配气机构教学公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

配气机构配气机构n n概述概述n n配气机构构成和零件配气机构构成和零件n n配气相位配气相位第1页第1页概述概述配气机构功用：配气机构功用：按照发动机每个气缸内所进行工作循按照发动机每个气缸内所进行工作循环和发怒顺序要求，定期启动和关闭气缸环和发怒顺序要求，定期启动和关闭气缸进、排气门，使新鲜可燃混合气进、排气门，使新鲜可燃混合气(汽油机汽油机)或空气或空气(柴油机柴油机)得以及时进入气缸，废气得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。得以及时从气缸排出。第2页第2页配气机构配气机构构成：构成：构成：构成：气门组气门组气门组气门组气门传动组气门传动组气门传动组气门传动组第3页第3页配气机构类型配气机构类型一、气门布置型式一、气门布置型式1、气门顶置式、气门顶置式构成：构成：第4页第4页工作过程工作过程特点：特点：特点：特点：A A、气门行程、气门行程、气门行程、气门行程大，结构较复大，结构较复大，结构较复大，结构较复杂，燃烧室紧杂，燃烧室紧杂，燃烧室紧杂，燃烧室紧凑。凑。凑。凑。B B、曲轴与凸、曲轴与凸、曲轴与凸、曲轴与凸轮轴传动比为轮轴传动比为轮轴传动比为轮轴传动比为2:12:1。第5页第5页2、气门侧置式、气门侧置式进排气门都布置在气缸进排气门都布置在气缸一侧，结构简朴、零件数目一侧，结构简朴、零件数目少。少。气门布置在同一侧造成气门布置在同一侧造成燃烧室结构不紧凑、热量损燃烧室结构不紧凑、热量损失大、进气道曲折、进气阻失大、进气道曲折、进气阻力大，使发动机性能下降，力大，使发动机性能下降，已趋于淘汰。已趋于淘汰。第6页第6页二、凸轮轴布置型式二、凸轮轴布置型式1、凸轮轴下置、凸轮轴下置缺点：缺点：缺点：缺点：凸轮轴与气门相距凸轮轴与气门相距凸轮轴与气门相距凸轮轴与气门相距较远，动力传递路较远，动力传递路较远，动力传递路较远，动力传递路线较长，环节多，线较长，环节多，线较长，环节多，线较长，环节多，因此不适合用于高因此不适合用于高因此不适合用于高因此不适合用于高速发动机。速发动机。速发动机。速发动机。长处：长处：长处：长处：简化曲轴与凸轮轴简化曲轴与凸轮轴简化曲轴与凸轮轴简化曲轴与凸轮轴之间才传动装置，之间才传动装置，之间才传动装置，之间才传动装置，有助于发动机布置。有助于发动机布置。有助于发动机布置。有助于发动机布置。第7页第7页2、凸轮轴中置式、凸轮轴中置式传动方式传动方式传动方式传动方式：凸轮轴通：凸轮轴通：凸轮轴通：凸轮轴通过挺柱直接驱动摇臂，过挺柱直接驱动摇臂，过挺柱直接驱动摇臂，过挺柱直接驱动摇臂，省去了推杆。省去了推杆。省去了推杆。省去了推杆。应用应用应用应用：适合用于发动：适合用于发动：适合用于发动：适合用于发动机转速机转速机转速机转速较高较高较高较高时，能够时，能够时，能够时，能够减少气门传动机构往减少气门传动机构往减少气门传动机构往减少气门传动机构往复运动质量。复运动质量。复运动质量。复运动质量。第8页第8页3、凸轮轴上置式、凸轮轴上置式应用：高速发动机应用：高速发动机应用：高速发动机应用：高速发动机桑塔纳轿车发动机桑塔纳轿车发动机桑塔纳轿车发动机桑塔纳轿车发动机特点：特点：特点：特点：凸轮轴与气门距离近，凸轮轴与气门距离近，凸轮轴与气门距离近，凸轮轴与气门距离近，不需要推杆、挺柱，使往复不需要推杆、挺柱，使往复不需要推杆、挺柱，使往复不需要推杆、挺柱，使往复运动惯量减少。