发动机配气机构

第三章配气机构※邱卓丹※凸轮轴挺柱推杆摇臂凸轮轴正时齿轮摇臂轴按发动机工作过程的需要，适时开启、关闭进排气门，使新鲜充量进入，废气排出。充气量越大，发动机可能发出的功率越大。由于进、排气阻力故：ηv=（0.8—0.9）↑ηv的措施1、在结构上采取措施，减少进、排气阻力。2、选择适当的进、排、气门开启和持续的时间、使进、排气尽可能充分。一、配气机构的功用：二、充气效率——新鲜充量充满气缸的程度※——邱卓丹——※第一节气门式配气机构的布置及传动按气门的布置型式按凸轮轴的传动方式按每缸气门数分二、型式：顶置侧置齿轮传动式链条传动式带传动式二气门式四气门式多气门式一、组成：按凸轮轴的布置型式上置中置下置观看动画顶置式配气机构工作原理※——邱卓丹——※观看动画（一）气门的布置型式：特点优点缺点应用顶置式进、排气门倒挂在气缸盖上经济性、动力性好结构较复杂广泛侧置式进、排气门在缸体一侧结构简单（无摇臂）燃烧室结构不紧凑，经济、动力性差已逃汰※——邱卓丹——※（二）凸轮轴的布置型式：1、下置：凸轮轴正时齿轮直接与曲轴正时齿轮啮合。2、中置：推杆短，要加入中间传动装置。3、上置：凸轮轴通过摇臂或直接来驱动气门，要用惰轮、皮带、链条，及张紧装置。结构复杂，用于高速强化的轿车发动机。※——邱卓丹——※观看动画观看动画观看动画（三）传动型式：齿轮传动、链传动、带传动※——邱卓丹——※（四）气门数及排列方式：1、一般发动机采用每缸两个气门的排列方式：汽油机进排气道一般通常布置在缸体的同侧，以便排气预热进气。柴油机进排气道通常布置在机体两侧，以免排气对进气加热。该方式的同名气门可用一个气道，使气道简化并得到较大的气道通过截面。每缸单独的气道有助于缸盖冷却均匀。※——邱卓丹——※2、新型发动机采用4气门等多气门：（进气门的面积↑→↑ηV）（只用一个凸轮通过T型驱动杆同时驱动）缺：同名气门在气道中的位置不同，二者的工作条件及效果不一致。（用两根凸轮轴）①同名气门排成两列。②同名气门排成一列。※——邱卓丹——※观看动画观看动画三、气门间隙：意义：①间隙过小，则气门受热膨胀，导致气门关闭不严，漏气，使发动机功率下降，甚至气门烧坏。因此，在发动机冷态装配时，在气门与其传动机构中应留适当的间隙。②间隙过大，则使气门最大开度减小，开启延续时间缩短，影响配气相位，且加剧传动件间的撞击，加速零件磨损，↑噪声冷态气门间隙要求：进气门的间隙0.25~0.30mm排气门的间隙0.30~0.35mm方法：两次调整法★逐缸调整法※——邱卓丹——※延长进、排气时间，改善换气过程，提高发动机性能。第二节配气相位进、排气门的开闭时刻和开启持续时间用曲轴转角表示。定义：进排气门早开晚关的意义：现代汽车发动机转速较高，活塞每一行程所经历的时间十分短促，上海桑塔纳轿车，发动机在最大功率时的转速为5600r/min，一个行程历时间为0.0054s，在这样短的时间内使进气充足，排气干净比较困难。※——邱卓丹——※※——邱卓丹——※定义目的数值进气提前角α进气门在上止点前开始开启，从开始开启到上止点所对应的曲轴转角↓进气阻力→↑ηVα=10º—30º进气迟闭角β从下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角利用压差，气流惯性，提高充量β=40º—80º1、进气定时：※——邱卓丹——※定义目的数值排气提前角γ排气门在下止点前开始开启，从开始开启到下止点所对应的曲轴转角利用压差进行自由排气γ=40º—80º排气迟闭角δ从上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角利用气流惯性及压差继续排气δ=10º—30º2、排气定时：※——邱卓丹——※3、气门重叠：——排气门和进气门同时开启的现象称为气门重叠。