课题三发动机配气机构1-正时皮带折装分析
生产实习课教案（首页）（代号B-4）
专业班共 6 页
审阅者年月日
分课题一、正时皮带拆装
一、课前准备
1.设备：丰田5A、捷达汽油机翻转台架各两台；
2.工具：常用工具
二、教学方法
1.示范演示；
2.自主探索，合作交流；
3.多媒体教学；
4.分组竞赛；
5.任务驱动；
6.巡回指导。
三、组织教学
1.清点学生人数及检查学生着装；
2.安全教育：车间禁令，工具使用与注意事项；
4.各小组工具清点与检查。
四、教学回顾
1.燃料供给系拆装。
2.燃料供给系路线。（学生画出路线图）
五、课题导入
发动机要正常工作必要保证活塞的运动与配气机构的工作要相互配合正确，可通过正时皮带的传动与正时记号的对正来保证。
六、本课题相关知识点
（一）配气机构的功用与组成认识（结合PPT及现场设备讲解）
1．功用：按照发动机各缸的作功顺序和工作循环的要求，定时将各缸进气门与排气门开启、关闭，使新鲜混合气进入气缸，燃烧废气排出气缸。
2.组成
（二）配气机构的分类（结合PPT讲解）
1．按气门的位置：
气门顶置式：常用类型
气门侧置式
2．按凸轮轴的位置：
3．按凸轮轴的传动方式：
4．按每个气缸的气门数：两气门、四气门、五气门（三进两排）
（三）配气相位与配气相位图（结合PPT及动画讲解）
配气相位：用曲轴转角表示的进、排气门的开闭时刻和开启持续时间（相对于上、下止点的位置）配气相位图：用曲轴转角的环形图来表示配气相位的图形
1．进气门的配气相位
（1）进气提前角α：在上一循环排气行程接近终了，活塞到达上止点之前，进气门便开启。从进气门开启到上止点所对应的曲轴转角称为进气提前角。（10°～30°）
（2）进气迟后角β：在进气行程下止点过后，压缩行程中进气门才关闭。从下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角称为进气迟后角。（40°～80°）
（3）进气持续角：进气门开启持续时间内的曲轴转角。（α+180°+β）
2．排气门的配气相位
（1）排气提前角γ：在作功行程的后期，活塞到达下止点前，排气门便开启。从排气门开启到下止点所对应的曲轴转角称为排气提前角。（40°～80°）
（2）排气迟后角δ：在活塞越过上止点后，在下一循环的进气行程中排气门才关闭。从上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角称为排气迟后角。（10°～30°）
（3）排气持续角：排气门持续开启的曲轴转角。γ+180°+δ
3.气门重叠：由于进气门早开和排气门晚关，在排气终了和进气刚开始，活塞处于上止点附近时，存在着进、排气门同时开启的现象。
气门重叠角：进、排气门同时开启过程对应的曲轴转角。（α+δ）
七、相关总成拆装步骤与演示（结合PPT及正时带拆装视频，教师边示范边讲解，学生模仿操练）
（一）正时带的拆卸
1.拆卸V带；
2.转动曲轴（24mm内六角套筒+扭力板书），使第一缸活塞处于压缩行程上止点；
3.拆卸正时带上防护罩上的两个弹簧钢片，并取下正时带上防护罩；
4.将凸轮轴带轮上的标记对准正时带防护罩上的标记；
5.拆卸曲轴带轮(T40花键套筒+中号快速扳手)；
6.拆卸正时带中、下防护罩（5号内六角+中号快速扳手）；
7.必要时做好安装记号，松开半自动张紧轮（14mmT字套筒），并拆下正时带。
图1 第一缸上止点位置同步带轮标记图2 第一缸上止点位置V带轮标记（二）正时带的安装
1.将凸轮轴带轮上的标记对准正时带防护罩上的标记；
2.检查曲轴带轮上的标记与正时带防护罩上的标记是否对准；
3.将正时带安装到曲轴带轮和水泵轮上，注意保证安装位置正确；
4.将半自动张紧轮安装螺栓松开，并转动张紧轮，使其处于张紧力最小的位置，并注意张紧轮定位块要卡入气缸盖的缺口内；
5.将正时带安装到张紧轮和凸轮轴带轮上；
6.核对曲轴带轮及凸轮轴带轮上的标记；
7.对半自动张紧轮逆时针转动，直到满足正时带的张紧要求，将张紧轮上的锁紧螺母按力矩要求拧紧；
8.安装正时带下防护罩、曲轴带轮、正时带中、上防护罩。
八、任务驱动
1.观察认识正时机构的组成，认识每个组成部件的名称；
2.掌握正时皮带拆装的方法；
3.制定本课题拆装计划；
4.动手练习正时皮带的拆装。
九、学生制定拆装计划
