發(fā)動機構造配氣機構課件

發(fā)動機構造配氣機構發(fā)動機構造配氣機構發(fā)動機構造配氣機構發(fā)動機構造配氣機構發(fā)動機構造配氣機構發(fā)動機構造配氣機構1發(fā)動機構造配氣機構課件2發(fā)動機構造配氣機構課件3發(fā)動機構造配氣機構課件4第一節(jié)配氣機構的組成每組的零件組成與氣門的位置、凸輪軸的位置、氣門驅動形式有關。從構造上看，氣門式配氣機構的種類可按氣門的位置劃分為側置氣門〔見圖3-1〕和頂置氣門〔見圖3-2a,圖3-2b〕。氣門式配氣機構氣門組：氣門、氣門座和氣門座圈、氣門導管、氣門彈簧〔氣門旋轉機構〕氣門傳動組：凸輪軸、挺柱、推桿、搖臂〔擺臂與氣門間隙自動補償器〕第一節(jié)配氣機構的組成每組的零件組成與氣門的位5發(fā)動機構造配氣機構課件6發(fā)動機構造配氣機構課件7氣門頂置式配氣機構

1.組成氣門(valve)、氣門導管、彈簧、彈簧座，搖臂軸、搖臂、推桿、挺柱、凸輪軸、正時齒輪(timinggear)。

2.原理曲軸—正時齒輪—凸輪軸—凸輪—挺柱—推桿—搖臂—氣門。

曲軸與凸輪軸傳動比2:1。挺柱推桿凸輪氣門頂置式配氣機構挺柱推桿凸輪8

頂置氣門及傳動機構頂置氣門及傳動機構9發(fā)動機構造配氣機構課件10一、側置氣門SV〔Sidevalve〕：

是進、排氣門沿著汽缸排列的型式，如圖3-1所示，屬于氣門系統(tǒng)中構造最簡單的一種。發(fā)動機的總高度較低，也沒有推桿間隙調整問題。但是，這種構造的燃燒室形狀造成壓縮比不高，熱效率較低，目前這種型式的配氣機構已趨于淘汰。

總結：SV——構造簡單、性能低。

二、頂置氣門〔Overheadvalve〕：

一、側置氣門SV〔Sidevalve〕：

11發(fā)動機構造配氣機構課件12發(fā)動機構造配氣機構課件13發(fā)動機構造配氣機構課件14凸輪軸頂置〔OHC：Overheadcamshaft〕將凸輪軸布置于汽缸頂部〔圖3-5〕的優(yōu)點：去掉了推桿那樣的往復運動局部，而且凸輪直接與搖臂接觸或直接驅動氣門，從而使發(fā)動機在高速旋轉時也能準確地正時，氣門能平穩(wěn)地開閉。當然，由于凸輪軸位于汽缸上方很高的位置上，增加了發(fā)動機的高度，也使得曲軸與凸輪軸之間的轉動要使用長的鏈條或皮帶。為了保證正時、還需安裝一些調節(jié)裝置，使機構變得復雜。凸輪軸頂置〔OHC：Overheadcamshaft〕15發(fā)動機構造配氣機構課件16第二節(jié)

配氣定時一、氣門動作的實際過程〔見圖3-7〕二、配氣相位第二節(jié)配氣定時一、氣門動作的實際過程〔見圖3-7〕17發(fā)動機構造配氣機構課件18一、氣門動作的實際過程〔見圖3-7〕1．進氣沖程在活塞下降階段，被一個凸輪頂出的搖臂壓向進氣門，氣門翻開。汽油和空氣的混合氣從進氣口被大氣壓壓入氣門。

2．壓縮沖程活塞下降完畢，跟著開場上升。同時，凸輪軸以曲軸的1/2速度運轉，這是因為曲輪皮帶輪的直徑是凸輪軸皮帶輪直徑的1/2。二個凸輪的尖端都在哪個搖臂也沒頂出的位置上，所以進排氣門都在卷簧的力的作用下處于關閉狀態(tài)，進氣沖程的進氣沖程中吸入的混合氣被壓縮。一、氣門動作的實際過程〔見圖3-7〕193．爆發(fā)沖程在壓縮沖程接近完畢時，火花塞電火花點燃燃燒室內的混合氣，混合氣爆發(fā)，氣體急劇膨脹，壓下活塞，帶動曲軸運轉，產生動能。在這個過程中，凸輪不在頂出搖臂的位置上，兩個氣門仍處在關閉狀態(tài)。