运动惯量减少。运动惯量减少。运动惯量减少。双凸轮轴上置式发动机双凸轮轴上置式发动机第9页第9页捷达轿车气缸盖实物图捷达轿车气缸盖实物图第10页第10页上置凸轮轴实物图上置凸轮轴实物图第11页第11页三、凸轮轴传动方式三、凸轮轴传动方式1、齿轮传动、齿轮传动第12页第12页2、链传动、链传动导链板导链板张紧机构张紧机构第13页第13页3、齿形皮带传动、齿形皮带传动第14页第14页 配气机构组件和工作情况配气机构组件和工作情况一、气门组一、气门组第15页第15页1、气门、气门功用：功用：功用：功用：燃烧室构成部分，是气体进、出燃烧室通道燃烧室构成部分，是气体进、出燃烧室通道燃烧室构成部分，是气体进、出燃烧室通道燃烧室构成部分，是气体进、出燃烧室通道开关开关开关开关，承受冲击力、，承受冲击力、，承受冲击力、，承受冲击力、高温冲击、高速气流冲击。高温冲击、高速气流冲击。高温冲击、高速气流冲击。高温冲击、高速气流冲击。工作条件：工作条件：工作条件：工作条件：A A、进气门、进气门、进气门、进气门570K670K570K670K，排气门，排气门，排气门，排气门1050K1200K1050K1200K。B B、头部承受气体压力、气门弹簧力等，、头部承受气体压力、气门弹簧力等，、头部承受气体压力、气门弹簧力等，、头部承受气体压力、气门弹簧力等，C C、冷却和润滑条件差，、冷却和润滑条件差，、冷却和润滑条件差，、冷却和润滑条件差，DD、被气缸中燃烧生成物中物质所腐蚀。、被气缸中燃烧生成物中物质所腐蚀。、被气缸中燃烧生成物中物质所腐蚀。、被气缸中燃烧生成物中物质所腐蚀。性能：性能：性能：性能：强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨进气门进气门570K670K（铬钢（铬钢或铬镍钢）或铬镍钢）排气门排气门1050K1200K（硅（硅铬钢）铬钢）头部头部杆部杆部第16页第16页气门头部结构形式气门头部结构形式平顶式平顶式平顶式平顶式n结构简朴，制造以便，吸热面积小，质量也较小，进、排气门都可采用。凸顶式凸顶式凸顶式凸顶式（球面顶）（球面顶）（球面顶）（球面顶）n适合用于排气门，由于其强度高，排气阻力小，废气清除效果好，但球形受势面积大，质量和惯性力大加工较复杂。凹顶式凹顶式凹顶式凹顶式（喇叭顶）（喇叭顶）（喇叭顶）（喇叭顶）n凹顶头部与杆部过渡部分含有一定流线形，能够减少进气阻力，但其顶部受热面积大，故适合用于进气门，而不宜用于排气门。第17页第17页（2）气门锥角气门锥角1）定定义义：气气门门锥锥面面与与顶顶平平面面夹夹角角称称气气门门锥角。锥角。第18页第18页2）气门锥角作用气门锥角作用n n就向锥形塞子能够塞紧瓶口同样，能取得较大气门座合压力，以提升密封性和导热性；n n气门落座时有自动定位作用；n n避免气流拐弯过大而减少流速；n n气门落座时能挤掉接触面沉积物，即有自洁作用。第19页第19页3）进、排气门锥角大小进气门锥角较小，多用300。因锥角越小，进气通道截面越大，进气量越多。排气门锥角较大，通常为450。因锥角越大，气门头部边沿厚度大，不易变形。排气门热负荷较大而用较大锥角，以加强散热和避免受热变形。