配氣機(jī)構(gòu)-山東大學(xué)

第三章配氣機(jī)構(gòu)本章講授內(nèi)容：配氣機(jī)構(gòu)概述配氣相位氣門組的構(gòu)造氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造配氣機(jī)構(gòu)的維修配氣機(jī)構(gòu)異響診斷一、配氣機(jī)構(gòu)概述功用：按發(fā)動(dòng)機(jī)每一氣缸內(nèi)所進(jìn)行的工作循環(huán)或發(fā)火次序的要求，頂事開啟和關(guān)閉個(gè)氣缸的進(jìn)、排氣門，使新鮮可燃混合氣（汽油機(jī)）或空氣（柴油機(jī)）得以及時(shí)進(jìn)入氣缸，廢氣得以及時(shí)從氣缸排出。

對(duì)配氣機(jī)構(gòu)的要求：減小進(jìn)氣和排氣的阻力使進(jìn)氣和排氣都盡可能充分和完善。氣門式配氣機(jī)構(gòu)的布置與傳動(dòng)組成：由氣門組和氣門傳動(dòng)組組成。分類：按氣門布置的形式：氣門頂置、氣門側(cè)置氣門頂置式應(yīng)用最為廣泛。氣門頂置式配氣機(jī)構(gòu)工作過程按凸輪軸布置的形式：下置、中置、上置按凸輪軸傳動(dòng)的形式：齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒形帶傳動(dòng)傳動(dòng)方式傳動(dòng)路線應(yīng)用齒輪傳動(dòng)曲軸正時(shí)齒輪（鋼）→凸輪軸正時(shí)齒輪（鑄鐵或膠木）凸輪軸下置、中置式配氣機(jī)構(gòu)鏈條傳動(dòng)曲軸→鏈條→凸輪軸正時(shí)齒輪凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)齒形帶傳動(dòng)曲軸→齒形皮帶→凸輪軸正時(shí)齒輪凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)按每缸氣門數(shù)及其排列方式：二氣門、三氣門、四氣門、五氣門氣門間隙：為保證氣門關(guān)閉嚴(yán)密，通常發(fā)動(dòng)機(jī)在冷態(tài)裝配時(shí)，在氣門桿尾端與氣門驅(qū)動(dòng)零件（搖臂、挺柱或凸輪）之間留有適當(dāng)?shù)拈g隙。進(jìn)氣門間隙：0.25～0.30mm排氣門間隙：0.30～0.35mm二、配氣相位配氣相位：用曲軸轉(zhuǎn)角表示的進(jìn)、排氣門的實(shí)際開閉時(shí)刻和開啟的持續(xù)時(shí)間。配氣相位圖：用曲軸轉(zhuǎn)角的環(huán)形圖來表示的配氣相位。配氣相位對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的影響：影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、功率。配氣相位對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的要求：延長進(jìn)、排氣時(shí)間。進(jìn)氣門早開晚關(guān)，排氣門早開晚關(guān)。配氣相位flash動(dòng)畫演示配氣相位角進(jìn)氣提前角α

：一般為：10o～30o進(jìn)氣遲后角β

：一般為：40o～80o進(jìn)氣持續(xù)角：進(jìn)氣門開啟持續(xù)時(shí)間的曲軸轉(zhuǎn)角。為180o+α+β排氣提前角γ

：一般為：40o～80o排氣遲后角δ

：一般為：10o～30o排氣持續(xù)角：排氣門開啟持續(xù)時(shí)間的曲軸轉(zhuǎn)角。為180o+γ+δ氣門重疊：在某一時(shí)間內(nèi)，進(jìn)氣門、排氣門同時(shí)開啟的現(xiàn)象。氣門重疊角：氣門重疊時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)角。為α+δ

