第三章-配气机构讲义课件.ppt
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- 第三 机构 讲义 课件
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1、第三章第三章 配气机构配气机构主讲:牛广源主讲:牛广源。配气机构:。配气机构:是发动机的两大核心机构之一,其结构和性能直是发动机的两大核心机构之一,其结构和性能直接影响发动机的总体性能。接影响发动机的总体性能。作用:作用: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,以便在进气行程使尽可能要求,定时开启和关闭气缸的进、排气门,以便在进气行程使尽可能多的可燃混合气多的可燃混合气(汽油机汽油机)或空气或空气(柴油机柴油机)得以及时进入气缸,在排气得以及时进入气缸,在排气行程将废气快速排出气缸。行程将废气快速排出
2、气缸。一、基本组成:一、基本组成:二、配气机构的布置和工作情况二、配气机构的布置和工作情况1、气门顶置式、气门顶置式工作过程工作过程 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的一侧,结构简单、零件数目少。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。道曲折、进气阻力大,使发动机性能下降
3、,已趋于淘汰。3、凸轮轴下置、凸轮轴下置不利因素:不利因素:凸轮轴与气凸轮轴与气门相距较远,动门相距较远,动力传递路线较长,力传递路线较长,环节多,因此不环节多,因此不适用于高速发动适用于高速发动机。机。有利因素:有利因素:简化曲轴与简化曲轴与凸轮轴之间才传凸轮轴之间才传动装置,有利于动装置,有利于发动机的布置。发动机的布置。4、凸轮轴中置式、凸轮轴中置式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 传动方式:传动方式:凸轮轴经过挺柱直凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂,省去了接驱动摇臂,省去了推杆。推杆。应用:应用:适用于发动机转速适用于发动机转速较高时,可以减少气较高时,可以减少气门传动机
4、构的往复运门传动机构的往复运动质量。动质量。5、凸轮轴上置式、凸轮轴上置式凸轮轴凸轮轴凸轮轴凸轮轴活塞活塞双凸轮轴上置式发动机双凸轮轴上置式发动机 特点:特点:凸轮轴与气门距离凸轮轴与气门距离近,不需要推杆、挺柱,近,不需要推杆、挺柱,使往复运动的惯量减少。使往复运动的惯量减少。应用:应用:高速发动机,如桑高速发动机,如桑塔纳轿车发动机塔纳轿车发动机6、按曲轴驱动凸轮轴的方式分、按曲轴驱动凸轮轴的方式分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
5、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齿轮凸轮轴上置凸轮轴上置式配气机构式配气机构柴油机多用注意油压张紧轮高速发动机现在多采用传动方式图例传动方式图例五、气门间隙五、气门间隙 1、概念:、概念:气门间隙气门间隙:为保证气门关闭严密,通常发动机: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。或凸轮)之间留有适当的间隙。气门杆气门杆摇臂摇臂气门间隙气
6、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?三、配气相位三、配气相位1030 4080 4080 1030 上止点上止点下止点下止点1、配气相位各角度表示、配气相位各角度表示2、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,出现的进气门叠开: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。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(+)。)。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
7、位图,并分析气门早开与、作出配气相位图,并分析气门早开与迟迟 闭的原因。闭的原因。四、配气机构的组件和工作情况四、配气机构的组件和工作情况 1 1、气门组、气门组气门组实物图气门组实物图(1)气门)气门 头部头部杆部杆部 功用:功用:燃烧室的组成部分,是气体进、出燃烧燃烧室的组成部分,是气体进、出燃烧室通道的开关,承受冲击力、高温冲击、高室通道的开关,承受冲击力、高温冲击、高速气流冲击。速气流冲击。工作条件:工作条件:A A、进气门、进气门570K670K570K670K,排气门排气门1050K1200K1050K1200K;B 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
8、等;C C、冷却和润滑条件差、冷却和润滑条件差;D D、被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。、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。材料:材料:进气门:铬钢或铬镍钢;排气门:硅铬进气门:铬钢或铬镍钢;排气门:硅铬钢。钢。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、排气结构简单,制造方便,吸热面积小,质量也较小,进、排气门都可采用。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,废气的清除效适用于排气门,因为其强度高,排气阻力小,废气的
