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1、第3章配氣機構,概述配氣相位配氣機構的組成和零件可變配氣相位,3.1概述,一、功用：按照發(fā)動機每個氣缸內所進行的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求，定時開啟和關閉氣缸的進、排氣門，使新鮮可燃混合氣(汽油機)或空氣(柴油機)得以及時進入氣缸，廢氣得以及時從氣缸排出。二、充氣效率：ηv=M/M0M——進氣過程中，實際進入氣缸的新氣的質量；Mo——在理想狀態(tài)下，充滿氣缸工作容積的新氣質量。,氣門式配氣機構,組成：氣門組：氣門、氣門座、氣門導管、氣門彈簧、氣門彈簧座及鎖緊裝置等零件傳動組：挺柱、推桿、搖臂、搖臂軸等零件驅動組：凸輪軸，凸輪軸軸承和止推裝置等,3.2配氣機構的布置和工作情況,,一、氣門的布置型式1
2、、氣門頂置式組成：,氣門組包括：氣門、氣門座、氣門導管、氣門彈簧、氣門彈簧座及鎖緊裝置傳動組包括：挺柱、推桿、搖臂、搖臂軸等零件驅動組包括：凸輪軸，凸輪軸軸承和止推裝置等,工作過程,特點：A、氣門行程大，結構較復雜，燃燒室緊湊。B、曲軸與凸輪軸傳動比為2:1。,2、氣門側置式,進排氣門都布置在氣缸的一側，結構簡單、零件數目少。氣門布置在同一側導致燃燒室結構不緊湊、熱量損失大、進氣道曲折、進氣阻力大，使發(fā)動機性能下降，已趨于淘汰。,二、凸輪軸的布置型式,1、凸輪軸下置缺點：凸輪軸與氣門相距較遠，動力傳遞路線較長，環(huán)節(jié)多，因此不適用于高速發(fā)動機。優(yōu)點：簡化曲軸與凸輪軸之間才傳動裝置，有利于發(fā)動機的
3、布置。,2、凸輪軸中置式,傳動方式：凸輪軸經過挺柱直接驅動搖臂，省去了推桿。應用：適用于發(fā)動機轉速較高時，可以減少氣門傳動機構的往復運動質量。,3、凸輪軸上置式,應用：高速發(fā)動機桑塔納轎車發(fā)動機,特點：凸輪軸與氣門距離近，不需要推桿、挺柱，使往復運動的慣量減少。,雙凸輪軸上置式發(fā)動機,捷達轎車氣缸蓋實物圖,上置凸輪軸實物圖,三、凸輪軸的傳動方式,1、齒輪傳動,凸輪軸下置、中置式配氣機構,2、鏈條傳動,導鏈板,張緊機構,3、齒帶傳動,氣門數和布置形式,單缸4氣門,單缸2氣門,單缸5氣門,,四、氣門間隙,1、概念：氣門間隙：為保證氣門關閉嚴密，通常發(fā)動機在冷態(tài)裝配時，在氣門桿尾端與氣門驅動零件（搖
4、臂、挺柱或凸輪）之間留有適當的間隙。,五、配氣相位,1、氣門從開啟到關閉所經歷的曲軸轉角，稱為配氣相位。,3、氣門疊開,氣門疊開：當進氣門早開和排氣門晚關時，出現的進排氣門同時開啟的現象。氣門疊開角：氣門同時開啟的角度（?+?）。,排氣過程,進氣過程,作業(yè),1、作出配氣相位圖，并分析氣門早開與遲閉的原因。,4.3配氣機構的組件和工作情況,一、氣門組,功用：燃燒室的組成部分，是氣體進、出燃燒室通道的開關，承受沖擊力、高溫沖擊、高速氣流沖擊。工作條件：A、進氣門570K~670K，排氣門1050K~1200K。B、頭部承受氣體壓力、氣門彈簧力等，C、冷卻和潤滑條件差，D、被氣缸中燃燒生成物中的物質
5、所腐蝕。性能：強度和剛度大、耐熱、耐腐蝕、耐磨,1、氣門,進氣門570K~670K（鉻鋼或鉻鎳鋼）排氣門1050K~1200K（硅鉻鋼）,頭部,桿部,氣門頭部的結構形式,（2）氣門錐角1）定義：氣門錐面與頂平面的夾角稱氣門錐角。,,2）氣門錐角的作用,?就向錐形塞子可以塞緊瓶口一樣，能獲得較大的氣門座合壓力，以提高密封性和導熱性；?氣門落座時有自動定位作用；?避免氣流拐彎過大而降低流速；?氣門落座時能擠掉接觸面的沉積物，即有自潔作用。,3）進、排氣門錐角的大小?進氣門錐角較小，多用300。因錐角越小，進氣通道截面越大，進氣量越多。?排氣門錐角較大，通常為450。因錐角越大，氣門頭部邊緣的厚度大
