发动机气门传动组的构造与检修3.2.ppt

1.1.气门传动组的功用气门传动组的功用 将凸轮轴的旋转运动转变为气门的往复运动，将凸轮轴的旋转运动转变为气门的往复运动，按规定配气相位定时驱动气门开闭，并保证气门有按规定配气相位定时驱动气门开闭，并保证气门有足够开度和适当气门间隙。足够开度和适当气门间隙。任务任务4 4 气门传动组的构造与检修气门传动组的构造与检修一、概述一、概述 2.2.气门传动组的组成及类型气门传动组的组成及类型 气门传动组气门传动组指从凸轮轴正时齿轮开始至驱动指从凸轮轴正时齿轮开始至驱动气门动作的所有零件。气门动作的所有零件。 由于凸轮轴布置位置不同，故组成零件也不由于凸轮轴布置位置不同，故组成零件也不尽相同。尽相同。 1 1）凸轮轴下置式气门驱动机构：）凸轮轴下置式气门驱动机构： 主要由主要由凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、摇臂凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴、气门间隙调整螺钉轴、气门间隙调整螺钉等组成。等组成。 2 2）凸轮轴中置式气门驱动机构：）凸轮轴中置式气门驱动机构： 与下置式相比，该机构减少了推杆。故减与下置式相比，该机构减少了推杆。故减小了机构运动质量，增大了刚度。适用于较高小了机构运动质量，增大了刚度。适用于较高速发动机。速发动机。 有的中置式与下置式配气机构组成区别很有的中置式与下置式配气机构组成区别很小，只是推杆较短而已。小，只是推杆较短而已。任务任务4 4 气门传动组的构造与检修气门传动组的构造与检修 3 3）凸轮轴上置式气门驱动机构：）凸轮轴上置式气门驱动机构： 该机构气门驱动形式有：该机构气门驱动形式有：摇臂驱动、摆臂驱动、摇臂驱动、摆臂驱动、凸轮直接驱动凸轮直接驱动三种类型。三种类型。 （1 1）单凸轮轴上置式摇臂驱动气门机构：）单凸轮轴上置式摇臂驱动气门机构： 传动路线是：传动路线是：凸轮轴凸轮轴液力挺柱液力挺柱摇臂摇臂气门气门。或或凸轮轴凸轮轴摇臂摇臂气门气门。如图示。如图示。任务任务4 4 气门传动组的构造与检修气门传动组的构造与检修凸轮轴凸轮轴摇臂摇臂气门气门火花塞液力挺柱锁紧螺母 （2 2）单、双凸轮轴上置式摆臂驱动气门机构：）单、双凸轮轴上置式摆臂驱动气门机构： 摆臂驱动摆臂驱动气门的配气机构比摇臂驱动式刚度更气门的配气机构比摇臂驱动式刚度更好，更有利于高速发动机。故广泛应用于现代轿车好，更有利于高速发动机。故广泛应用于现代轿车发动机。发动机。如图示。如图示。任务任务4 4 气门传动组的构造与检修气门传动组的构造与检修凸轮轴摆臂锁紧螺母弹簧扣气门间隙调整块 摆臂摆臂摆臂支座 （3 3）单凸轮轴上置式直接驱动气门机构：）单凸轮轴上置式直接驱动气门机构： 该机构中，凸轮通过机械挺柱驱动气门，或通该机构中，凸轮通过机械挺柱驱动气门，或通过液力挺柱驱动气门。过液力挺柱驱动气门。 该机构刚度最大，驱动气门的能量损失最小。该机构刚度最大，驱动气门的能量损失最小。在高强化轿车发动机上得到广泛的应用。如奥迪、在高强化轿车发动机上得到广泛的应用。如奥迪、奔弛奔弛320E320E等汽车发动机均有应用。等汽车发动机均有应用。任务任务4 4 气门传动组的构造与检修气门传动组的构造与检修凸轮垫块挺柱气门液压挺柱 凸轮垫块凸轮垫块挺柱、液压挺挺柱、液压挺柱气门机构常柱气门机构常见形式见形式, ,如图示。如图示。 二、二、气门传动组主要零部件气门传动组主要零部件有：有：正时齿轮、凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂及摇臂组正时齿轮、凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂及摇臂组等。等。任务任务4 4 气门传动组的构造与检修气门传动组的构造与检修正时齿轮摇臂 摇臂组装配挺柱凸轮轴 1.1.