《汽车构造》(崔树平 赵彬 主编)教案(5)

2018-11-28 18:53

沧州职业技术学院 机电系 机械教研室

汽车发动机常用的曲轴扭转振动器是橡胶摩擦式扭转减振器。 其结构如右图:

减振器圆盘3用螺栓与皮带轮6用轮毂2紧固在一起,橡胶层4与圆盘及惯性盘5硫化在一起。当曲轴发生扭转振动时,力图保持等速转动的惯性盘便于橡胶层发生了内摩擦,从而消耗了扭转振动的能量,消减了扭振。 5、飞轮 1)功用

飞轮的主要功用是贮存作功行程的能量,有以在其他行程中克服阻力完成发动机的工作循环,使曲轴的旋转速度和输出转矩尽可能均匀,并改善发动机克服短暂超负荷能力,同时将发动机的动力传给离合器。

2)结构:重点讲述一、六缸上止点记号,点火的提前角刻度线(汽油机)或供油提前角刻度线(柴油机)。

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教 案 首 页

课程名称 授课班级 授课章节 教学目的与要求 重点、 难点 主 要 内 容 汽车构造 汽修0701 课时 日期 6 序号 教学方式 任课教师 4 CAI 严国庆 第3章 配气机构 1.了解配气机构的功用、组成、要求和类型以及布置形式和传动形式; 2.理解配气相位及气门早开迟闭的意义; 3.掌握气门的结构特点; 4.了解气门传动组的组成及凸轮配角的概念; 5.了解可变气门升程与气门定时(VTEC、VVT-i) 配气相位及气门早开迟闭的意义 进排气门早开迟闭角的大小与发动机转速之间的关系 第一节 配气机构的功用及充气效率(10分钟) 主要讲清配气机构的功用,充量系数的概念以及充量系数与发动机充气效率的关系。 第二节 气门式配气机构的布置及传动(40分钟) 讲清配气机构各种布置及传动形式的区别,现代发动机多采用的凸轮轴顶置布置和齿形带传动形式的原因,机械式气门传动机构有气门间隙的原因等。 第三节 配气相位(50分钟) 讲清配气机构的概念,进排气门早开迟闭的原因,气门重叠角的概念及其大小对发动机性能的影响等。 第四节 配气机构的零件(30分钟) 主要讲清气门组及气门传动组的功用及其组成,气门的构造,凸轮夹角与发火次序的关系等。 补充可变配气相位等新的知识。(45分钟) 其他??. 小 结 作业 配气机构的功用及充气效率、气门式配气机构的布置及传动、配气相位和凸轮轴的凸轮布置。应掌握配气定时的概念及进排气门早开迟闭的原因。 1.进排气门为什么要早开晚关? 2.VTEC、VVT-i的含义及作用。 P50 思考与练习 课后记 教研室主任: 系主任: 注:1.一式两份,分别存教研室、本人。

2.该计划应作为每节课时教案(包括电子教案)的首页。

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概述

1、

功用

配气机构的功用是按照发动机的要求适时的开启和关闭各个气缸的进、排气门,使可燃混合气(汽油机)或纯空气(柴油机)及时进入气缸,废气及时排出气缸。

2、

充气效率

新鲜空气或可燃混合气被吸进气缸越多,则发动机可能发出的功率越大。新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度,用充气效率ηv来表示。

充气效率:就是在进气行程中,实际进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气的质量(M)与在进气系统进口状态下可充满气缸工作容积的新鲜空气或可燃混合气的质量(MO)之比。

?V?M<1(一般为0.8~0.9) ηV越高,表明进入气缸内的可燃混MO合气或新鲜空气越多,气体燃烧产生的热量也越大,所以发动机发出的功率也越大。

第一节 气门式配气机构的布置及传动

一、 分类

1、 按气门的布置型式可分为:气门顶置式和气门侧置式。 2、 按凸轮的布置型式可分为:凸轮轴下置式、中置式和上置式。 3、 按曲轴和凸轮轴的传动方式分:齿轮式、链条式、齿带式。 4、 按每缸的气门数分:二气门式、三、四、五气门式。

二 气门的布置型式

1、 气门顶置式配气机构:应用最广,其进、排气门都布置在气缸盖上。

目前国产车都采用这种配气机构,如解放CA1091、东风EQ1090、 一汽奥迪100等汽车。

(1) 组成:

气门组:气门、气门导管、气门弹簧、弹簧座、锁片等

气门传动组:摇臂轴、摇臂、推杆、挺柱、凸轮轴和正时齿轮。

(2) 工作过程:

发动机工作曲轴转动→凸轮轴转动→凸轮顶起挺柱→推动推杆向上运动→通过调整螺钉使摇臂绕摇臂轴摆动→摇臂向下推动气门杆→气门开启,同时气门弹簧压

缩。当凸轮轴转动到凸轮凸起部分离开挺柱时,气门在气门弹簧张力的作用下逐渐上移,直至

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完全关闭。

四冲程发动机每完成一个工作循环,曲轴旋转两周,各缸的进排气门各开启一次,些时凸轮轴只旋转一周。因此曲轴与凸轮轴传动比为2:1。

2.气门侧置式配气机构:其进、排气门都装在气缸体的一侧。直接通过凸轮推动挺柱控制气门的开启。其结构简单,制造方便,但燃烧室结构不紧凑,限制了压缩比的提高,进气阻力大。发动机的动力性、加速性、经济性低。 三 凸轮轴的布置型式

