发动机配气机构PPT课件

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第56页/共85页
图3-35 气门弹簧 a)等螺距弹簧;b)不等螺距弹簧;c)双螺旋弹簧
第57页/共85页
§3.3.2 气门传动组
作用:使进、排气门能按配气相位规定的时刻开闭, 且保证有足够的开度。
摇臂轴
摇臂
凸轮轴
凸轮轴正 时齿轮
推杆 挺柱
第58页/共85页
第59页/共85页
一、凸轮轴
1. 结构
进、排气凸轮:用以使气门按一定的工作次序和配 气相位及时开闭,并保证气门有足够的升程。 偏心轮、齿轮。 凸轮轴轴颈:用来支承凸轮轴,一般凸轮轴每隔两 个气缸设置一个轴颈,也有全支撑的。
凸轮轴
驱动汽 油泵的
凸轮
正时齿轮 衬套
偏心轮
螺栓
止推座
垫片
机进气门)。 优点:节省材料,提高使用寿命,更换、维修方便。 缺点:导热性差,加工精度要求高,脱落(过盈配合)。
第53页/共85页
四、气门弹簧
1. 作用: (1)保证气门自动回位关闭而密封。 (2)保证气门与气门座的座合压力。 (3)吸收气门在开启和关闭过程中传动零件 所产生的惯性力,以防止各种传动件彼此分离而破 坏配气机构正常工作。 2. 材料和固定:材料为高锰钢、铬钒钢,热 处理;固定方法为一端靠在气缸盖上,一端靠在弹 簧座上。 3. 具有足够的刚度和安装预紧力的原因:气 门弹簧必须承受气门关闭过程中气门及传动件产生 的惯性力,也必须克服配气机构因高速运转时产生 的振动而引起的附加负荷。预紧力保证气门处于关 闭状态时,关闭严实。
第22页/共85页
§3.2 配气相位和气门间隙
一、配气相位 1. 定义:进、排气门的实际开闭时刻及其开 启的持续时间。
第23页/共85页
2. 延长进、排气时间的原因 (1)气门的开、闭有个过程; (2)气体惯性的影响; (3) 发动机速度的要求 。 举例:当发动机转速为5600r/min时,一个行程 持续时间:60/(5600×2)=0.0054s
第24页/共85页
上止点
下止点
第25页/共85页
3. 配气相位图的解释 α—进气提前角:减少节流损失 β—进气滞后角:气流惯性,压力差 α+β+180°—进气持续角 γ—排气提前角:压力差 δ—排气滞后角:气流惯性,压力差 γ+δ+180°—排气持续角
第26页/共85页
4. 气门重叠
(1)定义:进气门、排气门同时开启的现象。 α+ δ—气门重叠角
凸轮轴
凸轮轴正 时齿轮
摇臂轴
第11页/共85页
摇臂 推杆 挺柱
(2)工作过程: A. 气门打开:由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。
B. 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。压缩和作功 行程中,气门在弹簧张力作用下严密关闭,使气缸密闭。
(2)引起的问题: 当气门重叠角较小时,新鲜气体和废气利用
惯性可以保持原来的流动方向,不会产生废气倒 流回进气管和新鲜气体随废气排出的问题。
当气门重叠角过大时,发动机小负荷运转时, 由于进气管压力很低,易出现废气倒流现象。
第27页/共85页
实际配气相位演示
10°~30 ° 40°~80 ° 40°~80 ° 10°~30 °
第33页/共85页
(2)调整
前提条件:必须使气门 处于完全关闭的状态, 挺柱与凸轮的基圆部分 接触。 调整方法:调整螺钉
调整垫片
第34页/共85页
凸轮轴 上置
气门 顶置
直接 驱动
挺柱体
第35页/共85页
思考题