（α+δ）不同结构、转速的发动机，配气相位也各有不同。合理的配气相位要通过反复试验确定。※——邱卓丹——※调气门间隙应在气门关闭时调调整：调整螺钉，锁紧螺母。测量：气门与摇臂间气门间隙两次调整法步骤：②接着转动发动机曲轴至第6缸的压缩上止点使余下的编号为4、5、8、9、11、12的待调气门处于关闭状态，依次将它们的气门间隙调整至要求值。①打开气门室罩；转动发动机曲轴至第1缸的压缩上止点使编号为1、2、3、6、7、10的待调气门处于关闭状态，依次对它们进行气门间隙调整，步骤为：松开锁紧螺母及调整螺钉，将厚薄规插入气门杆尾端与摇臂之间检查间隙；拧紧调整螺钉，使符合要求值的厚薄规被轻轻压住，再把锁紧螺母锁住再用厚薄规复查一次间隙有无变化，不合适时应松开锁紧螺母进行重新调整。例题（链接）测量气门间隙拧松紧定螺母，调正调节螺钉观看动画第三节配气机构的零件和组件一、气门组：（一）气门：①平顶：工艺简单、受热面小、工作可靠，用作进、排气门。②凹顶：头部与杆部过渡圆滑可减少进气阻力但制造困难，受热面大。用作进门③球面顶：可减少排气阻力和积炭，但制造困难，受热面积大，用作排气门。合金钢（耐磨、耐热、强度高）在任何情况下都能保证燃烧室的气密性。热力负荷、机械负荷大，冷却、润滑困难。功用：工作条件：材料：气门头部形状：※——邱卓丹——※气门锥角：取值：一般取γ=45º，个别进气门γ=30º意义：便于气门落座时自行对正中心，接触良好。锥角不能过小，否则头部边缘较薄，易变形。气门直径：为减少进气阻力，提高气缸的充气效率，进气门直径大，排气门直径小。有些发动机为使制造工艺简单，常采用直径相等。气门杆部：为气门运动导向，承受侧压力及传热。气门杆部尾端的形状取决气门弹簧座的固定方式。※——邱卓丹——※气门实物图进气门排气门在杆端制圆柱形径向通孔，把锁销扦入孔中。锁片式：在气门杆端制有凹糟，用两半锥形锁片将弹簧座的内锥面卡住。锁销式：弹簧座的固定方式：※——邱卓丹——※气门杆较高的加工精度，表面经过热处理和磨光，保证同气门导管的配合精度和耐磨性气门杆尾部：环形槽、锁销孔凹槽易断裂处在气门导管与缸盖间用卡环定位。气门杆与导管间应留0.05—0.12mm间隙。（二）气门导管：灰铸铁或球墨铸铁（耐磨、耐高温、强度高）保证气门直线运动，使气门与座正确配合。热力负荷大。功用：工作条件：材料：防落装置：※——邱卓丹——※气门与气门座之间的配合是经相互研磨，研磨好的零件不能互换，以保证密封良好。即气门不能互换。（三）气门座：合金钢（耐磨、耐高温、强度高）与气门共同执行密封并导热。热力负荷和机械负荷大。功用：工作条件：材料：直接镗出：导热性好，工作可靠。但磨损后不易更换。镶嵌式：磨损后易更换。但导热性差，加工精度要求高，公差配合严格。型式：※——邱卓丹——※（四）气门弹簧：功用：材料：使气门迅速回位，紧密闭合，并防止气门在发动机机振动时发生跳动，破坏密封性。高碳锰钢（刚度大）安装时应给弹簧一定的预紧力，防止气门随发动机振动而跳动。安装：防共振措施：A采用变螺距弹簧。两簧刚度不同，f固有也不同。