可变配气机构

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可变配气机构教案

可变配气机构教案

可变配气机构教案教案标题:可变配气机构教案教案概述:本教案旨在帮助学生了解和理解可变配气机构的工作原理和应用。

通过实践和探究,学生将能够掌握可变配气机构的基本概念、原理和操作方法,并能够运用所学知识解决相关问题。

教学目标:1. 理解可变配气机构的概念和作用;2. 掌握可变配气机构的工作原理和分类;3. 理解可变配气机构在发动机中的应用;4. 能够运用所学知识解决相关问题。

教学重点:1. 可变配气机构的概念和作用;2. 可变配气机构的工作原理和分类;3. 可变配气机构在发动机中的应用。

教学准备:1. 教师准备:教学课件、实物示例、相关视频资料等;2. 学生准备:学习笔记、课堂参与。

教学过程:Step 1:导入(5分钟)通过展示一辆汽车引擎的图片或视频,引发学生对可变配气机构的兴趣和好奇心,激发他们思考和提出问题。

Step 2:讲解可变配气机构的概念和作用(10分钟)通过教师讲解和课件展示,介绍可变配气机构的概念和作用,让学生了解其在发动机中的重要性和应用场景。

Step 3:探究可变配气机构的工作原理和分类(15分钟)将学生分成小组,每个小组负责研究一种可变配气机构的工作原理和分类,并通过小组讨论和展示的方式向全班呈现。

教师在此过程中提供必要的指导和解答。

Step 4:案例分析和讨论(15分钟)教师提供一个与可变配气机构相关的案例,让学生分析并讨论其中的问题和解决方法。

通过学生的讨论,引导他们将理论知识应用到实际问题中。

Step 5:知识总结和拓展(10分钟)教师对本节课所学内容进行总结,并提供一些相关的拓展资料和问题,鼓励学生进一步深入学习和探索。

Step 6:课堂小结(5分钟)教师对学生的表现进行评价和总结,鼓励学生提出问题和反馈意见。

教学延伸:1. 鼓励学生自主研究和了解其他类型的可变配气机构;2. 组织学生参观汽车修理厂或发动机制造厂,亲身感受和了解可变配气机构的实际应用。

教学评估:1. 学生的课堂参与和讨论表现;2. 学生完成的小组展示和案例分析报告;3. 学生对课堂内容的理解和应用能力。

可变配气相位机构

可变配气相位机构
气相位控制机构的结构示意图
可变配气相位控制机构的结构
• 可变配气相位控制装置由传感器、控制部分和 执行机构组成。执行部分由可变配气相位机构 中的凸轮、摇臂和同步活塞等组成;控制部分 和执行机构由发动机ECM、可变配气相位电磁 阀和压力开关等组成;在发动机工作中,各种 传感器不断地向ECM输入发动机转速和负荷的 变化。当转换条件符合后,ECM操纵可变配气 相位电磁阀打开油路,机油压力推动同步活塞 把三个摇臂连锁在一起,实行可变配气相位, 以改变进气量,提高发动机功率。
四川汽车职业技术学院龚兰兰可变配气相位控制机构的结构可变配气相位控制机构可以使发动机在高速运转时改变气门开启时间和升程并由ecm电控组件控制同时也可以改变高速时进排气门开启的重叠时间使发动机在高速范围由于可变配气相位的作用输出更大的功率
可变配气相位机构
可变配气相位控制机构的结构
• 可变配气相位控制机构,可以使发动 机在高速运转时改变气门开启时间和升 程,并由ECM电控组件控制,同时也可 以改变高速时进、排气门开启的“重叠 时间”,使发动机在高速范围由于可变 配气相位的作用输出更大的功率。可变 配气相位控制机构由气门(每个气缸有 两个进气门和两个排气门)、凸轮、摇 臂、同步活塞A和B、正时活塞等组成。
可变配气相位控制机构的检修
• (3)检查摇臂 • ① 拆下气缸盖罩,在压缩上止点时,用
手推动三个摇臂,应能独立自由动作, 不应连锁。
• ② 从检查油孔注入压力为400kPa的压缩 空气,并堵住泄油孔,用手指将正时板 推高2~3mm,同步活塞应能把三个摇臂 连锁。
• ③ 不往检查油孔注入压缩空气,三个摇 臂能分开独立动作。
可变配气相位控制机构工作原理
• 在中、低转速时,凸轮轴内没有机油压力, 三个摇臂各自独立运动,互相不干涉。这 时两个进气门分别由主、次凸轮驱动,主 摇臂驱动主气门,次摇臂驱动副气门。由 于主凸轮升程大,气门开度大,而次凸轮 升程小,气门开度小,因而进入气缸的混 合气也相对较少。因此,发动机在中、低 速时,可变配气相位不起作用。

