发动机配气机构PPT课件

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1、 第三章第三章 配气机构配气机构凸轮轴凸轮轴挺柱挺柱推杆推杆摇臂摇臂凸轮轴正凸轮轴正时齿轮时齿轮摇臂轴摇臂轴 按发动机工作过程的需要，适时开启、关闭进排气门，按发动机工作过程的需要，适时开启、关闭进排气门，使新鲜充量进入，废气排出。充气量越大，发动机可能使新鲜充量进入，废气排出。充气量越大，发动机可能发出的功率越大。发出的功率越大。由于进、排气阻力故：由于进、排气阻力故：v=（）（）v的措施的措施1、在结构上采取措施，减少进、排气阻力。、在结构上采取措施，减少进、排气阻力。2、选择适当的进、排、气门开启和持续的时、选择适当的进、排、气门开启和持续的时 间、间、使进、排气尽可能充分。使进、排气尽

2、可能充分。F一、配气机构的功用：一、配气机构的功用：F二、充气效率二、充气效率 新鲜充量充满气缸的程度新鲜充量充满气缸的程度 第一节第一节 气门式配气机构的布置及传动气门式配气机构的布置及传动按气门的布置型式按气门的布置型式 按凸轮轴的传动方式按凸轮轴的传动方式按每缸气门数分按每缸气门数分F二、型式：二、型式：顶置顶置侧置侧置齿轮传动式齿轮传动式链条传动式链条传动式带传动式带传动式二气门式二气门式四气门式四气门式多气门式多气门式F一、组成：一、组成：按凸轮轴的布置型式按凸轮轴的布置型式 上置上置 中置中置下置下置观看动画观看动画 顶顶置置式式配配气气机机构构工工作作原原理理 观看动画观看动画

3、（一）（一）气门的布置型式：气门的布置型式：特点特点优点优点缺点缺点应用应用顶置式顶置式进、排气门进、排气门倒挂在气缸倒挂在气缸盖上盖上经济性、动力性经济性、动力性好好结构较复杂结构较复杂广泛广泛侧置式侧置式进、排气门进、排气门在缸体一侧在缸体一侧结构简单（无摇结构简单（无摇臂）臂）燃烧室结构不紧凑，燃烧室结构不紧凑，经济、动力性差经济、动力性差已逃已逃汰汰xx （二）（二）凸轮轴的布置型式：凸轮轴的布置型式：1、下置：、下置：凸轮轴正时齿轮直接与曲轴正时齿轮啮合。凸轮轴正时齿轮直接与曲轴正时齿轮啮合。2、中置：、中置：推杆短，要加入中间传动装置。推杆短，要加入中间传动装置。3、上置：、上置：

4、凸轮轴通过摇臂或直接来驱动气门，要用惰轮、皮带、链条，及张凸轮轴通过摇臂或直接来驱动气门，要用惰轮、皮带、链条，及张 紧装置。结构复杂，用于高速强化的轿车发动机。紧装置。结构复杂，用于高速强化的轿车发动机。观看动画观看动画观看动画观看动画观看动画观看动画 （三）（三）传动型式：传动型式：齿轮传动、链传动、带传动齿轮传动、链传动、带传动 （四）（四）气门数及排列方式：气门数及排列方式：1、一般发动机采用每缸两个气门的排列方式：一般发动机采用每缸两个气门的排列方式：汽油机进排气道一般通常布置在缸体的同侧，以便排气预热进气。汽油机进排气道一般通常布置在缸体的同侧，以便排气预热进气。柴油机进排气道通常

5、布置在机体两侧，以免排气对进气加热。柴油机进排气道通常布置在机体两侧，以免排气对进气加热。该方式的同名气门可用一个气道，使气道简化并得到较大的气道通过截面。该方式的同名气门可用一个气道，使气道简化并得到较大的气道通过截面。每缸单独的气道有助于缸盖冷却均匀。每缸单独的气道有助于缸盖冷却均匀。2、新型发动机采用新型发动机采用4气门等多气门：气门等多气门：（进气门的面积（进气门的面积V）（只用一个凸轮通过（只用一个凸轮通过T型驱动杆同时驱动）型驱动杆同时驱动）缺：同名气门缺：同名气门在气道中的位在气道中的位置不同，二者置不同，二者的工作条件及的工作条件及效果不一致。效果不一致。（用两根凸轮轴）（用两

