内燃机第三章配气机构课件.ppt

第三章 配气机构 一、功用： 按照发动机各缸工作过程的需要，定时地开启和关闭进、排气门，使新鲜可燃混合气(汽油机)或空气(柴油机)及时进入气缸，废气及时排出气缸。 二、类型： 根据凸轮轴的位置分为 下置式、 中置式 上置式。 (一)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。 2、组成： 气门驱动组 气门组 气门驱动组 由正时齿轮、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。 (三）进气门的配气相位 1、进气提前角 （1）定义：从进气门开始开启到上止点所对应的曲轴转角称为进气提前角(或早开角)。进气提前角用α表示，α一般为100～300。 （2）进气提前角的目的： 进气门早开，使得活塞到达上止点开始向下运动时，进气门已有一定的开度，可获得较大的进气通道截面，减少进气阻力。 2、进气迟后角 （1）定义：从下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角称为进气迟后角(或晚关角)。进气迟后角用β表示，β一般为400～800。 （2）目的 1）利用缸内外的压力差继续进气：到下止点时，气缸内的压力仍低于大气压 2）利用气流的惯性继续进气 所以进气门适当晚关可使进气较充分。 (四)排气门的配气相位 1、排气提前角(或早开角) （1）定义：从排气门开始开启到下止点所对应的曲轴转角 排气提前角用γ表示，γ一般为400～800。 2、排气迟后角 （1）定义：从上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角称为排气迟后角(或晚关角)。 排气迟后角用δ表示，δ一般为100～300。 （2）排气迟后角的目的 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。 （五）气门的叠开 1、定义： 由于进气门早开和排气门晚关，就出现了一段进排气门同时开启的现象，称为气门叠开。进排气门同时开启的角度，即进气门早开角与排气门晚关角的和（α+δ），称为气门叠开角。 一、凸轮轴及其驱动装置 (一)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。 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DA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。 齿形带传动 2、结构：在凸轮轴前轴颈与正时齿轮之间压装有调节环，调节环外面松套一止推板，止推板用螺钉固定于气缸体前端面，调节环的厚度大于止推板的厚度，二者之差称为凸轮轴的轴向间隙(0.08mm～0.20mm)。 （2）结构： 液力挺柱由挺柱体、柱塞、球座、柱塞弹簧、单向阀和单向阀弹簧等组成。挺柱体和柱塞上有油孔与发动机机体上相应的油孔相通。球座为推杆的支承座。单向阀有片式和球式两种。 1）当气门关闭时，机油经挺柱体和柱塞上的油孔压进柱塞腔A内，推开单向阀充入挺柱体腔B内。柱塞便在挺柱体腔油压及柱塞弹簧的作用下上行，与气门推杆压紧。 但此压力远小于气门弹簧张力，气门不会被打开只是消除了整个配气机构中的间隙。同时，B腔内油液已充满，单向阀关闭。 2）气门的开启 当凸轮转到工作面使挺柱上推时，由于单向阀已关闭，柱塞便推压挺柱体腔B内油液使压力升高，而液体具有不可压缩性， 挺柱便像一个整体一样推动气门开启。此过程中，由于挺柱体腔内油压较高，在柱塞与挺柱体的间隙处，将有少数油液泄漏而使“挺柱缩短”。 3）气门的关闭： 当凸轮转到非工作面时，解除了对挺柱的推力，使挺柱体腔B内油压降低。于是，主油道的油压将再次推开单向阀，向挺柱体腔内充油， 以补充工作时的泄漏，并且此油压又和柱塞弹簧一起使柱塞上推，始终保持配气机构无间隙。 4）若气门和推杆受热膨胀时 挺柱回落后向挺柱体腔内补油时，便会减少补油量，从而使挺柱自动“缩短”。因此可不留气门间隙仍能保证气门关闭。 相反，若气门和推杆冷缩，则挺柱回落后向挺柱体腔内补油时，便会增加补油量，从而使挺柱自动“伸长”。因此仍保持配气机构无间隙。 (4)使用液力挺柱的