汽车概论-第4章发动机之配气机构-课件.ppt

1、12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1 112/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院2 2配气机构功用配气机构功用 按照发动机的工作顺序和工作循环的按照发动机的工作顺序和工作循环的要求要求 定时开启和关闭各缸的进、排定时开启和关闭各缸的进、排气门使新鲜可燃混合气或空气得以及气门使新鲜可燃混合气或空气得以及时进入气缸，废气得以从气缸及时排时进入气缸，废气得以从气缸及时排除。除。12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院3 3充气效率充气效率 充气效率充气效率v=M/

2、Mo M：在进气行程中实际进入气缸内新气质量在进气行程中实际进入气缸内新气质量 Mo：在进气系统进口状态下，充满气缸工作：在进气系统进口状态下，充满气缸工作容积的新气质量容积的新气质量 对充气效率的分析对充气效率的分析 v 1（一般为（一般为0.80.9）提高提高v方法方法 减减少进气和排气少进气和排气阻力阻力，进排气门的开启时刻和进排气门的开启时刻和持续开启时间持续开启时间适当适当。12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院4 4组成组成气门组气门组 气门传动组气门传动组凸轮凸轮轴轴挺柱挺柱推杆推杆摇臂摇臂气门与气门与气门座气门座气门气门导管导管气门

3、气门弹簧弹簧12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院5 5配气机构配气机构类型类型气门顶置式气门顶置式气门气门 布置形式布置形式气门侧置式气门侧置式凸轮轴下置式凸轮轴下置式凸轮轴凸轮轴 布置位置布置位置凸轮轴中置式凸轮轴中置式凸轮轴上置式凸轮轴上置式齿轮传动式齿轮传动式凸轮轴凸轮轴 传动方式传动方式链传动式链传动式齿形带传动式齿形带传动式12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院6 6摇臂驱动式摇臂驱动式气门驱动气门驱动形式形式摆臂驱动式摆臂驱动式直接驱动式直接驱动式两气门式两气门式每缸气门每缸气门数及其排数

4、及其排列方式列方式多气门式多气门式4气门气门5气门气门3气门气门12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院7 7凸轮轴凸轮轴下置下置凸轮轴凸轮轴中置中置气门顶置气门顶置挺柱挺柱挺柱挺柱推杆推杆摇臂摇臂摇臂摇臂12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院8 8单上置凸轮轴单上置凸轮轴(SOHC Single OverHead Camshaft)气门气门顶置顶置摇臂摇臂驱动驱动液力液力挺柱挺柱摇臂摇臂驱动驱动气门气门顶置顶置12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院9 9凸轮

5、轴上置凸轮轴上置气门气门顶置顶置摆臂摆臂驱动驱动摆臂摆臂支座支座摆臂摆臂支座支座气气门门间间隙隙调调整整块块12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1010凸轮轴凸轮轴上置上置直接直接驱动驱动挺柱体挺柱体气门气门顶置顶置12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院11114气门气门 配气机配气机构构5气门气门 配气机配气机构构双凸轮轴双凸轮轴上置直接上置直接驱动气门驱动气门12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1212配气机构配气机构工作过程工作过程 12/17/2

6、02212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1313配气定时配气定时(配气相位配气相位)配气定时配气定时：以曲轴转角表示的进、排气门：以曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻及其开启的持续时间开闭时刻及其开启的持续时间 进气提前角进气提前角：从进气门开到上止点曲轴：从进气门开到上止点曲轴所转过的角度所转过的角度 进气迟后角进气迟后角：从进气行程下止点到进气：从进气行程下止点到进气门关闭曲轴转过的角度门关闭曲轴转过的角度 排气提前角排气提前角：从排气门开启到下止点曲从排气门开启到下止点曲轴转过的角度轴转过的角度 排气迟后角排气迟后角：从上止点到排气门关闭曲：从上止点到排气门关