6、根凸轮轴）同名气门排成两列。同名气门排成两列。同名气门排成一列。同名气门排成一列。观看动画观看动画观看动画观看动画F三、气门间隙：三、气门间隙：意义：意义：间隙过小，则气门受热膨胀，导致气门关闭不严，漏间隙过小，则气门受热膨胀，导致气门关闭不严，漏 气，使发动机功率下降，甚至气门烧坏。气，使发动机功率下降，甚至气门烧坏。因此，在发动机冷态装配时，在气门与因此，在发动机冷态装配时，在气门与其传动机构中应留适当的间隙。其传动机构中应留适当的间隙。间隙过大，则使气门最大开度减小，开启延续时间缩间隙过大，则使气门最大开度减小，开启延续时间缩 短，影响配气相位，且加剧传动件间的撞击，加速零短，影响配气相

7、位，且加剧传动件间的撞击，加速零 件磨损，件磨损，噪声噪声 冷态气门间隙要求：冷态气门间隙要求：进气门的间隙进气门的间隙排气门的间隙排气门的间隙 方法：方法：两次调整法两次调整法逐缸调整法逐缸调整法 延长进、排气时间，改善换延长进、排气时间，改善换气过程，提高发动机性能。气过程，提高发动机性能。第二节第二节 配气相位配气相位进、排气门的开闭时刻和开启持续时间用曲轴转角表示。进、排气门的开闭时刻和开启持续时间用曲轴转角表示。F定义：定义：F进排气门早开晚关的意义：进排气门早开晚关的意义：现代汽车发动机转速较高，活塞每现代汽车发动机转速较高，活塞每一行程所经历的时间十分短促，上一行程所经历的时间十

8、分短促，上海桑塔纳轿车，发动机在最大功率海桑塔纳轿车，发动机在最大功率时的转速为时的转速为5600r/min，一个行程历，一个行程历时间为，在这样短的时间内使进气时间为，在这样短的时间内使进气充足，排气干净比较困难。充足，排气干净比较困难。定定 义义目目 的的数数 值值进气进气提前角提前角进气门在上止点前开进气门在上止点前开始开启，从开始开启始开启，从开始开启到上止点所对到上止点所对 应的曲应的曲轴转角轴转角进气阻力进气阻力V=1030进气进气迟闭角迟闭角从下止点到进气门关从下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角闭所对应的曲轴转角利用压差，气流惯利用压差，气流惯性，提高充量性，提高充量=40 80

9、 1 1、进气定时：进气定时：定定 义义目目 的的数数 值值排气排气提前角提前角排排气气门门在在下下止止点点前前开开始始开开启启，从从开开始始开开启启到到下下止止点点所对应的曲轴转角所对应的曲轴转角利用压差进行自利用压差进行自由排气由排气=40 80排气排气迟闭角迟闭角从上止点到排气门关闭所从上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角对应的曲轴转角利用气流惯性及利用气流惯性及压差继续排气压差继续排气=1030 2 2、排气定时：排气定时：3 3、气门重叠：气门重叠：排气门和进气门同时开启的现象称为气门重叠。排气门和进气门同时开启的现象称为气门重叠。（+）不同结构、转速的发动机，配气相位也各有不同。不同

10、结构、转速的发动机，配气相位也各有不同。合理的配气相位要通过反复试验确定。合理的配气相位要通过反复试验确定。调气门间隙应在气门关闭时调调气门间隙应在气门关闭时调调整：调整螺钉，锁紧螺母。调整：调整螺钉，锁紧螺母。测量：气门与摇臂间测量：气门与摇臂间 气门间隙两次调整法步骤：气门间隙两次调整法步骤：接着转动发动机曲轴至第接着转动发动机曲轴至第6缸的压缩上止点使余下的编号为缸的压缩上止点使余下的编号为4、5、8、9、11、12的待调气门处于关闭状态，依次将它们的气门间隙调整至要求值。的待调气门处于关闭状态，依次将它们的气门间隙调整至要求值。打开气门室罩；转动发动机曲轴至第打开气门室罩；转动发动机曲

