汽車發(fā)動機配氣機構課件
配氣機構功用按照發(fā)動機的工作順序和工作循環(huán)的要求定時開啟和關閉各缸的進、排氣門使新鮮可燃混合氣或空氣得以及時進入氣缸,廢氣得以從氣缸及時排除。
充氣效率充氣效率ηv=M/MoM:在進氣行程中實際進入氣缸內新氣質量Mo:在進氣系統(tǒng)進口狀態(tài)下,充滿氣缸工作容積的新氣質量對充氣效率的分析ηv<1(一般為0.8~0.9)提高ηv方法減少進氣和排氣阻力,進排氣門的開啟時刻和持續(xù)開啟時間適當。
組成氣門組氣門傳動組挺柱推桿搖臂氣門與氣門座氣門導管氣門彈簧
配氣機構類型氣門頂置式氣門布置形式氣門側置式凸輪軸下置式凸輪軸布置位置凸輪軸中置式凸輪軸上置式齒輪傳動式凸輪軸傳動方式鏈傳動式齒形帶傳動式
搖臂驅動式氣門驅動形式擺臂驅動式直接驅動式兩氣門式每缸氣門數及其排列方式多氣門式4氣門5氣門3氣門
凸輪軸下置凸輪軸中置氣門頂置挺柱挺柱推桿搖臂搖臂
單上置凸輪軸(SOHCSingleOverHeadCamshaft)氣門頂置搖臂驅動液力挺柱搖臂驅動氣門頂置
凸輪軸上置氣門頂置擺臂驅動擺臂支座擺臂支座氣門間隙調整塊
凸輪軸上置直接驅動挺柱體氣門頂置
4氣門配氣機構5氣門配氣機構雙凸輪軸上置直接驅動氣門
配氣機構工作過程
配氣定時(配氣相位)配氣定時:以曲軸轉角表示的進、排氣門開閉時刻及其開啟的持續(xù)時間進氣提前角α:從進氣門開到上止點曲軸所轉過的角度進氣遲后角β:從進氣行程下止點到進氣門關閉曲軸轉過的角度排氣提前角γ:從排氣門開啟到下止點曲軸轉過的角度排氣遲后角δ:從上止點到排氣門關閉曲軸轉過的角度
進排氣行程
配氣相位圖
部分車型配氣相位(°)車型αβγδ奧迪A62.8L12423882.4L12363881.8L1638388帕薩特B51638388桑塔納2000GSi224448GLi234448
液壓挺柱
氣門組氣門鎖片上氣門彈簧座氣門彈簧氣門油封氣門導管排氣門座進氣門座排氣門進氣門
氣門組組成及要求組成:氣門、氣門座、氣門導管、氣門彈簧,有的進氣門還設有氣門旋轉機構要求:氣門頭部與氣門座貼合嚴密氣門導管與氣門桿導向良好氣門彈簧兩端與氣門桿的中心垂直氣門彈簧的彈力足夠
氣門氣門頂面氣門錐面氣門錐角氣門鎖夾槽氣門尾端面
氣門傳熱氣門密封錐面必須嚴密貼合:研磨氣門與氣門座圈;氣門桿與氣門導管配合間隙?。簻p少熱阻。
特殊氣門中空氣門桿氣門減輕氣門質量減小氣門運動慣性力應用某些高度強化發(fā)動機充鈉排氣門冷卻效果明顯應用某些風冷和轎車發(fā)動機鈉熔點:97.8℃沸點:880℃充鈉鑲裝硬合金鑲裝硬合金
氣門油封
兩氣門進氣門比排氣門大減小進氣阻力增大進氣量3氣門2個進氣門,1個排氣門排氣門比進氣門大進氣量有明顯增加火花塞很難布置在中央對燃燒不利每缸氣門數
4和5氣門現代高性能汽車發(fā)動機普遍采用每缸三、四、五個氣門。其中尤以四氣門發(fā)動機為數最多
4氣門5氣門優(yōu)點進排氣充分,發(fā)動機轉矩和功率提高;氣門質量減輕,運動慣性力減小,有利提高轉速;火花塞布置在燃燒室中央,有利于燃燒能明顯增加進氣量,比4氣門還優(yōu)越3個進氣門和2個排氣門,排氣門比進氣門大缺點發(fā)動機零件數量增多,制造成本增加結構非常復雜,增加了燃燒室表面積,對燃燒不利
氣門傳動組
凸輪軸結構凸輪軸正時齒形帶輪凸輪軸油封半圓鍵4缸機凸輪軸
6缸機凸輪軸雙上置凸輪軸排氣凸輪軸進氣凸輪軸軸頸偏心輪排氣凸輪分電器驅動齒輪進氣凸輪鍵槽
凸輪軸傳動機構適用于中置式和下置式凸輪軸定時齒輪圓柱螺旋齒輪曲軸定時齒輪中碳鋼凸輪軸定時齒輪鑄鐵或夾布膠木嚙合平順、噪聲低、磨損小齒輪傳動機構適用于中置式和上置式凸輪軸鏈條滾子鏈裝有導鏈板、張緊器和張緊輪保持一定張緊度不產生振動噪聲鏈傳動機構
適用于上置式凸輪軸轎車發(fā)動機多采用伸長量小適合精確定時傳動優(yōu)點噪聲小、質量輕、成本低、工作可靠、不需要潤滑齒形帶氯丁橡膠齒形帶齒鋼或鐵基粉末冶金不能與水和機油接觸容易跳齒保持一定張緊力張緊輪和張緊器齒形帶傳動機構
齒輪傳動鏈傳動曲軸正時齒輪凸輪軸正時齒輪曲軸正時鏈輪凸輪軸正時鏈輪定時記號
齒形帶傳動曲軸正時齒形帶輪凸輪軸正時齒形帶輪定時記號
凸輪軸工作
搖臂結構搖臂氣門間隙調整螺釘縮緊螺母搖臂襯套搖臂(與液壓挺柱聯(lián)用)搖臂支點球座
搖臂工作
可變配氣技術VVT-i,豐田,吸引買主的法寶VariableValve?Timing?with?intelligence中文翻譯是“智能可變配氣正時系統(tǒng)”。i-VTEC,本田,沖擊市場的利器Variable?ValveTiming?and?Valve?LiftElectronic?ControlSystem中文意思是“可變氣門配氣正時和氣門升程電子控制系統(tǒng)”。
可變配氣正時及氣門升程機構正時板輔助進氣搖臂主進氣搖臂凸輪軸中間進氣搖臂進氣門排氣門廣本雅閣VTEC結構圖
1.VTEC功用VTEC使配氣正時和氣門升程根據發(fā)動機轉速變化作出相應的實時調整使氣缸的充氣量同時滿足發(fā)動機低轉速和高轉速下的不同需要從而提高了發(fā)動機的動力性和經濟性。
2.低轉速下VTEC原理
3.高轉速下VTEC原理