三、氣門組的構(gòu)造氣門組組成：氣門、氣門座、氣門導(dǎo)管、氣門彈簧、彈簧座及鎖片等零件。要求：氣門頭部與氣門座貼合嚴(yán)密；氣門導(dǎo)管與氣門桿上下運(yùn)動(dòng)有良好的導(dǎo)向；氣門彈簧的兩端面與氣門桿的中心線相垂直；氣門彈簧的彈力足以克服氣門及其傳動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)慣性。氣門氣門座氣門導(dǎo)管氣門彈簧彈簧座鎖片氣門組成：頭部和桿部。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(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。工作條件：受高溫、氣體壓力、氣門彈簧力以及傳動(dòng)零件慣性力的作用。頭部桿部進(jìn)氣門：570K~670K（鉻鋼或鉻鎳鋼）排氣門：1050K~1200K（硅鉻鋼）氣門影片氣門頭部結(jié)構(gòu)形式氣門頭頂面形狀：平頂、球面頂、喇叭頂。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)、排氣門都可采用。球面頂適用于排氣門，因?yàn)槠鋸?qiáng)度高，排氣阻力小，廢氣的清除效果好，但球形的受勢(shì)面積大，質(zhì)量和慣性力大加工較復(fù)雜。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。氣門實(shí)物圖進(jìn)氣門排氣門氣門錐角氣門錐角：氣門頭部與氣門座圈接觸的錐面與氣門頂部平面的夾角。錐角作用：獲得較大的氣門座合壓力，提高密封性和導(dǎo)熱性。氣門落座時(shí)有較好的對(duì)中、定位作用。避免氣流拐彎過大而降低流速。裝配前應(yīng)將密封錐面研磨。氣門座氣缸蓋的進(jìn)、排氣道與氣門錐面相結(jié)合的部位。功用：與氣門頭部共同對(duì)氣缸起密封作用，并接受氣門傳來的熱量。工作條件：高溫、磨損嚴(yán)重。類型：直接鏜出（進(jìn)氣門座）、鑲嵌式（排氣門和鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)、排氣門座）。氣門密封干涉角：比氣門錐角大0.5～1度的氣門座圈錐角。氣門座氣門和氣門座影片氣門導(dǎo)管功用：導(dǎo)向作用、導(dǎo)熱作用。工作條件：高溫、磨損嚴(yán)重。材料：灰鑄鐵、球墨鑄鐵或鐵基粉末冶金材料。氣門導(dǎo)管內(nèi)外圓柱面經(jīng)加工后壓入氣缸蓋的氣門導(dǎo)管孔中，然后再精鉸內(nèi)孔。并用卡環(huán)定位。氣門導(dǎo)管氣缸蓋過盈配合卡環(huán)：防止氣門導(dǎo)管在使用中脫落。伸入深度應(yīng)適量。錐度可減少氣流阻力。氣門彈簧功用：克服在氣門關(guān)閉過程中氣門及傳動(dòng)件的慣性力，保證氣門及時(shí)落座并緊緊貼合。形狀：圓柱形螺旋彈簧。材料：高碳錳鋼、硌釩鋼。防止共振：①提高氣門彈簧的剛度；②采用不等螺距的圓柱彈簧；③采用雙氣門彈簧。氣門旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)：低摩擦型自由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；強(qiáng)制旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。氣門彈簧氣門彈簧座鎖片氣門旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)四、氣門傳動(dòng)組功用：使進(jìn)、排氣門能按配氣相位規(guī)定的時(shí)刻開閉，且保證有足夠的開度。搖臂軸搖臂推桿挺柱凸輪軸正時(shí)齒輪凸輪軸凸輪軸組成：個(gè)缸的進(jìn)、排氣門凸輪及驅(qū)動(dòng)汽油泵的偏心輪、驅(qū)動(dòng)配電盤的齒輪。功用：使氣門按一定的工作次序和配氣相位及時(shí)開閉，并保證氣門有足夠的升程。