4．排氣沖程活塞到達下止點位置上，再次開場上升，這樣排氣門方面的凸輪尖端轉動，頂起搖臂。所以，排氣門翻開，開場排氣。進氣門方面的凸輪的尖端緊接其后動作，所以又后進氣沖程開場重復一樣的動作。3．爆發(fā)沖程20發(fā)動機構造配氣機構課件21二、配氣相位以曲軸轉角表示的進、排氣門開閉時刻及其開啟的持續(xù)時間稱作配氣相位〔定時〕。配氣相位可以用配氣相位圖來表示〔見圖3-8〕(動畫效果演示)1．進氣門提前開：進氣沖程開場時，進氣門接近全開，進氣阻力小。2．進氣門延遲關閉，利用進氣慣性多進氣。3．排氣門提前開：先自由排氣，減少排氣沖程時活塞上行阻力。4．排氣門延遲關閉：利用排氣慣性，使廢氣排得更干凈。由于進氣門早開和排氣門晚關，致使活塞在上止點附近出現進、排氣門同時開啟的現象——氣門重疊，它等于進氣提前角與排氣遲后角之和。二、配氣相位22發(fā)動機構造配氣機構課件23發(fā)動機高速運轉時氣門重疊角大，

低速運轉時氣門重疊角小發(fā)動機高速運轉時氣門重疊角大，

低速運轉時氣門重疊角小24第三節(jié)氣門組一、氣門組

1.組成氣門、氣門彈簧、彈簧座(springcollar)、鎖片(springfixing)、氣門導管。

2.要求貼合嚴密、良好導向、開閉迅速。氣門油封第三節(jié)氣門組一、氣門組氣門油封25

〔1〕氣門導管(valveguide):壓入導管孔，飛濺潤滑。〔2〕氣門座(seat)〔3〕氣門旋轉機構〔4〕氣門：合金鋼制成。密封錐面研配。氣門桿鎖片固定。發(fā)動機構造配氣機構課件26二、氣門1.氣門的工作條件：氣門溫度高〔進氣門為300～400℃，排氣門為600～800℃〕；受沖擊力大；潤滑差，易腐蝕。2．氣門材料進氣門：合金鋼排氣門：高鉻耐熱鋼3．氣門構造：進、排氣門均為菌形氣門，由氣門頭部和氣門桿兩局部組成〔見圖3-11〕，氣門頂面有平頂、凸頂和凹頂等形狀〔見圖3-12〕。目前應用最多的是平頂氣門。氣門與氣門座或氣門座圈之間靠錐面密封。氣門錐角一般為45°、30°〔很少采用〕。4．每缸氣門數：二、氣門27特點：但凡進氣門和排氣門數量一樣時，進氣門頭部直徑總比排氣門大；但凡進氣門數比排氣門數多時，排氣門頭部直徑總比進氣門大特點：但凡進氣門和排氣門數量一樣時，進氣門頭部直徑總28發(fā)動機構造配氣機構課件29發(fā)動機構造配氣機構課件30圖3-11氣門構造研配圖3-11氣門構造研配31圖3-12氣門頂面的形狀圖3-12氣門頂面的形狀32三、氣門座與氣門座圈

四、氣門導管：主要起導向作用，間隙不能太大。

五、氣門彈簧：一般為等螺距圓柱形螺旋彈簧

〔見圖3-15〕。但為避開共振，也采用變螺距氣門彈簧、雙氣門彈簧

六、氣門旋轉機構三、氣門座與氣門座圈

四、氣門導管：主33第四節(jié)氣門傳動組二、氣門傳動組凸輪軸、正時齒輪、挺柱及導管、推桿、搖臂、搖臂軸。按配氣相位規(guī)定的時刻開閉進、排氣門，并有足夠開度。第四節(jié)氣門傳動組二、氣門傳動組34凸輪軸