1. 什么叫配气相位图?图中各角度的含义、作用 是什么? 2. 发动机的配气机构一般要保留气门间隙,为什 么?其如何调整和测量?
第51页/共85页
2. 形状:导管内、外圆柱面经加工后压入气缸盖的气门导管孔中,然后再精铰内孔。 3. 材料:灰铸铁、球墨铸铁或铁基粉末冶金。 4. 防落装置:卡环定位。导管和气门导管孔是过盈配合。导管和气门杆是间隙配合。
第52页/共85页
三、气门座
1. 作用:气门座与气门头部共同对气缸起密封作用,并接受气门传来的热量。 2. 分类: a. 镗出式气门座(用于汽油机进气门); b. 镶嵌式气门座(用于汽油机排气门、采用铝合金缸盖的发动机的进、排气门和柴油
锥面要研磨,宽度要合适,一般1-3mm。一般做成45°锥角。
第43页/共85页
c. 气门直径:进气门直径一般大于排气门直径。
进气门
排气门
气 门 实 物 图
两气门一样大时,排气门有记号。
第44页/共85页
(2)气门杆部:用来为气门运动时导向、承受侧压力 并传走一部分热量。气门杆呈圆柱形,在气门导管中不 断进行往复运动。其表面须经过热处理和磨光,以保证 与气门导管的配合精度和耐磨性。
c. 气门旋转机构 结构: 作用:可使气门头沿圆 周温度均匀,减小气门 头部热变形。阻止沉积 物形成的自洁作用。
第49页/共85页
2. 气门的工作条件与材料
工作条件:
A、进气门570K-670K,排气门1050K-1200K。 B、头部承受气体压力、气门弹簧力等。 C、冷却和润滑条件差。 D、被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。
精选ppt1411凸轮轴正时齿轮凸轮轴正时齿轮22凸轮轴凸轮轴33挺柱44推杆推杆55摇臂轴座摇臂轴座66摇臂轴摇臂轴77气门间气门间隙调整螺钉及锁紧螺母隙调整螺钉及锁紧螺母88摇臂摇臂99气门锁夹气门锁夹1010气门弹簧座气门弹簧座1111气门气门1212防油罩1313气门弹簧气门弹簧1414气门气门导管导管1515气门座圈气门座圈1616曲轴正时齿轮曲轴正时齿轮精选ppt15凸轮轴上臵式配气机构通过摇臂驱动气门可分为单凸轮轴直接驱动气门双凸轮轴应用
第55页/共85页
(3)采用不等螺距弹簧 这种弹簧在工作时,螺距小的一端逐渐叠合,有效圈数逐渐减小,自然频率也就逐 渐提高,使共振成为不可能。
注意:螺距小的一端应朝向气门头部。 (4)采用等螺距的单弹簧,在其内圈加一个过盈配合的阻尼摩擦片来消除共振。 (5)采用锥形气门弹簧 锥形气门弹簧的刚度和固有频率沿弹簧轴线方向是变化的。 注意:安装时,应使弹簧大端朝向气缸盖。
1. 齿轮传动
(1)优点: 配气相位准确, 工作可靠性好, 耐久性好。
(2)缺点: 噪音、磨损较大, 布置困难。
(3)应用: 凸轮轴下置式、 凸轮轴中置式。
第19页/共85页
2. 链传动
(1)优点: 布置自由度大, 制造成本低, 工作可靠。
(2)缺点: 配气相位易变, 噪声、磨损大, 耐久性较差。
头部 过渡圆滑 杆部
作用:(1)散热;
(2)降低阻力;
气门
(3)增加强度。
1—杆部;2—头部
第39页/共85页
(1)气门头部
功用:燃烧室的组成部分,是气体进、出燃烧室通道的开关,
承受冲击力(高温、高速气流冲击)。
a. 气门顶形状:
a)平顶
b)球面顶
第40页/共85页
c)喇叭顶
平顶式 球面顶 喇叭顶
二、组成
第1页/共85页
第2页/共85页
气门组实物
第3页/共85页
第4页/共85页
三、分类
气门式
气孔式
第5页/共85页
1-进气孔 2-排气孔 3-扫气孔
(一)按气门布置形式分为
气气门门顶侧置



