《汽车配气机构》PPT课件.ppt

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1、汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造第三章第三章 配气机构配气机构n本章讲授内容本章讲授内容：n配气机构概述配气机构概述n配气相位配气相位n气门组气门组n气门传动组气门传动组2/6/20231川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造一、配气机构概述一、配气机构概述n功用：功用：按发动机各气缸内所进行的工作循环或发火次序的要求，定时开启和关闭每个气缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气（汽油机）或空气（柴油机）得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。2/6/20232川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造组成：组成：由气门组和气门传动组组

2、成。2/6/20233川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造配气机构的布置形式配气机构的布置形式n分类：分类：n按气门布置气门布置的形式：气门顶置、气门侧置压缩比受压缩比受到限制，到限制，进排气门进排气门阻力较大，阻力较大，发动机的发动机的动力性和动力性和高速性均高速性均较差，逐较差，逐渐被淘汰。渐被淘汰。目前发动目前发动机基本都机基本都采用气门采用气门顶置式配顶置式配气机构。气机构。2/6/20234川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造n按凸轮轴布置凸轮轴布置的形式：下置、中置、上置2/6/20235川川师成都学院成都学院

3、电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造上置凸轮轴实物图上置凸轮轴实物图2/6/20236川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造2/6/20237川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造2/6/20238川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造2/6/20239川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造n按凸轮轴传动凸轮轴传动的形式：齿轮传动、链传动、齿形带传动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

4、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2/6/202310川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造n按每每缸缸气气门门数数及及其其排排列列方式：二气门、三气门、四气门、五气门同气门串联：同气门串联：影响进气门充气影响进气门充气效率、排气门热效率、排气门热负荷不均匀负荷不均匀同气门并联：同气门并联：提高进气门充气提高进气门充气效率、排气门热效率、排气门热负荷均匀负荷均匀2/6/202311川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造2/6/202312川川师成都学院成

5、都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造单缸单缸5 5气门气门2/6/202313川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造n气门间隙：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。n进气门间隙进气门间隙：0.250.30mmn排气门间隙排气门间隙：0.300.35mm为何排气为何排气门间隙大门间隙大于进气门于进气门间隙？间隙？2/6/202314川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造气门间隙过大与过小的危害气门间隙过大与过小的危害 间隙过大

6、：进、排气门开启迟后，缩短了进排气时间，降低了气门的开启高度，改变了正常的配气相位，使发动机因进气不足，排气不净而功率下降；此外，还使配气机构零件的撞击增加，磨损加快。无间隙或间隙过小：发动机工作后，零件受热膨胀，将气门推开，使气门关闭不严，造成漏气，功率下降，并使气门的密封表面严重积碳或烧坏，甚至气门撞击活塞。2/6/202315川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造二、配气相位二、配气相位n配配气气相相位位：用曲轴转角表示的进、排气门的实际开闭时刻和开启的持续时间。n配配气气相相位位图图：用曲轴转角的环形图来表示的配气相位。n配配气气相相位位对对发发动动机

7、机工工作作的的影影响响：影响发动机的动力性、功率。n配配气气相相位位对对发发动动机机工工作作的的要要求求：延长进、排气时间。进气门早开晚关，排气门早开晚关。配气相位配气相位flash动画演示动画演示2/6/202316川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造配气相位演示配气相位演示2/6/202317川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造配气相位角配气相位角n进气提前角进气提前角：一般为：1030n进气迟后角进气迟后角：一般为：4080n进进气气持持续续角角：进气门开启持续时间的曲轴转角。为180+n排气提前角排气提前角：一般为

8、：4080n排气迟后角排气迟后角：一般为：1030n排排气气持持续续角角：排气门开启持续时间的曲轴转角。为180+n气气门门重重叠叠：在某一时间内，进气门、排气门同时开启的现象。n气门重叠角气门重叠角：气门重叠时的曲轴转角。为+n 2/6/202318川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造配气相位影视配气相位影视2/6/202319川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造三、气门组的构造三、气门组的构造n气门组组成：气门组组成：气门、气门座、气门导管、气门弹簧、弹簧座及锁片等零件。要求：要求：气门头部与气门座贴合严密；气门导管与