9、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。果好,但球形的受势面积大,质量和惯性力大加工较复杂。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,可以减少进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。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门气门锥角:气门头部与气门座圈接触的锥面与气门顶部平面的夹角。顶部平面的夹角。装配前应将密装配前应将密封锥面研磨。封锥面研磨。
10、边缘应保持一定的边缘应保持一定的厚度,厚度,13mm。锥角作用:锥角作用:A 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,提高密封性和导热性;B 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 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。气门锥角的大小气门锥角的大小 进气门:一般为进气门:一般为30,原因是在相同气门升程情况下,原因是在相同气门升程情况下,锥角小时进气阻力小;但由于头部边缘较薄,刚度差,密封锥角小时进气阻力小;但由于头部边缘较薄,刚度差,密封性及导热性均差。性及导热性均差。排气门:一般为排气门:一般为
11、45。因其热负荷较大。因其热负荷较大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、锁销环形槽、锁销孔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、排气道与气门锥气缸盖的进、排气道与气门锥面相结合的部位。面相结合的部位。作用:作用:靠其内锥面与气门锥面的紧密贴靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封气缸。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0.510.51度度的气门座圈
12、锥角。的气门座圈锥角。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,脱落时易造缺点:导热性差,加工精度高,脱落时易造成严重事故。成严重事故。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座柴油机:进气门采用镶嵌式气门座铝合金气缸盖为何气门座铝合金气缸盖为何气门座都要镶嵌气门座圈?都要镶嵌气门座圈?(3)气门导管)气门导管气门导管气门导管气缸盖气缸盖过盈配合过盈配合卡环:防卡
13、环:防止气门导止气门导管在使用管在使用中脱落。中脱落。倒角倒角伸入深度应伸入深度应适量。锥度适量。锥度可减少气流可减少气流阻力阻力。作用:作用:为气门的运动导向,保为气门的运动导向,保证气门直线运动兼起导热作证气门直线运动兼起导热作用。用。工作条件:工作条件:工作温度较高,约工作温度较高,约500K500K。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,用含石墨较多的铸铁,能提高自润滑作用。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;内内表面精绞。表面精绞。装配:装配:气门杆与气门间隙:气门杆与气门间隙:0.050.050.12mm0.12
14、mm。(4)气门弹簧)气门弹簧 功用:保证气门的回位。功用:保证气门的回位。材料:高锰碳钢、铬钒钢材料:高锰碳钢、铬钒钢气门弹簧的装配气门弹簧的装配气门弹簧气门弹簧气门弹簧座气门弹簧座锁片锁片气门关闭气门关闭保证气门及时保证气门及时关闭、密封关闭、密封气门开启气门开启保证气门不脱保证气门不脱离凸轮离凸轮气门弹簧的布置气门弹簧的布置旋向相反的旋向相反的两个弹簧,两个弹簧,防止断裂的防止断裂的弹簧卡入另弹簧卡入另一弹簧一弹簧应用车型:奥迪应用车型:奥迪100,捷达,桑塔纳,捷达,桑塔纳,广州标致广州标致505气门杆弹簧座的固定形式气门杆弹簧座的固定形式凹槽(环槽):安装两半锥形锁片。凹槽(环槽):
15、安装两半锥形锁片。锁销孔:用锁销固定。锁销孔:用锁销固定。气门旋转机构气门旋转机构锥形套筒锥形套筒锁片锁片作业作业1、气门弹簧起什么作用?为什么在装配、气门弹簧起什么作用?为什么在装配气门弹簧时要预先压缩?气门弹簧时要预先压缩?2、气门锥角有什么作用?、气门锥角有什么作用?2 2、气门传动组、气门传动组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工作演示工作演示(1)凸轮轴)凸轮轴凸轮凸轮凸轮轴轴颈凸轮轴轴颈驱动分电器的螺旋齿轮驱动分电器的螺旋齿轮 作用:作用:驱动和控制各缸气门的开启和关闭,使其符合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
16、相位和气门开度的变化规律等要发动机的工作顺序、配气相位和气门开度的变化规律等要求。求。工作条件:工作条件:承受气门间歇性开启的冲击载荷。承受气门间歇性开启的冲击载荷。材材 料:料:优质钢、合金铸铁、球墨铸铁。优质钢、合金铸铁、球墨铸铁。(2)凸轮)凸轮工作条件:工作条件:承受气门弹簧承受气门弹簧的张力,间歇性的张力,间歇性的冲击载荷。的冲击载荷。凸轮性能:凸轮性能:表面有良好的表面有良好的耐磨性,足够的耐磨性,足够的刚度。刚度。凸轮与挺柱凸轮与挺柱线接触,接线接触,接触压力大,触压力大,磨损快。磨损快。凸轮轮廓与气门的运动规律凸轮轮廓与气门的运动规律气门开启点气门开启点消除气门消除气门间隙阶段
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