第6页/共85页
(二)按凸轮轴布置形式分为












第7页/共85页
凸 轮 轴 上 置 式
通过摇臂驱动气门
可分为
单凸轮轴
直接驱动气门
双凸轮轴
应用:主要应用于高速发动机。
第14页/共85页
凸轮轴上置式
桑塔纳轿车发动机
第15页/共85页
凸轮轴 上置
气门 顶置
直接 驱动
挺柱体
第16页/共85页
摇 臂 驱 动 式
第17页/共85页
双凸轮轴 上置直接 驱动气门
第18页/共85页
(三)按凸轮轴的传动方式分
性能:
强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨 材料:
进气门570K-670K,采用合金钢(铬钢或铬镍钢)
排气门1050K-1200K,采用耐热合金钢(硅铬钢)
第50页/共85页
二、气门导管
1.作用:导向作用,保证气门作直线往复运动,使 气门与气门座正确贴合。此外,气门导管还在气门杆 与气缸盖之间起导热作用。
第36页/共85页
§3.3 配气机构的零件和组件
§3.3.1 气门组
作用:在任何情况下,必须保证燃烧室的密封性。
第37页/共85页
气门组实物图
第38页/共85页
一、气 门
气门是保证发动机工作性能良 好和可靠的重要零件之一。
1. 气门的构造
由头部和杆部两部分组成。
气门头部的散热:通过气门座、 气门杆。
第8页/共85页
1. 凸轮轴下置式配气机构 (1)组成:气门传动组和气门组
气门传动组:从正时齿轮开始至推动 气门动作的所有零件。
功用: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。 功用:维持气门的关闭。
第9页/共85页
第10页/共85页
第28页/共85页
5. 影响配气相位的因素 发动机结构形式、发动机转速等。 按发动机性能要求通过试验确定某 一常用转速下较合适的配气相位。 变相位发动机。
第29页/共85页
二、气门间隙
1. 定义:指当气门处于关闭状态时气门与传 动件之间的间隙。
第30页/共85页
2. 留有气门间隙的原因 发动机工作时,气门及 传动件将因温度的升高 而膨胀,造成气门关闭 不严,气缸漏气。
第12页/共85页
1-凸轮轴正时齿轮
2-凸轮轴 3-挺柱
4-推杆 5-摇臂轴座 6-摇臂轴 7-气门间 隙调整螺钉及锁紧螺母 8-摇臂 9-气门锁夹 10-气门弹簧座 11-气门 12-防油罩 13-气门弹簧 14-气门 导管 15-气门座圈
16-曲轴正时齿轮
第13页/共85页
2. 凸轮轴上置式配气机构
a. 弹簧座的固定:气门杆端的形状决定于气门弹簧座的固定方式
6
a) 锁片式
b)锁销式
1-气门杆;2-气门弹簧;3-弹簧座;4-锁片;5-卡环; 6-锁销
第47页/共85页
b. 防松装置:为防止气门 弹簧折断时,气门落入气 缸造成严重事故,可在气 门杆尾部加工一个环形槽, 内装上弹簧卡环。
图3-28 锁片式结构 1-气门杆;2-气门弹簧;3第48页/共85页弹簧座;4-锁片;5-卡环
第54页/共85页
4. 防止气门弹簧共振的方法
(1)提高气门弹簧的自然振动频率
设法提高气门弹簧的刚度,如加粗钢丝直径或减 小弹簧的圈径。
优点:方法较简单。
缺点:由于弹簧刚度大,增加了功率消耗和零件之 间的冲击载荷。
(2)采用双气门弹簧
每个气门装两根直径不同、旋向相反的内外弹簧。 由于两弹簧的自然振动频率不同,当某一弹簧发 生共振时,另一弹簧可起减振作用。旋向相反, 可以防止一根弹簧折断时卡入另一根弹簧内,导 致好的弹簧被卡住或损坏。另外,万一某根弹簧 折断时,另一根弹簧仍可保持气门不落入气缸内。
气门杆尾部: 环形槽、锁销孔
凹槽
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
易断裂处
第45页/共85页
充钠中空气门杆
定义:在中空的气门杆中填入 一
半金属钠。
作用:旨在减轻气门质量和减 小
气门运动的惯性力。 增
强排气门的散热能力。
原因:钠的熔点的是97.8℃,

第46页/共85页
第31页/共85页
3. 气门间隙的大小
(1)由厂家确定:冷态时,进气门间隙0.25~ 0.35mm,排气门间隙0.30~0.35mm。 (2)气门间隙过小:漏气,功率下降,气门烧 坏。 (3)气门间隙过大:使传动零件之间以及气门 和气门座之间产生撞击,气门开启的持续时间减 少。
第32页/共85页
4. 气门间隙的测量和调整 (1)测量:塞尺。
b. 气门锥角: 定义:气门与气门座之间的配合面做成锥面,称为气门密封锥面;其锥角,称为气门锥 角。
第42页/共85页
作用: ①就象锥形塞子可以塞紧瓶口一样,能获得较大的气门座合压力,以提高密封性和导
热性。 ②气门落座时有自动定位作用。 ③避免使气流拐弯过大而降低流速。 ④有了锥角,气门落座时能挤掉接触面的沉积物,即有自洁作用。 要求:
(3)应用: 凸轮轴上置式
第20页/共85页
3. 齿形带传动
凸轮轴正 时齿形带

(1)优点 配气相位准确, 布置自由度大,
张紧 轮
磨损、噪声小。
(2)缺点
可靠性、耐久性 差,摩擦阻力大,
水泵传 动齿形 带轮
随温度变化大 。 齿形
带传

第21页/共85页
中间 轮 曲轴正 时齿形 带轮
思考题
1. 配气机构的功用是什么?顶置式气门配 气机构由哪些零件组成? 2. 双凸轮轴驱动的多气门机构的优缺点是 什么?
结构简单,制造方便,吸热面积小,质量也较小, 进、排气门都可采用。
适用于排气门,因为其强度高,排气阻力小,废气 的清除效果好,但球形的受热面积大,质量和惯性 力大,加工较复杂。
凹顶头部与杆部的过渡部分具有一定的流线形,可 以减少进气阻力,但其顶部受热面积大,故适用于 进气门,而不宜用于排气门。
第41页/共85页
相关文档
最新文档