汽车可变配气相位机构VVT

汽车可变配气相位机构VVT

• 其实以目前的以上的可变气门引擎来讲,已经都 作的越来越像了,原本各车厂都保有各自在VVT-i ,VANOS上的优点,之后各家或多或少地解决自 己不足的地方。除了商业上的竞争外,不就是对 我们生存的空间-地球,许下科技与环保共存的允 诺,所以,我们才需要一具既符合我们的动力期 待,又能低油耗与低排污的引擎,而今天介绍的 这进气引擎VVTL-i,Valvetronic正是我们刚进入 21世纪时,献给大自然与全人类的代表作!
• 可变配气相位调节机构工作原理
气门的配气正时则是由凸轮决定
VVT-i调节机构 调节机构
电磁控制阀结构
VVT-i调节机构位置(提前状态) 调节机构位置(提前状态) 调节机构位置
在中等负荷工况,根据来自发动机ECU的提前信号,凸轮轴正时机油电磁控 制阀的电流值最大,使滑阀处在下图所示位置,总油压作用到正时提前转子油腔, 使凸轮轴向正时提前方向转动,改善缸内废气排出性能,提高功率。

亚洲
谢!
---李
VVT-i调节机构位置(滞后状态) 调节机构位置(滞后状态) 调节机构位置
在怠速和大负荷工况,根据来自发动机ECU的滞后信号,电磁控制阀断电, 使滑阀处在下图位置,总油压作用到正时滞后转子油腔,使凸轮轴向正时 滞后方向转动,防止回火,提高充气效率和转矩。
VVT-i调节机构位置(保持状态) 调节机构位置(保持状态) 调节机构位置
• 可变气门正时技术 • 发动机可变气门正时技术的英文缩写就是 “VVT”(Variable Valve Timing),其实这种称谓 是“可变气门正时”的通称,而在汽车领域被普 遍应用的可变气门正时技术又因为各个厂商的自 行创新或者叫法不同而多种多样。简单来说,可 变气门正时的原理就是根据发动机的运行情况, 调整进排气的量,控制气门开合的时间和角度, 使进入的空气量达到最佳,从而提高燃烧效率。

四种形式的可变配气机构 2

四种形式的可变配气机构 2

三、工作原理:
1、怠速工况—转速较低,混合气流速慢,进气提前 角应较小,使进气重叠角减小,以防止发动机回火。 为此,电磁阀的控制电流较小,磁吸力较小,使滑 阀应处于“保持状态”,油道内无油压,锁销处于 锁止状态,进气门不提前开启,保证怠速平稳运转。
2、中等负荷工况—转速较高,混合气流速加快,惯性 能量较大,进气门应早开,加大重叠角,可使废气排 出量加大,提高容积效率。滑阀应处于“提前状态”, 以加大发动机的扭矩值。为此,电磁阀的电流随之加 大,滑阀在较大的磁吸力作用下,可左移到极限位置, 出油孔和回油孔随动开启。使转子右旋转,进气门开
(一)构造—它是在液压紧链器的基础上,加装了用ECU 控制的电磁阀,形成了一个“配气相位调节总成”部件。
只能对进气凸轮轴进行调 整。排气凸轮轴被曲轴正 时齿带驱动,不能调整。 进气凸轮轴通过正时链条 被排气凸轮轴驱动。 凸轮轴调整是通过电控液 压活塞将油压作用于链条 张紧器来完成的。凸轮轴 调整机构的工作油路与气 缸盖上的油道相通。
启程度随之加大,最大可达40° 曲轴转角。
3、大负荷工况—转速相对降低,混合气流速变慢,应使进气门早 开程度减小,以防止发动机回火,用加大晚关程度来加大扭矩值。 为此,电磁阀不通电,不产生磁吸力,滑阀在其弹簧的作用下,被 推到右端极限位置。其出油道和回油道反向转换,转子反向左转, 进气门早开程度减小,滑阀应处于“迟后状态”,保证了发动机扭
丰田车系
智能可变气门正时系统(VVT—i系 统)
VVT—i(Variable Valve Timing intelligent)
智能可变气门正时系统,用来控制进气凸轮轴在 40°角范围内,自动保持最佳的气门正时,以适应 发动机工作状况的需要,实现了在所有速度范围内, 使配气相位智能化的变化(保持、提前、迟后)。从 而,提高了发动机的扭矩和燃油经济性及净化性。