11、轴至第1缸的压缩上止点使编号为缸的压缩上止点使编号为1、2、3、6、7、10的待调气门处于关闭状态，依次对它们进行气门间隙调整，步骤为：的待调气门处于关闭状态，依次对它们进行气门间隙调整，步骤为：松开锁紧螺母及调整螺钉，将厚薄规插入气门杆尾端与摇臂之间检查间隙；松开锁紧螺母及调整螺钉，将厚薄规插入气门杆尾端与摇臂之间检查间隙；拧紧调整螺钉，使符合要求值的厚薄规被轻轻压住，再把锁紧螺母锁住再拧紧调整螺钉，使符合要求值的厚薄规被轻轻压住，再把锁紧螺母锁住再 用厚薄规复查一次间隙有无变化，不合适时应松开锁紧螺母进行重新调整。用厚薄规复查一次间隙有无变化，不合适时应松开锁紧螺母进行重新调整。v 例题（

12、链接）例题（链接）测量气门间隙测量气门间隙拧松紧定螺母，调正调节螺钉拧松紧定螺母，调正调节螺钉观看动画观看动画 第三节第三节 配气机构的零件和组件配气机构的零件和组件F一、气门组：一、气门组：（一）（一）气门：气门：平顶：平顶：工艺简单、受热面小、工作可靠，用作进、排气门。工艺简单、受热面小、工作可靠，用作进、排气门。凹顶：凹顶：头部与杆部过渡圆滑可减少进气阻力但制造困难，受热面大。用作进门头部与杆部过渡圆滑可减少进气阻力但制造困难，受热面大。用作进门球面顶：球面顶：可减少排气阻力和积炭，但制造困难，受热面积大，用作排气门。可减少排气阻力和积炭，但制造困难，受热面积大，用作排气门。合金钢（耐磨

13、、耐热、强度高）合金钢（耐磨、耐热、强度高）在任何情况下都能保证燃烧室的气密性。在任何情况下都能保证燃烧室的气密性。热力负荷、机械负荷大，冷却、润滑困难。热力负荷、机械负荷大，冷却、润滑困难。功功 用：用：工作条件：工作条件：材材 料：料：气门头部形状：气门头部形状：气门锥角：气门锥角：取值：取值：一般取一般取=45，个别进气门个别进气门=30意义：意义：便于气门落座时自行对正中心，接触良好。便于气门落座时自行对正中心，接触良好。锥角不能过小，否则头部边缘较薄，易变形。锥角不能过小，否则头部边缘较薄，易变形。气门直径：气门直径：为减少进气阻力，提高气缸的充气效率，为减少进气阻力，提高气缸的充气

14、效率，进气门直径大，排气进气门直径大，排气 门直径小门直径小。有些发动机为使制造工艺简单，常采用直径相等。有些发动机为使制造工艺简单，常采用直径相等。气门杆部：气门杆部：为气门运动导向，承受侧压力及传热。气门杆部尾为气门运动导向，承受侧压力及传热。气门杆部尾端的形状取决气门弹簧座的固定方式。端的形状取决气门弹簧座的固定方式。气门实物图气门实物图进气门进气门排气门排气门在杆端制圆柱形径向通孔，把锁销扦入孔中。在杆端制圆柱形径向通孔，把锁销扦入孔中。锁片式锁片式：在气门杆端制有凹糟，用两半锥形锁片将弹簧座的内锥面卡住。在气门杆端制有凹糟，用两半锥形锁片将弹簧座的内锥面卡住。锁销式锁销式：弹簧座的固

15、定方式：弹簧座的固定方式：气门杆气门杆较高的加工精度，表面较高的加工精度，表面经过热处理和磨光，保经过热处理和磨光，保证同气门导管的配合精证同气门导管的配合精度和耐磨性度和耐磨性气门杆尾部：气门杆尾部：环形槽、锁环形槽、锁销孔销孔凹槽凹槽易断裂处易断裂处 在气门导管与缸盖间用卡环定位。气门杆与导管间在气门导管与缸盖间用卡环定位。气门杆与导管间应留应留0.050.12mm 间隙。间隙。（二）（二）气门导管：气门导管：灰铸铁或球墨铸铁（耐磨、耐高温、强度高）灰铸铁或球墨铸铁（耐磨、耐高温、强度高）保证气门直线运动，使气门与座正确配合。保证气门直线运动，使气门与座正确配合。热力负荷大。热力负荷大。功

