要求工作條件及要求 要求氣門有足夠強(qiáng)度、剛度、耐熱性和耐磨性。 進(jìn)氣門一般用合金鋼制造；排氣門用耐熱合金鋼制造。2 2 、氣門頭頂面、氣門頭頂面 平頂：

8、結(jié)構(gòu)簡單，吸熱面積小，進(jìn)排氣門都可使用。應(yīng)用最多。 凹頂：適于作進(jìn)氣門，加工復(fù)雜，受熱面積大，不宜作排氣門。 凸頂：排氣阻力小，強(qiáng)度高，適于作排氣門，但質(zhì)量大，受熱面積大，加工復(fù)雜。氣門組零件氣門3 3 、氣門密封、氣門密封 氣門密封錐面的錐角為氣門錐角，一般為45 ，也有的為30 。4 4 、氣門散熱、氣門散熱 氣門頭部的熱量直接通過氣門座以及通過氣門桿、經(jīng)氣門導(dǎo)管而傳到氣缸蓋上，最終被冷卻液帶走。 為提高散熱性能： 氣門頭與氣門座密封良好； 氣門頭與氣門桿過渡部分應(yīng)圓滑； 氣門桿與氣門導(dǎo)管間隙盡可能小。 5 5、氣門桿、氣門桿 氣門桿應(yīng)具有一定耐磨性，其桿端形狀決定于氣門彈簧座的固定方式。

9、二、氣門座與氣門座圈二、氣門座與氣門座圈 氣門座可在氣缸蓋上直接鏜出，也可用較好的材料單獨(dú)制作，然后鑲嵌到氣缸蓋上。氣門組零件氣門導(dǎo)管和氣門座三、氣門導(dǎo)管三、氣門導(dǎo)管 主要起導(dǎo)向作用，保證氣門作直線往復(fù)運(yùn)動，同時，氣門導(dǎo)管還起導(dǎo)熱作用。四、氣門彈簧四、氣門彈簧 保證氣門及時落座并緊緊貼合，同時防止發(fā)動機(jī)振動時氣門跳動。 為防止共振，可采取以下措施： 雙氣門彈簧； 變螺距彈簧； 錐形彈簧五、氣門旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)五、氣門旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 可使氣門頭沿圓周溫度分布均勻，同時，摩擦錐面上的摩擦力能阻止沉積物形成。 通過變厚度凹槽的設(shè)計，使得氣門旋轉(zhuǎn)。第四節(jié)第四節(jié) 氣門傳動組氣門傳動組 氣門傳動組主要包括凸輪軸正時齒輪

10、、挺柱、推桿、搖臂、搖臂軸等。 作用是使進(jìn)排氣門能按配氣相位規(guī)定的時刻開閉，且保證有足夠的開度。一、凸輪軸一、凸輪軸 1 1 、工作條件、工作條件：承受周期性載荷，要求有足夠的剛度和耐磨性。一般用優(yōu)質(zhì)鋼模鍛。 2 2 、構(gòu)造、構(gòu)造 （1）組成：主要有進(jìn)排氣凸輪，驅(qū)動分電器的齒輪和驅(qū)動油泵的偏心輪。 氣門傳動組零件凸輪軸（2）支承： 有全支承和非全支承。（3）凸輪 相對角位置符合各缸發(fā)火次序和發(fā)火間隙時間的要求。 同一氣缸進(jìn)排氣凸輪的相對角位置與既定的配氣相位相適應(yīng)。氣門傳動組零件定時（正時）齒輪（4）凸輪形狀 凸輪的輪廓形狀決定著氣門的開啟持續(xù)時間和氣門升程及運(yùn)動規(guī)律。（5）凸輪軸的傳動 齒輪

11、傳動：多用于凸輪軸下置、中置發(fā)動機(jī)。 鏈傳動：適于凸輪軸上置發(fā)動機(jī)，不如齒輪傳動可靠。 齒形帶傳動：適于凸輪軸上置式發(fā)動機(jī)，噪聲小，工作可靠。（6）凸輪軸定位 上置式凸輪軸，利用凸輪軸承蓋的兩個端面和凸輪軸軸頸兩側(cè)的凸肩進(jìn)行軸向定位。 中下置式凸輪軸，多采用止推板形式。二、挺柱二、挺柱 將凸輪的推力傳給推桿，并承受凸輪軸旋轉(zhuǎn)時所施加的側(cè)向力。 1 1、 工作條件工作條件 由于與凸輪間高速運(yùn)動，要求必須耐磨。一般用鎳鉻合金鑄鐵制造。結(jié)構(gòu)形式上包括機(jī)械挺柱和液力挺柱。氣門傳動組零件挺柱2 2、 機(jī)械挺柱機(jī)械挺柱 機(jī)械挺柱會存在偏磨損。 為減小挺柱的磨損，采取以下措施： （1）在挺柱底面鑲嵌耐磨合金

12、屬； （2）使用滾子挺柱； （3）挺柱表面做成球面，凸輪工作面制成錐面； （4）挺柱中心線與凸輪中心線不相重合 。3 3、 液力挺柱液力挺柱 使用液力挺柱，實(shí)現(xiàn)了零氣門間隙。氣門傳動組零件液壓挺柱三、推桿三、推桿 將從挺柱傳來的力傳給搖臂。要求其抗彎曲剛度高，質(zhì)量小，兩端焊球頭和球座。氣門傳動組零件推桿四、搖臂四、搖臂 將推桿或凸輪傳來的運(yùn)動和作用力改變方向傳給氣門。氣門傳動組零件搖臂及其支架 已知某微型轎車發(fā)動機(jī)為三缸四沖程汽油機(jī)，其配氣相位為進(jìn)氣：=22CA；=62CA；排氣=52CA；=20CA。試求：1）畫出該發(fā)動機(jī)的配氣相位圖； 2）當(dāng)該發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為3000r/min時，計算每循環(huán)的進(jìn)、排氣持續(xù)時間各是多少秒？ 3）該機(jī)作功間隔角是多少CA; 4）該機(jī)當(dāng)?shù)谝桓渍幱谧鞴ο轮裹c(diǎn)時，