6、，不易變形。排氣門熱負荷較大而用較大的錐角，以加強散熱和避免受熱變形。且錐角越大，座合壓力越大，自潔作用越大。,3）氣門頭部直徑氣門頭部直徑越大，氣門口通道截面就越大，進、排氣阻力就越小。通常進氣門頭部直徑大于排氣門。另外，排氣門稍小些，還不易變形。h1
7、機：進氣門采用鑲嵌式氣門座,3、氣門導管,作用：為氣門的運動導向，保證氣門直線運動兼起導熱作用。工作條件：工作溫度較高，約500K。潤滑困難，易磨損。材料：用含石墨較多的鑄鐵，能提高自潤滑作用。加工方法：外表面加工精度較高內表面精絞裝配：氣門桿與氣門間隙0.05～0.12mm。,4、氣門彈簧,功用：保證氣門的回位。材料：高錳碳鋼、鉻釩鋼,氣門彈簧的裝配,氣門彈簧,氣門彈簧座,鎖片,氣門彈簧,圓柱形螺旋彈簧,圓柱等螺距彈簧,不等距彈簧應用：CA7560,雙彈簧布置,旋向相反的兩個彈簧，防止斷裂的彈簧卡入另一彈簧,應用車型：奧迪100，捷達，桑塔納,廣州標致505,作業(yè),1、氣門彈簧起什么作用？為
8、什么在裝配氣門彈簧時要預先壓縮？2、氣門錐角有什么作用？3.分析氣門早開與遲閉的原因。4.配氣相位,二、氣門驅動組,1、組成2、功用：定時驅動氣門開閉，并保證氣門有足夠的開度和適當的氣門間隙。,凸輪軸,作用：驅動和控制各缸氣門的開啟和關閉，使其符合發(fā)動機的工作順序、配氣相位和氣門開度的變化規(guī)律等要求。工作條件：承受氣門間歇性開啟的沖擊載荷。材料：優(yōu)質鋼、合金鑄鐵、球墨鑄鐵結構：,凸輪的輪廓,凸輪輪廓與氣門的運動規(guī)律,氣門開啟點,消除氣門間隙階段,氣門升程最大時刻,氣門關閉點,出現氣門間隙階段,同名凸輪的相對角位置,同一氣缸的進、排氣凸輪的相對角位置是與相應的配氣相位相對應的。,點火順序：1—2
9、—4—3,凸輪軸的軸向定位：,作用：為了防止凸輪軸在工作中產生軸向竄動和承受斜齒輪產生的軸向力。,正時齒輪,止推板,隔圈（調節(jié)環(huán)）,凸輪軸頸,凸輪軸的軸向間隙,氣缸體,2、挺柱,（1）作用：將凸輪的推力傳給推桿或氣門。（2）挺柱的分類：,,結構：性能：消除了配氣機構的間隙，減小了各零件的沖擊載荷和噪聲提高發(fā)動機高速時的性能。,液力挺柱,發(fā)動機液壓挺柱工作示意圖,氣門關閉時,氣門打開時,,,3、氣門推桿,作用：將挺柱傳來的推力傳給搖臂。工作情況：是氣門機構中最容易彎曲的零件。材料：硬鋁或鋼,4、搖臂,功用：將推桿或凸輪傳來的力改變方向，作用到氣門桿端以推開氣門。,搖臂結構示意圖,氣門間隙調節(jié)螺釘
10、,調節(jié)螺母,搖臂,搖臂軸套,易磨損部位堆焊耐磨合金,,,搖臂結構示意圖,潤滑油道,油槽,潤滑油道,搖臂組示意圖,搖臂軸,螺栓,搖臂軸支座,搖臂軸緊固螺釘,搖臂稱套,調整螺釘,搖臂,定位彈簧,,,,,,,,,,搖臂組實物圖,桑塔納發(fā)動機的配氣機構,可變配氣相位,★氣門定時和升程可變的進氣系統(tǒng)★可變諧振增壓系統(tǒng),控制原理,,VTEC高速時,,氣缸數目可變機構,,可變進氣諧振增壓系統(tǒng),,VG30DE可變諧振增壓系統(tǒng),,小結,配氣機構有三種傳動方式齒輪驅動、鏈驅動和齒形皮帶驅動。四沖程發(fā)動機曲軸與凸輪軸之比(即傳動比)應為2：1即曲軸旋轉兩周，凸輪軸旋轉一周?，F代汽車發(fā)動機采用多氣門布置和排列方式，進、排氣門配氣相位早開晚關，以改善進、排氣狀況。凸輪軸上主要配置有各缸進、排氣凸輪，凸輪的輪廓保證氣門開啟和關閉的持續(xù)時間符合配氣相位的要求，凸輪軸有軸向定位裝置。轎車發(fā)動機采用液力挺柱，可消除配氣機構中的間隙，減小各零件的沖擊載荷和噪聲。,
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