第三章-配气机构

null第三章 配气机构第三章 配气机构本章主要内容： 1、配气机构的组成和功用； 2、气门间隙和配气相位； 3、气门组的结构和工作原理； 4、气门传动组的结构和工作原理。 null1、作用 ：按发动机工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭进、排气门，使新鲜可燃混合气（汽油机）或空气（柴油机）及时进入气缸，废气及时排出气缸。大气环境下充满气缸工作容积的新气质量（kg）Φc =每循环实际进气量（kg）—————————————————————100%Φc影响因素：1）进气终了压力（进气阻力损失）（0.75~0.90bar） 2）进气终了温度（残余废气等加热）（370~400K） 3）残余废气存在。3、要求：（1）足够高的充气效率（2）工作可靠（3）配气相位准确（4）气门机构有良好的高速动力特性（传动链不飞脱、不反跳、不提前落座）2、充量系数：评价气缸内换气过程好坏的指标，用Φc 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示。第一节 气门式配气机构的布置及传动第一节 气门式配气机构的布置及传动（一）按气门的布置形式分：1）顶置气门式 2）侧置气门式（二）按凸轮轴的布置位置分：1）下置凸轮轴式 2）顶置凸轮轴式（三）按凸轮轴的传动方式分：1）齿轮传动式 2）链条传动式 3）齿形皮带传动式1）二气门（传统一进一排） 2）多气门（四气门为主）1、组成：由气门组和气门传动组组成2、分类：（四）按每缸气门数目分：一、侧置气门式气门机构一、侧置气门式气门机构3、优缺点：曲轴到气门距离近，方便齿轮传动，气门间隙调整方便，但气道拐弯多，流动阻力大，充气效率低，燃烧室扁平，结构不紧凑，容易爆震，压缩比低（仅为6）。1、结构特点： 气门布置在气缸体一侧，气门头部朝上，没有摇臂、推杆，下置式凸轮轴，齿轮传动。2、工作原理： 正时齿轮副带动凸轮轴转动，转到凸轮桃尖顶起气门挺杆，推动气门克服弹簧预紧力开启。 凸轮基圆与气门挺杆接触时，气门在气门弹簧预紧力的作用下关闭。null二、顶置气门式气门机构二、顶置气门式气门机构结构特点：气门布置在气缸盖上，气 门头部朝下。优点：气道平滑，充气效率高，燃烧室 紧凑，压缩比高。缺点：气门离曲轴远，传动机构复杂。null按凸轮轴的布置位置来分 1、凸轮轴下置 2、凸轮轴中置 3、凸轮轴上置null3、优缺点：凸轮轴靠近曲轴，便于齿轮驱动，但凸轮离气门远，气门传动机构复杂，零件多，机构刚性差，动力特性差，难以适应高速化。（一）下置式凸轮轴1、结构特点：凸轮轴布置在曲轴侧面，有挺柱、推杆、大摇臂。2、工作原理：正时齿轮副带动凸轮轴转动，凸轮桃尖顶起挺柱、推杆、大摇臂的一端（调整螺钉），绕摇臂轴转动，另一端（长）镀铬面推动气门克服弹簧预紧力使气门开启。null 凸轮轴布置在气缸盖上，气门传动机构容易布置，省去刚性较差的推杆等零件，机构动力特性好，容易上高速，但曲轴离凸轮轴远，驱动机构复杂，空间布置困难。A：带摇臂 适用于半球形燃烧室，进、排气道分置于发动机纵向两侧。 优点：气门间隙调整方便，凸轮最大升程可以较小； 缺点：气门夹角偏大，不利于布置直的进气道。（二）顶置凸轮轴（OHC）1、单顶置凸轮轴（SOHC） （Single Over Head Camshaft）（1）二气门（传统）nullB：凸轮直接驱动气门 优点：气门机构刚性好，具有良好的动力特性，更适应高速机； 缺点：气门间隙调整困难。上海桑塔纳时代超人200GSI AJR电喷发动机的配气机构 上海桑塔纳时代超人AJR发动机、红旗488-3发动机、一汽奥迪100以及南汽索菲姆柴油机均使用这一配气机构。