1.以小组为单位，通过现场观察，查阅资料，集体讨论的方式制定详细的本课题拆装计划；
2.列举本次拆装中的主要工具；
3.零部件摆放区域规划；
4.指出实习过程中的注意事项。
十、计划审批
1.合格——执行；
2.不合格——修改——再审批；
十一、巡回指导
1.工具正确安全使用；
2.拆装顺序是否合理；
3.零部件摆放区域规划。
十二、集中指导
半自动张紧轮的张紧。
十三、分组竞赛
各组派出3个代表PK示范正时皮带的拆装，评比哪组代表最规范最快完成任务，教师与学生共同评分。十四、项目考核
1.考核项目：正时皮带的拆装；
2.考核要求：正确拆装皮带，并按要求张紧；
3.考核时间：10分钟。
十五、小结
1.各小组工作表现；
2.正时皮带拆装过程中存在的不规范操作及安全隐患；
3.点评比赛完成情况；
4.项目考核中存在的问题。
十六、作业布置
正时皮带拆装实习报告。
十七、工具清点与场地卫生打扫
1.各小组清点各自工具车的工具数量并上报使用情况；
2.小组轮流打扫课室及实习场地卫生；
3.关闭场地内电源。
十八、集合与解散
1.清点学生人数；
2.检查场地卫生情况。
汽车发动机异响常见故障的诊断与排除
1汽车发动机异响的原因 1.1配合间隙过大 配合间隙是汽车装配质量的重要指标，当润滑，温度，负荷，和速度一定时，异响会随配合间隙的增大而越发明显，发动机某些运动机件因自然磨损使间隙增大超出的范围导致异响，如活塞与汽缸壁的敲击响声，连杆轴承与轴颈的撞击响声等。 1.2润滑不良 润滑是发动机正常工作的重要条件，通过润滑系统可实现润滑冷却清洗密封和防锈，当配合间隙，温度，负荷，和速度一定时，润滑油膜的厚度受润滑系统压力和润滑油品质影响，品质好的润滑油和适宜的压力就能产生较好的润滑油膜，润滑油膜越厚，机械冲击越小，不易发生异响。如果润滑油膜过薄，导致磨损力加剧，则发生异响而且明显而清晰。 1.3紧固件松动 发动机运转过程中产生振动，导致某些部件产生松动，出现撞击声。如飞轮固定螺栓松动，连杆螺栓松动等引起异响。 1.4个别机件变形损坏 由于某部件变形或损坏导致异响。如连杆弯曲导致敲缸，气门弹簧折断曲轴断裂引起的异响。 1.5不正常燃烧 汽油发动机点火时间过早或过火，导致爆燃，柴油发动机喷油时间过早导致过早粗暴引起金属敲缸声。 1.6装配调整或修理不当 因装配调整或修理不当导致机件配合间隙失准。如活塞销装配过紧，气门间隙调整不当引起的异响。 1.7转速 一般情况下，转速愈高机械异响愈强烈，但高转速时各种响起混杂在一起，某些异响反而不易辨清，所以诊断转速要视异响情况而定，如听诊气门响和活塞敲缸响时，在怠速或低速时异响非常明显，当主轴承响，连杆轴承响和活塞销响
较为严重时在怠速和低速下也能听到，总之诊断异响在响声最明显的转速下进行，并尽量在低速下进行，以减少不必要地噪声和损耗。 1.8温度 有些异响与发动机温度有关，而有些异响与发动机温度无关或关系不大，在机械异响诊断中，对于热膨胀系数大的配合要特别注意在发动机热态时工作状况，如活塞敲缸响，在发动机冷起动时，异响非常明显，一旦温度升高响声即减弱或消失，所以诊断冷敲缸响应在发动机低温进行，温度对热膨胀系数小的配合副间产生的异响影响不大，如曲轴主轴承响，连杆轴承响，气门响这类异响对诊断温度无特别要求，温度也是影响燃烧异响的主要因素之一，汽油发动机过热时往往产生点火敲击声。 1.9负荷 许多异响与发动机的负荷有关，如曲轴主轴承响，连杆轴承响，活塞敲缸响，气缸漏气响，汽油机点火敲击响等，均随负荷增大而增强，随负荷减少而减弱。 1.10缸位 某些异响与发动机的缸位有关，如活塞敲缸响，连杆轴承响，单缸断火时异响消失一个工作循环响2次，配气机构异响一个工作循环响1次，如活塞销响，连杆轴承响等，曲轴转1圈发响一次，而气门响，气门座圈响等，则曲轴转2圈响1次。 2异响的诊断方法 发动机异响常见故障主要在曲柄连杆机构和配气机构。发动机异响的诊断方法有两种，即人工经验听诊法和仪器辅助诊断法。 2.1人工经验听诊法 技术人员通过改变发动机工况等措施使异响再现，找出异响特征和规律并了解异响出现时发动机的运行状况及故障征兆，进而判断出异响部位这是目前使用最普通也是最主要的方法。在和用人工经验诊断发动机异响的过程中，常常借助于螺钉旋具来察听异响，这一传统的方法虽然简便有效，但也存在明显不足. 2.2仪器辅助诊断法 由于人工经验听诊法的准确率较低，因此常用一些仪器设备来辅助听诊与分析，常用的仪器主要有听诊器，噪声器，振动分析仪等。
