内燃机学 教学课件 周龙保第十一章 11_6.pdfVIP

第六节 配气机构设计要点 一、配气机构的设计要求 • 在规定的时刻，实现气门的快开、快闭， 各缸换气良好。 • 摩擦损失小。 • 工作可靠、耐久。 二、配气机构总体布置—— 典型的气门凸轮驱动方案 a) 侧置气门机构 b)、c) 下(侧)置凸轮配气机构 d) 、e) 、f) 顶置凸轮配气机构 三、配气机构设计要点 • 进排气门的设计要点 • 凸轮及其驱动机构的设计要点 进排气门的设计 1. 每缸气门数的选择 多气门方案的优点： • 由于气门质量轻、升程小，惯性力小； • 总流动面积较大，充量系数高； • 气门直径小，温度较低（这对排气门很重要，尤其是 缸径较大的发动机）； • 每缸4或5气门时，火花塞或喷油器可布置在中央， 带来缩短汽油机燃烧持续期或改善柴油机混合气形成 的优点。 多气门方案的缺点： • 气门机构复杂，成本高； • 气缸盖比较复杂； • 气门机构摩擦损失较大。 2. 进排气门的设计要点 – 气门设计要考虑气流通过能力、气门与气门座的密封、 气门的材料、冷却、润滑与磨损等方面。 – 气门头部要有足够刚度。进气门材料一般用40Cr 、 38CrSi等，排气门用马氏体耐热钢和奥氏体耐热钢。 – 气门杆端面与摇臂或摆臂接触（见图11-17b~e）既有 滚动又有滑动，应有很高的耐磨性。 – 尺寸较大的强化内燃机排气门可做成中空结构，空腔 中封入金属钠，工作时熔化成液体，帮助传热。 凸轮及其驱动机构的设计要点 1. 凸轮轴传动方式 • 顶置凸轮轴驱动一般采用齿形皮带和链传 动方案 • 柴油机顶置凸轮轴驱动也有采用扇形齿轮 传动 顶置凸轮轴正时链传动 1－链张紧器 2 －凸轮轴链轮 3－滑轨 4 －曲轴链轮 5－定时链 顶置凸轮轴的正时齿形皮带传动 1－链张紧器 2 －凸轮轴链轮 3－滑轨 4 －曲轴链轮 5－定时链 6－凸轮轴齿带轮 7－齿带张紧轮 8－正时齿带 9－齿带限位轮 10－喷油泵齿带轮 11－曲轴齿带轮 2 ．凸轮轴、挺柱、推杆和摇(摆)臂 • 足够的抗接触疲劳和抗擦伤能力。 • 有足够的刚度及最小的质量。 图11－25 凸轮直接驱动气门时用的薄壁杯形挺柱 a)无液压除隙器 b)有液压除隙器 1-杯形挺柱2-调隙填片3-外体4- 内体5- 阀罩6-回位弹簧7-柱塞8-球阀9- 阀簧10-油腔罩 A-换热槽B-油腔C-泄油间隙D-进油孔E-过油道F-进油环形槽 3．气门弹簧 • 气门弹簧的功用是保证气门凸轮机构在高 速运转时的力闭合。 • 因结构布置限制，气门弹簧的直径和高度 不能很大，故其应力状态极其严重，要用 弹性极限和疲劳强度很高的优质合金弹簧 钢丝制造。 四、可变气门机构 1、通过改变配气定时，在全转速范围内获得最大可能的 全负荷转矩； 2、部分负荷下，减小进气门升程，提高进气流速，改善 燃烧； 3、部分负荷下，调节配气正时，不用借助进气道中的节 气门，就可实现负荷的调节，从而减小泵气损失； 4 、优化配气，获得内部EGR优化； 5、通过气门停开，实现部分气缸不工作，消除这些气缸 的泵气损失，同时提高尚在工作的气缸的负荷率，减 小它们的泵气损失，从而改善燃料经济性。 1. VTEC气门升程控制 2. VTEC气门正时控制 3. 电磁气门驱动机构 电磁气门驱动机构简图（a ）及其工作特性（