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汽車配氣機構對發(fā)動機的影響

: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-09-03

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你自己參考吧. 一、配氣機構的結構 SOFIM發(fā)動機采用的配氣機構是氣門頂置、凸輪軸上置結構。它由氣門組和氣門傳動組組成。圖2-94是SOFIM發(fā)動機配氣機構結構圖。 (一)、凸輪軸上置式配氣機構的特點目前汽車發(fā)動機廣泛采用頂置氣門式的配氣機構，因為它具有較高的動力性。在頂置氣門式配氣機構中，凸輪軸的布置形式可分為下置、中置、上置。凸輪軸布置形式的不同又使得凸輪軸的傳動方式也因此而異。由圖2-94可以看出凸輪軸上置時，凸輪軸通過挺柱直接驅動氣門，大大地減少了往復運動質量，有利于發(fā)動機轉速的提高;同時也使得結構緊湊，剛性好;對凸輪軸和氣門彈簧設計的要求也最低。這種形式的配氣機構適于高速強化發(fā)動機，在國外高速汽車發(fā)動機上得到廣泛的應用。但凸輪軸上置也存在兩個問題。一是凸輪軸必須裝在氣缸蓋上，這使得氣缸蓋的設計變得復雜，對強度和剛度的要求也提高了。同時，對于缸徑較小的柴油機來說，凸輪軸的上置將給噴油器的安裝帶來困難。二是凸輪軸離曲軸中心線距離變遠，使得正時傳動機構也變得復雜。近年來齒形皮帶傳動技術業(yè)已成熟，因此凸輪軸上置所帶來的困難就不那么突出了，而它的優(yōu)點確實是凸輪軸下置、中置所無法替代的。凸輪軸各種布置與傳動方式的比較見表2-7。表2-7凸輪軸各種布置與傳動方式的比較凸輪軸布置形式與曲軸距離與氣門距離及操縱傳動方式特點凸輪軸上置遠近可直接操縱齒形皮帶往復慣性質量最小正時機構復雜凸輪軸下置近遠可間接操縱一對齒輪往復慣性質量最大正時機構簡單凸輪軸中置中中可間接操縱一對齒輪再加中間輪介于兩者之間 (二)、凸輪軸的正時機構凸輪軸的正時機構參見圖2-71。曲軸、凸輪軸、附件箱皮帶輪即噴油泵正時齒輪三者間通過齒形皮帶傳動。這種齒形皮帶用氯丁橡膠制成，中間夾有玻璃纖維和尼龍織物，故也稱齒形膠帶。為了使皮帶在工作中處于合適的張緊度，傳動平穩(wěn)、可靠，正時機構還設有張緊輪和可調張緊輪。 (三)、氣門組 SOFIM發(fā)動機氣門組零件如圖2-95所示，按汽車構造學的劃分方法，氣門組的組成不包括挺柱，此圖主要表示氣門零件的裝配關系。氣門組的功用主要是保證氣缸的密封和傳遞氣門熱量。 1.氣門 SOFIM發(fā)動機進氣門頭部錐面的錐角為30°，排氣門頭部錐面的錐角為45°。氣門頭部均采用高鉻耐熱合金鋼5Cr21NiMn9N制造。進氣門的頭部直徑比排氣門的頭部直徑大，這是為了減小進氣阻力，提高充氣效率。進、排氣門的桿部呈圓柱形，采用4Cr9Si2合金鋼制造，表面經(jīng)過軟氮化處理。桿的端部加工有環(huán)形槽，槽與鎖片配合固定彈簧座，桿部的頂端面經(jīng)感應淬火，以提高耐磨性。 2.氣門座氣門座與氣門頭部共同對氣缸起密封作用，并接受氣門傳來的熱量。為了提高氣門座的壽命，通常用耐磨耐高溫的合金鑄鐵制成一個環(huán)形零件，鑲嵌在鋁合金的氣缸蓋上，故也稱氣門座圈。 SOFIM發(fā)動機的進、排氣門座都鑲有座圈，用含高鉻的合金鑄鐵制成。為保證其在氣缸蓋上鑲嵌可靠，安裝時應在氣缸蓋加熱，而氣門座圈冷態(tài)情況下，將座圈壓入氣缸蓋。需要說明一點，為了使氣門與氣門座圈有良好貼合面，保證氣門密封，一般常常采用研磨方法。 SOFIM發(fā)動機亦如此。所以研磨好的一對氣門與氣門座圈不能互換。 