发动机结构示意图专业知识讲座.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,现代汽车构造教学课件,哈尔滨工业大学华德应用技术学院汽车与机电技术系,本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,3.1概述,一、功用：,按照发动机每个气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭气缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气(汽油机)或空气(柴油机)得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。,二、充气效率：,v,=,M,/,M,0,M,进气过程中，实际,进,入气缸的新气的质量；,M,o,在理想状态下，,充满气缸工作容积的新气质 量,。,配气机构,组成：,气门组,传动组,驱动组,3.2配气机构的布置和工作情况,一、气门的布置型式,1、气门顶置式,组成：,工作过程,特点：,A、气门行程大，结构较复杂，燃烧室紧凑。B、曲轴与凸轮轴传动比为2:1。,2、气门侧置式,进排气门都布置在气缸的一侧，结构简单、零件数目少。,气门布置在同一侧导致燃烧室结构不紧凑、热量损失大、进气道曲折、进气阻力大，使发动机性能下降，已趋于淘汰。,二、凸轮轴的布置型式,1凸轮轴下置,缺点：,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。,优点：,简化曲轴与凸轮轴之间才传动装置，有利于发动机的布置。,2、凸轮轴中置式,传动方式,：凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，省去了推杆。,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。,3、凸轮轴上置式,应用：高速发动机,桑塔纳轿车发动机,特点：,凸轮轴与气门距离近，,不需要推杆、挺柱，使往复,运动的惯量减少。,双凸轮轴上置式发动机,捷达轿车气缸盖实物图,上置凸轮轴实物图,三、凸轮轴的传动方式,1、齿轮传动,凸轮轴下置、中置式配气机构,2、链条传动,导链板,张紧机构,3、齿带传动,传动方式,传动路线,应用,齿轮传动,曲轴正时齿轮凸轮轴正时齿轮,凸轮轴下置、中置式配气机构,链条传动,曲轴链条凸轮轴正时齿轮,凸轮轴上置式配气机构,齿形带传动,曲轴齿形皮带凸轮轴正时齿轮,凸轮轴上置式配气机构,气门数 和布置形式,单缸4气门,单缸2气门,单缸5气门,四、气门间隙,1、概念：,气门间隙,：,为保证气门关闭严密，通常发动机在冷态装配时，在气门杆尾端与气门驱动零件（摇臂、挺柱或凸轮）之间留有适当的间隙。,气门,间隙,进气门,0.250.30mm,排气门,0.300.35mm,五、配气相位,1、气门从开启到关闭所经历的曲轴转角，称为,配气相位,。,1030,4080,4080,1030,3、气门叠开,气门叠开：当进气门早开和排气门晚关时，出现的进排气门同时开启的现象。,气门叠开角：气门同时开启的角度（,+）。,排气过程,进气过程,作业,1、作出配气相位图，并分析气门早开与迟闭的原因。,4.3配气机构的组件和工作情况,一、气门组,1、气门,功用：,燃烧室的组成部分，是气体进、出燃烧室通道的,开关,，承受冲击力、高温冲击、高速气流冲击。,工作条件：,A、进气门570K670K，排气门1050K1200K。,B、头部承受气体压力、气门弹簧力等，,C、冷却和润滑条件差，,D、被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。,性能：,强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨,进气门570K670K（铬钢或铬镍钢）,排气门1050K1200K（硅铬钢）,头部,杆部,气门头部的结构形式,平顶式,结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较小，进、排气门都可采用。,凸顶式（球面顶）,适用于排气门，因为其强度高，排气阻力小，废气的清除效果好，但球形的受势面积大，质量和惯性力大加工较复杂。,凹顶式（喇叭顶）,凹顶头部与杆部的过渡部分具有一定的流线形，可以减少进气阻力，但其顶部受热面积大，故适用于进气门，而不宜用于排气门。,（2）,气门锥角,1）,定义：气门锥面与顶平面的夹角称气门锥角。,2）,气门锥角的作用,就向锥形塞子可以塞紧瓶口一样，能获得较大的气门座合压力，以提高密封性和导热性；,气门落座时有自动定位作用；,避免气流拐弯过大而降低流速；,气门落座时能挤掉接触面的沉积物，即有自洁作用。