null2、双顶置凸轮轴（DOHC） 一般用于四气门配气机构 气门直接传动方式或带摇臂传动方式 优点：与两气门相比，气门质量小，配气机构动力特性更好，便于采用结构紧凑的半球形燃烧室，气门夹角较小，便于布置直的进气道，进气阻力较小，发动机高速动力性能较高。nullnull调整螺钉调整螺钉三、凸轮轴的传动方式三、凸轮轴的传动方式（一）齿轮传动： （1）优点：配气相位准确，工作可靠性和耐久性好。 （2）缺点：噪音、磨损较大，空间布置困难，重量大。 一般用斜齿，以提高工作平稳性。 null（二）链传动： （1）优点：空间布置自由度大，对机型变化适应性强，制造成本低，工作可靠，维修方便。 （2）缺点：链条容易松弛，须带张紧器，配气相位容易变化，需定期调整，噪声、磨损大，耐久性较差。null上链条张紧装置下链条张紧轮曲轴链轮中间链轮凸轮轴链轮导链板null（三）齿形皮带传动： （1）优点：兼顾齿轮传动和链条传动的主要优点（配气相位准确，但要解决皮带松弛问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ；空间布置自由度大；磨损、噪声小）。 （2）缺点：工作可靠性、耐久性差，摩擦阻力大，怕机油（一般用齿形皮带罩壳密封住），工作性能随温度变化大 。 null四、多气门机构四、多气门机构（1）三气门（二进、一排） （2）四气门（二进、二排）（常见） （3）五气门（三进、二排） （4）七气门（四进、三排）（国外实验研究过，不理想）多气门优点： 1、在相同缸径条件下，气门头部尺寸小，重量轻，气门升程小，有利于高速化； 2、进气总通过断面积增加，有利于提高充气效率； 3、有利于形成结构紧凑的燃烧室； 4、排气门热负荷低。多气门缺点：结构复杂，成本高。nullnull四气门nullnull五气门机构null五、气门间隙 （一）定义及其存在位置 1、定义：在发动机冷态装配时，在气门及其相邻传动机构之间留有适当地间隙，以补偿气门受热后的膨胀量。这一间隙就称为气门间隙。 2、位置：在气门与其相邻传动件之间。null3、间隙大小（冷车间隙） 柴油机：进气门 0.30～0.35mm 排气门 0.35～0.40mm 汽油机：进气门 0.25～0.30mm 排气门 0.30～0.35mm 气门间隙过大： 进排气门开启时间缩短，造成进气不充分，发动机充量系数下降，功率下降，排气不干净，发动机热负荷增加，缸盖受热变形增大；配气机构传动件之间以及气门与气门座之间产生较大撞击及响声，加速它们之间的磨损。 气门间隙过小： 气门受热膨胀后造成气门关闭不严，产生漏气，使发动机的动力性下降，热负荷增加，气门被烧坏等。 null气门间隙调整原则： 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、二次调整法口诀： 当一缸在压缩上止点时，发动机各缸按工作顺序， 依次可调的气门为： 双-排-不-进 （双-排-排-不-进-进） null1缸3缸2缸4缸αβγδ进压功排点火次序：1—3—4—2null1缸 a3缸a2缸b6缸b4缸b5缸aαβγδnull测量气门间隙，前后移动厚薄规时有一点拖滞感拧松锁紧螺母，调整调节螺钉气门间隙调整的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ：厚薄规一字改刀梅花扳手null图所示，凸轮直接驱动气门，无气门间隙调整螺钉，气门间隙调整垫片在挺柱壳内，只有卸下凸轮轴后才能更换调整垫片，调整气门间隙非常困难。顶置凸轮轴：第二节 配气相位第二节 配气相位配气相位：用曲轴转角表示进、排气门开闭时刻，并用圆弧表示气门的开启角度和关闭角度。