7、闭曲轴转过的角度轴转过的角度12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1414进排气行程进排气行程 12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1515配气相位图配气相位图 12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1616部分车型配气相位部分车型配气相位()车车 型型 奥迪奥迪A62.8L12423882.4L12363881.8L1638388帕萨特帕萨特B51638388桑塔纳桑塔纳2000GSi224448GLi23444812/17/202212/17/2022

8、北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1717液压挺柱液压挺柱12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1818气门组气门组 气门气门锁片锁片上气上气门弹门弹簧座簧座气门气门弹簧弹簧气门气门油封油封气门气门导管导管排气排气门座门座进气进气门座门座排气门排气门进气门进气门12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院1919气门组组成及要求气门组组成及要求组成：组成：气门、气门座、气门导管、气门弹簧，气门、气门座、气门导管、气门弹簧，有的进气门还设有气门旋转机构有的进气门还设有气门旋转机构 要求：要求：气门头部

9、与气门座贴合严密气门头部与气门座贴合严密 气门导管与气门杆导向良好气门导管与气门杆导向良好 气门弹簧两端与气门杆的中心垂直气门弹簧两端与气门杆的中心垂直 气门弹簧的弹力足够气门弹簧的弹力足够12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院2020气门气门气气门门顶顶面面气门气门锥面锥面气门气门锥角锥角气门气门 锁夹槽锁夹槽气气门门尾尾端端面面12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院2121气门传热气门传热气门密封锥气门密封锥面必须严密面必须严密贴合：贴合：研磨研磨气门与气门气门与气门座圈；座圈；气气门杆与气门门杆与

10、气门导管配合间导管配合间隙小：隙小：减少减少热阻。热阻。12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院2222特殊气门特殊气门中空气门杆气门中空气门杆气门 减轻气门质量减轻气门质量 减小气门运动惯性力减小气门运动惯性力 应用某些高度强化发动机应用某些高度强化发动机 充钠排气门充钠排气门 冷却效果明显冷却效果明显 应用某些风冷和轿车发动机应用某些风冷和轿车发动机 钠熔点：钠熔点：97.8 沸点：沸点：880 充钠充钠镶装镶装 硬合硬合金金镶装镶装 硬合硬合金金12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院2323气门油封

11、气门油封12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院2424n 两气门两气门 进气门比排气门大进气门比排气门大 减小进气阻力减小进气阻力 增大进气量增大进气量 n 3气门气门 2个进气门，个进气门，1个排气门个排气门 排气门比进气门大排气门比进气门大 进气量有明显增加进气量有明显增加 火花塞很难布置在中央对燃烧不利火花塞很难布置在中央对燃烧不利 每缸气门数每缸气门数12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院2525n 4和和5气门气门 现代高性能现代高性能汽车发动机普汽车发动机普遍采用每缸三、遍采用每缸三、四、五

12、个气门。四、五个气门。其中尤以四其中尤以四气门发动机为气门发动机为数最多数最多12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院26264气门气门5气门气门优优点点 进排气充分进排气充分,发动机发动机转矩和功率提高转矩和功率提高;气门质量减轻气门质量减轻,运动运动惯性力减小惯性力减小,有利提高有利提高转速转速;火花塞布置在燃烧火花塞布置在燃烧室中央室中央,有利于燃烧有利于燃烧 能明显增加进气能明显增加进气量量,比比4气门还优越气门还优越 3个进气门和个进气门和2个个排气门，排气门比排气门，排气门比进气门大进气门大缺缺点点 发动机零件数量增发动机零件数量增多多,

13、制造成本增加制造成本增加 结构非常复杂结构非常复杂,增增加了燃烧室表面积加了燃烧室表面积,对燃烧不利对燃烧不利12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院2727气门传动组气门传动组 12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院2828凸轮轴结构凸轮轴结构凸轮轴正凸轮轴正时齿形带时齿形带轮轮凸轮轴凸轮轴油封油封半圆半圆键键4缸机缸机凸轮凸轮轴轴12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院29296缸机缸机凸轮凸轮轴轴双上置凸双上置凸轮轴轮轴排气排气 凸轮凸轮轴轴进气进气 凸轮