16、功 用：用：工作条件：工作条件：材材 料：料：防落装置：防落装置：气门与气门座之间的配合是经相互气门与气门座之间的配合是经相互研磨研磨，研磨好的，研磨好的零件不能互换，以保证密封良好。零件不能互换，以保证密封良好。即气门不能互换。即气门不能互换。（三）（三）气门座：气门座：合金钢（耐磨、耐高温、强度高）合金钢（耐磨、耐高温、强度高）与气门共同执行密封并导热。与气门共同执行密封并导热。热力负荷和机械负荷大。热力负荷和机械负荷大。功功 用：用：工作条件：工作条件：材材 料：料：直接镗出：导热性好，工作可靠。但磨损后不易更换。直接镗出：导热性好，工作可靠。但磨损后不易更换。镶嵌式：磨损后易更换。但导

17、热性差，加工精度要求高，公差配合严格。镶嵌式：磨损后易更换。但导热性差，加工精度要求高，公差配合严格。型式：型式：（四）（四）气门弹簧：气门弹簧：功功 用：用：材材 料：料：使气门迅速回位，紧密闭合，并防止使气门迅速回位，紧密闭合，并防止 气门在气门在发动机机振动时发生跳动，破坏密封性。发动机机振动时发生跳动，破坏密封性。高碳锰钢（刚度大）高碳锰钢（刚度大）安装时应给弹簧一定的预紧力，防止气门安装时应给弹簧一定的预紧力，防止气门 随发动机振动而跳动。随发动机振动而跳动。安安 装：装：防共振措施：防共振措施：A 采用变螺距弹簧。采用变螺距弹簧。两两簧簧刚刚度度不不同同，f固固有有也也不不同同。若

18、若一一簧簧发发生生共共振振，另另一一簧簧可可减减振振。一一簧簧断断列列，另另一簧还可工作。两弹簧旋向要相反。一簧还可工作。两弹簧旋向要相反。提高弹簧钢度（提高弹簧钢度（f固有固有f激发激发）工作时，螺距小的一端逐渐迭加，工作时，螺距小的一端逐渐迭加，有效圈数不断变化，有效圈数不断变化，f固固不断变化。不断变化。B 采用双簧结构：采用双簧结构：使气门相对于座缓慢旋转，以减少积炭，减轻磨损。使气门相对于座缓慢旋转，以减少积炭，减轻磨损。（五）（五）气门旋转装置：气门旋转装置：作用：作用：低摩擦型自由旋转机构低摩擦型自由旋转机构 强制旋转机构强制旋转机构 F二、气门传动组：二、气门传动组：（一）（一

19、）凸轮轴：凸轮轴：凸轮轴旋向凸轮轴旋向下置：下置：逆时针逆时针中置：中置：顺时针顺时针上置：上置：顺时针顺时针功功 用：用：材材 料：料：上面制有凸轮，根据工作过程需要，使气门开、闭。上面制有凸轮，根据工作过程需要，使气门开、闭。优质中低碳钢或合金铸铁或球墨铸铁（高强度、耐磨）优质中低碳钢或合金铸铁或球墨铸铁（高强度、耐磨）特特 点：点：凸轮轴的各轴颈直径做成从前向后依凸轮轴的各轴颈直径做成从前向后依次减小，以便安装。次减小，以便安装。曲轴正时齿曲轴正时齿形带轮形带轮中间轴齿中间轴齿形带轮形带轮张紧轮张紧轮凸轮轴正时凸轮轴正时齿形带轮齿形带轮观看动画观看动画正正时时齿齿轮轮装装配配时时要要按按

20、正正时时记记号号装装配配，保保证证原原设计的发火顺序。在前端装止推垫板定位。设计的发火顺序。在前端装止推垫板定位。凸轮轮廓：凸轮轮廓：决定气门开闭快慢及开度大小和持续时间。决定气门开闭快慢及开度大小和持续时间。齿轮轴定位及正时记号：齿轮轴定位及正时记号：传动比：传动比：同名凸轮间夹角为同名凸轮间夹角为=360/如何根据凸轮轴的旋向及各进、排气凸轮的工作次序，判定发动机的发火次序。如何根据凸轮轴的旋向及各进、排气凸轮的工作次序，判定发动机的发火次序。1、判定各缸进、排气凸轮；、判定各缸进、排气凸轮；2、判定凸轮轴的旋向；、判定凸轮轴的旋向；3、根据同名凸轮间夹角为、根据同名凸轮间夹角为=360/