原因：1、进气门早开：减少节流损失 2、进气门迟闭：利用气流惯性多进气 3、排气门早开：（1）自由排气，排除大部分废气 （2）减少压缩负功 4、排气门迟闭：利用气流惯性多排气。null进气提前开启角α；延时关闭角β；则进气门打开持续时间：180+α+β 排气提前开启角γ；延时关闭角δ；则排气门打开持续时间：180+γ+δ 气门叠开角：α+δnull 活塞顶一般需设避阀坑（气门重叠角大者避阀坑较深，压缩比大者避阀坑较深）。汽油机气门重叠角为什么不能过大？原因：如果过大，在怠速或低负荷运转时，节气门开度极小，进气管内真空度很大，废气会倒流入进气管内。这既会造成废气稀释，又会引起进气管内“放炮”现象。最佳的气门重叠角随发动机转速上升而增大； 汽油机的气门重叠角<柴油机。第三节 配气机构的零件和组件第三节 配气机构的零件和组件气门组 作用：密封燃气。 气门传动组 作用：使进、排气门按各缸发火次序及配气相位规定的时刻开、闭，且保证一定的气门升程和合适的气门运动规律。一、气门组一、气门组4、气门弹簧弹力足以克服气门及气门传动件的惯性力，使气门能迅速开、闭，并保证气门与气门座之间有一定的接触应力，以保证密封。组成：由气门、气门导管、气门座和气门弹簧等零件组成要求：1、气门头部与气门座必须贴合紧密；2、气门杆在气门导管内孔中上、下滑动自如，无卡滞现象；3、气门弹簧两端面与气门杆中心线垂直；nullc、凸球面形----强度高，排气阻力小，易清除废气，但吸热面 积大，质量大，加工复杂，仅适用于排气门。（一）、气门1、结构：由头部和杆部组成。工作特点：高温、高压、润滑不良、冷却条件差。要求：足够的强度、刚度、耐热和耐磨。材料：进气门—合金钢（如铬钢或镍铬钢等）。 排气门—耐热钢（如硅铬钢等），为节约成本，多采 用头部用耐热合金钢、杆部用合金钢的堆焊形式。 结构特点：（1）杆部至头部圆滑过渡---提高刚度。 （2）气门头部形状：a、平顶---结构简单，制造方便，吸热面积小，质量小，适用 于进、排气门；b、喇叭形---杆部至头部过渡圆弧半径大，刚度好，进气阻力小，但吸热面积大，仅用于进气门；nullnull 气门锥角较小，则在气门升程相同的情况下，气流通过断面较大。但头部厚度较薄，刚度差，密封性差，仅适用于进气门（ 30 °），排气门均用45°锥角（热负荷高）。（4）气门直径：同一气缸上进气门头部直径大、排气门头部直径小。（3）气门锥角：45°或30 °。null（5）气门杆端形状： 决定于气门弹簧座的固定形式：1）两半锥形锁片---尾端沉割槽； 2）锁销---尾端径向小孔。null（2）气门座圈过盈压配---耐高温、耐磨的合金铸铁或奥氏体钢材料制成的气门座圈，但容易脱落，导热性差。2、气门座作用：1）传热（气门头部热量）； 2）密封（燃烧室）。工作特点：高温、高接触应力、润滑不良、冷却条件差。结构：（1）气缸盖或气缸体上直接镗出---铸铁气缸盖，低性能要求；柴油机大部分用铸铁气缸盖，气门座圈过盈压配，但容易压碎；汽油机用铝合金气缸盖，采用气门座圈过盈压配方式时，需在气门座圈外圆上切几道环槽（图示）。null材料：灰铸铁、球墨铸铁、铁基粉末冶金。3、气门导管：作用：导向---气门杆直线运动； 传热---气门杆热量。结构：台阶圆筒，过盈压配在气缸盖上，下端伸入气道内部。工作特点：高温、润滑不良、与气门杆高速滑动。要求：耐热、耐磨。null作用：克服气门及传动件惯性力，防止 出现间隙，保证气门及时关闭且 紧密贴合，不会因发动机振动等 原因出现气门不正常开启现象。（1）压缩弹簧：1）圆柱弹簧（等螺距、变螺距）； 2）圆锥弹簧。（2）内外两根弹簧，可使安装高度减小，注意螺旋方向相反。4、气门弹簧要求：（1）足够的刚度及安装预紧力 （2） 疲劳强度高 （3）加工精度高，如垂直度要求、自由公差小等。