汽車配氣機(jī)構(gòu)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響
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你自己參考吧. 一、配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) SOFIM發(fā)動(dòng)機(jī)采用的配氣機(jī)構(gòu)是氣門頂置、凸輪軸上置結(jié)構(gòu)。它由氣門組和氣門傳動(dòng)組組成。圖2-94是SOFIM發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。 (一)、凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 目前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛采用頂置氣門式的配氣機(jī)構(gòu)，因?yàn)樗哂休^高的動(dòng)力性。在頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)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(dòng)方式也因此而異。 由圖2-94可以看出凸輪軸上置時(shí)，凸輪軸通過(guò)挺柱直接驅(qū)動(dòng)氣門，大大地減少了往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高;同時(shí)也使得結(jié)構(gòu)緊湊，剛性好;對(duì)凸輪軸和氣門彈簧設(shè)計(jì)的要求也最低。這種形式的配氣機(jī)構(gòu)適于高速?gòu)?qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)，在國(guó)外高速汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上得到廣泛的應(yīng)用。 但凸輪軸上置也存在兩個(gè)問(wèn)題。一是凸輪軸必須裝在氣缸蓋上，這使得氣缸蓋的設(shè)計(jì)變得復(fù)雜，對(duì)強(qiáng)度和剛度的要求也提高了。同時(shí)，對(duì)于缸徑較小的柴油機(jī)來(lái)說(shuō)，凸輪軸的上置將給噴油器的安裝帶來(lái)困難。二是凸輪軸離曲軸中心線距離變遠(yuǎn)，使得正時(shí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)也變得復(fù)雜。近年來(lái)齒形皮帶傳動(dòng)技術(shù)業(yè)已成熟，因此凸輪軸上置所帶來(lái)的困難就不那么突出了，而它的優(yōu)點(diǎn)確實(shí)是凸輪軸下置、中置所無(wú)法替代的。凸輪軸各種布置與傳動(dòng)方式的比較見表2-7。 表2-7凸輪軸各種布置與傳動(dòng)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(dòng)方式 特點(diǎn) 凸輪軸上置 遠(yuǎn) 近可直接操縱 齒形皮帶 往復(fù)慣性質(zhì)量最小正時(shí)機(jī)構(gòu)復(fù)雜 凸輪軸下置 近 遠(yuǎn)可間接操縱 一對(duì)齒輪 往復(fù)慣性質(zhì)量最大正時(shí)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單 凸輪軸中置 中 中可間接操縱 一對(duì)齒輪再加中間輪 介于兩者之間 (二)、凸輪軸的正時(shí)機(jī)構(gòu) 凸輪軸的正時(shí)機(jī)構(gòu)參見圖2-71。曲軸、凸輪軸、附件箱皮帶輪即噴油泵正時(shí)齒輪三者間通過(guò)齒形皮帶傳動(dòng)。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(dòng)平穩(wěn)、可靠，正時(shí)機(jī)構(gòu)還設(shè)有張緊輪和可調(diào)張緊輪。 (三)、氣門組 SOFIM發(fā)動(dòng)機(jī)氣門組零件如圖2-95所示，按汽車構(gòu)造學(xué)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(guān)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(dòng)機(jī)進(jìn)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(jìn)氣門的頭部直徑比排氣門的頭部直徑大，這是為了減小進(jìn)氣阻力，提高充氣效率。進(jìn)、排氣門的桿部呈圓柱形，采用4Cr9Si2合金鋼制造，表面經(jīng)過(guò)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(yīng)淬火，以提高耐磨性。 2.氣門座 氣門座與氣門頭部共同對(duì)氣缸起密封作用，并接受氣門傳來(lái)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(gè)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(dòng)機(jī)的進(jìn)、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(shí)應(yīng)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(shuō)明一點(diǎn)，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(dòng)機(jī)亦如此。