配气机构ppt培训课件.ppt
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1、配气机构4.1概述概述一、功用一、功用 按照发动机每个气缸内所进行的工作循环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、和发火次序的要求,定时开启和关闭气缸的进、排气门,使新鲜可燃混合气排气门,使新鲜可燃混合气(汽油机汽油机)或空气或空气(柴柴油机油机)得以及时进入气缸,废气得以及时从气得以及时进入气缸,废气得以及时从气缸排出。缸排出。二、充气效率二、充气效率在进气行程中,实际进入气缸内的新鲜空气或在进气行程中,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满气
2、缸工作容积的新鲜空气或可燃混合气的质量之比。量之比。v=M/M0 M 进气过程中,实际进入气缸的新气的进气过程中,实际进入气缸的新气的质量;质量;Mo在理想状态下,充满气缸工作容积的在理想状态下,充满气缸工作容积的新气质新气质 量。量。4.2配气机构的布置和工作情况配气机构的布置和工作情况一、气门的布置型式一、气门的布置型式1、气门顶置式、气门顶置式组成组成工作过程工作过程特点特点A、气门行程大,结构较复杂,燃烧室紧凑。、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、曲轴与凸轮轴传动比为2:1。2、气门侧置式、气门侧置式 进排气门都布置在气缸进排气门都布置在气缸的一侧,结构简单
3、、零件数的一侧,结构简单、零件数目少。目少。气门布置在同一侧导致气门布置在同一侧导致燃烧室结构不紧凑、热量损燃烧室结构不紧凑、热量损失大、进气道曲折、进气阻失大、进气道曲折、进气阻力大,使发动机性能下降,力大,使发动机性能下降,已趋于淘汰。已趋于淘汰。二、凸轮轴的布置型式二、凸轮轴的布置型式1、凸轮轴下置、凸轮轴下置不利因素凸轮不利因素凸轮轴与气门相距轴与气门相距较远,动力传较远,动力传递路线较长,递路线较长,环节多,因此环节多,因此不适用于高速不适用于高速发动机。发动机。有利因素简化有利因素简化曲轴与凸轮轴曲轴与凸轮轴之间才传动装之间才传动装置,有利于发置,有利于发动机的布置。动机的布置。2
4、、凸轮轴中置式、凸轮轴中置式传动方式凸传动方式凸轮轴经过挺轮轴经过挺柱直接驱动柱直接驱动摇臂,省去摇臂,省去了推杆。了推杆。应用适用于应用适用于发动机转速发动机转速较高时,可较高时,可以减少气门以减少气门传动机构的传动机构的往复运动质往复运动质量。量。凸轮轴凸轮轴挺柱挺柱活塞活塞摇臂摇臂调整螺钉调整螺钉3、凸轮轴上置式应用高速发动机应用高速发动机桑塔纳轿车发动机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三、气门间隙三、气门间隙1、概念、概念气门间隙为保证气门关闭严密,通常发动机在冷态装气门间隙为保证气门关闭严密,通常发
5、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。凸轮)之间留有适当的间隙。气门杆气门杆摇臂摇臂气门间隙气门间隙气门气门间隙间隙进气门进气门 0.250.30mm排气门排气门 0.300.35mm为何排气为何排气门间隙大门间隙大于进气门于进气门间隙?间隙?四、配气相位四、配气相位1、气门从开启到关闭所经历的曲轴、气门从开启到关闭所经历的曲轴转角,称为转角,称为配气相位配气相位。1030 4080 4080 1030 上止点下止点配气相位演示配气相位演示3、气门叠开、气门叠开气门叠开当进气门早开和排气门晚关时,气门叠
6、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。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(气门叠开角气门同时开启的角度(+)。)。排气过程排气过程进气过程进气过程五、凸轮轴的传动方式五、凸轮轴的传动方式传动方式传动方式传动路线传动路线应用应用齿轮传动齿轮传动曲轴正时齿轮(钢)曲轴正时齿轮(钢)凸轮轴凸轮轴正时齿轮(铸铁或胶木)正时齿轮(铸铁或胶木)凸轮轴下置、凸轮轴下置、中置式配气中置式配气机构机构链条传动链条传动曲轴曲轴链条链条凸轮轴正时齿轮凸轮轴正时齿轮凸轮轴上置凸轮轴上置式配气机构式配气机构齿形带传动齿形带传动曲轴曲轴齿形皮带齿形皮带凸轮轴正时凸轮轴正时齿轮
7、齿轮凸轮轴上置凸轮轴上置式配气机构式配气机构传动方式图例传动方式图例一汽一汽audi轿车的齿形带传动装置轿车的齿形带传动装置凸轮轴凸轮轴曲轴曲轴作业作业1、简述配气机构的功用。、简述配气机构的功用。2、作出配气相位图,并分析气门早开与迟、作出配气相位图,并分析气门早开与迟 闭的原因。闭的原因。A、齿轮传动应用在下置凸轮轴发动机。B、曲轴与凸轮轴传动比为2:1。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。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。表面有良好的耐磨性,足够的刚度。将挺柱传来的推力传给摇臂。3配气机构的组件和工作情况保证气门及时关闭、密封为了防止凸轮