21、判定同名判定同名 凸轮的工作顺序，即发动机的发火次序。凸轮的工作顺序，即发动机的发火次序。（二）（二）挺柱：挺柱：功功 用：用：材材 料：料：将凸轮的推力传给推杆。将凸轮的推力传给推杆。合金铸铁（高强度、耐磨）合金铸铁（高强度、耐磨）类类 型：型：机械式：机械式：要留气门间隙。要留气门间隙。液压挺柱式：液压挺柱式：不留气门间隙。不留气门间隙。菌式菌式筒式筒式滚轮式滚轮式机械式机械式液压挺柱式液压挺柱式卡卡环阀架架支承座支承座单向向阀柱塞柱塞弹簧簧碟形碟形弹簧簧挺杆体挺杆体柱塞柱塞推杆推杆观看动画观看动画已知某汽车发动机其配气机构采用凸轮轴下置的布置形式已知某汽车发动机其配气机构采用凸轮轴下置的

22、布置形式(即曲轴的正时齿轮直接驱动凸轮轴的正时齿轮即曲轴的正时齿轮直接驱动凸轮轴的正时齿轮)，凸轮轴，凸轮轴上各进、排气凸轮的相对转角位置及各缸的气门排列顺序上各进、排气凸轮的相对转角位置及各缸的气门排列顺序如下图，并已知进气门早开，迟闭；排气门早开，迟闭。如下图，并已知进气门早开，迟闭；排气门早开，迟闭。若采用两次调整法调整气门间隙，试判定发动机的发火顺若采用两次调整法调整气门间隙，试判定发动机的发火顺序并写出两次调整法分别能调哪些气门？序并写出两次调整法分别能调哪些气门？例题：例题：142635（看排气门）（看排气门）（三（三）推杆：推杆：功功 用：用：材材 料：料：将挺柱的力传给摇臂。将

23、挺柱的力传给摇臂。中空钢管或实心的硬铝棒。中空钢管或实心的硬铝棒。（四（四）摇臂：摇臂：功功 用：用：材材 料：料：改变传力方向，打开气门。改变传力方向，打开气门。45号中碳钢。号中碳钢。摇臂轴摇臂轴螺栓螺栓摇臂轴支座摇臂轴支座摇臂轴紧固螺钉摇臂轴紧固螺钉摇臂称套摇臂称套调整螺钉调整螺钉摇臂摇臂定位弹簧定位弹簧摇臂比：摇臂比：1：（）（）观看动画观看动画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关闭时气门打开时气门打开时单向阀单向阀弹簧被压缩弹簧被压缩 本田雅阁发动机气门间隙的调本田雅阁发动机气门间隙的调整整1只有当缸盖温度降到只有当缸盖温度降到38度以下后，才

24、能进行气门间度以下后，才能进行气门间隙调整。隙调整。(1)拆下缸盖罩和正时皮带上罩。拆下缸盖罩和正时皮带上罩。(2)设置设置1号气缸活塞在压缩上死点位置。凸轮轴皮带轮号气缸活塞在压缩上死点位置。凸轮轴皮带轮上的上的“UP”记号应位于顶部，皮带轮上的上死点槽口记号应位于顶部，皮带轮上的上死点槽口应与缸盖表面平齐。应与缸盖表面平齐。(3)调节调节1号气缸进、排气门的间隙号气缸进、排气门的间隙进气门：进气门：026mm 002mm；排气门：排气门：030mm 002mm。(4)松开锁止螺母，松开锁止螺母，转动调节螺钉，直到转动调节螺钉，直到厚薄规前后移动时感厚薄规前后移动时感觉到有一点拖滞为止。觉到

25、有一点拖滞为止。(5)拧紧锁止螺母，拧紧锁止螺母，再检查气门间隙，再检查气门间隙，如有必要，重新进如有必要，重新进行调整。行调整。(6)逆时针方向旋转曲轴逆时针方向旋转曲轴180度度(凸轮轴皮带轮转凸轮轴皮带轮转动动90度度)，“UP”记号应在排气门侧。调节第记号应在排气门侧。调节第3号气缸进、排气门的间隙。号气缸进、排气门的间隙。(7)继续逆时针方向转动曲轴继续逆时针方向转动曲轴180。使第。使第4号气缸活塞处于压缩上死点位置。调节第号气缸活塞处于压缩上死点位置。调节第4号气缸进、排气门的间隙。号气缸进、排气门的间隙。(8)再逆时针转动曲轴再逆时针转动曲轴180。使第。使第2号气号气缸活塞处于压缩上死点位置，缸活塞处于压缩上死点位置，“UP”记记号应在进气门侧。调节第号应在进气门侧。调节第2号气缸进、排号气缸进、排气门的间隙。气门的间隙。