发动机构造与原理课件03.

制作：刘艳旺Email：[e-mail]第三章配气机构概述气门间隙配气相位配气机构的组成和零件制作：刘艳旺Email：[e-mail]概述一、功用：配气机构是进、排气管道的控制机构，它按照气缸的工作顺序和工作过程的要求，准时地开闭进、排气门、向气缸供给可燃混合气（汽油机）或新鲜空气（柴油机）并及时排出废气。另外，当进、排气门关闭时，保证气缸密封。进饱排净，四行程发动机都采用气门式配气机构。二、充气效率：新鲜空气或可燃混合气被吸入气缸愈多，则发动机可能发出的功率愈大。新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度，用充气效率hv表示。hv越高，表明进入气缸的新气越多，可燃混合气燃烧时可能放出的热量也就越大，发动机的功率越大。制作：刘艳旺Email：[e-mail]三、类型：1、按气门的布置：气门顶置式；气门侧置式2、按凸轮轴的布置位置：下置式；中置式；上置式3、按曲轴与凸轮轴的传动方式：齿轮传动；链条传动；齿带传动4、按每气缸气门数目：二气门式；四气门式等制作：刘艳旺Email：[e-mail]§3.1配气机构的总布置一、配气机构的组成与工作情况气门驱动组：气门驱动组是从正时齿轮开始至推动气门动作的所有零件。主要由正时齿轮、凸轮轴、气门挺柱、推杆、调整螺钉和锁紧螺母、摇臂、摇臂轴、摇臂轴支架等组成。其功用是定时驱动气门使其开闭。气门组：主要由气门锁片、气门弹簧座、气门弹簧、气门、气门导管、气门座等组成。其功用主要是维持气门的关闭。制作：刘艳旺Email：[e-mail]1、气门布置1)气门顶置式组成：制作：刘艳旺Email：[e-mail]工作过程(1)气门打开：曲轴通过正时齿轮驱动凸轮轴旋转，使凸轮轴上的凸轮凸起部分通过挺柱、推杆、调整螺钉，推动摇臂摆转，摇臂的另一端便向下推开气门，同时使弹簧进一步压缩。(2)气门关闭：当凸轮的凸起部分的顶点转过挺柱以后，气门在其弹簧张力的作用下，开度逐渐减小，直至最后关闭，进气或排气过程即告结束。制作：刘艳旺Email：[e-mail]•特点：•A、气门行程大，结构较复杂，燃烧室紧凑。(凸轮轴下置式)•B、进气阻力小，燃烧室结构紧凑，气流搅动大，能达到较高的压缩比，目前国产的汽车发动机都采用气门顶置式配气机构。•C、曲轴与凸轮轴传动比为2:1。制作：刘艳旺Email：[e-mail]2)、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。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。制作：刘艳旺Email：[e-mail]2、凸轮轴的布置型式1)、凸轮轴下置不利因素：凸轮轴与气门相距较远，动力传递路线较长，环节多，因此不适用于高速发动机。有利因素：简化曲轴与凸轮轴之间才传动装置，有利于发动机的布置。制作：刘艳旺Email：[e-mail]2、凸轮轴中置式传动方式：凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，省去了推杆。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。凸轮轴挺柱活塞摇臂调整螺钉制作：刘艳旺Email：[e-mail]3、凸轮轴上置式应用：高速发动机特点：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。制作：刘艳旺Email：[e-mail]凸轮轴凸轮轴活塞双凸轮轴上置式发动机桑塔纳轿车发动机制作：刘艳旺Email：[e-mail]二、配气机构的传动方式传动方式传动路线应用齿轮传动曲轴正时齿轮（钢）→凸轮轴正时齿轮（铸铁或胶木）凸轮轴下置、中置式配气机构链条传动曲轴→链条→凸轮轴正时齿轮凸轮轴上置式配气机构齿形带传动曲轴→齿形皮带→凸轮轴正时齿轮凸轮轴上置式配气机构制作：刘艳旺Email：[e-mail]齿轮传动曲轴正时齿轮（钢）→凸轮轴正时齿轮（铸铁或胶木）凸轮轴下置、中置式配气机构一般从曲轴到凸轮轴只需一对正时齿轮传动，若齿轮直径过大，可增加一个中间齿轮。