3第三章配气机构详解.ppt

汽车发动机构造 --配气机构 山东大学 能源与动力工程学院 张 强 第二章 曲柄连杆机构 本章的主要教学内容： 1.配气机构的功用及组成 2.配气机构及气门间隙 3.气门组 4.气门传动组 2-1. 配气机构的功用及组成 （1）功用 配气机构的功用是按照发动机的工作循序和工作循环的要求，定时开启和关闭各缸的进、排气门，使新气进入气缸，废气从气缸排出；另外，当进、排气门关闭时，保证气缸密封。 新气：汽油与空气的混合物（汽油机）；纯净的空气（柴油机）。 四冲程发动机都采用气门式配气机构。 （2）进气量对发动机性能的影响 进入缸内的新气数量（进气量）对发动机的性能影响很大，进气量越多，发动机的有效功率和转矩越大。 （3）要求 ①进气充分，进气量尽可能多； ②废气要排除干净，因为残余废气影响进气量。 ③运动件具有较小的质量和较大的刚度，以保证配气机构良好的动力特性。 2-1. 配气机构的功用及组成 （4）组成 气门式配气机构：气门组和气门传动组两部分组成； 凸轮轴位置：下置式、中置式、上置式。 气门驱动形式：摇臂驱动、摆臂驱动、直接驱动。 现代汽车发动机均采用顶置气门机构。 2-1. 配气机构的功用及组成 气门组 气门传动组 （5）凸轮下置式配气机构 定义：凸轮轴置于曲轴箱内的配气机构，称为凸轮轴下置式配气机构。 下置凸轮轴曲轴定时齿轮驱动。发动机工作时，曲轴通过正时齿轮驱动凸轮轴。 传动比：曲轴与凸轮轴的为2：1。 优点：凸轮轴离曲轴近，可以简单地用一对齿轮传动。 缺点：零件多，传动链长，整个机构的刚度差， 高速运动时影响气门的运动规律和气门的定时开启（气门关闭的准确性）。 因此它不适用于高速发动机 2-1. 配气机构的功用及组成 （6）凸轮中置式配气机构 定义：凸轮轴置于机体上部的配气机构，称为凸轮轴中置式配气机构。 特点：与凸轮轴下置式配气机构相比，减少了推杆，减轻了配气机构的往复运动质量，增大了机构的刚度，更适合于较高转速的发动机。 2-1. 配气机构的功用及组成 2-1. 配气机构的功用及组成 （7）凸轮上置式配气机构 定义：凸轮轴置于气缸盖上的配气机构，称为凸轮轴上置式配气机构。 优点：运动件少，传动链短，整个机构的刚度大，适合于高速发动机。 缺点：凸轮轴与曲轴距离长，动力传动机构复杂。 （8）凸轮上置式配气机构结构形式 ①摇臂驱动、单凸轮轴上置式配气机构； ②摆臂驱动、凸轮轴上置式配气机构； ③直接驱动、凸轮轴上置式配气机构。 2-2. 配气定时及气门间隙 1 配气定时 以曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻及其开启的持续时间称为配气定时。 （1）进气提前角 进气门在进气行程上止点之前开启称为早开。从进气门开到上止点曲轴所转过的角度ɑ称为进气提前角。 目的：进气开始时，进气门有较大的开度或较大的进气流通截面，减小进气阻力。 （2）进气迟后角 进气门在进气行程下止点之后关闭称为晚关。从进气行程下止点到进气门关闭曲轴转过的角度?称为进气迟后角。 目的：利用气流惯性，在进气迟后角内继续进气，增加进气量。 （3）进气持续角：180+ ɑ + ?。 2-2. 配气定时及气门间隙 （4）排气提前角 排气门在作功行程结束之前，即在作功行程下止点之前开启，称为排气门早开。从排气门开启到下止点曲轴转过的角度称为排气提前角。 目的：排气门开启时气缸内压力较高，废气高速自由排出，减小排气阻力和排气消耗的功率。 （5）排气迟后角 排气门在排气行程结束之后，即在排气行程上止点之后关闭，称为排气门晚关。从上止点到排气门关闭转过的角度称为排气排气迟后角。 目的：利用废气惯性，在排气迟后角内继续排气，减少残余废气。 （6）排气持续角： 2-2. 配气定时及气门间隙 （7）气门重叠角 由于进气门在上止点前即开启，而排气门在上止点后才关闭，致使活塞在上止点附近出现一段时间内排气门和进气门同时开启的现象，这种现象称为气门重叠，重叠时期的曲轴转角称为气门重置角。 由于新鲜气流和废气流的流动惯性都比较大。在短时间内是不会改变流向的，因此只要气门重叠角选择适当，就不会有废气倒流人进气管和新鲜气体随同废气排除的可能性。这对换气是有利的，但应注意，如气门重叠角过大，当汽油机小负荷运转、进气管内压力很低时，就可能出现废气倒流，使进气量减少。 2-2. 配气定时及气门间隙 2-2. 配气定时及气门间隙 2 气门间隙 （1）含义 在冷态下气门完全关闭时，气门与传动件之间的间隙称为气门间隙。 （2）作用 给热膨胀留有余地。 （3）气门间隙大小