发动机配气机构(气门组)课件.ppt

1、 配气机构配气机构凸轮轴凸轮轴挺柱挺柱推杆推杆摇臂摇臂凸轮轴正凸轮轴正时齿轮时齿轮摇臂轴摇臂轴作用作用 按照发动机的按照发动机的工作循环和发火次序，工作循环和发火次序，定时实现换气。定时实现换气。达到进气尽可能充分、排气尽可能干净的目的。达到进气尽可能充分、排气尽可能干净的目的。在各种工况下，保持最佳的充气效率，最佳性能。在各种工况下，保持最佳的充气效率，最佳性能。气门式配气机构的布置及传动气门式配气机构的布置及传动按气门的布置型式按气门的布置型式 按凸轮轴的传动方式按凸轮轴的传动方式按每缸气门数分按每缸气门数分F二、型式：二、型式：顶置顶置侧置侧置齿轮传动式齿轮传动式链条传动式链条传动式带传

2、动式带传动式二气门式二气门式四气门式四气门式多气门式多气门式F一、组成：一、组成：按凸轮轴的布置型式按凸轮轴的布置型式 上置上置 中置中置下置下置 顶顶置置式式配配气气机机构构工工作作原原理理 通过摇臂驱动气门可分为 单凸轮轴 直接驱动气门 双凸轮轴应用：主要应用于高速发动机。（一）（一）气门的布置型式：气门的布置型式：（二）（二）凸轮轴的布置型式：凸轮轴的布置型式：1、下置：、下置：凸轮轴正时齿轮直接与曲轴正时齿轮啮合。凸轮轴正时齿轮直接与曲轴正时齿轮啮合。2、中置：、中置：推杆短，要加入中间传动装置。推杆短，要加入中间传动装置。3、上置：、上置：凸轮轴通过摇臂或直接来驱动气门，要用惰轮、皮

3、带、链条，及张凸轮轴通过摇臂或直接来驱动气门，要用惰轮、皮带、链条，及张 紧装置。结构复杂，用于高速强化的轿车发动机。紧装置。结构复杂，用于高速强化的轿车发动机。（三）（三）传动型式：传动型式：齿轮传动、链传动、带传动齿轮传动、链传动、带传动（3）应用：）应用：凸轮轴下置式、凸轮轴下置式、凸轮轴中置式。凸轮轴中置式。1.齿轮传动齿轮传动（1）优点：）优点：配气相位准确，配气相位准确，工作可靠性好，工作可靠性好，耐久性好。耐久性好。（2）缺点：）缺点：噪音、磨损较大，噪音、磨损较大，布置困难。布置困难。（3）应用：凸轮轴上置式2.链传动链传动（1）优点：）优点：布置自由度大，布置自由度大，制造成

4、本低，制造成本低，工作可靠。工作可靠。（2）缺点：）缺点：配气相位易变，配气相位易变，噪声、磨损大，噪声、磨损大，耐久性较差。耐久性较差。3.齿形带传动（1）优点配气相位准确，布置自由度大，磨损、噪声小。（2）缺点可靠性、耐久性差，摩擦阻力大，随温度变化大 。齿形齿形带传带传动动曲轴正曲轴正时齿形时齿形带轮带轮中间中间轮轮水泵传水泵传动齿形动齿形带轮带轮张紧张紧轮轮凸轮轴正凸轮轴正时齿形带时齿形带轮轮气门气门驱动方式驱动方式摇臂驱动摇臂驱动、单凸轮轴上置式配气机构、单凸轮轴上置式配气机构 摆臂驱动摆臂驱动、凸轮轴上置式配气机构、凸轮轴上置式配气机构 由于摆臂驱动比摇臂驱动刚度更好，有利于高速发