奔驰可变配气机构结构与工作原理

奔驰可变配气机构结构与工作原理

奔驰可变配气机构结构与工作原理引言:随着汽车技术的不断发展,可变配气技术也日益成为汽车发动机领域的研究热点。

奔驰作为一家世界知名的汽车制造商,其可变配气机构在提高发动机性能、降低燃油消耗和排放的方面有着重要的应用。

本文将以奔驰可变配气机构的结构与工作原理为主题,对其进行详细介绍。

一、奔驰可变配气机构的结构奔驰可变配气机构主要由凸轮轴、凸轮轴调节器、凸轮轴传动装置、凸轮轴位置传感器和控制单元等组成。

1. 凸轮轴:凸轮轴是奔驰可变配气机构的核心部件,它通过控制气门的开启和关闭时间来调节发动机的进气量和排气量。

奔驰可变配气机构的凸轮轴通常采用可变凸轮轴设计,以实现不同工况下的最佳配气效果。

2. 凸轮轴调节器:奔驰可变配气机构的凸轮轴调节器用于调节凸轮轴的相位,从而改变气门的开启和关闭时间。

它通常由液压系统或电动机驱动,可以根据发动机转速和负荷条件实时调整凸轮轴的相位,以提供最佳的气门控制效果。

3. 凸轮轴传动装置:凸轮轴传动装置是将凸轮轴与发动机曲轴连接起来的装置,它通过链条或齿轮传动的方式,保证凸轮轴与发动机曲轴的同步运动。

奔驰可变配气机构的凸轮轴传动装置通常采用高强度材料和精密加工工艺,以确保传动效率和可靠性。

4. 凸轮轴位置传感器:凸轮轴位置传感器是用于检测凸轮轴的相位的装置,它通过感知凸轮轴的旋转位置,向控制单元提供准确的信息,以实现精确的气门控制。

奔驰可变配气机构的凸轮轴位置传感器通常采用磁敏感元件或光电传感器,具有高精度和快速响应的特点。

5. 控制单元:控制单元是奔驰可变配气机构的核心控制部件,它根据凸轮轴位置传感器提供的信息,通过计算和判断,控制凸轮轴调节器的动作,以实现准确的气门控制。

奔驰可变配气机构的控制单元具有高速计算和精准控制的能力,可以根据不同的工况和驾驶需求,实时调整凸轮轴的相位和气门的开闭时间。

二、奔驰可变配气机构的工作原理奔驰可变配气机构的工作原理主要包括凸轮轴相位调节和气门控制两个方面。

配气相位及可变机构课件

配气相位及可变机构课件

A
B
滑阀在左侧
滑阀在右侧
➢液压控制阀原理
机油泵
油底壳 A B
通过电磁阀占空比控制,改变A、 B侧分别接通进、回油的时间比, 控制液压油的方向与流量
➢工作过程
机油泵 油底壳
顺时针旋转
➢工作过程
机油泵 油底壳
逆时针旋转
实现进气门配气相位连续可调
➢工作过程
实现进气门配气相位连续可调
➢工作过程
小结
知识点回顾
根据发动机工作需要,适时开、闭进、 排气门
第一节 配气机构的功用及组成
第二节 气门组 第三节 气门传动组
气门组 气门传动组
第四节 配气相位及可变配气机构
课前讨论
四冲程发动机气门工作过 程
课前讨论
四冲程发动机气门工作过

