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2第一节概述一、功用---按发动机工作循环的要求适时地进排气。二、系统的组成由气门组与气门传动组两部分构成。3三、按凸轮轴的布置形式分1.凸轮轴下置式传动比:i曲凸=2/1特点:驱动机构简单,零件多、传动链长,刚度差。4配气机构的组成凸轮轴挺柱推杆摇臂凸轮轴正时齿轮摇臂轴5凸轮轴下置式2.凸轮轴中置式63.顶置式凸轮轴(上置式凸轮轴)(OHC)SOHC式摆臂驱动式73.顶置式凸轮轴(上置式凸轮轴)(OHC)双顶置凸轮轴(DOHC)8直接驱动、凸轮轴上置式配气机构(双上置凸轮轴DOHC)93.顶置式凸轮轴(上置式凸轮轴)(OHC)双顶置凸轮轴(DOHC)10四、按气门驱动方式分1.摇臂驱动2.摆臂驱动3.直接驱动其中:摇臂驱动刚度最小,直接驱动刚度最大、能量损失小。高速发动机多用直接驱动方式。11直接驱动(双上置凸轮轴DOHC)摇臂驱动12五、按每缸气门数分类可分为2气门式、3气门式、4气门式和5气门式等。现代高速发动机最常用每缸四气门式发动机。多气门的布置形式1-T形驱动杆;2-气门尾端的从动盘13五、按每缸气门数分类可分为2气门式、3气门式、4气门式和5气门式等。现代高速发动机最常用每缸四气门式发动机。14凸轮轴上置式配气机构15六、凸轮轴的传动方式1.齿轮传动(正时齿轮)中置或下置凸轮轴用。16六、凸轮轴的传动方式1.链条传动(正时链)2.齿形带传动(正时带)链条传动图图齿形带传动17进气凸轮轴排气凸轮轴主正时链VVT-i控制器(排气侧)副正时链(右侧)主链张紧器副链张紧器液压气门间隙调节器VVT-i控制器(进气侧)六、凸轮轴的传动方式1.链条传动(正时链)18六、凸轮轴的传动方式2.齿形带传动(正时带)19正时标记A.作用保证配气正时,即曲轴与凸轮轴有正确的位置关系,气门按工作顺序要求启闭。B.正时标记记号齿轮传动齿形带传动CCBBAABA20正时标记实例——丰田威驰轿车的正时标记记号齿形带传动曲轴正时齿轮的正时标记齿形带轮上的正时标记21七、气门间隙1、什么是气门间隙?发动机在冷态下,气门处于关闭状态下,气门与传动件之间的间隙称为气门间隙。22七、气门间隙图气门间隙2、为什么要有气门间隙?防止发动机在工作时由于热膨胀而顶开气门,破坏气门与气门座之间的密封,造成漏气。气门过大、过小的危害过大:(1)传动零件之间及气门和气门座之间产生撞击响声,并加速磨损。(2)使气门开启的持续时间减少,气缸充气和排气情况变坏。过小:热态下使气门关闭不严而发生漏气,导致功率下降,甚至烧坏气门。气门间隙23七、气门间隙3、气门间隙的大小进气门:0.25~0.30㎜平均0.30㎜排气门:0.25~0.45㎜平均0.35㎜24因为一个活塞行程仅经历0.01S。所以为了充分进排气、提高输出功率,必须使进排气门早开、晚关。一、配气定时(配气相位)理论上的进排气起止角度及持续时间如图示。排气进气上止点TDC下止点25一、配气定时1、配气定时图用曲轴转角表示进、排气门实际开闭时刻和持续时间,称为配气定时,也称为配气相位。图配气相位图26上止点下止点前γ上止点后δ下止点一、配气定时1、配气定时图排气门排气提前角γ=40°~80°排气迟后角δ=0°~30°排气持续角180°+γ+δ27上止点下止点后β上止点前α下止点一、配气定时1、配气定时图进气门进气提前角α:0°~40°进气迟后角β:30°~80°进气持续角:180°+α+β28一、配气定时1、配气定时图上止点下止点后31º上止点前37º下止点前29º上止点后35º下止点29二、气门叠开——进气门与排气门同时开启的现象称为气门叠开。气门叠开角为:α+δ思考:A.进排气门为什么要早开晚关?B.