9、气门杆上下运动有 良好的导向；气门弹簧的两端面与气门杆的 中心线相垂直；气门弹簧的弹力足以克服气门 及其传动件的运动惯性。气门气门气门座气门座气门导管气门导管气门弹簧气门弹簧弹簧座弹簧座锁片锁片2/6/202320川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造气门组实物图气门组实物图锁片锁片弹簧座弹簧座2/6/202321川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造气门气门n组成：组成：头部和杆部。n功功用用：头部是用来密封气缸的进、排气通道；杆部是用来为气门的运动导向。n工工作作条条件件：高温、高压、气门弹簧力、传动零件惯性力。头部头部杆

10、部杆部进气门：进气门：570K670K（铬钢或铬镍钢）（铬钢或铬镍钢）排气门：排气门：1050K1200K（硅铬钢）（硅铬钢）2/6/202322川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造气门头部结构形式气门头部结构形式n气门头顶面形状：平顶、球面顶、喇叭顶。平顶式平顶式结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较小，进、排气门都可采用。球面顶球面顶适用于排气门，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。喇叭顶喇叭顶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

11、排气门。2/6/202323川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造气门锥角气门锥角n气门锥角：气门锥角：气门头部与气门座圈接触的锥面与气门顶部平面的夹角。n锥角作用：锥角作用：n获得较大的气门座合压力，提高密封性和导热性。n气门落座时有较好的对中、定位作用。n避免气流拐弯过大而降低流速。边缘应保持一定边缘应保持一定的厚度，的厚度，1 13mm3mm。装配前应将密装配前应将密封锥面研磨。封锥面研磨。2/6/202324川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造气门杆部气门杆部较高的加工精度，表较高的加工精度，表面经过热处理和磨光，面

12、经过热处理和磨光，保证同气门导管的配保证同气门导管的配合精度和耐磨性合精度和耐磨性气门杆尾部：气门杆尾部：环形槽、锁销孔环形槽、锁销孔凹槽凹槽易断裂处易断裂处气门杆尾部的结构取决于气门弹簧座的固定方式2/6/202325川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造气门座气门座n气缸盖的进、排气道与气门锥面相结合的部位。n功功用用：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。n工作条件：工作条件：高温、磨损严重。n类型：类型：直接镗出（进气门座）、n 镶嵌式（排气门和铝合金发动机的n 进、排气门座）。n气门密封干涉角：气门密封干涉角：n 比气门锥角大0.51

13、度的n 气门座圈锥角。气门座气门座2/6/202326川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造气门座影视气门座影视2/6/202327川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造气门导管气门导管n功用功用：导向作用、导热作用。n工作条件工作条件：高温、磨损严重。n材料材料：灰铸铁、球墨铸铁或铁基粉末冶金材料。n气门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。并用卡环定位。气门导管气门导管气缸盖气缸盖过盈配合过盈配合卡环卡环：防止气门：防止气门导管在使用中脱导管在使用中脱落。落。伸入深度应适量。锥度可减少伸入深度应适

14、量。锥度可减少气流阻力。气流阻力。2/6/202328川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造气门弹簧气门弹簧n功功用用：克服在气门关闭过程中气门及传动件的惯性力，保证气门及时落座并紧紧贴合。n形状形状：圆柱形螺旋弹簧。n材料材料：高碳锰钢、硌钒钢。n防防止止共共振振：提高气门弹簧的刚度；采用不等螺距的圆柱弹簧；采用双气门弹簧。n气门旋转机构气门旋转机构：低摩擦型自由旋转机构；强制旋转机构。气门弹簧气门弹簧气门弹簧座气门弹簧座锁片锁片2/6/202329川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造气门旋转机构气门旋转机构使气门头部温度

15、均匀；阻止沉积物形成2/6/202330川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造四、气门传动组四、气门传动组n功用功用：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。凸轮轴凸轮轴挺柱挺柱推杆推杆摇臂摇臂凸轮轴正凸轮轴正时齿轮时齿轮摇臂轴摇臂轴2/6/202331川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造凸轮轴凸轮轴n组组成成：各缸的进、排气门凸轮及驱动汽油泵的偏心轮、驱动分电器的齿轮。n功功用用：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。n材材料料：优质钢模锻、合金铸铁、球墨铸铁。n 同一气缸的

16、进排气凸轮的相对转角位置是与既定的配气相位相适应的。轴颈轴颈斜齿轮斜齿轮凸轮凸轮偏心轮偏心轮正时齿轮正时齿轮2/6/202332川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造2/6/202333川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造凸轮与挺柱线接凸轮与挺柱线接触，接触压力大，触，接触压力大，磨损快。磨损快。凸轮凸轮n工作条件：工作条件：n承受气门弹簧的张力，间歇性的冲击载荷。n凸轮性能：n表面有良好的耐磨性，足够的刚度。2/6/202334川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造n凸轮轮廓与气门的运动规