配气机构要求:
进气充足、排气彻底
进气冲程: 气门上止点开,下止点关
怠速:
怠速时,进气门延迟关闭
扭矩调整: 转速在1000r/min以上时,进气门提前关闭。
功率调整: 转速在3700rpm以上时,进气门延迟关闭
排气冲程: 气门下止点开,上止点关
能满足要求吗? 需要可调吗?
第四节
内容及要求

配气相位及可变配气机构


配气相位
配气相位图
可变 配气机构
掌握
了解
熟悉
一、配气相位
定义:
以活塞上、下止点为基准,气门开启和关闭的时刻及开启的持续时间, 用曲轴转角来表示。
➢进气门早开: ➢进气门晚关: ➢排气门早开:
➢ PassatB5可变机构工作原理
张紧器供油管路
调节阀不通电:
滑阀在左侧

奔驰可变配气机构结构与工作原理

奔驰可变配气机构结构与工作原理

奔驰可变配气机构结构与工作原理奔驰可变配气机构是一种现代化的发动机技术,用于控制气门的开闭时间和程度,以提高发动机的效率和动力性能。

本文将介绍奔驰可变配气机构的结构和工作原理。

奔驰可变配气机构的主要结构包括凸轮轴、气门、升程器、可变凸轮轴调节器和控制单元。

凸轮轴是传动气门开闭的核心部件,它通过曲轴驱动,控制气门的开闭时间和程度。

气门是控制进气和排气的关键部件,它在发动机运行时周期性地开闭,以完成气缸内的进气、压缩、燃烧和排气过程。

升程器是奔驰可变配气机构的重要组成部分,它用于改变气门的开闭时间。

升程器可根据发动机转速和负荷的变化,调整气门的升程时间,以提高发动机的动力输出和燃油经济性。

可变凸轮轴调节器是奔驰可变配气机构的核心部件,它负责控制气门的开闭时间和程度。

可变凸轮轴调节器通过调整凸轮轴的相位和角度,使气门的开闭时间和程度发生变化,从而实现发动机的可变配气。

奔驰可变配气机构的工作原理是通过控制单元对可变凸轮轴调节器进行精确控制,使其根据发动机的工况要求,调整凸轮轴的相位和角度,从而改变气门的开闭时间和程度。

控制单元会根据发动机的转速、负荷和温度等参数,计算出最佳的气门开闭时间和程度,并传输给可变凸轮轴调节器。

可变凸轮轴调节器接收到控制信号后,会相应地调整凸轮轴的相位和角度,从而改变气门的开闭时间和程度。

奔驰可变配气机构的工作原理可以使发动机在不同工况下实现最佳的气门控制,从而提高发动机的效率和动力性能。

在低速和负载较小的情况下,可变配气机构可以延迟气门的关闭时间,增加进气量,提高发动机的输出扭矩;在高速和负载较大的情况下,可变配气机构可以提前气门的关闭时间,减少排气阻力,提高发动机的功率输出。