所以研磨好的一對(duì)氣門與氣門座圈不能互換。 3.氣門導(dǎo)管 氣門導(dǎo)管主提起導(dǎo)向和導(dǎo)熱的作用。 SOFIM發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門導(dǎo)管采用減摩高磷鑄鐵制成。壓配在氣缸蓋上氣門導(dǎo)管孔中。見圖2-96。加工時(shí)務(wù)必嚴(yán)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(guān)閉過(guò)程中氣門及傳動(dòng)件的慣性力，防止各傳動(dòng)件因慣性力而產(chǎn)生間隙，保證氣門及時(shí)落座并緊緊貼合，防止氣門跳動(dòng)。以往發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門彈簧多采用單簧結(jié)構(gòu)。 SOFIM發(fā)動(dòng)機(jī)則采用雙簧結(jié)構(gòu)，同心安裝的內(nèi)、外彈簧具有不同的自振頻率。工作時(shí)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(dāng)一根彈簧折斷時(shí)，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(yīng)相反，以免在裝配或工作過(guò)程中兩者簧圈互相卡住。此外，SOFIM發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門彈簧還經(jīng)過(guò)了噴丸處理，以提高其疲勞強(qiáng)度。 5.氣門彈簧座及鎖片 鎖片為對(duì)稱的兩半，形為空心圓錐臺(tái)。其內(nèi)表面有環(huán)狀凸起，與氣門桿上相應(yīng)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(dòng)組 氣門傳動(dòng)組的功用是使進(jìn)、排氣門能按照配氣相位規(guī)定的時(shí)刻開啟和關(guān)閉，且保證氣門有足夠的開度。 SOFIM發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門傳動(dòng)組，由凸輪軸正時(shí)機(jī)構(gòu)、挺柱、凸輪軸組成。凸輪軸的正時(shí)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(dòng)機(jī)的凸輪軸有5個(gè)軸頸，屬于全支承凸輪軸。凸輪軸前端與凸輪軸正時(shí)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(shí)現(xiàn)軸向定位。五個(gè)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(zhǎng)油道相通，以潤(rùn)滑軸承。凸輪分為進(jìn)、排氣凸輪。為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，各缸相繼發(fā)火的間隔時(shí)間應(yīng)力求均勻。對(duì)于四沖程四缸發(fā)動(dòng)機(jī)而言，凸輪軸上各缸同各凸輪應(yīng)按發(fā)火次序順序排列，任何兩個(gè)相繼發(fā)火的氣缸進(jìn)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(guān)閉符合配氣相位外，還應(yīng)使氣門有合適的升程，并且按一定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)，即控制氣門運(yùn)動(dòng)的速度、加速度變化。為此凸輪的輪廓是專門設(shè)計(jì)、加工制成。SOFIM發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸采用合金鑄鐵制造，為提高凸輪的耐磨性，在鑄造過(guò)程中，進(jìn)行了冷激處理。 凸輪軸上的五個(gè)軸頸用五個(gè)凸輪軸蓋固定在氣缸蓋上的凸輪軸支承座上。在五個(gè)凸輪軸蓋中，只有前面的第一個(gè)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(jī)油經(jīng)油道孔口流入油槽，再流向凸輪軸中心縱向長(zhǎng)油道，經(jīng)各軸頸上出油孔潤(rùn)滑軸頸。其余第二、三、四、五凸輪軸蓋較窄且無(wú)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(gè)凸輪軸蓋上均打有順序編號(hào)，并與缸號(hào)一致。也就是說(shuō)沒(méi)有互換性。 另外，凸輪軸加工長(zhǎng)油道時(shí)，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(dòng)機(jī)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(diào)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(diào)整墊片 發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，氣門因受熱而膨脹。如果從凸輪到氣門各傳動(dòng)件之間在冷態(tài)時(shí)不預(yù)留間隙，則氣門受熱膨脹伸長(zhǎng)時(shí)勢(shì)必引起氣門關(guān)閉不嚴(yán)，無(wú)法密封燃燒室。