材料：高碳锰钢、铬钒钢等冷拔钢丝， 加工后要经热处理。结构特点：二、气门传动组二、气门传动组组成：与气门布置形式、凸轮轴布置形式及传动方式有关。（一）侧置气门式配气机构：正时齿轮副、下置凸轮轴、挺杆。nullb：摇臂驱动气门式： 凸轮轴、气门摇臂及摇臂轴、正时齿轮（带中间齿轮）或正时链轮（带链条、张紧器等）或正时带轮（带齿形皮带、张紧器等）。（二）顶置气门式配气机构：1、下置凸轮轴：正时齿轮副、下置凸轮轴、挺柱、推杆、气门 摇臂及摇臂轴。2、顶置凸轮轴：a：凸轮直接驱动气门式： 凸轮轴、正时齿轮（带中间齿轮）或正时链轮（带链条、张紧器等）或正时带轮（带齿形皮带、张紧器等）。null1、凸轮轴：工作特点：受到气门间歇性开启的周期性冲击性载荷。要求：足够的（心部）冲击韧性和刚度，凸轮表面耐磨。结构：凸轮、轴颈、驱动机油泵和分电盘的蜗轮、驱动汽油泵 的偏心轮（传统汽油机的混合式凸轮轴，如图示）。凸轮驱动分电器的螺旋齿轮凸轮轴轴颈null凸轮：各缸同名凸轮之间夹角----各缸发火次序确定的发火间隔角确定。如4缸机，为720°/2/4=90°凸轮夹角（图示）分类：a：混合式凸轮轴----进、排气凸轮在一根凸轮轴上。 b：单一凸轮轴----同名凸轮在一根凸轮轴上。nullnull凸轮几何形线：1）保证配气相位； 2）合适的气门升程及其运动规律。如图示，A点：挺柱始升点 B点：气门始升点 C点：最高点。 BCD段：工作段----决定了凸轮（最大）升程及其 运动规律。 D点：气门最早落座点。 E点：挺柱运动终点。缓冲段---消除气门间隙，控制气门开启和落座速度。b:气门升程愈大，容易与活塞顶发生干涉，避阀坑较深。解决办法----采用多气门 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。气门升程大小直接影响气门开启时流通截面积的大小，但也不是愈大愈好：a:气门升程愈大，最大负加速度愈大，惯性力愈大，容易发生脱离；null凸轮轴的正时传动：正时齿轮有正时记号，装配时必须对准，如 图示。null凸轮轴安装与拆卸时轴承盖连接螺栓应有一定的次序要求：null（5）凸轮轴的轴向定位：2、挺柱：工作特点：将凸轮推力传给推杆或气门杆，并承受凸轮旋转时所施加的侧向力。要求：质量小、刚度大、耐磨。材料：镍铬合金铸铁或冷激合金铸铁，其摩擦表面应经热处理后精磨。null（3）滚轮式：底面是滚轮，改善磨损，减小侧压力，船用机。结构特点：（1）筒式：上面凹腔与推杆球面接触，推杆作小幅度摆动，适用于顶置气门式配气机构（质量小）。（2）菌式：实心体，适用于侧置气门式配气机构。null能自动消除气门间隙液压挺柱结构示意图：nullnull3、推杆： 作用：将从凸轮轴经过挺柱传来的推力传给摇臂。 要求：足够的刚度（长度短），质量轻。 材料及结构：图示。 一般是钢制，对缸体与缸盖都是铝合金的发动机，用硬铝制造。 推杆可以是实心或空心的。下端同外凸球面支座锻成一个整体；上端同外凸或内凹球面支座锻成一个整体。null结构：厚度方向呈“工字形”截面，钻有润滑油道，来自凸轮轴中心控油道、摇臂轴承孔的机油通过摇臂自身斜钻的油道流向两端，润滑推杆与气门两端的接触工作表面。4、气门摇臂：作用：双臂杠杆作用，一则改变推杆力方向，从而使气门运动方向不同于推杆运动方向；二则在较小的凸轮升程下增大了气门升程。要求：刚度大（机构刚度的一部分），质量轻（自身质量的1/3作为机构往复惯性质量），两端工作表面耐磨（渡铬）。材料：45号钢冲压或铸铁、铸钢精铸而成。null习题习题1、比较凸轮轴下置、中置和上置式配气机构的优缺点。 2、进、排气门为什么要早开晚关？ 3、采用机械式挺柱的配气机构为什么要预留气门间隙？ 4、不同气门头部形状有何优缺点？