气门叠开是否造成新鲜空气与废气的相互掺混?30配气相位演示31上止点下止点后71º下止点后31º上止点前37º下止点前29º下止点前64º上止点后35º上止点0º上止点后3º下止点双VVT-I3GR-FE发动机的智能可变气门正时系统32VVT-i(智能可变气门正时系统)简介进/排气侧凸轮轴都采用VVT-i控制系统进气侧排气侧叶轮锁止销提前延迟提前延迟锁止销左侧气缸组33最大限度延迟最大限度提前进气门排气门持续角度:228˚持续角度:236˚TDCBDCATDC10˚BBDC46˚82˚TDCBDCATDC8˚ABDC56˚122˚TDCBDCBTDC32˚ABDC16˚智能可变气门正时系统—AlphaII发动机VVT参数1.6升发动机的气门正时如上所示。“CVVT定位位置”是进气门开启持续角度的一半位置,进气门最大提前位置在ATDC82º,最大延迟位置为ATDC122º。34组成:由气门、气门座、气门导管、气门弹簧及附件。35组成:由气门、气门座、气门导管、气门弹簧及附件。一、气门1.工作条件高温、受到气体压力、冷却条件差。2.材料材料:进气门以合金中碳钢为主,排气门为合金耐热钢。363.构造①气门头部A.平顶式结构简单,吸热面积小,常用。B.凹顶式进气阻力小,仅用于进气门。C.凸顶式排气阻力小,用于排气门。37②气门锥角α—气门顶面与气门工作面之间的夹角。α角的大小:一般多为45°,少数为30°。分析:α角大小对气门工作性能的影响α角大:则进气阻力和气门刚度增加。密封和导热能力增大。气门锥角α的大小要适当。气门锥角38③气门杆部要求:杆部与气门导管配合,有较高的加工精度、配合精度及较好的耐磨性。杆端:弹簧座与杆端的固定形式有:A.锥形锁片式;B.锁销式。39③气门杆部组成:由气门、气门座、气门导管、气门弹簧及附件等构成。40二、气门导管1.作用导向与传热2.材料灰铸铁、球墨铸铁及铁基粉末冶金等。3.结构说明A.与缸盖的配合为过盈配合,以防止松脱及良好导热。B.与气门杆的配合为动配合间隙为:0.05~0.12㎜C.上孔内边不倒角,有刮作用。顶部装气门油封。41二、气门导管B.与气门杆的配合为动配合间隙为:0.05~0.12㎜C.上孔内边不倒角,有刮作用。顶部装气门油封。42三、气门座与气门共同起密封作用,并接受气门传来的热量。b450(300)15075043三、气门座1.作用—与气门共同起密封作用,并接受气门传来的热量。2.结构类型多采用镶气门座圈。材料:粉末冶金或耐热钢等。3.气门座圈锥角一般大于气门锥角0.5°~1°。444.气门座与气门接触环带一般为1.2~2.5mm。排气门大于进气门的宽度,柴油机大于汽油机的宽度。45气门46气门47气门座圈48四、气门弹簧1.作用保证气门回位、保证气门与座紧密贴合。2.类型单个不等距圆柱管簧、两个旋向相反的圆柱簧。(a)螺旋弹簧;(b)不等螺距的圆柱簧;(c)双气门弹簧49四、气门弹簧3.防止共振的措施:(1)可采用不等螺距的圆柱弹簧;(2)采用双气门弹簧。50气门座圈51气门油封521.配合要求(1)气门与气门座工作锥面角度应一致。(2)气门与气门座密封带位置在中部。(3)气门与气门座的密封带宽度一般为1.2~2.5mm。五、气门组零件的检修531.配合要求(4)气门工作锥面与杆部的同轴度、气门座与导管的同轴度应不大于0.05mm。(5)气门杆与导管的配合间隙应符合原厂规定。五、气门组零件的检修542.气门的检修(1)气门的耗损与检验气门的常见耗损:气门杆部及尾端的磨损、气门工作锥面磨损与烧蚀和气门杆的弯曲变形等。55气门出现下列耗损之一时,应换新:①轿车气门杆的磨损大于0.05mm,载货汽车气门杆的磨损大于0.10mm,或出现明显的台阶形磨损。②气门头圆柱面的厚度小于1.0mm。图4-9-40.8毫米56③气门尾端的磨损大于0.5mm。④气门杆的直线度误差大于0.05mm时,应予以更换或校直,校直后的直线度误差不得大于0.02mm。573.气门座的修理气门座的磨损主要是磨料磨损和由于冲击载荷造成的硬化层脱落,以及由于高温燃气所导致的腐蚀和烧蚀。