1.凸輪軸工作條件及材料：模鍛或鑄造制成

2.凸輪軸構造：如圖3－16為凸輪軸的構造，它由凸輪軸軸頸，進、排氣凸輪等組成。進、排氣門開啟和關閉的時刻、持續(xù)時間以及開閉的速度等分別由凸輪軸上的進、排凸輪控制。凸輪和凸輪軸采用整體制造，凸輪輪廓見圖3－17。

3.凸輪軸傳動機構：凸輪軸由曲軸驅動，其傳動機構有齒輪式、鏈條式及齒形帶式。

*齒輪式傳動機構用于下置式和中置式凸輪軸的傳動。

*鏈條式傳動機構用于中置式和上置式凸輪軸的傳動。

*齒形帶式傳動機構用于上置式凸輪軸的傳動。

4.凸輪軸的軸向定位凸輪軸35發(fā)動機構造配氣機構課件36以下圖是直列6缸DOHC發(fā)動機所用的凸輪軸。右以下圖是直列4缸SOHC發(fā)動機所用的凸輪軸。進、排氣門都排列在同一根軸上。圖3-11DOHC所用凸輪軸和SOHC所用凸輪軸以下圖是直列6缸DOHC發(fā)動機所用的凸輪軸。右以下圖是直列437凸輪軸上各同名凸輪的相對角位置符合各缸發(fā)火次序模鍛或鑄造制成凸輪軸上各同名凸輪的相對角位置符合各缸發(fā)火次序38

正時齒輪的正時記號發(fā)動機構造配氣機構課件39〔3〕凸輪軸傳動機構1〕齒輪傳動機構2〕鏈傳動機構〔3〕凸輪軸傳動機構403〕齒形帶傳動機構3〕齒形帶傳動機構41圖3-17凸輪的輪廓及形狀圖3-17凸輪的輪廓及形狀42氣門間隙(valveclearance)

冷態(tài)裝配時，氣門與傳動機構留出適當間隙，以補償熱膨脹量。氣門間隙(valveclearance)43挺柱氣門挺柱位于凸輪與推桿之間，承受凸輪的動作。因此，挺柱是凸輪從動件。它可分為機械挺柱和液力挺柱兩大類。圖3-18帶有間隙自調整裝置的氣門挺柱-液力挺柱

挺柱圖3-18帶有間隙自調整裝置的氣門挺柱-液力挺柱44搖臂

從DOHC發(fā)動機開場，凸輪直接驅動氣門桿，就是所謂的直動式，但現在仍然還有搖臂式的DOHC發(fā)動機。搖臂式用的是杠桿原理，SOHC和ODHC的不同之處在于搖臂軸位置不同。根據杠桿原理、凸輪鼻高度、氣門升程等設定最好的搖臂軸位置。搖臂式的氣門間隙易調整，但構造復雜，高速運動時搖臂存在彎曲問題。搖臂45圖3-19SOHC和DOHC搖臂圖3-19SOHC和DOHC搖臂46謝謝欣賞！2021/11/547謝謝欣賞！2021/11/547發(fā)動機構造配氣機構發(fā)動機構造配氣機構發(fā)動機構造配氣機構發(fā)動機構造配氣機構發(fā)動機構造配氣機構發(fā)動機構造配氣機構48發(fā)動機構造配氣機構課件49發(fā)動機構造配氣機構課件50發(fā)動機構造配氣機構課件51第一節(jié)配氣機構的組成每組的零件組成與氣門的位置、凸輪軸的位置、氣門驅動形式有關。從構造上看，氣門式配氣機構的種類可按氣門的位置劃分為側置氣門〔見圖3-1〕和頂置氣門〔見圖3-2a,圖3-2b〕。氣門式配氣機構氣門組：氣門、氣門座和氣門座圈、氣門導管、氣門彈簧〔氣門旋轉機構〕氣門傳動組：凸輪軸、挺柱、推桿、搖臂〔擺臂與氣門間隙自動補償器〕第一節(jié)配氣機構的組成每組的零件組成與氣門的位52發(fā)動機構造配氣機構課件53發(fā)動機構造配氣機構課件54氣門頂置式配氣機構