为了啮合平稳，减小噪声，正时齿轮多用斜齿材料：曲轴正时齿轮：钢制凸轮轴正时齿轮：铸铁，夹布胶木配气正时：安装时正时记号对齐制作：刘艳旺Email：[e-mail]链条传动曲轴→链条→凸轮轴正时齿轮凸轮轴上置式配气机构噪音小工作可靠性和耐久性不如齿轮传动制作：刘艳旺Email：[e-mail]齿形带传动曲轴→齿形皮带→凸轮轴正时齿轮凸轮轴上置式配气机构齿形带传动，传动比准确，效率高，不需润滑，噪声小、工作可靠、成本低齿形皮带材料：氯丁橡胶曲轴正时齿形带轮中间轴齿形带轮张紧轮凸轮轴正时齿形带轮制作：刘艳旺Email：[e-mail]三、气门排列及驱动装置1.两气门的排列及驱动一般发动机都采用每缸两个气门，即一个进气门和一个排气门的结构。为了改善换气，在可能的条件下，应尽量加大气门的直径，特别是进气门的直径。排列：一列驱动：一根凸轮轴驱动进排气道：汽油机：置于机体一侧，进气预热，提高汽油挥发性柴油机：置于机体两侧，防止进气预热，提高充气效率制作：刘艳旺Email：[e-mail]2.四气门的排列及驱动某些大排量、高转速、高功率的发动机，由于气门尺寸的限制，每缸两个气门不能满足换气的需要，而采用三气门(两进一排)或四气门(两进两排)，因此必须有使两同名气门同步开闭的驱动装置。每缸采用四个气门时，其气门排列的方案有二种：1).同名气门排成两列如图所示，由一个凸轮通过T形驱动杆同时驱动，并且所有气门都可以由一根凸轮轴驱动。2).同名气门排成一列如图所示，进排气门分别位于曲轴中心线的两侧，分别采用两凸轮轴驱动，每缸两同名气门采用两个形状和位置相同的凸轮驱动。制作：刘艳旺Email：[e-mail]制作：刘艳旺Email：[e-mail]四、气门间隙及其调整1、概念：气门间隙：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、挺柱或凸轮）之间留有适当的间隙。气门杆摇臂气门间隙制作：刘艳旺Email：[e-mail]2、必要性：发动机工作时，气门将因温度升高而膨胀，如果气门及其传动件之间，在冷态时无间隙或间隙过小，则在热态时，气门及其传动件的受热膨胀势必引起气门关闭不严，造成发动机在压缩和作功行程中漏气，而使功率下降，严重时甚至不易起动。为了消除这种现象，通常在发动机冷态装配时，留有气门间隙，以补偿气门受热后的膨胀量。有的发动机采用液力挺柱，挺柱的长度能自动变化，随时补偿气门的热膨胀量，故不需要预留气门间隙。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。3、大小：气门间隙进气门0.25~0.30mm排气门0.30~0.35mm制作：刘艳旺Email：[e-mail]4、气门间隙调整1）气门间隙调整方法——两遍法生产实践中，普遍地采用两遍法调整气门间隙，即第一缸压缩终了上止点时，调整所有气门的半数，再摇转曲轴一周(指四冲程发动机)便可调整其余半数气门。2）气门间隙调整原则——气门在完全关闭的情况下，才能调整气门间隙即挺柱(或摇臂)必须落在凸轮的基圆上才可调整。由于气门开始开启和开始关闭时，挺柱(或摇臂)是在凸轮的缓冲段内某点上，而且配气相位往往产生一定的偏差，所以不仅气门开启过程不能调，而且将要开启和刚关闭不久的一段时间内也不能调。根据该原则，则气门在六种状态下不能调：(1)正在进气，则进气门不能调；(2)正在排气，则排气门不能调；(3)将要进气，则进气门不能调；(4)将要排气，则排气门不能调；(5)刚进气完，则进气门不能调；(6)刚排气完，则排气门不能调。