若一簧发生共振，另一簧可减振。一簧断列，另一簧还可工作。两弹簧旋向要相反。①提高弹簧钢度（f固有f激发）工作时，螺距小的一端逐渐迭加，有效圈数不断变化，f固不断变化。B采用双簧结构：使气门相对于座缓慢旋转，以减少积炭，减轻磨损。（五）气门旋转装置：作用：①低摩擦型自由旋转机构②强制旋转机构※——邱卓丹——※二、气门传动组：※——邱卓丹——※（一）凸轮轴：凸轮轴旋向下置：逆时针中置：顺时针上置：顺时针功用：材料：上面制有凸轮，根据工作过程需要，使气门开、闭。优质中低碳钢或合金铸铁或球墨铸铁（高强度、耐磨）※——邱卓丹——※特点：凸轮轴的各轴颈直径做成从前向后依次减小，以便安装。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观看动画正时齿轮装配时要按正时记号装配，保证原设计的发火顺序。在前端装止推垫板定位。凸轮轮廓：决定气门开闭快慢及开度大小和持续时间。齿轮轴定位及正时记号：传动比：12凸曲曲凸曲凸曲凸ZZRRi※——邱卓丹——※同名凸轮间夹角为α=360/ⅰ如何根据凸轮轴的旋向及各进、排气凸轮的工作次序，判定发动机的发火次序。1、判定各缸进、排气凸轮；2、判定凸轮轴的旋向；3、根据同名凸轮间夹角为α=360/ⅰ判定同名凸轮的工作顺序，即发动机的发火次序。※——邱卓丹——※（二）挺柱：功用：材料：将凸轮的推力传给推杆。合金铸铁（高强度、耐磨）类型：机械式：要留气门间隙。液压挺柱式：不留气门间隙。菌式筒式滚轮式机械式液压挺柱式卡环阀架支承座单向阀柱塞弹簧碟形弹簧挺杆体柱塞推杆观看动画已知某汽车发动机其配气机构采用凸轮轴下置的布置形式(即曲轴的正时齿轮直接驱动凸轮轴的正时齿轮)，凸轮轴上各进、排气凸轮的相对转角位置及各缸的气门排列顺序如下图，并已知进气门早开，迟闭；排气门早开，迟闭。若采用两次调整法调整气门间隙，试判定发动机的发火顺序并写出两次调整法分别能调哪些气门？例题：※——邱卓丹——※1—4—2—6—3—5（看排气门）（三）推杆：功用：材料：将挺柱的力传给摇臂。中空钢管或实心的硬铝棒。（四）摇臂：功用：材料：改变传力方向，打开气门。45号中碳钢。摇臂轴螺栓摇臂轴支座摇臂轴紧固螺钉摇臂称套调整螺钉摇臂定位弹簧摇臂比：1：（1.2～1.8）观看动画桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图气门关闭时气门打开时单向阀弹簧被压缩本田雅阁发动机气门间隙的调整1．只有当缸盖温度降到38度以下后，才能进行气门间隙调整。(1)拆下缸盖罩和正时皮带上罩。(2)设置1号气缸活塞在压缩上死点位置。凸轮轴皮带轮上的“UP”记号应位于顶部，皮带轮上的上死点槽口应与缸盖表面平齐。(3)调节1号气缸进、排气门的间隙进气门：0．26mm±0．02mm；排气门：0．30mm±0．02mm。(4)松开锁止螺母，转动调节螺钉，直到厚薄规前后移动时感觉到有一点拖滞为止。(5)拧紧锁止螺母，再检查气门间隙，如有必要，重新进行调整。(6)逆时针方向旋转曲轴180度(凸轮轴皮带轮转动90度)，“UP”记号应在排气门侧。调节第3号气缸进、排气门的间隙。(7)继续逆时针方向转动曲轴180。使第4号气缸活塞处于压缩上死点位置。调节第4号气缸进、排气门的间隙。(8)再逆时针转动曲轴180°。使第2号气缸活塞处于压缩上死点位置，“UP”记号应在进气门侧。调节第2号气缸进、排气门的间隙。