气门座的磨损,使得密封带变宽,气门与气门座关闭不严,汽缸密封性降低。58①拉出旧气门座。②选择新气门座。用外径千分尺测量气门座外径,用内径量表测量气门座承孔内径,根据气门座和缸盖承孔的材质选择合适的过盈量(一般在0.07~0.17mm)。③气门座的镶换。将检验合格的新气门座用干冰或液氮冷却,时间不少于10min。同时将缸盖的气门座承孔用汽油喷灯或在箱式炉中加热至373~423K,将气门座压入承孔中。(1)气门座的镶换59常用气门座绞刀一般为15°、30°、45°、75°四种规格。且有粗、精绞刀之分,粗绞刀在刃口上有锯齿状缺口。(2)气门座的绞削1—75°座面绞刀;2—45°精绞刀;3—30°精绞刀;4—15°粗绞刀;5—定位杆;6—扳杆6075°座面绞刀用来绞削气门座上的平面角,以使气门头部的下沉量符合要求(0.5~1.0mm),并使气门座工作斜面下移;30°或45°绞刀为气门座工作面绞刀;15°绞刀用来扩大气门座孔内径,使气门座工作斜面上移。61①根据气门导管内径选择绞刀导杆,导杆插入气门导管内不能过紧,无松动为宜。②把砂布垫在绞刀下,磨除座口硬化层,以防止绞刀打滑和延长绞刀使用寿命。③用与气门锥角相同的粗绞刀绞削工作锥面,直到凹陷、斑点全部去除并形成2.5mm以上的完整锥面为止。绞削时两手用力要均衡并保持顺时针方向转动。绞削的作业方法62④气门座和气门的选配,一般是新旧搭配。用相配的气门进行涂色试配,接触环带应在气门和斜面的中部靠里位置。接触面宽度一般进气门为1.0~2.0mm,排气门为1.5~2.5mm。⑤最后用与工作面角度相同的细刃绞刀进行精绞,并在绞刀下垫细砂布磨修,以降低气门座口表面粗糙度。634.气门的研磨(1)手工研磨研磨前应清洗并打上记号。涂粗研磨砂,同时在气门杆上涂以稀机油,插入气门导管内,然后利用螺丝刀或橡皮捻子使气门做往复和旋转运动,与气门座进行研磨。64当气门工作面与气门座工作面磨出一条较完整且无斑痕的接触环带时,可以将粗研磨砂洗去,换用细研磨砂继续研磨。当工作面出现一条整齐的灰色环带时,再洗去细研磨砂,涂上润滑油,继续研磨几分钟即可。65将汽缸盖清洗干净,置于气门研磨机工作台上,在已配好的气门工作面上涂一层研磨膏,将气门杆部涂以机油并装入气门导管内,调整各转轴,对正气门座孔,连接好研磨装置,调整气门升程,进行研磨。一般研磨10~15min即可。研磨后的工作面应成为一条光泽更好的圆环。(2)机动研磨66(1)划线法在气门锥面上用铅笔沿径向均匀地划上若干条线,每线相隔4mm。然后与相配气门座接触,略压紧并转动气门45°~90°,取出气门,察看铅笔线条。5.气门的密封性检验67(2)拍击法将气门与相配气门座轻轻敲击几次,察看接触带,如有明亮的连续光环,即为合格。(3)渗油法可将煤油或汽油浇在气门顶面上,5min内察看气门与气门座接触处是否有渗漏现象。68(1)用外径略小于气门导管内孔的阶梯轴冲出气门导管。(2)选择外径尺寸符合要求的新气门导管。(3)安装气门导管。(4)气门导管的绞削。采用成型专用气门导管绞刀绞削,进刀量不宜过大,绞刀保持垂直,边绞边试,直至间隙合适。6.气门导管的修配69将气门杆和气门导管擦净,在气门杆上涂一层薄机油,将气门放入气门导管中,上下拉动数次后,若气门在自重下能徐徐下落,则表示气门杆与气门导管的配合间隙适当。气门导管的经验检查法70气门弹簧经过长期使用后,由于受力压缩产生塑性变形,使弹簧的自由长度缩短,弹力减退,簧身歪斜以至变形和折断。弹簧折断后,不仅影响发动机正常运转,而且在顶置式气门装置中,气门将会掉入气缸,造成毁坏发动机的事故。发动机大修时,必须对气门弹簧进行检验。5.气门弹簧的检验71气门弹簧的测量弹簧的自由长度测量。弹簧的弯曲度测量:各道弹簧圈的外径,应在同一直线上,其误差不得超过1mm。气
本文标题:第三章配气系统.
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