第一章節
一、配氣機構的功用:
按發動機工作過程的需要,適時開啟、關閉進排氣門,使新鮮充量進入,廢氣排出。充氣量越大,發動機可能發出的功率越大。
二、充氣效率—新鮮充量充滿氣缸的程度
氣門式配氣機構的佈置及傳動
1.組成
2.型式
按氣門的佈置型式:a.置頂 b.側頂;
按凸輪軸的傳動方式:a.齒輪傳動式 b.鏈條傳動式 c.帶傳動式;
按凸輪軸的佈置型式:上置、中置、下置;
按每缸氣門數分:二氣門式、四氣門式、多氣門式;
(一)氣門的佈置型式:
(二)凸輪軸的佈置型式:
下置:凸輪軸正時齒輪直接與曲軸正時齒輪齧合。
中置:推杆短,要加入中間傳動裝置。
上置:凸輪軸通過搖臂或直接來驅動氣門,要用惰輪、皮帶、鏈條,及張緊裝置。結構複雜,用於高速強化的轎車發動機。
新型發動機採用4氣門等多氣門:
①同名氣門排成兩列。(只用一個凸輪通過T型驅動杆同時驅動)
②同名氣門排成一列。(用兩根凸輪軸)
缺點:同名氣門在氣道中的位置不同,二者的工作條件及效果不一致。
三、氣門間隙
意義:
① 間隙過小,則氣門受熱膨脹,導致氣門關閉不嚴,漏氣,使發動機功率下降,甚至氣門燒壞。
② 間隙過大,則使氣門最大開度減小,開啟延續時間縮短,影響配氣相位,且加劇傳動件間的撞擊,加速零件磨損,↑噪聲
因此,在發動機冷態裝配時,在氣門與其傳動機構中應留適當的間隙。
冷態氣門間隙要求:
進氣門的間隙0.25~0.30mm
排氣門的間隙0.30~0.35mm
方法:
兩次調整法
逐缸調整法
第二章節
配氣相位
定義:進、排氣門的開閉時刻和開啟持續時間用曲軸轉角表示。
進排氣門早開晚關的意義:延長進、排氣時間,改善換氣過程,提高發動機性能。
現代汽車發動機轉速較高,活塞每一行程所經歷的時間十分短促,上海桑塔納轎車,發動機在最大功率時的轉速為5600r/min,一個行程歷時間為0.0054s,在這樣短的時間內使進氣充足,排氣乾淨比較困難。
1、進氣定時:
2、排氣定時:
3、氣門重疊:
氣門間隙兩次調整法步驟:
調氣門間隙應在氣門關閉時調:調整:調整螺釘,鎖緊螺母。測量:氣門與搖臂間
例題
① 打開氣門室罩;轉動發動機曲軸至第1缸的壓縮上止點使編號為1、2、3、6、7、10的待調氣門處於關閉狀態,依次對它們進行氣門間隙調整。
步驟為:
鬆開鎖緊螺母及調整螺釘,將厚薄規插入氣門杆尾端與搖臂之間檢查間隙;擰緊調整螺釘,使符合要求值的厚薄規被輕輕壓住,再把鎖緊螺母鎖住再用厚薄規復查一次間隙有無變化,不合適時應鬆開鎖緊螺母進行重新調整。
② 接著轉動發動機曲軸至第6缸的壓縮上止點使餘下的編號為4、5、8、9、11、12的待調氣門處於關閉狀態,依次將它們的氣門間隙調整至要求值。
第三章節
配氣機構的零件和組件
(一)氣門:
功用:在任何情況下都能保證燃燒室的氣密性。
工作條件:熱力負荷、機械負荷大,冷卻、潤滑困難。
材料:合金鋼(耐磨、耐熱、強度高)
氣門頭部形狀:
①平頂:工藝簡單、受熱面小、工作可靠,用作進、排氣門。
②凹頂:頭部與杆部過渡圓滑可減少進氣阻力但製造困難,受熱面大。用作進門
③球面頂:可減少排氣阻力和積炭,但製造困難,受熱面積大,用作排氣門。
氣門錐角:
意義:便於氣門落座時自行對正中心,接觸良好。錐角不能過小,否則頭部邊緣較薄,易變形。
取值:一般取γ=45º,個別進氣門γ=30º
氣門直徑:為減少進氣阻力,提高氣缸的充氣效率,進氣門直徑大,排氣門直徑小。有些發動機為使製造工藝簡單,常採用直徑相等。
氣門杆部:為氣門運動導向,承受側壓力及傳熱。氣門杆部尾端的形狀取決氣門彈簧座的固定方式。
彈簧座的固定方式:
鎖片式:在氣門杆端制有凹糟,用兩半錐形鎖片將彈簧座的內錐面卡住。
鎖銷式:在杆端制圓柱形徑向通孔,把鎖銷扦入孔中。
(二)氣門導管:
功用:保證氣門直線運動,使氣門與座正確配合。
工作條件:熱力負荷大。
材料:灰鑄鐵或球墨鑄鐵(耐磨、耐高溫、強度高)
防落裝置:在氣門導管與缸蓋間用卡環定位。氣門杆與導管間應留0.05—0.12mm 間隙。
(三)氣門座:
功用:與氣門共同執行密封並導熱。
工作條件:熱力負荷和機械負荷大。
材料:合金鋼(耐磨、耐高溫、強度高)
型式:
鑲嵌式:磨損後易更換。但導熱性差,加工精度要求高,公差配合嚴格。
直接鏜出:導熱性好,工作可靠。但磨損後不易更換。
氣門與氣門座之間的配合是經相互研磨,研磨好的零件不能互換,以保證密封良好。即氣門不能互換。
(四)氣門彈簧:
功用:使氣門迅速回位,緊密閉合,並防止 氣門在發動機機振動時發生跳動,破壞密封性。
材料:高碳錳鋼(剛度大)
安裝:安裝時應給彈簧一定的預緊力,防止氣門隨發動機振動而跳動。
防共振措施:① 提高彈簧鋼度(f固有>>f激發)
A 採用變螺距彈簧。工作時,螺距小的一端逐漸迭加,有效圈數不斷變化,f固不斷變化。
B 採用雙簧結構:兩簧剛度不同, f固有也不同。若一簧發生共振,另一簧可減振。一簧斷列,另一簧還可工作。兩彈簧旋向要相反。
(五)氣門旋轉裝置:
作用:使氣門相對於座緩慢旋轉,以減少積炭,減輕磨損。
二、氣門傳動組:
(一)凸輪軸:
功用:上面制有凸輪,根據工作過程需要,使氣門開、閉。
材料:優質中低碳鋼或合金鑄鐵或球墨鑄鐵(高強度、耐磨)
特點:凸輪軸的各軸頸直徑做成從前向後依次減小,以便安裝。
凸輪軸旋向:
凸輪輪廓:決定氣門開閉快慢及開度大小和持續時間。
齒輪軸定位及正時記號:正時齒輪裝配時要按正時記號裝配,保證原設計的發火順序。在前端裝止推墊板定位。
傳動比:
如何根據凸輪軸的旋向及各進、排氣凸輪的工作次序,判定發動機的發火次序。
(二)挺柱:
功用:將凸輪的推力傳給推杆。合金鑄鐵(高強度、耐磨)
類型:機械式:要留氣門間隙。
液壓挺柱式:不留氣門間隙。
例題:
已知某汽車發動機其配氣機構採用凸輪軸下置的佈置形式(即曲軸的正時齒輪直接驅動凸輪軸的正時齒輪),凸輪軸上各進、排氣凸輪的相對轉角位置及各缸的氣門排列順序如下圖,並已知進氣門早開,遲閉;排氣門早開,遲閉。若採用兩次調整法調整氣門間隙,試判定發動機的發火順序並寫出兩次調整法分別能調哪些氣門?
(三)推杆:
功用:將挺柱的力傳給搖臂。
材料:中空鋼管或實心的硬鋁棒。
(四)搖臂:
功用:改變傳力方向,打開氣門。
材料:45號中碳鋼。
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