1、1,工程機(jī)械內(nèi)燃機(jī),第三章 配氣機(jī)構(gòu),2,內(nèi)容提綱,第一節(jié) 氣門式配氣機(jī)構(gòu)的布置與傳動 第二節(jié) 氣門式配氣機(jī)構(gòu)的主要零部件 第三節(jié) 充氣效率、配氣相位和氣門間隙,3,第三節(jié) 充氣效率、配氣相位和氣門間隙,一、充氣效率及其影響因素,充氣效率是指在進(jìn)氣行程中，實(shí)際進(jìn)入氣缸內(nèi)的新鮮空氣或可燃混合氣的質(zhì)量與在進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)氣狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的新鮮空氣或可燃混合氣的質(zhì)量之比。,M 進(jìn)氣過程中實(shí)際進(jìn)入氣缸的新氣質(zhì)量； M0進(jìn)氣狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的新氣質(zhì)量。,1定義,4,第三節(jié) 充氣效率、配氣相位和氣門間隙,一、充氣效率及其影響因素,充氣效率越高，表明進(jìn)入氣缸的新鮮空氣或可燃混合氣的質(zhì)量越多，可燃混合

2、氣燃燒后放出的熱量也就越大，發(fā)動機(jī)可發(fā)出的功率也就越大。對于非增壓內(nèi)燃機(jī)，充氣效率總是小于1，一般為0.800.90。,5,第三節(jié) 充氣效率、配氣相位和氣門間隙,一、充氣效率及其影響因素,進(jìn)氣終了時氣缸內(nèi)的壓力和溫度，殘余廢氣系數(shù)，配氣相位等。,2充氣效率的影響因素,減小進(jìn)、排氣門和進(jìn)、排氣道的流動阻力； 減小對充量的熱傳導(dǎo)； 合理地選擇配氣相位。,3提高充氣效率的措施,6,第三節(jié) 充氣效率、配氣相位和氣門間隙,二、配氣相位,配氣相位是進(jìn)、排氣門實(shí)際開、閉時刻相對于上、下止點(diǎn)位置的曲軸轉(zhuǎn)角。通常用環(huán)形圖來表示，稱為配氣相位圖。,1定義,2理論上的配氣相位分析,理論上進(jìn)、壓、功、排各占180，即

3、進(jìn)、排氣門都是在上、下止點(diǎn)開閉，延續(xù)時間都是180曲軸轉(zhuǎn)角。實(shí)際表明，簡單配氣相位對實(shí)際工作很不適應(yīng)，不能滿足發(fā)動機(jī)對進(jìn)、排氣的要求。,7,第三節(jié) 充氣效率、配氣相位和氣門間隙,二、配氣相位,（1）氣門的開、閉有個過程。 開啟：總是由小大；關(guān)閉：總是由大小。 （2）氣體慣性的影響。 隨著活塞的運(yùn)動，同樣造成進(jìn)氣不足、排氣不凈。 （3）發(fā)動機(jī)速度的要求。 實(shí)際發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速很高，活塞每一行程歷時都很短，使發(fā)動機(jī)進(jìn)氣不足，排氣不凈。,原因：,例如，桑塔納轎車發(fā)動機(jī)最大功率時的轉(zhuǎn)速為5600r/min，一個行程只有60/（56002）=0.0054s，即使轉(zhuǎn)速為1500r/min，一個行程也只有0.

4、02s，,8,第三節(jié) 充氣效率、配氣相位和氣門間隙,二、配氣相位,3實(shí)際的配氣相位分析,1）氣門早開晚關(guān)的好處,進(jìn)氣門早開：增大了進(jìn)氣行程開始時氣門的開啟高度，減小進(jìn)氣阻力，增加了進(jìn)氣量。 進(jìn)氣門晚關(guān)：延長了進(jìn)氣時間，在大氣壓和氣體慣性力的作用下，增加了進(jìn)氣量。 排氣門早開：借助氣缸內(nèi)的高壓自行排氣，大大減小了排氣阻力，使排氣干凈。 排氣門晚關(guān)：延長了排氣時間，在廢氣壓力和廢氣慣性力的作用下，使排氣干凈。,9,第三節(jié) 充氣效率、配氣相位和氣門間隙,二、配氣相位,3實(shí)際的配氣相位分析,2）進(jìn)、排氣門的實(shí)際開閉時刻和延續(xù)時間,實(shí)際進(jìn)氣時刻和延續(xù)時間：在排氣行程接近終了時，活塞到達(dá)上止點(diǎn)前，進(jìn)氣門便

