第章 发动机之配气机构.ppt

武汉大学动力与机械学院 下置凸轮轴式 1、结构特点 （1）凸轮轴装在曲轴箱内，而摇臂轴装在气缸盖上，两者相距较远，推杆较长。 （2）凸轮轴距曲轴较近，两者之间采用正时齿轮传动。 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。 中置凸轮轴式配气机构 结构特点为 1、凸轮轴位于气缸体的上部 2、推杆较短，运动惯性小。 3、也可省去推杆，而由挺柱直接驱动摇臂。 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 凸轮轴上置式配气机构 结构特点为 1、凸轮轴位于气缸盖上。 2、凸轮轴直接通过摇臂来驱动气门，没有挺柱和推杆，使往复运动惯量大大减小，因此它适用于高速发动机。 配气相位的必要性 定义：用曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻和开启持续时间，称配气相位。 1、因发动机转速高，气门开启的理论持续时间极短。例如四冲程发动机转速3000r/min时，一个行程时间只有0.01s。 2、气门开启需要一个过程，气门全开时间就更短。在这样短的时间内，难以做到进气充分和排气干净，因此实际发动机的进、排气门都要早开和晚关，气门开启的持续角都大于1800。 排气提前角γ ：从排气门开启到下止点曲轴转过的角度.一般为400～800。 目的 1）利用缸内外的压力差继续排气：排气门早开，气缸内300kPa～500kPa的压力，使气缸内的废气迅速地自由排出。 2）减少排气冲程所消耗的功率：因排气门早开，废气先排出一部分，活塞到达下止点时，气缸内只剩约110kPa～120kPa的压力，使排气冲程所消耗的功率大为减少。 3）高温气体的早排，可以防止发动机过热。 排气迟后角δ ：从上止点到排气门关闭曲轴转过的角度.一般为100～300。 目的 1）利用缸内外的压力差继续排气：因活塞到达上止点时，气缸内的压力仍高于大气压，可利用缸内外的压力差继续排气。 2）利用废气流的惯性继续排气：因活塞到达上止点时，废气流还有一定的惯性，仍能继续排气。所以排气门适当晚关可使废气排得较干净。 气门间隙 1、定义: 气门完全关闭时，气门杆尾端与气门驱动组零件之间的间隙。 2、必要性：如果气门及其传动件之间，在冷态时无间隙，则发动机在热态，气门及其传动件的受热膨胀将引起气门关闭不严，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。为此，在冷态时应该留气门间隙。 3、气门间隙过大和过小的危害 正常：冷态时，进气门0.25mm~0.35mm，排气门0.30mm～0.35mm。 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。 1、凸轮 （1）凸轮的轮廓 （2）结构：凸轮的轮廓保证气门开启和关闭的持续时间符合配气相位的要求。O为凸轮的中心，EA为凸轮的基圆，AB和DE为凸轮的缓冲段，BCD为凸轮的工作段。 (三)凸轮轴的驱动 凸轮轴是通过传动装置来驱动的，其传动装置有齿轮式、链条式和齿形皮带式。 柴油机上凸轮轴与曲轴中心距较大，且需要同时驱动喷油泵，需加入中间惰轮传动 正时齿轮都用斜齿轮并用不同材料制成，以减小噪声和磨损。通常小齿轮用中碳钢，大齿轮柴油机用钢而汽油机用夹布胶木或塑料。 结构非常复杂, 增加了燃烧室表面积,对燃烧不利 能明显增加进气量,比4气门还优越 3个进气门和2个排气门，排气门比进气门大 5气门 发动机零件数量增多,制造成本增加 缺点 进排气充分,发动机转矩和功率提高; 气门质量减轻,运动惯性力减小,有利提高转速; 火花塞布置在燃烧室中央,有利于燃烧 优点 4气门 气门传动组 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 凸轮轴结构 凸轮轴正时齿形带轮 凸轮轴油封 半圆键 4缸机凸轮轴 凸轮轴的功用 1、驱动和控制各缸气门的开启和关闭，使其符合发动机的工作顺序、配气相位及气门开度变化规律等要求。 2、驱动汽油泵、机油泵和分电器等。 6缸机凸轮轴 双上置凸轮轴 排气 凸轮轴 进气 凸轮轴 轴颈 偏心轮 排气 凸轮 分电器 驱动齿轮 进气 凸轮 键槽 凸轮轴传动机构 适用于中置式和下置式凸轮轴 定时齿轮 圆柱螺旋齿轮 曲轴定时齿轮 中碳钢 凸轮轴定时齿轮 铸铁或夹布胶木 啮合平顺、噪声低、磨损小 齿轮传动机构 适用于中置式和上置式凸轮轴 链条 滚子链 装有导链板、张紧器和张紧轮 保持一定张紧度 不产生振动噪声 链传动机构 适用于上置式凸轮轴 轿车发动机多采用 伸长量小 适合精确定时传动 优点 噪