且锥角越大，座合压力越大，自洁作用越大。第20页第20页气门杆气门杆第21页第21页2、气门座、气门座气门座：气门座：气门座：气门座：气缸盖进、排气道与气门锥面相结气缸盖进、排气道与气门锥面相结气缸盖进、排气道与气门锥面相结气缸盖进、排气道与气门锥面相结合部位。合部位。合部位。合部位。作用：作用：作用：作用：1.1.靠其内锥面与气门锥面紧密靠其内锥面与气门锥面紧密靠其内锥面与气门锥面紧密靠其内锥面与气门锥面紧密贴合密封气缸。贴合密封气缸。贴合密封气缸。贴合密封气缸。2.2.接受气门传来热量。接受气门传来热量。接受气门传来热量。接受气门传来热量。气门座气门座第22页第22页气门座圈：气门座圈：气门座圈：气门座圈：以较大过盈量镶嵌在气门座上圆环。以较大过盈量镶嵌在气门座上圆环。以较大过盈量镶嵌在气门座上圆环。以较大过盈量镶嵌在气门座上圆环。镶嵌式气门座特点：镶嵌式气门座特点：镶嵌式气门座特点：镶嵌式气门座特点：长处：提升气门座使用寿命，便于更换。长处：提升气门座使用寿命，便于更换。长处：提升气门座使用寿命，便于更换。长处：提升气门座使用寿命，便于更换。缺点：导热性差，加工精度高，脱落时易造成严重缺点：导热性差，加工精度高，脱落时易造成严重缺点：导热性差，加工精度高，脱落时易造成严重缺点：导热性差，加工精度高，脱落时易造成严重事故。事故。事故。事故。汽油机：排气门采用镶嵌式气门座汽油机：排气门采用镶嵌式气门座汽油机：排气门采用镶嵌式气门座汽油机：排气门采用镶嵌式气门座柴油机：进气门采用镶嵌式气门座柴油机：进气门采用镶嵌式气门座柴油机：进气门采用镶嵌式气门座柴油机：进气门采用镶嵌式气门座第23页第23页3、气门导管、气门导管作用：作用：作用：作用：为气门运动导向，确保气门直线运动兼起导热作用。为气门运动导向，确保气门直线运动兼起导热作用。为气门运动导向，确保气门直线运动兼起导热作用。为气门运动导向，确保气门直线运动兼起导热作用。工作条件：工作条件：工作条件：工作条件：工作温度较高，约工作温度较高，约工作温度较高，约工作温度较高，约500K500K。润滑困难，易磨损。润滑困难，易磨损。润滑困难，易磨损。润滑困难，易磨损。材料：材料：材料：材料：用含石墨较多铸铁，能提升自润滑作用。用含石墨较多铸铁，能提升自润滑作用。用含石墨较多铸铁，能提升自润滑作用。用含石墨较多铸铁，能提升自润滑作用。加工办法：加工办法：加工办法：加工办法：外表面加工精度较高外表面加工精度较高外表面加工精度较高外表面加工精度较高内表面精绞内表面精绞内表面精绞内表面精绞装配：装配：装配：装配：气门杆与气门间隙气门杆与气门间隙气门杆与气门间隙气门杆与气门间隙0.050.050.12mm0.12mm。第24页第24页4、气门弹簧、气门弹簧功用：确保气门回位。功用：确保气门回位。功用：确保气门回位。功用：确保气门回位。材料：高锰碳钢、铬钒钢材料：高锰碳钢、铬钒钢材料：高锰碳钢、铬钒钢材料：高锰碳钢、铬钒钢气门弹簧装配气门弹簧装配气门弹簧气门弹簧气门弹簧座气门弹簧座锁片锁片气门关闭气门关闭气门关闭气门关闭n确保气门及时关闭、密封n气门启动n确保气门不脱离凸轮第25页第25页气门弹簧气门弹簧圆柱形螺旋弹簧圆柱形螺旋弹簧圆柱等螺距弹簧圆柱等螺距弹簧不等距弹簧不等距弹簧应用：应用：CA7560第26页第26页双弹簧布置双弹簧布置旋向相反两旋向相反两个弹簧，预个弹簧，预防断裂弹簧防断裂弹簧卡入另一弹卡入另一弹簧簧应用车型：应用车型：奥迪奥迪100，捷达，桑塔纳，捷达，桑塔纳,广州标致广州标致505第27页第27页气门传动组气门传动组1 