為避免發(fā)生這種現(xiàn)象，通常發(fā)動(dòng)機(jī)在冷態(tài)裝配時(shí)，在氣門與傳動(dòng)件中預(yù)留適當(dāng)間隙，以補(bǔ)償氣門膨脹量。 SOFIM發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門間隙留在凸輪基圓表面與氣門間隙調(diào)整墊片表面之間。 氣門間隙調(diào)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(jì)35種，以便根據(jù)需要從中選取適當(dāng)厚度的調(diào)整墊片，將氣門間隙調(diào)整到0.5mm。在大批量生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的流水裝配線上，一般采用自動(dòng)化專用設(shè)備，先分別檢測(cè)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(duì)高度，然后據(jù)此計(jì)算出調(diào)整墊片應(yīng)有的厚度，并隨即選出適當(dāng)厚度的氣門間隙調(diào)整片。 (五)、配氣相位 用曲軸的曲柄相對(duì)于活塞處于上、下止點(diǎn)時(shí)的夾角表示進(jìn)、排氣門實(shí)際開閉時(shí)刻，稱為配氣相位。理論上，四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門由開啟至關(guān)閉的持續(xù)時(shí)間相當(dāng)于曲軸180°轉(zhuǎn)角。但實(shí)際上，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速很高，每一活塞行程所經(jīng)歷的時(shí)間極為短暫，為了在如此短暫的時(shí)間內(nèi)使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣更加充分，排氣更加徹底，進(jìn)、排氣門的實(shí)際開啟時(shí)刻比理論上要有所提前，而實(shí)際關(guān)閉時(shí)刻又有所延遲。那么，進(jìn)、排氣門實(shí)際開閉持續(xù)時(shí)間所占曲軸夾角即為配氣相位角。 SOFIM發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相位見圖2-99。進(jìn)氣過(guò)程是提前角8°+180°+延遲角37°;排氣過(guò)程是提前角48°+180°+延遲角80°。[TOP] 二、配氣機(jī)構(gòu)的使用與維修 (一)、配氣機(jī)構(gòu)的解體 1.拆下隔音罩、氣缸蓋罩。詳見發(fā)動(dòng)機(jī)的分解步驟4、5。 2.拆下凸輪軸正時(shí)機(jī)構(gòu)。詳見發(fā)動(dòng)機(jī)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(diào)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(duì)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(zhuǎn)缸蓋，取出氣門。用沖頭1拆下氣門導(dǎo)管。見圖2-101。 6.每次拆卸，均應(yīng)更換氣門導(dǎo)管上的油封蓋。 (二)、配氣機(jī)構(gòu)的裝配與調(diào)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(rùn)滑氣門桿部，并裝入各自氣門座圈。 (2)安裝氣門固定扳，翻轉(zhuǎn)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(gè)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(shí)，須在密封面上涂密封膠。 3.正時(shí)齒形膠帶的安裝與調(diào)整 (1)在發(fā)動(dòng)機(jī)后端裝上刻度板，轉(zhuǎn)動(dòng)飛輪上的標(biāo)記，使其對(duì)準(zhǔn)刻度板上的零線位置。參見圖2-63(a)。 (2)轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪軸使凸輪軸正時(shí)齒輪外圓上的標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)氣缸蓋罩上的凸出記號(hào)。參見圖2-63(b)。 (3)用專用定位銷固定附件箱上的正時(shí)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(shí)齒形膠帶。 (7)安裝導(dǎo)輪及支架、正時(shí)齒形帶上蓋，同時(shí)用導(dǎo)輪壓住正時(shí)齒形帶。 (8)拔下張緊器上的卡具，使張緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)。 (9)拔出附件箱正時(shí)齒輪上的定位銷。順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，觀察凸輪軸正時(shí)齒輪上的標(biāo)記與缸蓋罩凸出記號(hào)、飛輪上的標(biāo)記與刻度板上的零線是否對(duì)準(zhǔn)，否則需重新安裝正時(shí)齒形膠帶，直至對(duì)準(zhǔn)為止。 (10)兩個(gè)記號(hào)分別對(duì)準(zhǔn)后，旋緊張緊輪支架上的緊固螺母。 (三)、檢驗(yàn) 配氣機(jī)
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