5、动机，由于摆臂驱动比摇臂驱动刚度更好，有利于高速发动机，因此在轿车发动机上的应用比较广泛。因此在轿车发动机上的应用比较广泛。直接驱动直接驱动、凸轮轴上置式配气机构、凸轮轴上置式配气机构 凸轮通过吊杯形机械或液力挺柱驱动气门。凸轮通过吊杯形机械或液力挺柱驱动气门。与上述各种形式的配气机构相比，直接驱动式配气机构的刚与上述各种形式的配气机构相比，直接驱动式配气机构的刚度最大，驱动气门的能量损失最小。度最大，驱动气门的能量损失最小。凸轮轴凸轮轴上置上置直接直接驱动驱动挺柱体挺柱体气门气门顶置顶置气门组气门组 （一）（一）气门：气门：平顶：平顶：工艺简单、受热面小、工作可靠，用作进、排气门。工艺简单、

6、受热面小、工作可靠，用作进、排气门。凹顶：凹顶：头部与杆部过渡圆滑可减少进气阻力但制造困难，受热面大。用作进门头部与杆部过渡圆滑可减少进气阻力但制造困难，受热面大。用作进门球面顶：球面顶：可减少排气阻力和积炭，但制造困难，受热面积大，用作排气门。可减少排气阻力和积炭，但制造困难，受热面积大，用作排气门。合金钢（耐磨、耐热、强度高）合金钢（耐磨、耐热、强度高）在任何情况下都能保证燃烧室的气密性。在任何情况下都能保证燃烧室的气密性。热力负荷、机械负荷大，冷却、润滑困难。热力负荷、机械负荷大，冷却、润滑困难。功功 用：用：工作条件：工作条件：材材 料：料：气门头部形状：气门头部形状：头部头部杆部杆部

7、进气门：铬钢或进气门：铬钢或铬镍钢；铬镍钢；排气门：硅铬钢排气门：硅铬钢气门锥角：气门锥角：取值：取值：一般取一般取=45，个别进气门个别进气门=30意义：意义：便于气门落座时自行对正中心，接触良好。便于气门落座时自行对正中心，接触良好。锥角不能过小，否则头部边缘较薄，易变形。锥角不能过小，否则头部边缘较薄，易变形。气门直径：气门直径：为减少进气阻力，提高气缸的充气效率，为减少进气阻力，提高气缸的充气效率，进气门直径大，排气进气门直径大，排气 门直径小门直径小。有些发动机为使制造工艺简单，常采用直径相等。有些发动机为使制造工艺简单，常采用直径相等。气门杆部：气门杆部：为气门运动导向，承受侧压力

8、及传热。气门杆部为气门运动导向，承受侧压力及传热。气门杆部尾端的形状取决气门弹簧座的固定方式。尾端的形状取决气门弹簧座的固定方式。气门实物图进气门进气门排气门排气门两气门一样大时，排气门有记号。两气门一样大时，排气门有记号。气门直径：气门直径：进气门直径一般大于排气门直径。进气门直径一般大于排气门直径。气门杆部气门杆部：用来为气门运动时导向、承受侧压力并传：用来为气门运动时导向、承受侧压力并传走一部分热量。气门杆呈圆柱形，在气门导管中不断走一部分热量。气门杆呈圆柱形，在气门导管中不断进行往复运动。其表面须经过热处理和磨光，以保证进行往复运动。其表面须经过热处理和磨光，以保证与气门导管的配合精度

9、和耐磨性。与气门导管的配合精度和耐磨性。较高的加工精度，表较高的加工精度，表面经过热处理和磨光，面经过热处理和磨光，保证同气门导管的配保证同气门导管的配合精度和耐磨性合精度和耐磨性气门杆尾部：气门杆尾部：环形槽、锁销孔环形槽、锁销孔凹槽凹槽易断裂处易断裂处 2.气门的工作条件与材料工作条件：工作条件：A A、进气门、进气门570K-670K570K-670K，排气门，排气门1050K-1200K1050K-1200K。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。C C、冷却和润滑条件差。、冷却和润滑条件差。D D、被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。、被气缸中燃烧生