5、開始開啟，進(jìn)氣門開啟時刻相對于上止點(diǎn)前的曲軸轉(zhuǎn)角稱為進(jìn)氣提前角ia;進(jìn)氣行程直到活塞越過下止點(diǎn)后，進(jìn)氣門才關(guān)閉，進(jìn)氣門關(guān)閉時刻相對于下止點(diǎn)的曲軸轉(zhuǎn)角稱為進(jìn)氣遲后角 iL。整個進(jìn)氣過程相當(dāng)于曲軸轉(zhuǎn)角180+ia+ iL ，稱為進(jìn)氣持續(xù)角i 。,ia 一般1030， iL 一般4080， i一般為230 290,10,第三節(jié) 充氣效率、配氣相位和氣門間隙,二、配氣相位,3實(shí)際的配氣相位分析,2）進(jìn)、排氣門的實(shí)際開閉時刻和延續(xù)時間,實(shí)際排氣時刻和延續(xù)時間 ：同樣，作功行程接近終了時，活塞在下止點(diǎn)前排氣門便開始開啟，提前開啟的角度稱為排氣提前角ea ，活塞越過上止點(diǎn)后 排氣門關(guān)閉， 延遲關(guān)閉的角度稱為

6、排氣遲后角eL。整個排氣過程相當(dāng)于曲軸轉(zhuǎn)角 180+ea+ eL ，稱為排氣持續(xù)角e 。,ea 一般4080，eL 一般1030， e一般230290,11,第三節(jié) 充氣效率、配氣相位和氣門間隙,二、配氣相位,3實(shí)際的配氣相位分析,3）氣門重疊,由于進(jìn)氣門提前開啟，排氣門遲后關(guān)閉，因此在排氣和進(jìn)氣兩個行程之間，在上止點(diǎn)前后，會出現(xiàn)進(jìn)、排氣門同時開啟的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為氣門重疊。氣門重疊期用曲軸轉(zhuǎn)角表示，其值為ia+ eL 。,ia+ eL約 2060。,12,第三節(jié) 充氣效率、配氣相位和氣門間隙,二、配氣相位,13,第三節(jié) 充氣效率、配氣相位和氣門間隙,二、配氣相位,實(shí)際配氣相位，氣門要早開晚

7、關(guān)，主要是為了滿足進(jìn)氣充足，排氣干凈的要求。但實(shí)際中，究竟氣門什么時候開，什么時候關(guān)最好？這主要根據(jù)各種機(jī)型，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的方法確定，由凸輪軸的形狀、位置及配氣機(jī)構(gòu)來保證。,14,第三節(jié) 充氣效率、配氣相位和氣門間隙,三、氣門間隙,氣門間隙是指氣門完全關(guān)閉時，搖臂撞頭與氣門桿尾端之間的間隙。（對于側(cè)置式氣門配氣機(jī)構(gòu)而言，則是指氣門桿尾端與挺柱之間的間隙。）,1定義,給熱膨脹留有余地，保證氣門密封。,2作用,15,第三節(jié) 充氣效率、配氣相位和氣門間隙,三、氣門間隙,間隙過大：氣門升程減小，導(dǎo)致排氣不暢，充氣不足，使換氣過程惡化動力性和經(jīng)濟(jì)性下降，此外，還會造成不正常的氣門敲擊聲。 間隙過小：導(dǎo)致內(nèi)燃