1.組成氣門(valve)、氣門導管、彈簧、彈簧座，搖臂軸、搖臂、推桿、挺柱、凸輪軸、正時齒輪(timinggear)。

2.原理曲軸—正時齒輪—凸輪軸—凸輪—挺柱—推桿—搖臂—氣門。

曲軸與凸輪軸傳動比2:1。挺柱推桿凸輪氣門頂置式配氣機構挺柱推桿凸輪55

頂置氣門及傳動機構頂置氣門及傳動機構56發(fā)動機構造配氣機構課件57一、側置氣門SV〔Sidevalve〕：

是進、排氣門沿著汽缸排列的型式，如圖3-1所示，屬于氣門系統(tǒng)中構造最簡單的一種。發(fā)動機的總高度較低，也沒有推桿間隙調整問題。但是，這種構造的燃燒室形狀造成壓縮比不高，熱效率較低，目前這種型式的配氣機構已趨于淘汰。

總結：SV——構造簡單、性能低。

二、頂置氣門〔Overheadvalve〕：

一、側置氣門SV〔Sidevalve〕：

58發(fā)動機構造配氣機構課件59發(fā)動機構造配氣機構課件60發(fā)動機構造配氣機構課件61凸輪軸頂置〔OHC：Overheadcamshaft〕將凸輪軸布置于汽缸頂部〔圖3-5〕的優(yōu)點：去掉了推桿那樣的往復運動局部，而且凸輪直接與搖臂接觸或直接驅動氣門，從而使發(fā)動機在高速旋轉時也能準確地正時，氣門能平穩(wěn)地開閉。當然，由于凸輪軸位于汽缸上方很高的位置上，增加了發(fā)動機的高度，也使得曲軸與凸輪軸之間的轉動要使用長的鏈條或皮帶。為了保證正時、還需安裝一些調節(jié)裝置，使機構變得復雜。凸輪軸頂置〔OHC：Overheadcamshaft〕62發(fā)動機構造配氣機構課件63第二節(jié)

配氣定時一、氣門動作的實際過程〔見圖3-7〕二、配氣相位第二節(jié)配氣定時一、氣門動作的實際過程〔見圖3-7〕64發(fā)動機構造配氣機構課件65一、氣門動作的實際過程〔見圖3-7〕1．進氣沖程在活塞下降階段，被一個凸輪頂出的搖臂壓向進氣門，氣門翻開。汽油和空氣的混合氣從進氣口被大氣壓壓入氣門。

2．壓縮沖程活塞下降完畢，跟著開場上升。同時，凸輪軸以曲軸的1/2速度運轉，這是因為曲輪皮帶輪的直徑是凸輪軸皮帶輪直徑的1/2。二個凸輪的尖端都在哪個搖臂也沒頂出的位置上，所以進排氣門都在卷簧的力的作用下處于關閉狀態(tài)，進氣沖程的進氣沖程中吸入的混合氣被壓縮。一、氣門動作的實際過程〔見圖3-7〕663．爆發(fā)沖程在壓縮沖程接近完畢時，火花塞電火花點燃燃燒室內的混合氣，混合氣爆發(fā)，氣體急劇膨脹，壓下活塞，帶動曲軸運轉，產生動能。在這個過程中，凸輪不在頂出搖臂的位置上，兩個氣門仍處在關閉狀態(tài)。