奔驰可变配气机构通过调整气门的开闭时间和程度,实现发动机在不同工况下的最佳配气控制,从而提高发动机的效率和动力性能。

这种先进的发动机技术在奔驰汽车上得到了广泛应用,并取得了显著的成果。

随着技术的不断发展,奔驰可变配气机构将进一步提升发动机的性能,为用户提供更加出色的驾驶体验。

10_配气机构-可变配气机构

10_配气机构-可变配气机构
图3-38 发动机低 速运转 1-凸轮轴 2-主凸 轮 3-中间凸轮 4-辅助凸轮 5-主 摇臂 6-中间摇臂 7-辅助摇臂 8-摇 臂轴中心油道 9摇臂轴 10-止推 活塞弹簧 11-止 推活塞 12-同步 活塞B 13-同步活 塞A 14-正时活塞
发动机达到某一个设定的高转速(如3000r/min)时, 由ECU传来的信号打开VTEC电磁阀,压力机油通过摇臂轴 上的油孔16(图3-39)进入正时活塞,正时板移出,推动 摇臂内的正时活塞,使三根摇臂锁成一体。
三个进气凸轮分别驱动三根摇臂
三根摇臂内部装有由液压控制移动的同步活塞3和4、
正时活塞1等
图3-37 摇臂组件 1-正时活塞 2-正 时活塞弹簧 3-同 步活塞A 4-同步 活塞B 5-辅助摇 臂 6-中间摇臂 7-主摇臂 3-42 四行程发动 机换气损失
Байду номын сангаас
2.VTEC的工作原理
(1)工作过程 发动机低速时, VTEC机构的油道内没有机油压力,正时 活塞、同步活塞和止推活塞在回位弹簧作用下都处于左端
图3-39 发动机 高速运转 1-凸轮轴 2-主 凸轮 3-中间凸 轮 4-辅助凸轮 5-主摇臂 6-中 间摇臂 7-辅助 摇臂 8-摇臂轴 中心油道 9-摇 臂轴 10-止推 活塞弹簧 11止推活塞 12同步活塞B 13同步活塞A 14正时板 15-正 时活塞 16-摇 臂轴油孔
(2)工作过程控制
1.VTEC的基本结构 五段工作凸轮
图3-35 VTEC机构 1-凸轮轴 2-摇臂轴 3-主摇臂 4-正时板 5-中间摇臂 6-止推活 塞 7-辅助摇臂 8-同步活塞B 9-同步活塞A 10-正时活塞
图3-36 5段工作凸轮 1-凸轮轴 2、6-排气凸轮 3-主进 气凸轮 4-中间进气凸轮 5-辅助进 气凸轮
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发动机气门技术解析[汽车DIY] 传统的发动机都配备了气门式配气机构,按照发动机的动作顺序和工作循环,定时的开启关闭进排气门。

进气量的多少直接关系到发动机的功率和扭矩。

如何保证进气量足够多,又要保证排气够干净,因此在配气这个环节有很多的技术。

首先我们来认识一下配气定时,以曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻及其开启的持续时间称作配气定时。

一般情况下,进气门会早开,目的是为了在进气开始进气门能有较大的开度或者较大的进气通过面,从而减小进气阻力,使进气顺畅,相应的,而进气门晚关是为了充分利用进气的惯性增大进气量。

相应的排气门早开是为了在气压较大时排干净,而排气门晚关也是为了利用惯性排气。

由于进气门早开和排气门晚关,致使活塞在上止点附近出现进、排气门同时开启的现象,称其为气门重叠。

气门重叠显示图发动机不同转速需要的配气定时也不同。

这是因为当发动机转速改变时,进气流和排气流也随着改变,所以一直采用不变的气门开关时间将会影响燃油的燃烧效率,一般情况下,随着转速的升高,气门重叠角和气门升程随着增加,这样讲有利于获得更好的发动机性能,以便更好的提高发动机的动力输出。

双顶置凸轮轴VVTi,i-Vtec和VVEL等各种可变气门技术相信大家都有所了解,基本上,目前市面上新车所搭载的绝大部分发动机都或多或少的使用了可变气门技术。

可能大家也都知道可变气门技术都可以有效提升发动机动力并节省油耗,但是它们都是通过什么原理实现的呢我们都知道,发动机的配气机构负责向汽缸提供汽油燃烧做功做必须的新鲜空气,并将燃烧后的废气排除出去,这一套动作的工作原理可以看做是动物呼吸器官的吸气和呼气。

从工作原理上讲,配气机构的主要功能是按照一定时限自动开启和关闭各气缸的进、排气门,从而使空气及时通过进气门向气缸内供给新鲜空气或者可燃混合气,并且及时将燃烧做功后形成的废气从排气门排出,实现发动机气缸换气补给的整个过程。

那么气门的原理和作用应该怎么理解呢我们将发动机的气门比作是一扇门,门的开启的大小和时间长短,决定了进出入的人流量。

门开启的角度越大,开启时间越长,进出入的人流量越大,门开启的角度越小,开启时间越短,进出入的人流量就越少。

在电影院入场看戏时,需要观众挨个验票进场,因此就要控制大门的开启角度,有些匣道还设置栏杆,象地铁出入口一样。

在剧院散场时要尽快疏散观众,就要撤除匣道栏杆,将大门完全打开。

大门开启角度和时间决定人流量,这非常容易理解。

同样的道理用于发动机上,就产生了气门升程和正时以及可变进气歧管的概念。

气门升程就好象门开启的角度,正时就好象门开启的时间,而进气歧管就是匣道栏杆。

以立体的思维观点看问题,角度加时间就是一个容积空间的大小,它的大小则决定了耗油量。

但是也不能一味的增大气门重叠角和升程,这能能够导致的是废气混入进气管以及未燃烧的混合气随排气管流失的情况。

因此可变气门正时和可变气门升程就显得很重要了。

发动机正时系统可变进气系统可以分为两类:多气门投入工作以及可变进气道系统。

多气门可以通过凸轮或者摇臂控制气门在设定的工况下开关,或者在进气道上设置阀门在特定工况下开关;而可变进气道系统是根据发动机的不同转速使用不同长度和容积的进气管向气缸充气。