1、构成、构成、构成、构成2 2、功用：定期驱动气门开闭，并确保气门有足够开度和适当气、功用：定期驱动气门开闭，并确保气门有足够开度和适当气、功用：定期驱动气门开闭，并确保气门有足够开度和适当气、功用：定期驱动气门开闭，并确保气门有足够开度和适当气门间隙。门间隙。门间隙。门间隙。第28页第28页凸轮轴凸轮轴作用：作用：作用：作用：驱动和控制各缸气门启动和关闭，使其符合发动机工作驱动和控制各缸气门启动和关闭，使其符合发动机工作驱动和控制各缸气门启动和关闭，使其符合发动机工作驱动和控制各缸气门启动和关闭，使其符合发动机工作顺序、配气相位和气门开度改变规律等要求。顺序、配气相位和气门开度改变规律等要求。顺序、配气相位和气门开度改变规律等要求。顺序、配气相位和气门开度改变规律等要求。工作条件：工作条件：工作条件：工作条件：承受气门间歇性启动冲击载荷。承受气门间歇性启动冲击载荷。承受气门间歇性启动冲击载荷。承受气门间歇性启动冲击载荷。材料：材料：材料：材料：优质钢、合金铸铁、球墨铸铁优质钢、合金铸铁、球墨铸铁优质钢、合金铸铁、球墨铸铁优质钢、合金铸铁、球墨铸铁结构：结构：结构：结构：第29页第29页2、挺柱、挺柱（1）作用：将凸轮推力传给推杆或气门。）作用：将凸轮推力传给推杆或气门。（2）挺柱分类：机械挺住和液力挺住）挺柱分类：机械挺住和液力挺住第30页第30页 n n结构：结构：结构：结构：n n性能：性能：性能：性能：n n消除了配气机消除了配气机消除了配气机消除了配气机构间隙，减小构间隙，减小构间隙，减小构间隙，减小了各零件冲击了各零件冲击了各零件冲击了各零件冲击载荷和噪声提载荷和噪声提载荷和噪声提载荷和噪声提升发动机高速升发动机高速升发动机高速升发动机高速时性能。时性能。时性能。时性能。液力挺柱液力挺柱第31页第31页发动机液压挺柱工作示意图发动机液压挺柱工作示意图气门关闭时气门打开时气门打开时第32页第32页3、气门推杆、气门推杆作用：作用：作用：作用：将挺柱传来推力传给摇臂。将挺柱传来推力传给摇臂。将挺柱传来推力传给摇臂。将挺柱传来推力传给摇臂。工作情况：工作情况：工作情况：工作情况：是气门机构中最容易弯曲零件。是气门机构中最容易弯曲零件。是气门机构中最容易弯曲零件。是气门机构中最容易弯曲零件。材料：材料：材料：材料：硬铝或钢硬铝或钢硬铝或钢硬铝或钢第33页第33页4、摇臂、摇臂功用：功用：功用：功用：将推杆或凸轮传来力改变方向，作用到气门杆端以推将推杆或凸轮传来力改变方向，作用到气门杆端以推将推杆或凸轮传来力改变方向，作用到气门杆端以推将推杆或凸轮传来力改变方向，作用到气门杆端以推开气门。开气门。开气门。开气门。摇臂结构示意图摇臂结构示意图气门间隙气门间隙调整螺钉调整螺钉调整螺母调整螺母摇臂摇臂摇臂轴套摇臂轴套易磨损部位易磨损部位堆焊耐磨合金堆焊耐磨合金第34页第34页摇臂结构示意图摇臂结构示意图润滑油道润滑油道油槽油槽润滑油道润滑油道第35页第35页摇臂组示意图摇臂组示意图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第36页第36页摇臂组实物图摇臂组实物图第37页第37页桑塔纳发动机配气机构桑塔纳发动机配气机构第38页第38页配气相位配气相位1 1、气门从启动到关闭所经历曲轴转、气门从启动到关闭所经历曲轴转、气门从启动到关闭所经历曲轴转、气门从启动到关闭所经历曲轴转角，称为角，称为角，称为角，称为配气相位配气相位配气相位配气相位。