10、成物中的物质所腐蚀。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、耐磨材料：进气门进气门570K-670K570K-670K，采用合金钢（铬钢或铬镍钢），采用合金钢（铬钢或铬镍钢）排气门排气门1050K-1200K1050K-1200K，采用耐热合金钢（硅铬钢），采用耐热合金钢（硅铬钢）充钠中空气门杆定义：在中空的气门杆中填入一 半金属钠。作用：旨在减轻气门质量和减小 气门运动的惯性力。增 强排气门的散热能力。原因：钠的熔点的是97.8，沸 点为880，所以在气门 工作时，钠变成液体。应用：高度强化的发动机排气门。在气门导管与缸盖间用卡环定位。气门杆与导管在气门导管与

11、缸盖间用卡环定位。气门杆与导管间应留间应留0.050.12mm 间隙。间隙。气门导管：气门导管：灰铸铁或球墨铸铁（耐磨、耐高温、强度高）灰铸铁或球墨铸铁（耐磨、耐高温、强度高）保证气门直线运动，使气门与座正确配合。保证气门直线运动，使气门与座正确配合。热力负荷大。热力负荷大。功功 用：用：工作条件：工作条件：材材 料：料：防落装置：防落装置：气门与气门座之间的配合是经相互气门与气门座之间的配合是经相互研磨研磨，研磨好的，研磨好的零件不能互换，以保证密封良好。零件不能互换，以保证密封良好。即气门不能互换。即气门不能互换。气门座：气门座：合金钢（耐磨、耐高温、强度高）合金钢（耐磨、耐高温、强度高）

12、与气门共同执行密封并导热。与气门共同执行密封并导热。热力负荷和机械负荷大。热力负荷和机械负荷大。功功 用：用：工作条件：工作条件：材材 料：料：直接镗出：导热性好，工作可靠。但磨损后不易更换。直接镗出：导热性好，工作可靠。但磨损后不易更换。镶嵌式：磨损后易更换。但导热性差，加工精度要求高，公差配合严格。镶嵌式：磨损后易更换。但导热性差，加工精度要求高，公差配合严格。型式：型式：气门弹簧：气门弹簧：功功 用：用：材材 料：料：使气门迅速回位，紧密闭合，并防止使气门迅速回位，紧密闭合，并防止 气门在气门在发动机机振动时发生跳动，破坏密封性。发动机机振动时发生跳动，破坏密封性。高碳锰钢（刚度大）高碳

13、锰钢（刚度大）安装时应给弹簧一定的预紧力，防止气门安装时应给弹簧一定的预紧力，防止气门 随发动机振动而跳动。随发动机振动而跳动。安安 装：装：防共振措施：防共振措施：A 采用变螺距弹簧。采用变螺距弹簧。两簧刚度不同，两簧刚度不同，f固有固有也不同。若一簧发也不同。若一簧发生共振，另一簧可减振。一簧断列，另生共振，另一簧可减振。一簧断列，另一簧还可工作。两弹簧旋向要相反。一簧还可工作。两弹簧旋向要相反。提高弹簧钢度（提高弹簧钢度（f固有固有f激发激发）工作时，螺距小的一端逐渐迭加，工作时，螺距小的一端逐渐迭加，有效圈数不断变化，有效圈数不断变化，f固固不断变化。不断变化。B 采用双簧结构：采用双

14、簧结构：在杆端制圆柱形径向通孔，把锁销扦入孔中。在杆端制圆柱形径向通孔，把锁销扦入孔中。锁片式锁片式：在气门杆端制有凹糟，用两半锥形锁片将弹簧座的内锥面卡住。在气门杆端制有凹糟，用两半锥形锁片将弹簧座的内锥面卡住。锁销式锁销式：弹簧座的固定方式：弹簧座的固定方式：气门弹簧使气门相对于座缓慢旋转，以减少积炭，减轻磨损。使气门相对于座缓慢旋转，以减少积炭，减轻磨损。气门旋转装置：气门旋转装置：作用：作用：低摩擦型自由旋转机构低摩擦型自由旋转机构 强制旋转机构强制旋转机构小小 结结气门组气门组气门气门气门座气门座气门导管气门导管气门弹簧气门弹簧头部头部杆部杆部气门直径要大气门直径要大锥角要合适锥角要合适密封锥面宽度、密封锥面宽度、角度要合适角度要合适