可变进气歧管简单介绍目前应用可变气门系统的厂家很多,以时间比较久远的本田VTEC为例,本田就是通过凸轮轴布置高速、低速两种不同夹角和升程的凸轮,控制系统根据发动机的转速利用油压使气门切换到不同凸轮以改变气门相位和升程。

本田i-VTEC发动机VTEC系统对于配气相位的改变是阶段性的,只能在高速低速的状态下跳跃,而不是连续线性改变,因此在这个基础上本田又推出了i-VTEC系统,这套系统较VTEC增加了VTC可变正时控制装置,也就是一组进气门凸轮轴正时可变的控制机构。

当发动机达到一定转速时,系统就会控制连杆将两个进气摇臂和那个特殊摇臂连接为一体,此时三个摇臂就会同时被高角度凸轮驱动,而气门升程也会随之加大,单位时间内的进气量更大,从而发动机动力更强。

这种在一定转速后突然的动力爆发也能够增加驾驶乐趣,缺点则是动力输出不够线性。

而随后像奥迪,三菱和丰田等厂商也都研发出了自己的可变气门升程技术,它同样是通过增加凸轮轴上的凸轮来实现了气门升程的分段可调。

而在近几年,日产和宝马则以更为精巧的设计率先推出了自己的连续可变气门升程技术,实现了气门升程的无级可调。

日产的VVEL 技术为例,工程师在驱动气门运动的摇臂增加了一组螺杆(螺栓)和螺套(螺母),螺套由一根连杆与控制杆相连,连杆又和一个摇臂和控制杆相连带动气门顶端的凸轮。

螺套的横向移动可以带动控制杆转动,控制杆转动时上面的摇臂随之转动,而摇臂又与link B(连杆B)相连,摇臂逆时针转动时就会带动link B去顶气门挺杆上端的输出凸轮,最后输出凸轮就会顶起气门来改变气门升程。

而日产就是通过这么一套简单的连杆和螺杆的组合实现了气门升程的连续可调。

相比分段可调的i-vtec技术,连续可变的气门升程不仅提供全转速区域内更强的动力,也使得动力的输出更加线性,这项技术最先就被装备在G37的VQ37VHR发动机上,而VQ37VHR也是2008年沃德十佳发动机的得主。

此外,宝马的Valvetronic技术同样是依靠改变摇臂结构来控制气门升程的,同样可以实现气门升程无级可调,只是连杆摇臂的设计思路截然不同。

此外,目前的可变气门升程技术的运用基本还只停留在进气端,因此可变气门升程技术在未来还拥有很大的提升空间。

除了上面提到的靠改变气门正时和气门升程来实现发动机在不同情况下的进气需求外,可变进气歧管以及可变进气道也可达到相同的效果。

发动机的进气道是连接进气门和进气总管的,进气歧管设计的形状也能直接影响发动机的性能。

可替换图注粗、短、直的进气歧管对于进气流的阻力较小因此在高速过程中响应较快,气流速度也较快,长、细、弯的进气歧管则有利于进气歧管中油与气的混合,因此较短的进气歧管更适合于高转速,而较长的进气歧管则更适合于低转速。

因此就出现了可变进气歧管这项技术。

通过技术手段,实现其进气歧管长度在不同转速的时候可以变化,从而兼顾高低转速时的进气需求。

下面我们来看看目前已有的可变进气歧管长度技术。

这种技术分为两种,分段可调与无极可调。

如果有长短两根进气歧管,在低转速时短进气歧管关闭,发动机使用长进气歧管进气;高转速时则关闭长进气歧管,使用短管进气;或者在进气歧管内设置阀门,通过开关来控制歧管内的阀门,以此来控制进气歧管的长度,分段可调能够实现多种长度,更能后适应发动机转速的要求。

