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第四章 配气机构,一、作用 按照发动机的工作顺序定时、定量实现换气过程。 达到进气尽可能充分、排气尽可能干净的目的。 衡量进气充分程度的指标充量系数c: 定义:实际进气量与进气状态下理论上充满气缸工作容积的新鲜充量之比。 二、换气机构形式 气门式、气口式、气门-气口式。,第一节 气门式配气机构的布置和传动,一、分类 (一)按气门布置的位置来分 1、气门侧置式 气门设置在机体上。凸轮轴必须下置。所以此种已淘汰。 2、气门顶置式(3-1) 气门布置在缸盖上。适于高转速、高压缩比的发动机。 3、进气门顶置,排气门侧置式 进气门布置在缸盖上,排气门布置在缸体上。主要用于高速发动机。,(二)按凸轮轴的布置位置来分 1、凸轮轴下置式(3-1) 凸轮轴布置在缸体的下部曲轴箱内。气门驱动机构复杂,配气机构噪声较大。 2、凸轮轴中置式(3-4) 凸轮轴布置在缸体上部。驱动气门所需零部件数目较少。 3、凸轮轴上置式(3-5) 凸轮轴布置在缸盖上。驱动气门所需零部件数目最少。适用于高转速发动机,应用较广泛。,(三)按凸轮轴的动力传动方式来分 1、链传动:可靠性、耐久性差,噪音大。(3-6) 2、齿形带传动:可以减少链传动时的高噪音, 减少机构质量,降低成本。(3-7) 前两种适于凸轮轴离曲轴较远、高转速的发动机。需要张紧装置。 3、齿轮传动:多用在凸轮轴中、下置式的配气机构中。齿轮多采用圆柱形斜齿。,(四)按气门数及排列方式来分 双气门和多气门。(3-3、3-5) 气门排列方案: (3-8) 1、同名气门排成两列(用一根凸轮轴) 2、同名气门排成一列(用两根凸轮轴) (五)按气门开启结构来分(图) 1、利用摇臂开启 2、利用凸轮轴直接开启,二、气门间隙 (一)定义及其存在位置 1、定义:在发动机冷态装配时,在气门及其相邻传动机构之间留有适当地间隙,以补偿气门受热后的膨胀量。这一间隙就称为气门间隙。 2、位置:在气门与其相邻传动件之间。 3、间隙大小(冷车间隙) 柴油机:进气门 0.300.35mm 排气门 0.350.40mm 汽油机:进气门 0.250.30mm 排气门 0.300.35mm,气门间隙过大: 进排气门开启时间缩短,造成进气不充分,发动机充量系数下降,功率下降,排气不干净,发动机热负荷增加,缸盖受热变形增大;配气机构传动件之间以及气门与气门座之间产生较大撞击及响声,加速它们之间的磨损。 气门间隙过小: 气门受热膨胀后造成气门关闭不严,产生漏气,使发动机的动力性下降,热负荷增加,气门被烧坏等。,第二节 配气相位,定义:指进排气门实际开启时刻及开启的延续时间。一般用曲轴转角来表示,也可以用一环形相位图来表示,即配气相位图。(3-9) 进气提前开启角;延时关闭角 则进气门打开持续时间:180+ 排气提前开启角;延时关闭角 则排气门打开持续时间:180+ 提前开启作用:可以减少进排气阻力,减少进排气消耗 功。 延时关闭作用:利用进排气惯性,以增大进排气量。 气门叠开角:+,第三节 顶置气门式配气机构的零件和组件,组成:气门组和气门传动组 一、气门组(3-10) 组成:气门、气门座、气门导管、气门弹簧(座)气门锁夹等。 作用:保证气门能够实现气缸的密封。 (一)气门 进气门和排气门 1、工作条件:高压冲击、高温、腐蚀、磨损等。,2、材料: 进气门:合金钢,如40cr、35crmo等。 排气门:高级耐热合金钢,如4cr9si2等。 3、结构 1)头部 形状:平顶、凹顶、秃顶(3-11) 气门锥角:气门密封锥面的与水平面之间的夹角。 2)杆身:起引导气门上下直线运动、传热的作用。其表面要求耐磨。,3)尾部:主要起固定弹簧座的作用。(3-12) (二)气门导管(3-12) 引导气门做往复直线运动,与气门杆身相配。同缸盖是过盈配合。 (三)气门座:同缸盖是过盈配合。铝合金缸盖必须镶气门座。 (3-12) (四)气门弹簧(3-14) 保证气门紧贴气门座,防止气门落座时发生跳动等。常用双弹簧结构。 (五)气门旋转机构:安装在气门尾部,在气门工作时发生一定的转动,以使气门受热、磨损均匀,同时可以挤出气门密封锥面的积碳等物质。有自由、强制旋转两种。(3-15),二、气门传动组 组成:正时齿轮、配气凸轮轴、挺柱、推杆、气门间隙调整螺钉、摇臂、摇臂轴、摇臂支座等。 作用:将由曲轴传来的动力传给气门,使进、排气门能按照配气相位规定时刻开闭,并保证有足够的开度。 (一)配气凸轮轴( 3-16、17 ) 1、四冲程配气凸轮轴与曲轴转速之比:1:2 2、凸轮轴的凸轮是根据发动机的发火顺序和配气相位 来设计的。 3、凸轮轴的轴向定位(3-19) 4、凸轮轴定时齿轮的安装必须根据记号进行,以保证 发动机的配气相位与发动机的发火顺序相符。(3-18),(二)气门挺柱(3-20) 菌式、
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