材料：優(yōu)質(zhì)鋼模鍛、合金鑄鐵、球墨鑄鐵。同一氣缸的進(jìn)排氣凸輪的相對(duì)轉(zhuǎn)角位置是與既定的配氣相位相適應(yīng)的。驅(qū)動(dòng)分電器的螺旋齒輪凸輪軸凸輪軸影片凸輪與挺柱線接觸，接觸壓力大，磨損快。凸輪工作條件： 承受氣門彈簧的張力，間歇性的沖擊載荷。 凸輪性能： 表面有良好的耐磨性，足夠的剛度。凸輪輪廓與氣門的運(yùn)動(dòng)規(guī)律氣門開啟點(diǎn)消除氣門間隙階段氣門升程最大時(shí)刻氣門關(guān)閉點(diǎn)出現(xiàn)氣門間隙階段緩沖結(jié)束點(diǎn)凸輪的輪廓同一氣缸的進(jìn)、排氣凸輪的相對(duì)角位置是與相應(yīng)的配氣相位相對(duì)應(yīng)的。四缸發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪投影點(diǎn)火順序：1－2－4－3同名凸輪的相對(duì)角位置正時(shí)齒輪止推板隔圈（調(diào)節(jié)環(huán)）凸輪軸頸凸輪軸的軸向間隙氣缸體利用調(diào)節(jié)環(huán)控制軸向竄動(dòng)竄動(dòng)量凸輪軸的軸向定位凸輪軸的驅(qū)動(dòng)A、齒輪傳動(dòng)：應(yīng)用在下置凸輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。采用斜齒齒輪。凸輪軸的驅(qū)動(dòng)影片曲軸正時(shí)齒形帶輪中間軸齒形帶輪張緊輪凸輪軸正時(shí)齒形帶輪B、鏈條和齒形皮帶傳動(dòng)：鏈條傳動(dòng)噪聲小，用于中置式或頂置式凸輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。挺柱功用：將凸輪的推力傳給推桿或氣門，并承受凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)所施加的側(cè)向力。結(jié)構(gòu)形式：筒式、滾輪式。材料：鎳硌合金、冷激合金鑄鐵。筒式滾輪式液力挺柱組成：挺柱體、卡簧、球座、柱塞、單向閥架、柱塞彈簧、單向閥碟形彈簧等。特點(diǎn)：可消除配氣機(jī)構(gòu)的間隙，減小個(gè)零件的沖擊載荷和噪聲，提高發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)的性能。挺柱體柱塞球形支座卡環(huán)柱塞彈簧單向閥單向閥架柱塞腔挺柱體腔進(jìn)油口進(jìn)油通道氣門關(guān)閉時(shí)氣門打開時(shí)單向閥彈簧被壓縮桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)液壓挺柱工作示意圖推桿功用：將從凸輪軸經(jīng)過挺柱傳來的推力傳給搖臂。材料：硬鋁、鋼。結(jié)構(gòu)：實(shí)心推桿、硬鋁棒、鋼管。搖臂功用：將推桿和凸輪傳來的力改變方向，作用到氣門桿以推開氣門。工作過程：實(shí)際是一個(gè)雙臂杠桿。易磨損部位堆焊耐磨合金氣門間隙調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)螺母搖臂搖臂軸套潤滑油道搖臂軸螺栓搖臂軸支座搖臂軸緊固螺釘搖臂襯套調(diào)整螺釘搖臂定位彈簧搖臂組示意圖五、配氣機(jī)構(gòu)的維修氣門間隙調(diào)整調(diào)整原則：不可調(diào)區(qū)域：將要排氣，正在排氣，排氣剛完的排氣門不可調(diào)。將要進(jìn)氣，正在進(jìn)氣，進(jìn)氣剛完的進(jìn)氣門不可調(diào)。調(diào)氣門間隙的步驟：畫出配氣相位圖排出各缸的位置當(dāng)一缸在壓縮上止點(diǎn)時(shí)，判斷其它缸位于何行程，并判斷間隙是否可調(diào)。例：α=8oβ=31oγ=28oδ=8o

點(diǎn)火次序：1—5—3—6—2—4

一缸在壓縮上止點(diǎn)，問那些氣門的間隙可調(diào)？利用配氣相位調(diào)節(jié)氣門間隙1缸5缸3缸6