1030 1030 4080 4080 4080 4080 1030 1030 第39页第39页2.气门重叠气门重叠：当进气门早开和排气门晚关时，出现进排气门同时启动现象。气门重叠角：气门同时启动角度（+）。排气过程排气过程进气过程进气过程第40页第40页作业作业1 1、曲柄连杆机构构成及功用是什么？、曲柄连杆机构构成及功用是什么？、曲柄连杆机构构成及功用是什么？、曲柄连杆机构构成及功用是什么？2 2、汽缸体有几种型式？各有什么优缺点？、汽缸体有几种型式？各有什么优缺点？、汽缸体有几种型式？各有什么优缺点？、汽缸体有几种型式？各有什么优缺点？3 3、配气机构功用是什么？顶置气门式配气机构由、配气机构功用是什么？顶置气门式配气机构由、配气机构功用是什么？顶置气门式配气机构由、配气机构功用是什么？顶置气门式配气机构由哪些零件构成？哪些零件构成？哪些零件构成？哪些零件构成？4 4、某型号发动机配气相位角为、某型号发动机配气相位角为、某型号发动机配气相位角为、某型号发动机配气相位角为:进气门早开角进气门早开角进气门早开角进气门早开角a=15a=15，晚关角，晚关角，晚关角，晚关角 =45=45，排气门早开角，排气门早开角，排气门早开角，排气门早开角r=65r=65，晚，晚，晚，晚关角关角关角关角 =18.=18.（1 1）何谓配气相位）何谓配气相位）何谓配气相位）何谓配气相位 （2 2）依据题意，画出配气相）依据题意，画出配气相）依据题意，画出配气相）依据题意，画出配气相 位图位图位图位图 （3 3）气门重叠角是多少）气门重叠角是多少）气门重叠角是多少）气门重叠角是多少 第41页第41页可变配气相位可变配气相位气门定期和升程可变进气系统气门定期和升程可变进气系统可变谐振增压系统可变谐振增压系统第42页第42页控制原理控制原理 第43页第43页VTEC高速时高速时 第44页第44页气缸数目可变机构气缸数目可变机构 第45页第45页可变进气谐振增压系统可变进气谐振增压系统第46页第46页VG30DE可变谐振增压系统可变谐振增压系统 第47页第47页小结小结n n配气机构有三种传动方式齿轮驱动、链驱动和齿配气机构有三种传动方式齿轮驱动、链驱动和齿形皮带驱动。四冲程发动机曲轴与凸轮轴之比形皮带驱动。四冲程发动机曲轴与凸轮轴之比(即即传动比传动比)应为应为2 2：1 1即曲轴旋转两周，凸轮轴旋转一即曲轴旋转两周，凸轮轴旋转一周。当代汽车发动机采用多气门布置和排列方式，周。当代汽车发动机采用多气门布置和排列方式，进、排气门配气相位早开晚关，以改进进、排气进、排气门配气相位早开晚关，以改进进、排气情况。凸轮轴上主要配备有各缸进、排气凸轮，情况。凸轮轴上主要配备有各缸进、排气凸轮，凸轮轮廓确保气门启动和关闭连续时间符合配气凸轮轮廓确保气门启动和关闭连续时间符合配气相位要求，凸轮轴有轴向定位装置。轿车发动机相位要求，凸轮轴有轴向定位装置。轿车发动机采用液力挺柱，可消除配气机构中间隙，减小各采用液力挺柱，可消除配气机构中间隙，减小各零件冲击载荷和噪声。零件冲击载荷和噪声。第48页第48页