3.氣門導管氣門導管主提起導向和導熱的作用。 SOFIM發(fā)動機的氣門導管采用減摩高磷鑄鐵制成。壓配在氣缸蓋上氣門導管孔中。見圖2-96。加工時務必嚴格保證其內(nèi)孔與氣門座錐面的同軸度。 4.氣門彈簧氣門彈簧的功用是克服氣門關閉過程中氣門及傳動件的慣性力，防止各傳動件因慣性力而產(chǎn)生間隙，保證氣門及時落座并緊緊貼合，防止氣門跳動。以往發(fā)動機的氣門彈簧多采用單簧結構。 SOFIM發(fā)動機則采用雙簧結構，同心安裝的內(nèi)、外彈簧具有不同的自振頻率。工作時互為阻尼，不僅可以圓滿地發(fā)揮其功能，還可以避免共振。當一根彈簧折斷時，另一根還可以維持工作，并減小了氣門彈簧高度。必須注意，內(nèi)、外彈簧的螺旋方向應相反，以免在裝配或工作過程中兩者簧圈互相卡住。此外，SOFIM發(fā)動機的氣門彈簧還經(jīng)過了噴丸處理，以提高其疲勞強度。 5.氣門彈簧座及鎖片鎖片為對稱的兩半，形為空心圓錐臺。其內(nèi)表面有環(huán)狀凸起，與氣門桿上相應的凹槽相配;而其外表面為圓錐面，與氣門彈簧座的內(nèi)圓錐面相配合。氣門彈簧座和鎖片一般采用擠壓成型工藝，故常以低碳鋼為材料，經(jīng)碳氮共滲處理，提高其耐磨性。 (四)、氣門傳動組氣門傳動組的功用是使進、排氣門能按照配氣相位規(guī)定的時刻開啟和關閉，且保證氣門有足夠的開度。 SOFIM發(fā)動機的氣門傳動組，由凸輪軸正時機構、挺柱、凸輪軸組成。凸輪軸的正時參見圖2-73和圖2-97。 1.凸輪軸及凸輪軸蓋凸輪軸的作用是控制氣門。它由前端、軸頸、凸輪組成。如圖2-98所示。SOFIM發(fā)動機的凸輪軸有5個軸頸，屬于全支承凸輪軸。凸輪軸前端與凸輪軸正時齒輪即凸輪軸皮帶輪相連，并以圓柱銷作角度定位。前端還有凸緣，與氣缸蓋前端面及凸輪軸油封座止推平面相靠，使凸輪軸實現(xiàn)軸向定位。五個軸頸支承在氣缸蓋上的凸輪軸支承座內(nèi)，軸頸上有油槽和油孔與凸輪軸中心縱向長油道相通，以潤滑軸承。凸輪分為進、排氣凸輪。為了保證發(fā)動機運轉平穩(wěn)，各缸相繼發(fā)火的間隔時間應力求均勻。對于四沖程四缸發(fā)動機而言，凸輪軸上各缸同各凸輪應按發(fā)火次序順序排列，任何兩個相繼發(fā)火的氣缸進氣凸輪或排氣凸輪間的夾角均為90°。凸輪的輪廓除了保證氣門的開啟和關閉符合配氣相位外，還應使氣門有合適的升程，并且按一定的規(guī)律運動，即控制氣門運動的速度、加速度變化。為此凸輪的輪廓是專門設計、加工制成。SOFIM發(fā)動機凸輪軸采用合金鑄鐵制造，為提高凸輪的耐磨性，在鑄造過程中，進行了冷激處理。凸輪軸上的五個軸頸用五個凸輪軸蓋固定在氣缸蓋上的凸輪軸支承座上。在五個凸輪軸蓋中，只有前面的第一個凸輪軸蓋較寬，內(nèi)開油槽，從缸體主油道流向缸蓋油道的壓力機油經(jīng)油道孔口流入油槽，再流向凸輪軸中心縱向長油道，經(jīng)各軸頸上出油孔潤滑軸頸。其余第二、三、四、五凸輪軸蓋較窄且無油槽。凸輪軸的前、后蓋為鍛鋁制成，分別依靠定位套和雙頭螺栓固定在氣缸蓋上。參見圖2-65。凸輪軸蓋與氣缸蓋是用定位套裝配成一體后精鏜凸輪軸孔，因此，每個凸輪軸蓋上均打有順序編號，并與缸號一致。也就是說沒有互換性。另外，凸輪軸加工長油道時，在后端留有工藝孔用堵塞堵住。 2.挺柱挺柱的主要作用是傳力。 SOFIM發(fā)動機挺柱是用低碳鋼擠壓成薄壁筒形，上端面制成凹坑，內(nèi)放氣門間隙調整墊片。參見圖2-95。內(nèi)腔頂面與氣門桿桿端直接接觸。為提高挺柱的耐磨性，一般采用碳氮共滲處理。 3.氣門間隙及氣門間隙調整墊片發(fā)動機工作時，氣門因受熱而膨脹。