凸轮轴凸轮轴 功用：功用：驱动和控制发动机各缸气门开启和驱动和控制发动机各缸气门开启和关闭，使之符合发动机工作顺序、配气相位、关闭，使之符合发动机工作顺序、配气相位、气门开度编号规律的要求。气门开度编号规律的要求。 有些发动机还用它来驱动分电器、机油泵、有些发动机还用它来驱动分电器、机油泵、汽油泵等装置。是气门传动组中最主要的零件。汽油泵等装置。是气门传动组中最主要的零件。任务任务4 4 气门传动组的构造与检修气门传动组的构造与检修任务任务4 4 气门传动组的构造与检修气门传动组的构造与检修 1 1）凸轮轴的结构：）凸轮轴的结构：主要由主要由凸轮凸轮和和轴颈轴颈组成。组成。如图示如图示。凸轮凸轮轴轴轴轴颈颈斜斜齿齿轮轮凸凸轮轮偏偏心心轮轮正正时时齿齿轮轮斜齿轮：斜齿轮：驱动分驱动分电器（机油泵）电器（机油泵）偏心轮：偏心轮：驱动器驱动器汽油泵汽油泵 2 2）凸轮轴工作条件及材料要求：）凸轮轴工作条件及材料要求：o工作条件：工作条件：工作中承受工作中承受周期性冲击载荷，凸轮与周期性冲击载荷，凸轮与挺柱之间接触应力很大，相对滑动速度很高，故工挺柱之间接触应力很大，相对滑动速度很高，故工作表面磨损较严重。作表面磨损较严重。o性能性能要求要求：凸轮的磨损直接影响到气门开闭和升凸轮的磨损直接影响到气门开闭和升程以及发动机的动力经济性等。故要求程以及发动机的动力经济性等。故要求凸轮凸轮表面有表面有良好的耐磨性，足够的刚度和强度。良好的耐磨性，足够的刚度和强度。o材料：材料：凸轮轴一般用优质钢锻制或球墨铸铁铸制；凸轮轴一般用优质钢锻制或球墨铸铁铸制；凸轮和轴颈表面须经热处理后精磨。凸轮和轴颈表面须经热处理后精磨。任务任务4 4 气门传动组的构造与检修气门传动组的构造与检修气门开启点消除气门间隙阶段气门升程最大时刻气门关闭点出现气门间隙阶段缓冲结束点 3 3）凸轮轮廓及相对位置：）凸轮轮廓及相对位置： 凸轮轮廓：凸轮轮廓：如图示。如图示。其形状其形状应符合配气相位应符合配气相位要求；保证气门开和关的持续时间；且使气门有合要求；保证气门开和关的持续时间；且使气门有合适、平稳的升程和升降运动规律。适、平稳的升程和升降运动规律。任务任务4 4 气门传动组的构造与检修气门传动组的构造与检修气门逐渐关闭气门逐渐打开 凸轮相对角位置凸轮相对角位置 凸轮轴上凸轮数目由气缸多少而定。各凸轮轴上凸轮数目由气缸多少而定。各同名凸轮同名凸轮（进气凸轮（进气凸轮或或排气凸轮）排气凸轮）相对角位置与凸轮轴旋转方向、相对角位置与凸轮轴旋转方向、各缸顺序、做功顺序及气缸数有关。各缸顺序、做功顺序及气缸数有关。 从发动机前端看，各缸同名凸轮相对角位置按发动从发动机前端看，各缸同名凸轮相对角位置按发动机做功顺序，凸轮轴逆向旋转方向排列，机做功顺序，凸轮轴逆向旋转方向排列，如图示；如图示； 同名凸轮夹角为曲轴做功间隔角的同名凸轮夹角为曲轴做功间隔角的1 12 2；即四缸发；即四缸发动机各同名凸轮相对夹角为动机各同名凸轮相对夹角为9090，六缸为，六缸为6060。任务任务4 4 气门传动组的构造与检修气门传动组的构造与检修四缸发动机做功顺序：1-3-4-21-3-4-2 点火顺序：1-5-3-6-2-41-5-3-6-2-4六缸发动机 4 4）凸轮轴轴承：）凸轮轴轴承： 安装：安装：一般制成衬套压入整体式轴承座孔内，一般制成衬套压入整体式轴承座孔内，再镗削其内孔并与凸轮轴轴颈相配合。再镗削其内孔并与凸轮轴轴颈相配合。 有些上置式凸轮轴轴承也采用上、下两片轴瓦有些上置式凸轮轴轴承也采用上、下两片轴瓦对合装入剖分式轴承座孔内。对合装入剖分式轴承座孔内。 材料：材料：多与曲轴主轴承相同，在低碳钢钢背上多与曲轴主轴承相同，在低碳钢钢背上浇减磨合金层；有的采用粉末冶金衬套或青铜衬套。浇减磨合金层；有的采用粉末冶金衬套或青铜衬套。任务任务4 4 气门传动组的构造与检修气门传动组的构造与检修 5 5）凸轮轴的传动：）凸轮轴的传动：凸轮轴由曲轴驱动。根据凸轮轴由曲轴驱动。根据凸轮轴布置位置不同凸轮轴布置位置不同, ,其传动方式有：其传动方式有：齿轮式、链齿轮式、链条式、齿形带式。条式、齿形带式。见前面相关图示。见前面相关图示。 它们各有特点。