控制内燃机进气和排气的机构。

内燃机在完成一个工作循环以后,为了持续地工作必须将膨胀作功后的废气排出气缸,并及时地吸入新鲜充量(空气或可燃混合气)。

配气机构按内燃机各缸工作顺序,适时地开启和关闭进、排气门或进、排气口(见二冲程内燃机),以保证充分换气。

布置形式配气机构按气门在内燃机上布置的方式可分为侧置气门式和顶置气门式两类(图1 [配气机构的布置形式])。

①侧置气门式:结构简单,但进、排气阻力大,燃烧室难以设计得紧凑,抗爆震性和高速性都差,燃料消耗率又高,故现代内燃机很少采用,只在强化程度低的汽油机上还有采用的。

②顶置气门式:由于燃烧室紧凑,进、排气阻力小,可以增多内燃机的新鲜充量和提高汽油机的压缩比,内燃机的动力性能和经济性能都优于侧置气门式,在柴油机和汽油机中得到广泛应用。

顶置气门式配气机构又可分为下置凸轮轴和顶置凸轮轴两种。

后者的凸轮轴置于气缸盖上,凸轮直接或通过摇臂开启气门,由于没有挺柱和推杆,惯性力、振动和变形都较小,改善了内燃机的高速性能,在高转速、高性能的内燃机上获得更多的应用。

主要构件及其作用配气机构通常由气门组、摇臂、挺柱、推杆、凸轮轴及其传动机构组成。

图2 [下置凸轮轴的顶置气门式配气机构]为下置凸轮轴的顶置气门式配气机构,这种型式应用最广。

它由气门组、摇臂、推杆、挺柱和凸轮轴组成。

①气门组:由气门、气门座、气门弹簧、气门弹簧座、锁片和气门导管组成。

气门头部的锥面与气门座的内锥面紧密贴合,以保证密封。

气门头部与气缸内的燃气直接接触。

高温的燃气排出时流经排气门,可使排气门温度高达600~900℃。

进气门温度约为300~400℃。

因此要求气门材料耐热、耐磨和耐腐蚀。

通常排气门采用耐热合金钢,进气门采用普通合金钢。

气门座可以在气缸盖上或机体上直接镗出,但考虑到它在高温下工作,磨损严重,所以通常用耐热合金钢或合金铸铁制成单独的环形气门座圈,压入气缸盖或机体,以便于磨损后更换气门座。

气门导管的作用是引导气门上下移动,并使气门头部锥面与气门座紧密贴合。

气门导管通常用铸铁或粉末冶金制成,压入气缸盖或机体。

气门弹簧用来保证气门关闭时能使气门头部锥面与气门座贴紧。

②摇臂:它的作用是改变由推杆所传推力的方向,以开启气门。

摇臂常用钢材模锻或球墨铸铁制成。

③推杆:一般用空心钢管制成,两端焊有球状或凹坑状的端头。

④挺柱:挺柱的作用是将凸轮的推力传给推杆或气门。

⑤凸轮轴:通过其上的各进、排气凸轮,分别控制相应气缸的进、排气门,使之按配气相位适时开启。

凸轮轴材料一般采用碳钢,也有采用合金铸铁或球墨铸铁的。

配气机构的传动凸轮轴是由内燃机的曲轴驱动的,两者间的传动机构根据凸轮轴在内燃机上的布置来决定。

下置凸轮轴通过齿轮由曲轴驱动,顶置凸轮轴则用链条或轴由曲轴驱动。

采用无声链或齿形带传动可使传动基本无声。

凸轮轴由曲轴驱动旋转时,凸轮轴上的凸轮推动挺柱、推杆作往复运动。

推杆的上顶端顶推摇臂的一端,使摇臂绕摇臂轴摇摆,则摇臂另端即下推气门,使气门开启,同时也压缩气门弹簧。

当气门需要关闭时,受凸轮驱动的摇臂不再压住气门杆端,气门弹簧伸张而关闭气门。

为了使气门在工作中能够紧密关闭,当气门杆端与摇臂端或凸轮之间留有间隙(称为气门间隙),在气门及其传动机构等受热伸长时不致使气门与气门座关闭不严。

气门间隙在使用中常需要检查调整。

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