17、律凸轮轮廓与气门的运动规律气门开启点消除气门间隙阶段气门升程最大时刻气门关闭点出现气门间隙阶段缓冲结束点凸轮的轮廓凸轮的轮廓2/6/202335川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造n同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与相应的配气相位相对应的。点火顺序：点火顺序：1 12 24 43 3同名凸轮的相对角位置同名凸轮的相对角位置四缸发动机凸轮投影四缸发动机凸轮投影2/6/202336川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造凸轮影视凸轮影视2/6/202337川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造

18、1 1、正时齿轮；、正时齿轮；2 2、垫圈；、垫圈；3 3、螺母；螺母；4 4、止推板；、止推板；5 5、螺栓；、螺栓；6 6、隔圈、隔圈（调节环）（调节环）123456凸轮轴轴向定位利用隔圈控制轴向窜动利用隔圈控制轴向窜动窜动量窜动量凸轮轴的轴向定位凸轮轴的轴向定位为了防止凸轮轴在工作中产生轴向窜动和承受斜齿轮产生的轴向力。2/6/202338川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造凸轮轴的驱动凸轮轴的驱动nA、齿轮传动：应用在下置凸轮轴发动机。采用斜齿齿轮。正时标记对准正时标记对准：保证正确的配气保证正确的配气相位和点火时刻相位和点火时刻2/6/202339

19、川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造nB、链条和齿形皮带传动：链条传动噪声小，用于中置式或顶置式凸轮轴发动机。曲轴正时齿形带轮曲轴正时齿形带轮中间轴齿形带轮中间轴齿形带轮张紧轮张紧轮凸轮轴正时齿形带轮凸轮轴正时齿形带轮2/6/202340川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造凸轮轴影视凸轮轴影视12/6/202341川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造凸轮轴影视凸轮轴影视2 22/6/202342川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造凸轮轴凸轮轴3 32/

20、6/202343川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造挺柱挺柱n功用功用：将凸轮的推力传给推杆或气门。n挺柱的分类：挺柱的分类：普通挺柱和液压挺柱。n材料：材料：镍硌合金、冷激合金铸铁。筒式滚轮式普通挺柱：2/6/202344川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造气门关闭时气门关闭时气门打开时气门打开时单向阀单向阀弹簧被压缩弹簧被压缩液压挺柱液压挺柱2/6/202345川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造推杆推杆n功功用用：将从凸轮轴经过挺柱传来的推力传给摇臂。n材料：材料：硬铝、钢。n结结

21、构构：实心推杆、硬铝棒、钢管。2/6/202346川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造摇臂摇臂n功功用用：将推杆和凸轮传来的力改变方向，作用到气门杆以推开气门。n工作过程：工作过程：实际是一个双臂杠杆。易磨损部位易磨损部位堆焊耐磨合金堆焊耐磨合金气门间隙气门间隙调节螺钉调节螺钉调节螺母调节螺母摇臂摇臂摇臂轴套摇臂轴套润滑油道润滑油道2/6/202347川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造摇臂轴摇臂轴螺栓螺栓摇臂轴支座摇臂轴支座摇臂轴紧固螺钉摇臂轴紧固螺钉摇臂称套摇臂称套调整螺钉调整螺钉摇臂摇臂定位弹簧定位弹簧摇臂组示意图摇

22、臂组示意图2/6/202348川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造配气机构影视配气机构影视2/6/202349川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造小小 结结气气门门组组气门气门气门座气门座气门导管气门导管气门弹簧气门弹簧头部头部杆部杆部密封锥面宽度、密封锥面宽度、角度要合适角度要合适2/6/202350川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造气气门门传传动动组组凸轮轴凸轮轴挺柱挺柱推杆推杆摇臂及摇臂轴摇臂及摇臂轴凸轮、挺柱凸轮、挺柱推杆、摇臂推杆、摇臂普通挺柱普通挺柱液力挺柱液力挺柱气门气门开启开启关闭关闭2/6/202351川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系汽车构造汽车构造汽车构造汽车构造本章课程结束本章课程结束2/6/202352川川师成都学院成都学院电子工程系子工程系