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配气机构

2013-05-26 50页 ppt 3MB 78阅读

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配气机构null第三章 配气机构第三章 配气机构本章内容本章内容配气机构概述 配气机构的构造 配气相位 配气机构的组成和零件 气缸数自动可变化机构简介 §3.1 概述§3.1 概述一、功用: 按照发动机每个气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求,定时开启和关闭气缸的进、排气门,使新鲜可燃混合气(汽油机)或空气(柴油机)得以及时进入气缸,废气得以及时从气缸排出。 二、减小进气和排气的阻力;使进气和排气都尽可能充分和完善。 三、充气效率: 在进气行程中,实际进入气缸内的新鲜空气或可燃混合...
配气机构
null第三章 配气机构第三章 配气机构本章本章内容配气机构概述 配气机构的构造 配气相位 配气机构的组成和零件 气缸数自动可变化机构简介 §3.1 概述§3.1 概述一、功用: 按照发动机每个气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求,定时开启和关闭气缸的进、排气门,使新鲜可燃混合气(汽油机)或空气(柴油机)得以及时进入气缸,废气得以及时从气缸排出。 二、减小进气和排气的阻力;使进气和排气都尽可能充分和完善。 三、充气效率: 在进气行程中,实际进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气的质量与在进气系统进口状态下充满气缸工作容积的新鲜空气或可燃混合气的质量之比。 ηv=M/M0 M ——进气过程中,实际进入气缸的新气的质量; Mo——在理想状态下,充满气缸工作容积的新气质量。 充气效率越高越好,而其大小与配气机构结构有直接的关系。充气效率一般为何值?(取值范围)四、配气机构组成四、配气机构组成 1、气门组 2、传动组 3、驱动组null气门组 传动组 驱动组下一节下一节§3.2 配气机构的构造§3.2 配气机构的构造一、气门的布置型式 1、气门顶置式 2、气门侧置式已很少使用。null一、气门的布置型式 气门顶置式组成气门侧置式气门侧置式 进排气门都布置在气缸的一侧,结构简单、零件数目少。 气门布置在同一侧导致燃烧室结构不紧凑、热量损失大、进气道曲折、进气阻力大,使发动机性能下降,已趋于淘汰。null3、气门顶置式配气机构工作过程 3、气门顶置式配气机构工作过程 A、气门行程大,结构较复杂,燃烧室紧凑。 B、曲轴与凸轮轴传动比为2:1。下一节下一节二、凸轮轴的布置型式二、凸轮轴的布置型式1、凸轮轴下置 有利因素:简化曲轴与凸轮轴之间的传动装置(齿轮传动),有利于发动机的布置。 不利因素是什么?凸轮轴与气门相距较远,动力传递路线较长,环节多,因此不适用于高速发动机。 2、凸轮轴中置式2、凸轮轴中置式传动方式:凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂,省去了推杆。 应 用:适用于发动机转速较高时,可以减少气门传动机构的往复运动质量。凸轮轴挺柱活塞摇臂调整螺钉3、凸轮轴上置式3、凸轮轴上置式应用:高速发动机 如:桑塔纳轿车发动机 凸轮轴凸轮轴活塞特点: 凸轮轴与气门距离近,不需要推杆、挺柱,使往复运动的惯量减少。双凸轮轴上置式发动机null三、凸轮轴的传动方式三、凸轮轴的传动方式传动方式图例传动方式图例齿带传动图例齿带传动图例一汽audi轿车的齿形带传动装置凸轮轴曲轴四、各缸气门数及其排列方式四、各缸气门数及其排列方式相邻气门共用一个气道相邻气门共用一个气道进排气门交替排列null每缸4气门排列方式每缸4气门驱动方式常用气门顶置配气机构的类型常用气门顶置配气机构的类型气门顶置,下置凸轮轴(OHV) 气门顶置,上置凸轮轴(OHC) 气门顶置,双摇臂,上置凸轮轴(OHV/OHC) 气门顶置,上置双凸轮轴(OHV/DOHC) 下一节下一节五、配气相位五、配气相位1、用曲轴转角示的进、排气门的实际开闭时刻和开启的持续时间 ,称为配气相位。