如果從凸輪到氣門各傳動件之間在冷態(tài)時不預留間隙，則氣門受熱膨脹伸長時勢必引起氣門關閉不嚴，無法密封燃燒室。為避免發(fā)生這種現(xiàn)象，通常發(fā)動機在冷態(tài)裝配時，在氣門與傳動件中預留適當間隙，以補償氣門膨脹量。 SOFIM發(fā)動機的氣門間隙留在凸輪基圓表面與氣門間隙調整墊片表面之間。氣門間隙調整墊片是圓片狀零件，置于氣門挺柱的凹坑內(nèi)。其厚度為3.25-4.90mm，每隔0.05mm為一檔，計35種，以便根據(jù)需要從中選取適當厚度的調整墊片，將氣門間隙調整到0.5mm。在大批量生產(chǎn)發(fā)動機的流水裝配線上，一般采用自動化專用設備，先分別檢測出在氣缸蓋上處于安裝位置的凸輪基圓表面和挺桿凹坑表面的相對高度，然后據(jù)此計算出調整墊片應有的厚度，并隨即選出適當厚度的氣門間隙調整片。 (五)、配氣相位用曲軸的曲柄相對于活塞處于上、下止點時的夾角表示進、排氣門實際開閉時刻，稱為配氣相位。理論上，四沖程發(fā)動機的進氣門和排氣門由開啟至關閉的持續(xù)時間相當于曲軸180°轉角。但實際上，發(fā)動機的轉速很高，每一活塞行程所經(jīng)歷的時間極為短暫，為了在如此短暫的時間內(nèi)使發(fā)動機進氣更加充分，排氣更加徹底，進、排氣門的實際開啟時刻比理論上要有所提前，而實際關閉時刻又有所延遲。那么，進、排氣門實際開閉持續(xù)時間所占曲軸夾角即為配氣相位角。 SOFIM發(fā)動機的配氣相位見圖2-99。進氣過程是提前角8°+180°+延遲角37°;排氣過程是提前角48°+180°+延遲角80°。[TOP] 二、配氣機構的使用與維修 (一)、配氣機構的解體 1.拆下隔音罩、氣缸蓋罩。詳見發(fā)動機的分解步驟4、5。 2.拆下凸輪軸正時機構。詳見發(fā)動機分解步驟9、10、15。若使用專用工具拆卸缸蓋則更加方便。 3.取出凸輪軸后，取出挺柱及調整墊片，并按照裝配順序把它們放在零件盒內(nèi)。 4.用專用夾具1對上彈簧座2施加壓力，以便取出氣門彈簧鎖片。繼而拆下上氣門彈簧座、氣門彈簧和下氣門彈簧座。見圖2-100。 5.翻轉缸蓋，取出氣門。用沖頭1拆下氣門導管。見圖2-101。 6.每次拆卸，均應更換氣門導管上的油封蓋。 (二)、配氣機構的裝配與調整 1.氣門組件的裝配氣門組件的裝配與拆卸順序相反。主要步驟如下: (1)潤滑氣門桿部，并裝入各自氣門座圈。 (2)安裝氣門固定扳，翻轉缸蓋。 (3)安裝下氣門彈簧座。 (4)用圖2-100專用夾具1，將油封蓋壓裝在各個排氣門桿上。 (5)完成氣門彈簧、上彈簧座及氣門鎖片的安裝。 2.凸輪軸的裝配按拆卸的相反順序裝用凸輪軸。注意裝配凸輪軸前端蓋時，須在密封面上涂密封膠。 3.正時齒形膠帶的安裝與調整 (1)在發(fā)動機后端裝上刻度板，轉動飛輪上的標記，使其對準刻度板上的零線位置。參見圖2-63(a)。 (2)轉動凸輪軸使凸輪軸正時齒輪外圓上的標記對準氣缸蓋罩上的凸出記號。參見圖2-63(b)。 (3)用專用定位銷固定附件箱上的正時齒輪。 (4)安裝張緊輪及支架，支架固定螺母松套即可。 (5)在張緊器總成末端裝上專用卡具。 (6)套上正時齒形膠帶。 (7)安裝導輪及支架、正時齒形帶上蓋，同時用導輪壓住正時齒形帶。 (8)拔下張緊器上的卡具，使張緊輪轉動。 (9)拔出附件箱正時齒輪上的定位銷。順時針轉動曲軸，觀察凸輪軸正時齒輪上的標記與缸蓋罩凸出記號、飛輪上的標記與刻度板上的零線是否對準，否則需重新安裝正時齒形膠帶，直至對準為止。 (10)兩個記號分別對準后，旋緊張緊輪支架上的緊固螺母。 (三)、檢驗配氣機: 回答者：網(wǎng)友

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