14、凸轮轴轴轴轴颈颈偏心轮偏心轮排气排气 凸轮凸轮分电器分电器 驱动驱动齿轮齿轮进气进气 凸轮凸轮键键槽槽12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院3030 凸轮轴传动机构凸轮轴传动机构 适用于适用于中置式中置式和和下置式下置式凸轮轴凸轮轴 定时齿轮定时齿轮 圆柱螺旋齿轮圆柱螺旋齿轮 曲轴定时齿轮曲轴定时齿轮 中碳钢中碳钢 凸轮轴定时齿轮凸轮轴定时齿轮 铸铁或夹布胶木铸铁或夹布胶木 啮合平顺、噪声低、磨损小啮合平顺、噪声低、磨损小齿轮传齿轮传动机构动机构适用于适用于中置式中置式和和上置式上置式凸轮轴凸轮轴 链条链条 滚子链滚子链 装有导链板、张紧器和张紧轮

15、装有导链板、张紧器和张紧轮 保持一定张紧度保持一定张紧度 不产生振动噪声不产生振动噪声 链传链传动机构动机构12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院3131适用于适用于上置式上置式凸轮轴凸轮轴 轿车发动机多采用轿车发动机多采用 伸长量小伸长量小 适合精确定时传动适合精确定时传动 优点优点 噪声小、质量轻、成本低、噪声小、质量轻、成本低、工作可靠、不需要润滑工作可靠、不需要润滑 齿形带齿形带 氯丁橡胶氯丁橡胶 齿形带齿齿形带齿 钢或铁基粉末冶金钢或铁基粉末冶金 不能与水和机油接触不能与水和机油接触 容易跳齿容易跳齿 保持一定张紧力保持一定张紧力 张紧轮

16、和张紧器张紧轮和张紧器齿形带齿形带传动机构传动机构12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院3232齿轮齿轮传动传动链传动链传动曲轴正曲轴正时齿轮时齿轮凸轮轴凸轮轴 正时齿正时齿轮轮曲轴正曲轴正时链轮时链轮凸轮轴凸轮轴 正时链正时链轮轮定时定时记号记号12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院3333齿形齿形带传带传动动曲轴正曲轴正时齿形时齿形带轮带轮凸轮轴正凸轮轴正时齿形带时齿形带轮轮定时定时记号记号12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院3434 凸轮轴工作凸轮轴

17、工作 12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院3535 摇臂结构摇臂结构摇臂摇臂气门间隙气门间隙调整螺钉调整螺钉缩紧缩紧螺母螺母摇臂摇臂衬套衬套摇臂摇臂(与液与液压挺柱联用压挺柱联用)摇臂支摇臂支点球座点球座12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院3636 摇臂工作摇臂工作12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院3737可变配气技术可变配气技术VVT-i，丰田，吸引买主的法宝，丰田，吸引买主的法宝Variable Valve Timing with intelli

18、gence中文翻译是“智能可变配气正时系统”。i-VTEC，本田，冲击市场的利器，本田，冲击市场的利器Variable Valve Timing and Valve Lift Electronic Control System中文意思是“可变气门配气正时和气门升程电子控制系统”。12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院3838可变配气正时及气门升程机构可变配气正时及气门升程机构 正时板正时板辅助进辅助进气摇臂气摇臂主进气主进气摇臂摇臂凸轮轴凸轮轴中间进中间进气摇臂气摇臂进气门进气门排气门排气门广本雅阁广本雅阁VTEC结构图结构图12/17/20221

19、2/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院39391.VTEC功用功用 VTEC使使配气正时和气门升程配气正时和气门升程根根据发动机转速变化作出相应的实据发动机转速变化作出相应的实时调整时调整 使气缸的使气缸的充气量充气量同时满足发动机同时满足发动机低转速和高转速下的不同需要低转速和高转速下的不同需要 从而提高了发动机的从而提高了发动机的动力性和经动力性和经济性。济性。12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院40402.低转速下低转速下VTEC原理原理 12/17/202212/17/2022北京邮电大学自动化学院北京邮电大学自动化学院41413.高转速下高转速下VTEC原理原理 谢谢！