8、機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時氣門關(guān)閉不嚴(yán)，造成漏氣，功率下降，并使氣門的密封表面嚴(yán)重積碳或燒壞，油耗增加等。,氣門間隙有“冷間隙”和“熱間隙”之分，冷間隙是指在室溫下應(yīng)留的氣門間隙，熱間隙是指內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)至正常溫度后，在熱機(jī)狀態(tài)所測得的氣門間隙。,16,第三節(jié) 充氣效率、配氣相位和氣門間隙,三、氣門間隙,檢查調(diào)整氣門間隙，應(yīng)使被檢查調(diào)整的氣門處于完全關(guān)閉狀態(tài)時進(jìn)行，其方法有逐缸調(diào)整法和兩次調(diào)整法。,3氣門間隙的檢查調(diào)整方法,在內(nèi)燃機(jī)的安裝使用中，應(yīng)對氣閥間隙進(jìn)行及時的檢查與調(diào)整。在內(nèi)燃機(jī)拆裝修理后或長期使用磨損后都應(yīng)重新測量與調(diào)整氣閥間隙。,17,第三節(jié) 充氣效率、配氣相位和氣門間隙,三、氣門間隙,3氣門間隙的檢查

9、調(diào)整方法,將第一缸搖轉(zhuǎn)至壓縮行程上止點(diǎn)，使該缸進(jìn)、排氣門完全關(guān)閉，此時可以調(diào)整第一缸的進(jìn)、排氣門間隙。 然后轉(zhuǎn)動曲軸，按內(nèi)燃機(jī)的發(fā)火順序逐缸轉(zhuǎn)至壓縮上止點(diǎn)，分別對各缸進(jìn)、排氣門間隙進(jìn)行調(diào)整。,1）逐缸調(diào)整法,簡單可靠容易操作，但效率太低。,18,第三節(jié) 充氣效率、配氣相位和氣門間隙,三、氣門間隙,3氣門間隙的檢查調(diào)整方法,基本原理：根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)、發(fā)火順序、氣門排列和配氣相位，在第一缸或最后一缸處于壓縮上止點(diǎn)時，除調(diào)整本缸的進(jìn)、排氣門外，還可以調(diào)整其他缸的某個氣門。這樣，多缸內(nèi)燃機(jī)只需搖轉(zhuǎn)兩次曲軸，就可調(diào)整全部氣門間隙。,2）兩次調(diào)整法,此方法工作效率高，得到廣泛使用。,19,例1：發(fā)火

10、 順序?yàn)?243的四沖程直列四缸機(jī)的調(diào)整氣門間隙調(diào)整方法。,根據(jù),到第一缸處于壓縮上止點(diǎn)時，各缸處于關(guān)閉狀態(tài)的氣門如下表所示：,工作循環(huán)表、,發(fā)火順序、 氣門排列,和配氣相位,，得,則此時可對1、2、4、5四只氣門的間隙進(jìn)行調(diào)整；將曲軸搖轉(zhuǎn)360度，使第四缸處于壓縮上止點(diǎn)位置后，可對余下的3、6、7、8四只氣門的間隙進(jìn)行調(diào)整。,第三節(jié) 充氣效率、配氣相位和氣門間隙,20,例2：發(fā)火 順序?yàn)?536 24的四沖程直列六缸機(jī)的調(diào)整氣門間隙調(diào)整方法。,根據(jù),到第一缸處于壓縮上止點(diǎn)時，各缸處于關(guān)閉狀態(tài)的氣門如下表所示：,工作循環(huán)表、,發(fā)火順序、 氣門排列,和配氣相位,，得,第三節(jié) 充氣效率、配氣相位和氣門間隙,21,第三節(jié) 充氣效率、配氣相位和氣門間隙,則此時可對1、2、3、6、7、10六只氣門的間隙進(jìn)行調(diào)整；將曲軸搖轉(zhuǎn)360度，使第六缸處于壓縮上止點(diǎn)位置后，可對余下的4、5、8、9、11、12六只氣門的間隙進(jìn)行調(diào)整。,22,第三章思考題,1 簡述配氣機(jī)構(gòu)的功用。 2 氣門式配氣機(jī)構(gòu)的分類及其特點(diǎn)。 3 簡述氣門式配氣機(jī)構(gòu)主要零件的功用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 4 充氣效率定義及其影響因素。 5 氣門早開、晚關(guān)的好處是什么？ 6 什么是配氣相位？畫出配氣相位圖，并標(biāo)出氣門重疊角。 7 氣門間隙的定義、作用及氣門間隙的二次調(diào)整法。