,3）,进、排气门锥角的大小,进气门锥角较小，多用30,0,。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45,0,。因锥角越大，气门头部边缘的厚度大，不易变形。排气门热负荷较大而用较大的锥角，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。,3）,气门头部直径,气门头部直径越大，气门口通道截面就越大，进、排气阻力就越小。通常进气门头部直径大于排气门。另外，排气门稍小些，还不易变形。h1h2,h1,h2,气门杆,2、气门座,气门座：,气缸盖的进、排气道与气门锥面相结,合的部位。,作用：,1.靠其内锥面与气门锥面的紧密,贴合密封气缸。,2.接受气门传来的热量。,气门座,气门座圈：,以较大过盈量镶嵌在气门座上的圆环。,镶嵌式气门座特点：,优点：提高气门座的使用寿命，便于更换。,缺点：导热性差，加工精度高，脱落时易造成严重事故。,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,3、气门导管,作用：,为气门的运动导向，保证气门直线运动兼起导热作用。,工作条件：,工作温度较高，约500K。润滑困难，易磨损。,材料：,用含石墨较多的铸铁，能提高自润滑作用。,加工方法：,外表面加工精度较高,内表面精绞,装配：,气门杆与气门间隙0.050.12mm。,4、气门弹簧,功用：保证气门的回位。,材料：高锰碳钢、铬钒钢,气门弹簧的装配,气门弹簧,气门弹簧座,锁片,气门关闭,保证气门及时关闭、密封,气门开启,保证气门不脱离凸轮,气门弹簧,圆柱形螺旋弹簧,圆柱等螺距弹簧,不等距弹簧,应用：CA7560,双弹簧布置,旋向相反的两个弹簧，防止断裂的弹簧卡入另一弹簧,应用车型：,奥迪100，捷达，桑塔纳,广州标致505,作业,1、气门弹簧起什么作用？为什么在装配气门弹簧时要预先压缩？,2、气门锥角有什么作用？,3.分析气门早开与迟闭的原因。,4.配气相位,二、气门驱动组,1、组成,2、功用：定时驱动气门开闭，并保证气门有足够的开度和适当的气门间隙。,凸轮轴,作用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、配气相位和气门开度的变化规律等要求。,工作条件：,承受气门间歇性开启的冲击载荷。,材料：,优质钢、合金铸铁、球墨铸铁,结构：,凸轮的轮廓,凸轮轮廓与气门的运动规律,气门开启点,消除气门间隙阶段,气门升程最大时刻,气门关闭点,出现气门间隙阶段,同名凸轮的相对角位置,同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与相应的配气相位相对应的。,点火顺序：,1243,凸轮轴的轴向定位：,作用：,为了防止凸轮轴在工作中产生轴向窜动和承受斜齿轮产生的轴向力。,正时齿轮,止推板,隔圈（调节环）,凸轮轴颈,凸轮轴的轴向间隙,气缸体,2、挺柱,（1）作用：将凸轮的推力传给推杆或气门。,（2）挺柱的分类：,菌式,气门侧置式,筒式,气门顶置式,滚轮式,减小摩擦所造成的对挺柱的侧向力。多用于大缸径柴油机。,结构：,性能：,消除了配气机构的间隙，减小了各零件的冲击载荷和噪声提高发动机高速时的性能。,液力挺柱,发动机液压挺柱工作示意图,气门关闭时,气门打开时,3、气门推杆,作用：,将挺柱传来的推力传给摇臂。,工作情况：,是气门机构中最容易弯曲的零件。,材料：,硬铝或钢,4、摇臂,功用：,将推杆或凸轮传来的力改变方向，作用到气门杆端以推开气门。,摇臂结构示意图,气门间隙调节螺钉,调节螺母,摇臂,摇臂轴套,易磨损部位,堆焊耐磨合金,摇臂结构示意图,润滑油道,油槽,润滑油道,摇臂组示意图,摇臂轴,螺栓,摇臂轴支座,摇臂轴紧固螺钉,摇臂称套,调整螺钉,摇臂,定位弹簧,摇臂组实物图,桑塔纳发动机的配气机构,可变配气相位,气门定时和升程可变的进气系统,可变谐振增压系统,控制原理,VTEC高速时,气缸数目可变机构,可变进气谐振增压系统,VG30DE可变谐振增压系统,小结,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(即传动比)应为2：1即曲轴旋转两周，凸轮轴旋转一周。现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，以改善进、排气状况。凸轮轴上主要配置有各缸进、排气凸轮，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，凸轮轴有轴向定位装置。轿车发动机采用液力挺柱，可消除配气机构中的间隙，减小各零件的冲击载荷和噪声。,