它们各有特点。任务任务4 4 气门传动组的构造与检修气门传动组的构造与检修 6 6）凸轮轴的轴向定位）凸轮轴的轴向定位 为防止凸轮轴工作中产生轴向窜动，为防止凸轮轴工作中产生轴向窜动，影响配影响配气机构正常工作，必须有轴向定位措施。气机构正常工作，必须有轴向定位措施。 常用定位装置有：常用定位装置有：止推轴承、止推片、止推止推轴承、止推片、止推螺钉螺钉等，等，如图示如图示。 2 2、挺柱、挺柱 1 1）功用及材料）功用及材料： 将凸轮运动和推力传给推杆或气门。将凸轮运动和推力传给推杆或气门。 要求具有良好的耐磨性。常用镍铬合金铸要求具有良好的耐磨性。常用镍铬合金铸铁或激冷合金铸铁制造。铁或激冷合金铸铁制造。 2 2）挺柱构造：）挺柱构造：分为分为普通挺柱、液压挺柱普通挺柱、液压挺柱两两大类大类。它们各有不同的结构形式。它们各有不同的结构形式。任务任务4 4 气门传动组的构造与检修气门传动组的构造与检修 （1 1）普通挺柱：）普通挺柱：其结构分为：其结构分为：菌形、球面筒形、菌形、球面筒形、滚轮式挺柱滚轮式挺柱等几种等几种形式。形式。如图示。如图示。任务任务4 4 气门传动组的构造与检修气门传动组的构造与检修 a）菌形 b）球面筒形 c）滚轮式挺柱 特点：特点：结构简单，结构简单，质量轻；但工作中易质量轻；但工作中易发生撞击噪声，且必发生撞击噪声，且必须有气门间隙调整措须有气门间隙调整措施。施。 工作时底面摩擦工作时底面摩擦力大，易磨损；力大，易磨损； 为减小磨损及磨损均匀，采用滚轮式挺柱或镶有耐磨为减小磨损及磨损均匀，采用滚轮式挺柱或镶有耐磨材料的球面挺柱；采用挺柱绕其中心线作低速转动等结材料的球面挺柱；采用挺柱绕其中心线作低速转动等结构。中、小型发动机应用较广。构。中、小型发动机应用较广。压力弹簧压力弹簧球形球形阀阀挺柱体挺柱体液压缸液压缸柱塞柱塞高压油高压油腔腔气缸气缸盖主盖主油道油道量油量油孔孔斜油斜油孔孔键形键形槽槽低压油低压油腔腔挺柱焊挺柱焊缝缝气门气门杆杆气缸气缸盖盖凸轮凸轮轴轴环形油环形油槽槽进油进油孔孔任务任务4 4 气门传动组的构造与检修气门传动组的构造与检修 （2 2）液压挺柱）液压挺柱 结构组成，结构组成，如图示。如图示。包括包括挺柱体、油缸、柱塞、挺柱体、油缸、柱塞、球形阀、压力弹簧球形阀、压力弹簧等。等。任务任务4 4 气门传动组的构造与检修气门传动组的构造与检修 液压挺柱特点：液压挺柱特点： 消除了配气机构中的间隙，减小了各零件的消除了配气机构中的间隙，减小了各零件的 冲击和噪声；冲击和噪声； 凸轮轮廓可设计陡一些，以便气门开启和关凸轮轮廓可设计陡一些，以便气门开启和关 闭得更快，减小进、排气阻力，改善发动机闭得更快，减小进、排气阻力，改善发动机 换气效果，提高发动机的性能，特别是高速换气效果，提高发动机的性能，特别是高速 性能。性能。 液压挺柱结构复杂，液压挺柱结构复杂， 加工精度要求较高。加工精度要求较高。液压挺柱工作原理示意图液压挺柱工作原理示意图气门关闭过程单向阀气门打开过程弹簧被压缩任务任务4 4 气门传动组的构造与检修气门传动组的构造与检修 液压挺柱工作原理液压挺柱工作原理: :气门打开过程：气门打开过程： 凸轮推动挺柱体和柱塞下移，而油缸受到凸轮推动挺柱体和柱塞下移，而油缸受到 气门弹簧阻力不能立即下移，致使高压油腔油气门弹簧阻力不能立即下移，致使高压油腔油 压升高，加上补偿弹簧推力，使球阀紧压在阀压升高，加上补偿弹簧推力，使球阀紧压在阀 座上。此时，高低压油腔被球阀隔开。座上。此时，高低压油腔被球阀隔开。 由于液体的不可压缩性，整个挺柱如同一由于液体的不可压缩性，整个挺柱如同一 个刚体一样下移打开气门。此时，挺柱上的环个刚体一样下移打开气门。此时，挺柱上的环 形油槽已离开斜油孔并停止进油。形油槽已离开斜油孔并停止进油。任务任务4 4 气门传动组的构造与检修气门传动组的构造与检修气门关闭过程：气门关闭过程： 气门弹簧推动气门及挺柱上移，因仍受到凸气门弹簧推动气门及挺柱上移，因仍受到凸轮和气门杆上、下两方面的顶压，高压油腔仍保轮和气门杆上、下两方面的顶压，高压油腔