8、轴在工作中产生轴向窜动和承受斜齿轮产生的轴向力。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。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。Mo在理想状态下,充满气缸工作容积的新气质 量。适用于排气门,因为其强度高,排气阻力小,废气的清除效果好,但球形的受势面积大,质量和惯性力大加工较复杂。保证气门及时关闭、密封进气门570K670K(铬钢或铬镍钢)气门杆与气门间隙0.凹顶头部与杆部的过渡部分具有一定的流线形,可以减少进气阻力,但其顶部受热面积大,故适用于进气门,而不宜用于排气门。一汽audi轿车的齿形带传动装置1、气
9、门弹簧起什么作用?为什么在装配气门弹簧时要预先压缩?(1)作用将凸轮的推力传给推杆或气门。4.3配气机构的组件和工作情况配气机构的组件和工作情况一、气门组一、气门组气门组实物图气门组实物图1、气门、气门功用功用燃烧室的组成部分,是气体进、出燃烧室通道的开关,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。承受冲击力、高温冲击、高速气流冲击。工作条件工作条件A、进气门、进气门570K670K,排气门,排气门1050K1200K。B、头部承受气体压力、气门弹簧力等,、头部承受气体压力、气门弹簧力等,C、冷却和润滑条件差,、冷却和润滑条件差,D、被气缸中燃烧生成物
10、中的物质所腐蚀。、被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。性能性能强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨进气门进气门570K670K(铬钢(铬钢或铬镍钢)或铬镍钢)排气门排气门1050K1200K(硅(硅铬钢)铬钢)头部头部杆部杆部气门头部的结构形式气门头部的结构形式平顶式平顶式结构简单,制造方便,吸热面积小,质量也较小,进、结构简单,制造方便,吸热面积小,质量也较小,进、排气门都可采用。排气门都可采用。凸顶式凸顶式(球面顶)(球面顶)适用于排气门,因为其强度高,排气阻力小,废气的清适用于排气门,因为其强度高,排气阻力小,废气的清除效果好,但球形的受势面积大,质量和惯性力大
11、加工除效果好,但球形的受势面积大,质量和惯性力大加工较复杂。较复杂。凹顶式凹顶式(喇叭顶)(喇叭顶)凹顶头部与杆部的过渡部分具有一定的流线形,可以减凹顶头部与杆部的过渡部分具有一定的流线形,可以减少进气阻力,但其顶部受热面积大,故适用于进气门,少进气阻力,但其顶部受热面积大,故适用于进气门,而不宜用于排气门。而不宜用于排气门。气门实物图气门实物图进气门进气门排气门排气门气门锥角气门锥角气门锥角气门头部与气门座圈接触的锥面与气气门锥角气门头部与气门座圈接触的锥面与气门顶部平面的夹角。门顶部平面的夹角。锥角作用:锥角作用:A、获得较大的气门座合压力,提高密封性和导热性。、获得较大的气门座合压力,提
12、高密封性和导热性。B、气门落座时有较好的对中、定位作用。、气门落座时有较好的对中、定位作用。C、避免气流拐弯过大而降低流速。、避免气流拐弯过大而降低流速。装配前应将装配前应将密封锥面研密封锥面研磨。磨。边缘应保持边缘应保持一定的厚度,一定的厚度,13mm。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2、气门座、气门座气门座气门座气缸盖的进、排气道与气门锥面相结气缸盖的进、排气道与气门锥面相结合的部位。合的部位。作
13、用作用靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封气缸。靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封气缸。接受气门传来的热量。接受气门传来的热量。气门密封干涉角气门密封干涉角比气门锥角大比气门锥角大0.51度的气门座圈锥角。度的气门座圈锥角。气门座气门座气门座圈气门座圈以较大过盈量镶嵌在气门座上的圆环。以较大过盈量镶嵌在气门座上的圆环。镶嵌式气门座特点镶嵌式气门座特点优点提高气门座的使用寿命,便于更换。优点提高气门座的使用寿命,便于更换。缺点导热性差,加工精度高,脱落时易造成严重事缺点导热性差,加工精度高,脱落时易造成严重事故。故。汽油机排气门采用镶嵌式气门座汽油机排气门采用镶嵌式气门座柴油机进气门采用镶嵌式气门
14、座柴油机进气门采用镶嵌式气门座铝合金气缸盖铝合金气缸盖为何气门座都为何气门座都要镶嵌气门座要镶嵌气门座圈?圈?3、气门导管、气门导管作用作用为气门的运动导向,保证气门直线运动兼起导热作用。为气门的运动导向,保证气门直线运动兼起导热作用。工作条件工作条件工作温度较高,约工作温度较高,约500K。润滑困难,易磨损。润滑困难,易磨损。材料材料用含石墨较多的铸铁,能提高自润滑作用。用含石墨较多的铸铁,能提高自润滑作用。加工方法加工方法外表面加工精度较高外表面加工精度较高内表面精绞内表面精绞装配装配气门杆与气门间隙气门杆与气门间隙0.050.12mm。气门导管气门导管气缸盖气缸盖过盈配合过盈配合卡环:防
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