上止点下止点2、配气相位演示2、配气相位演示3、气门叠开3、气门叠开气门叠开:当进气门早开和排气门晚关时,出现的进排气门同时开启的现象。 气门叠开角:气门同时开启的角度(+ )。排气过程进气过程气门叠开的后果?下一节下一节六、气门间隙六、气门间隙1、概念: 气门间隙:为保证气门关闭严密,通常发动机在冷态装配时,在气门杆尾端与气门驱动零件(摇臂、挺柱或凸轮)之间留有适当的间隙。气门杆摇臂气门间隙为何排气门间隙大于进气门间隙?气门间隙气门间隙气门间隙气门间隙气门间隙调整原则气门间隙调整原则调整原则: 1、不可调区域: 将要排气,正在排气,排气刚完的排气门不可调。 将要进气,正在进气,进气刚完的进气门不可调。 2、调气门间隙的步骤: 1)画出配气相位图 2)排出各缸的位置 3)当一缸在压缩上止点时,判断其它缸位于何行程,并判断间隙是否可调。 一、利用配气相位调节气门间隙(二次调整法)一、利用配气相位调节气门间隙(二次调整法)例:α=8º β=31º γ=28º δ=8º 点火次序:1—5—3—6—2—4 一缸在压缩上止点,问那些气门的间隙可调? null1缸 a3缸a2缸b6缸b4缸b5缸aαβγδ4)四冲程六缸发动机点火顺序4)四冲程六缸发动机点火顺序二、逐缸调整法二、逐缸调整法找到每个汽缸的压缩上死点 调整进排气门,逐个汽缸的调整三、本田雅阁发动机气门间隙的调整三、本田雅阁发动机气门间隙的调整1.只有当缸盖温度降到38度以下后,才能进行气门间隙调整。 (1)拆下缸盖罩和正时皮带上罩。 (2)设置1号气缸活塞在压缩上死点位置。凸轮轴皮带轮上的“UP”记号应位于顶部,皮带轮上的上死点槽口应与缸盖表面平齐。null(3)调节1号气缸进、排气门的间隙 进气门:0.26mm± 0.02mm; 排气门:0.30mm ± 0.02mm。 (4)松开锁止螺母, 转动调节螺钉,直到 厚薄规前后移动时感 觉到有一点拖滞为止。 (5)拧紧锁止螺母, 再检查气门间隙, 如有必要,重新进 行调整。实物图实物图测量气门间隙拧松紧定螺母,调正调节螺钉发动机的高速、多气门化带来的问发动机的高速、多气门化带来的问题现象——随着发动机的高速、多气门化,发动机的高速动力性有了很大的提高,同时却带来了中小负荷经济性变差和低速扭矩的降低。 原因——为了提高进气效率,多气门发动机的进气道做比较大,导致发动机在低转速时进气道中混合气气流的流速过低、混合气的紊流较弱,燃烧速度相对较慢,从而使得发动机在低转速的工作时因为进气效率低而无法展现出高扭矩。 下一节下一节§3.3 配气机构的零件和组件§3.3 配气机构的零件和组件一、气门组 气门、气门座、气门导管、气门弹簧、弹簧座、锁片等零件组成。要求: 保证气缸的密封。气门组实物图气门组实物图气门与气门座实物图气门与气门座实物图进气门排气门1、气门1、气门功用: 燃烧室的组成部分,是气体进、出燃烧室通道的开关,承受冲击力、高温冲击、高速气流冲击。 工作条件: A、进气门600K~700K,排气门800K~1100K。 B、头部承受气体压力、气门弹簧力、传动惯性力等, C、冷却和润滑条件差, D、被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。 性能: 强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨 进气门570K~670K(铬钢或铬镍钢) 排气门1050K~1200K(硅铬钢)头部杆部气门头部的结构形式气门头部的结构形式null3、   气门头部直径 气门头部直径越大,气门口通道截面就越大,进、排气阻力就越小。通常进气门头部直径大于排气门。另外,排气门稍小些,还不易变形。 h1方法