制作：刘艳旺Email：[e-mail]据调整原则结合表中的图可以看出：一缸压缩终了，双门关闭，均可调；六缸排气终了，双门叠开，均不可调；五缸压缩过程，距“进关”很近，属“进气刚完”，进气门不能调，距“排开”、“排关”都很远，排气门可调；二缸“正在排气”，排气门不可调，距“进开”尚远，进气门可调；三缸“正在进气”，进气门下可调，距“排关”已远，排气门可调；四缸作功过程，已距“排开”很近，属“将要排气”，排气门不可调，距“进开”“进关”都很远，进气门可调。综上分析，一缸压缩终了时，可调气门有：一缸双门，二、四缸进气门，三、五缸排气门。同理可分析六缸压缩终了时，剩下六个气门可调。如此，两遍调完全部气门。制作：刘艳旺Email：[e-mail]如将发动机的工作顺序排成如图3-37所示的环形图，则一缸作功开始时，将第一周和第二周作功的缸号，分别排在环形图的上方(可调排气门)和下方(可调进气门)。于是环形图中各缸号可分为双门可调段(左)、排气门可调段(上)、双门均不可调段(右)、进气门可调段(下)，即顺次可按“双、排、不、进”四段来判别气门的可调性。自然，将曲轴转一圈，则“双-不”对调，“排-进”对调。制作：刘艳旺Email：[e-mail]发动机工作时，由于汽门处在高温下工作，气门等机件因受热膨胀而伸长，所以，必须在气门冷态时预留一定的气门间隙，以保证在气门受热膨胀伸长时，仍能使气门与气门座紧密配合。由于气门长时间的工作，改变了原来的气门间隙。所以，当听到气门有“嗒嗒”的异响时，应检查并调整气门间隙。在调整气门间隙时，必须按厂家规定的数值去调整，并且使气门在完全关闭的情况下进行。调整气门间隙的位置：侧置式发动机在挺杆上，顶置式发动机在摇臂上。常见的气门调整方法有：逐缸调整法、二次调整法、表达式法等。但由于发动机种类繁多，进排气门排列顺序各不相同。用以上方法调整气门间隙，有不便记忆和繁锁之感。而且如果不知道发动机的点火顺序（或喷油顺序），调整起来将更加麻烦。现介绍针对2种不同情况下调整气门间隙的方法及技巧。已知点火顺序的气门间隙调整制作：刘艳旺Email：[e-mail]1．确定1缸压缩上止点的简便方法若知道发动机的点火顺序（或喷油顺序），调整气门间隙时，首先应准确无误地找出1缸或6缸压缩上止点的位谩Ｏ秩范?缸或6缸压缩上止点的方法比较复杂，操作起来十分麻烦（即卸下第1缸火花塞，用大姆指或棉纱团堵住第一缸火花塞孔，然后用手摇柄摇转曲轴。当大拇指感到有压力或棉纱团“嘭”地一下跳出时，即为第1缸压缩上止点的位置）。现根据笔者的检修经验介绍一种简便实用的方法：利用1、6缸（4缸）活塞在同一平面上，1缸压缩终了时，6或4缸气门迭开这一规律来确定。即当1缸压缩上止点时，6缸（4缸）排气门接近关闭，进气门刚刚上顶，排气门下落不好掌握，进气门上顶便于观察，只要进气门顶杆略微上行，1缸即在压缩上止点位置。同理，当1缸进气门推杆微动，6缸（4缸）即在压缩上止点位置。制作：刘艳旺Email：[e-mail]2．确定可调气门的技巧下面以作功顺序为1-5-3-6-2-4的6缸发动机为例说明其简便调整的方法及口诀。当确定发动机1缸在压缩上止点时，1缸2气门全调，5、3缸在压缩开始和进气过程，2排气门可调。6缸在进气迭开状态，均不可调。2、4缸在排气和作功终了时，2进气门可调。调整完毕后，再转动曲轴360°后，可依次调整剩下的所有气门。可归纳成口诀为：全调排、不调进。也可概括归纳为：取首缸、去中间、前调排、后调进、三百六、剩余缸、依次来。即：6缸前的汽缸调进气门，6缸后的汽缸调进气门。若6缸在压缩上止点时（6-2-4-1-5-3），其推理方法相同，从6缸开始，也是全调排、不调进。即1缸前的汽缸调进气门，1缸后的汽缸调进气门。此法同样可用于4缸和多缸发动机，以作功顺序为1-3-4-2的4缸发动机为例介绍：其口诀仍是全调排、不调进。即4缸前的汽缸调进气门，4缸后的汽缸调进气门。4缸进、排气门均不调。以上推理