1、 下置式:凸轮轴布置在曲轴箱内,应用最广泛。

缺点:气门与凸轮轴相距较远,路线长,在高速运动时整个系统容易产生弹性变形,影响气门开、闭的准确性,但曲轴与凸轮轴相距较近,传动方便。

2、 中置式:为了减小发动机高速运转时的气门传动机构的往复运动质量,将凸轮轴上移,由凸轮直接通过挺柱直接驱动摇臂,省去推杆。这种结构称为凸轮轴中置式配气机构。

3、 上置式:上置凸轮轴式配气机构的凸轮轴布置在气缸盖上,这种结构中,凸轮直接通过摇臂来驱动气门。这种传动机构没有挺柱、推杆,使往复运动质量大大减小。因此它适用于高速发动机。但由于凸轮轴离曲轴中心线玩远,传动机构复杂,拆装气缸盖也比较困难。对于柴油机来说安装喷没器也比较困难。

还有一种凸轮轴顶置式的配气机构,省去了摇臂,直接用凸轮驱动气门,控制气门的开启。这种配气机构往复运动质量最小。(国外高速汽车上应用广泛) 四 凸轮轴的传动方式

由曲轴到凸轮轴的传动方式有齿轮传动、链传动和齿形皮带传动。

1、 齿轮传动:凸轮轴下置、中置的配气机构大多采用圆柱形正时齿轮。一般从曲轴到凸轮轴的的传动只需一对正时齿轮,必要时可以加装中间齿轮。这了啮合平稳、减小噪声,正时齿轮多用斜齿轮。曲轴正时齿轮用钢制造,而凸轮轴正时齿轮用铸铁或胶木制造,以减小噪声。

2、 链传动和带传动:链传动特别适用于凸轮轴上置式配气机构,为了防止脱链,一般装有导链板、张紧轮装置。链传动的工作可靠性和耐久性不如齿轮传动。近年来在高速汽车上广泛地用齿形皮带传动代替链传动,显著减小了噪音,且重量轻、成本低、调整简单。如一汽奥迪100。

五 每缸气门数及其排列方式

一般发动机都采用每缸两个气门,即进、排气门各一个。为了提高换气质量,在很多新型发动机上多采用四气门式结构即两进、两排,还有的采用三进两排五气门式。

当每缸采用四个气门时,气门的排列方案有两种:

1、 同名气门排成两列,由一个凸轮通过T形驱动杆同时驱动,并且所有气门都可以由一根凸轮轴驱动。

2、 同名气门排成一列:用两根凸轮轴驱动。 (图3-8)

第二节 气门间隙和配气相位

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一、 气门间隙

1、 概念:为了保证气门关闭严密,在气门杆尾端与气门驱动组零件(摇臂、挺柱 或凸轮)之间留有适当的间隙,称为气门间隙。

2、 原因:发动机工作时,配气机构的各个零件,如气门、挺柱、推杆等都因为受热膨胀而伸长,如果气门及其传动件之间不留间隙,则在热态时,就会因受热膨胀而顶开气门,破坏气门与气门座之间的密封,引起气门关闭不严,造成发动机要压缩和作功行程中漏气,而使功率下降,严重时甚至不易起动。为了消除这种现象,留有气门间隙。采用液压挺杆的发动机,在挺杆内的油压、柱塞、弹簧可以自动调整气门间隙,故不要预留气门间隙。如捷达。

3、 标准值:气门间隙大小一般由发动机制造厂家根据试验确定。一般在冷态时,进气门的间隙为0.25~0.3mm,排气门为0.30~0.35mm。

间隙过小,发动机机在热态下可能发生漏气,导致功率下降甚至气门烧坏。

间隙过大,传动零件之间以及气门和气门座之间将产生撞击并发出响声,一方面加速磨损,同时也会使气门开启的持续时间减少,影响气缸的进、排气状况。 二 配气相位

1、 概念:用曲轴转角表示进、排气门开闭时刻和开启持续时间,即气门从开启到关闭所经历的曲轴转角,称为配气相位。用环形图表示配气相位称为配气相位图(如右)。

2、 气门早开晚闭的原因:

理想的四冲程发动机的进气门应是在活塞上止点时开启、到下止点时关闭,排气门应是在活塞位于下止点时开启、到上止点时关闭,进气时间和排气时间各占180°曲轴转角。但实际上发动机的转速都很高,活塞每一行程历时都很短,假如一台发动机的最大转速为6000r/min,那么一个行程历时公为60/(6000×2)=0.005s。这样短时间的进气或排气进程,往往会使发动机充气不足或排气不净,从而使发动机功率下降。为了保证发动机气缸排气彻底、进气充分,现代发动机都采用通过气门早开晚闭的方法,延长进、排气时间。

3、 分析配气相位图 (1)进气行程:

如图所示,在排气行程接近终了,活塞到达上止点之前,即曲轴转到离曲拐的上止点位置还差一个角度α时,进气门便开启,直到活塞过了下止点重又上行,即曲轴转到超过曲拐下止点位置以后一个角度β时,进气门才关闭。这样,

整个进气行程持续时间相当于曲轴转角180°+α+β。α角一般为10°~30°,β角一般为40°~80°。

进气门提前开启的目的,是为了保证进气行程开始时进气门已开大,新鲜空气或可燃

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