4．排氣沖程活塞到達下止點位置上，再次開場上升，這樣排氣門方面的凸輪尖端轉動，頂起搖臂。所以，排氣門翻開，開場排氣。進氣門方面的凸輪的尖端緊接其后動作，所以又后進氣沖程開場重復一樣的動作。3．爆發(fā)沖程67發(fā)動機構造配氣機構課件68二、配氣相位以曲軸轉角表示的進、排氣門開閉時刻及其開啟的持續(xù)時間稱作配氣相位〔定時〕。配氣相位可以用配氣相位圖來表示〔見圖3-8〕(動畫效果演示)1．進氣門提前開：進氣沖程開場時，進氣門接近全開，進氣阻力小。2．進氣門延遲關閉，利用進氣慣性多進氣。3．排氣門提前開：先自由排氣，減少排氣沖程時活塞上行阻力。4．排氣門延遲關閉：利用排氣慣性，使廢氣排得更干凈。由于進氣門早開和排氣門晚關，致使活塞在上止點附近出現進、排氣門同時開啟的現象——氣門重疊，它等于進氣提前角與排氣遲后角之和。二、配氣相位69發(fā)動機構造配氣機構課件70發(fā)動機高速運轉時氣門重疊角大，

低速運轉時氣門重疊角小發(fā)動機高速運轉時氣門重疊角大，

低速運轉時氣門重疊角小71第三節(jié)氣門組一、氣門組

1.組成氣門、氣門彈簧、彈簧座(springcollar)、鎖片(springfixing)、氣門導管。

2.要求貼合嚴密、良好導向、開閉迅速。氣門油封第三節(jié)氣門組一、氣門組氣門油封72

〔1〕氣門導管(valveguide):壓入導管孔，飛濺潤滑?！?〕氣門座(seat)〔3〕氣門旋轉機構〔4〕氣門：合金鋼制成。密封錐面研配。氣門桿鎖片固定。發(fā)動機構造配氣機構課件73二、氣門1.氣門的工作條件：氣門溫度高〔進氣門為300～400℃，排氣門為600～800℃〕；受沖擊力大；潤滑差，易腐蝕。2．氣門材料進氣門：合金鋼排氣門：高鉻耐熱鋼3．氣門構造：進、排氣門均為菌形氣門，由氣門頭部和氣門桿兩局部組成〔見圖3-11〕，氣門頂面有平頂、凸頂和凹頂等形狀〔見圖3-12〕。目前應用最多的是平頂氣門。氣門與氣門座或氣門座圈之間靠錐面密封。氣門錐角一般為45°、30°〔很少采用〕。4．每缸氣門數：二、氣門74特點：但凡進氣門和排氣門數量一樣時，進氣門頭部直徑總比排氣門大；但凡進氣門數比排氣門數多時，排氣門頭部直徑總比進氣門大特點：但凡進氣門和排氣門數量一樣時，進氣門頭部直徑總75發(fā)動機構造配氣機構課件76發(fā)動機構造配氣機構課件77圖3-11氣門構造研配圖3-11氣門構造研配78圖3-12氣門頂面的形狀圖3-12氣門頂面的形狀79三、氣門座與氣門座圈

四、氣門導管：主要起導向作用，間隙不能太大。

五、氣門彈簧：一般為等螺距圓柱形螺旋彈簧

〔見圖3-15〕。但為避開共振，也采用變螺距氣門彈簧、雙氣門彈簧

六、氣門旋轉機構三、氣門座與氣門座圈

四、氣門導管：主80第四節(jié)氣門傳動組二、氣門傳動組凸輪軸、正時齒輪、挺柱及導管、推桿、搖臂、搖臂軸。按配氣相位規(guī)定的時刻開閉進、排氣門，并有足夠開度。第四節(jié)氣門傳動組二、氣門傳動組81凸輪軸

1.凸輪軸工作條件及材料：模鍛或鑄造制成

2.凸輪軸構造：如圖3－16為凸輪軸的構造，它由凸輪軸軸頸，進、排氣凸輪等組成。進、排氣門開啟和關閉的時刻、持續(xù)時間以及開閉的速度等分別由凸輪軸上的進、排凸輪控制。凸輪和凸輪軸采用整體制造，凸輪輪廓見圖3－17。

3.凸輪軸傳動機構：凸輪軸由曲軸驅動，其傳動機構有齒輪式、鏈條式及齒形帶式。

*齒輪式傳動機構用于下置式和中置式凸輪軸的傳動。

*鏈條式傳動機構用于中置式和上置式凸輪軸的傳動。

*齒形帶式傳動機構用于上