: 外表面加工精度较高 ,内表面精绞 装配: 气门杆与气门导管间隙0.05~0.12mm。 气门导管气缸盖过盈配合卡环:防止气门导管在使用中脱落。倒角伸入深度应适量。锥度可减少气流阻力。8、气门弹簧8、气门弹簧功用:保证气门的回位,使气门与气门座紧密贴合。 材料:高锰碳钢、铬钒钢 气门弹簧的装配气门弹簧气门弹簧座锁片气门弹簧气门弹簧提高弹簧自身刚度,改变其自振频率圆柱形螺旋弹簧圆柱等螺距弹簧不等距弹簧 随着有效圈数的减少,自然频率提高。气门弹簧要避免发生共振(当工作频率和自身频率相等或成某一倍数时),主要措施有:不等距弹簧、双弹簧双弹簧布置双弹簧布置旋向相反的两个弹簧,防止断裂的弹簧卡入另一弹簧,一根折断后另一根可继续工作应用车型: 奥迪100,捷达,桑塔纳, 广州标致5059、气门旋转机构9、气门旋转机构通过发动机运转振动力作用,使气门在气门座上自由的做不的旋转的装置,其作用是:减小气门头部受热变形,防止沉积物形成。锥形套筒锁片锁 片强制旋转机构弹簧座气门弹簧支承板碟形弹簧壳体10、气门推杆10、气门推杆作用: 将挺柱传来的推力传给摇臂。 工作情况: 是气门机构中最容易弯曲的零件。强度要求高,尽量短。 材料: 硬铝或钢实心推杆硬铝推杆钢支承二、气门驱动组二、气门驱动组1、组成:凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂。 2、功用:定时驱动气门开闭,并保证气门有足够的开度和适当的气门间隙。 凸轮挺柱推杆摇臂凸轮轴正时齿轮摇臂轴1、凸轮轴1、凸轮轴作用: 驱动和控制各缸气门的开启和关闭,使其符合发动机的工作顺序、配气相位和气门开度的变化规律等要求。 工作条件: 承受气门间歇性开启的冲击载荷。 耐磨,抗冲击韧性,刚度。 材料: 优质钢、合金铸铁、球墨铸铁 结构:凸轮、轴颈、偏心轮、螺旋齿轮;每2气缸一个轴颈;轴颈直径前后依次减小;另有空心凸轮轴,如捷达EA113凸轮凸轮轴轴颈驱动分电器的螺旋齿轮凸轮轴的结构凸轮轴的结构螺旋齿轮和偏心轮用以驱动分电器、机油泵、模片式汽油泵null要求: 1、四冲程配气凸轮轴与曲轴转速之比:1:2 2、凸轮轴的凸轮是根据发动机的发火顺序和配气相位 来设计的。 3、凸轮轴的轴向定位 4、凸轮轴定时齿轮的安装必须根据记号进行,以保证 发动机的配气相位与发动机的发火顺序相符。2、凸轮2、凸轮工作条件:承受气门弹簧的张力,间歇性的冲击载荷。 凸轮性能:表面有良好的耐磨性,足够的刚度、韧性。 凸轮与挺柱线接触,接触压力大,磨损快。凸轮的轮廓凸轮的轮廓凸轮轮廓应保证气门的运动规律符合配气相位的要求气门开启点消除气门间隙阶段气门升程最大时刻气门关闭点出现气门间隙阶段缓冲结束点3、凸轮轴的轴向定位:3、凸轮轴的轴向定位:止推轴承:第一轴承 止推片:正时齿轮与第一轴颈之间 止推螺钉:正时齿轮盖上 以上各结构中均应留有一定间隙,并可调整。止推片凸轮轴的轴向定位:凸轮轴的轴向定位:作用:为了防止凸轮轴在工作中产生轴向窜动和承受斜齿轮产生的轴向力。正时齿轮止推板隔圈(调节环)凸轮轴颈凸轮轴的轴向间隙气缸盖利用调节环控制轴向窜动窜动量四缸四冲程汽油机凸轮轴 四缸四冲程汽油机凸轮轴 同名凸轮发动机工作顺序、点火时间间隔决定。 异名凸轮位置 由配气相位确定同名凸轮的相对角位置同名凸轮的相对角位置 同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与相应的配气相位相对应的。四缸发动机凸轮投影点火顺序: 1—2—4—3六缸四冲程汽油机凸轮轴 六缸四冲程汽油机凸轮轴 4、凸轮轴的驱动4、凸轮轴的驱动A、齿轮传动:应用在下置凸轮轴发动机。采用斜齿齿轮。B、链条和齿形皮带传动:链条传动噪声小,用于中置式或顶置式凸轮轴发动机。B、链条和齿形皮带传动:链条传动噪声小,用于中置式或顶置式凸轮轴发动机。曲轴正时齿形带轮中间轴齿形带轮张紧轮凸轮轴正时齿形带轮5、摇臂5、摇臂功用:将推杆或凸轮传来的力改变方向,作用到气门杆端以推开气门。 摇臂结构示意图气门间隙调节螺钉调节螺母摇臂摇臂轴套易磨损部位 堆焊耐磨合金摇臂组实物图摇臂组实物图摇臂结构示意图摇臂结构示意图摇臂比=1.2-1.8润滑油道油槽润滑油道装调整螺钉和紧固螺母处摇臂组示意图摇臂组示意图摇臂轴螺栓摇臂轴支座摇臂轴紧固螺钉摇臂称套调整螺钉摇臂定位弹簧摇臂支架摇臂支架无噪声摇臂 (1)无噪声摇臂 (1)无噪声摇臂 (2)无噪声摇臂 (2)6、挺柱6、挺柱(1)作用:将凸轮的推力传给推杆或气门。 (2)挺柱的分类:null一、普通挺柱 功用: 将凸轮的推力传给推杆或气门,并承受凸轮轴旋转时所施加的侧向力。 结构形式: 筒式、滚轮式。 材料: 镍硌合金、冷激合金铸铁。 可拆式挺柱导向体可拆式挺柱导向体挺柱端面与凸轮的关系挺柱端面与凸轮的关系 凸轮为何要成锥形?锥形凸轮挺住受凸轮侧向推力,产生一定倾斜,长期会造成挺柱与导管间的单面磨损及挺柱与凸轮间的不均匀磨损。因此将凸轮制成锥面,将挺柱底部制成球面,以使磨损均匀。由于存在气门间隙,在高速运动时会产生较大的震动和噪声,不适宜要求行驶平稳和低噪声的发动机null二、液力挺柱 组成:挺柱体、卡簧、球座、柱塞、单向阀架、柱塞弹簧、单向阀碟形弹簧等。 工作原理:①当凸轮转到工作面使挺柱上推时,挺柱想一个刚体一样推动气门开启;②当凸轮转到非工作面,解除了对推杆的推力,向挺杆体腔内油压降低。③若气门、推杆受热膨胀,挺柱回落后向挺柱体腔内的补油过程便会减少补油量或使挺柱体腔内的油液从柱塞与挺柱体间隙中泄漏一部分。 特点: 可消除配气机构中间隙,减小个零件的冲击载荷和噪声,同时凸轮轮廓可设计得比较陡些,使气门开启和关闭更快,以减少进排气阻力,改善发动机的换气,提高发动机的性能,特别是高速。 液力挺柱液力挺柱挺柱体柱塞球形支座卡环柱塞弹簧单向阀单向阀架柱塞腔A挺柱体腔B进油口进油通道结构: 性能: 消除了配气机构的间隙,减小了各零件的冲击载荷和噪声提高发动机高速时的性能。桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图气门关闭时气门打开时单向阀弹簧被压缩液力挺柱 液力挺柱 动画下一节下一节§3.4可变配气相位 §3.4可变配气相位 ★气门定时和升程可变的进气系统 ★可变谐振增压系统 发动机通过一个电脑控制的电子机械结构,根据汽车的行驶状况,改变发动机的排气量,使选定气缸的气门停止工作,达到工作的气缸数自动变化的目的。 1、结构 组成:由气门配气结构;气门选择器组成。 控制原理控制原理 VTEC高速时VTEC高速时 气缸数目可变机构气缸数目可变机构 可变进气谐振增压系统可变进气谐振增压系统VG30DE可变谐振增压系统VG30DE可变谐振增压系统 本田VTEC机构本田VTEC机构本田VTEC技术——低速时本田VTEC技术——低速时本田VTEC技术——高速时本田VTEC技术——高速时VTEC工作原理VTEC工作原理三菱MIVEC可变配气技术三菱MIVEC可变配气技术液力挺柱动画液力挺柱动画null3、液力挺柱 (1)目的: 解决了因有气门间隙而产生的冲击及噪音问题。碟形弹簧柱塞弹簧null(2)结构: 液力挺柱由挺柱体、柱塞、球座、柱塞弹簧、单向阀和单向阀弹簧等组成。挺柱体和柱塞上有油孔与发动机机体上相应的油孔相通。球座为推杆的支承座。单向阀有片式和球式两种。 推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮碟形弹簧柱塞回位弹簧null(3)工作原理null当凸轮不驱动柱塞时nullnullnullnullnullnullAnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullBnullnullnullnull52null当凸轮推动挺柱时nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull0.5null50null当凸轮不驱动挺柱时nullnullnullnullnullnull机油0.5null机油null机油null机油null机油null机油null机油nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull52null当受热配气机 构零件变长时null机油0.5气门当量 间隙小null机油0.2气门当量 间隙小null机油0.2null当冷配气机 构零件变短时nullnullnull
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