港口内燃机03章.ppt

1,工程机械内燃机,第三章 配气机构,2,配气机构的功用：按照内燃机的工作循环和发火顺序，定时地开启和关闭各缸的进、排气门，使新鲜空气(柴油机)或可燃混合气(汽油机)及时进入气缸，并使废气及时从气缸排出。 要求：气缸进气完善、排气充分，振动噪声小，工作可靠，使用寿命长，维修调整方便。,3,内容提纲,第一节 气门式配气机构的布置与传动 第二节 气门式配气机构的主要零部件 第三节 充气效率、配气相位和气门间隙,4,第一节 气门式配气机构的布置与传动,配气机构的类型 内燃机配气机构的类型有气门式、气口式及气门气口式。四冲程广泛采用气门式，二冲程一般采用气口式，工程机械用内燃机一般为四冲程形式，故一般采用气门式配气机构。 气门式配气机构进、排气门的开闭是一般是通过凸轮轴来控制的，凸轮轴每旋转一周则会分别控制进、排气门各自开启一次。四冲程内燃机曲轴旋转720度完成一个工作循环，各缸的进、排气门开启一次，因此，曲轴与凸轮轴的传动比设计成2:1。,5,第一节 气门式配气机构的布置与传动,气门式配气机构的分类 按气门的布置可分为：顶置式气门和侧置式气门； 按凸轮轴的位置可分为：上置式凸轮轴、中置式凸轮轴和下置式凸轮轴； 按曲轴和凸轮轴的传动方式可分为：齿轮传动、链传动和齿形带传动； 按每缸气门数可分为：二气门式和四气门式。,6,第一节 气门式配气机构的布置与传动,一、气门的布置形式,1. 顶置式气门配气机构,顶置式气门配气机构的进、排气门都设置在气缸盖上。 一般由凸轮、挺柱、推杆、摇臂、气门和气门弹簧等组成。 优点：进气阻力小，充气效率高，有利于提高内燃机的动力性和经济性。 缺点：凸轮轴与气门或与曲轴距离较远，气门传动组结构复杂，零件较多，且内燃机高度较高。,目前国产的汽车发动机和工程机械都采用气门顶置式配气机构。,7,第一节 气门式配气机构的布置与传动,一、气门的布置形式,2. 侧置式气门配气机构,气门位于气缸体侧面称为气门侧置式配气机构。 由凸轮、挺柱、气门和气门弹簧等组成。省去了推杆、摇臂、摇臂轴、摇臂座等零件。 优点：侧置式气门配气机构结构简单，制造方便，成本低，而且气缸盖的形状得以简化，同时内燃机的高度有所降低。 缺点：气道拐弯多，进、排气流动阻力大，燃烧室不紧凑，散热损失大，使压缩比的提高受到限制，因此使得内燃机的各项性能指标都较差，逐渐被淘汰。,8,第一节 气门式配气机构的布置与传动,二、凸轮轴的布置形式,1. 凸轮轴上置式,凸轮轴布置在气缸盖上。 优点：往复运动质量较小，适合高速发动机。 缺点：凸轮轴上置离曲轴中心线较远，因而使配气正时传动机构变得复杂，拆装气缸盖时较困难。,通过摇臂来驱动气门,直接驱动气门,9,第一节 气门式配气机构的布置与传动,二、凸轮轴的布置形式,2. 凸轮轴中置式,凸轮轴设置在气缸体的上部。 由凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，省去推杆。 这种方式也在一定程度上减小了气门传动机构的往复运动质量。,10,第一节 气门式配气机构的布置与传动,二、凸轮轴的布置形式,3. 凸轮轴下置式,凸轮轴设置在气缸体中部。 这种方式是气门和凸轮轴相距最远，因而气门传动零件较多，气门传动机构的往复运动质量较大。,11,第一节 气门式配气机构的布置与传动,三、曲轴和凸轮轴的传动,1. 齿轮传动,凸轮轴下置、中置的配气机构一般采用圆柱形正时齿轮传动。 通常从曲轴到凸轮轴只需一对正时齿轮传动，若两轴中心线距离较大，用一对齿轮传动会导致齿轮直径过大，造成齿轮圆周线速度过高，可增加一个中间惰轮。 为了啮合平稳，减小噪声，正时齿轮多用斜齿轮。,12,第一节 气门式配气机构的布置与传动,三、曲轴和凸轮轴的传动,链传动,齿形带传动,2. 链传动和齿形带传动,链条与链轮的传动适用于凸轮轴上置的配气机构，但其工作可靠性和耐久性不如齿轮传动。 近年来高速汽车发动机上广泛采用齿形皮带来代替传动链，齿形带传动的优点是噪声小、质量小、成本低。,13,第一节 气门式配气机构的布置与传动,四、每缸气门数,1. 二气门式,一般发动机采用每缸一进一排两个气门的结构。 通常进气门直径大于排气门直径。 为了改善换气，在可能的条件下，应尽量加大气门的直径，特别是进气门的直径。,由于燃烧室尺寸的限制，气门直径最大一般不能超过气缸直径的一半。当气缸直径较大，活塞平均速度较高时，每缸一进一排的气门结构就不能保证良好的换气质量。,14,第一节 气门式配气机构的布置与传动,四、每缸气门数,2. 四气门式,每缸四个气门，即两个进气门和两个排气门。 同名气门排成两列，可由一