配气机构整体系统仿真及优化
配气机构整体系统仿真及优化 康黎云司庆九 （重庆长安集团汽车工程研究院CAE所） 摘要：通过A VL EXCITE Timing Drive的仿真，对某机型的配气机构进行动力学计算以了解存在的问题和优化方向。拟定重新设计凸轮型线和调整弹簧参数的优化措施，并用EXCITE Timing Drive进行对比计算，结果表明凸轮型线的设计和弹簧参数的更改达到了优化目的。 关键词：配气机构；动力学；凸轮型线；气门弹簧 主要软件：A VL EXCITE Timing Drive；MSC/NASTRAN 1. 前言 某发动机的配气机构采用四气门单顶置凸轮轴摇臂驱动，其中进、排气侧分别为两同形式的指形从动件摇臂。摇臂驱动形式的配气机构刚度一般比挺柱直接驱动的配气机构要弱，相应其动力性也要差些。现实的问题是：如何从优化配气机构的角度出发，在不提高发动机转速的情况下增加该发动机的功率，同时还必须使配气机构的动力性也满足设计要求，如不出现飞脱、反跳及弹簧并圈等问题。 2. 分析过程 2.1 总体流程 为解决问题，制订以下分析流程，如图1所示： 图1 配气机构分析及优化流程图
2.2 优化前仿真分析 机构的主要全局参数如表1所示： 表1 配气机构主要技术参数 进气侧排气侧 15.5mm 基圆半径 15.5mm 气门正时 466°(曲轴转角) 258°(曲轴转角) 气门包角(含缓冲段) 170° 175° 气门倾角 16° 20° 0.25mm 气门间隙 0.15mm 弹簧预紧力 114N 工作段弹簧刚度 29N/mm 建立整个阀系的EXCITE Timing Drive模型：①. 从凸轮轴前端往后端看，凸轮的布置是排气门、两个进气门、排气门的形式；②. 由于发动机的点火顺序是1-3-4-2，所以对应缸的阀系相位要依次滞后90°；③. 忽略皮带传动对阀系的影响，而直接将转速加载到凸轮轴的最前段的SHPU单元上。整个模型如图2所示： 图2 阀系模型 以下为发动机优化前6000rpm下的动力学计算结果(图3~图6所示)，从各曲线图可以看出，该配气机构在高转速下出现反跳、飞脱和并圈，因此，有必要对该套系统进行优化。优化的措施主要有以下几点： (1) 重新设计进、排气凸轮型线，以避免飞脱和反跳的产生。对于摇臂驱动的凸轮型线，使
第三章 配气机构
第三章 配气机构 一、概述 1．功用： 配气机构是进、排气管道的控制机构，它按照气缸的工作顺序和工作过程的要求，准时地开闭进、排气门、向气缸供给可燃混合气（汽油机）或新鲜空气（柴油机）并及时排出废气。另外，当进、排气门关闭时，保证气缸密封。进饱排净，四行程发动机都采用气门式配气机构。 2．充气效率 新鲜空气或可燃混合气被吸入气缸愈多，则发动机可能发出的功率愈大。新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度，用充气效率v η表示。 o v m m =η 气质量充满气缸工作容积的新进气系统进口状态下量实际充入气缸的新气质进气过程中,,→→ v η越高，表明进入气缸的新气越多，可燃混合气燃烧时可能放出的热量也就越大，发动机的功率越大。 3．型式 ① ? ??气门侧置式配气机构气门顶置式配气机构分根据气门安装位置不同, （图3-1） 气门位于气缸盖上称为气门顶置式配气机构，由凸轮、挺柱、推杆、摇臂、气门和气门弹簧等组成。其特点，进气阻力小，燃烧室结构紧凑，气流搅动大，能达到较高的压缩比，目前国产的汽车发动机都采用气门顶置式配气机构。 气门位于气缸体侧面称为气门侧置式配气机构，由凸轮、挺柱、气门和气门弹簧等组成。省去了推杆、摇臂等另件，简化了结构。因为它的进、排气门在气缸的一侧，压缩比受到限制，进排气门阻力较大，发动机的动力性和高速性均较差。逐渐被淘汰。 ② ?? ???凸轮轴上置式凸轮轴中置式凸轮轴下置式按凸轮轴布置位置 （图3-2） 凸轮轴下置式，主要缺点是气门和凸轮轴相距较远，因而气门传动另件较多，结构较复杂，发动机高度也有所增加。 凸轮轴中置,凸轮轴位于气缸体的中部由凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，省去推杆，这种结构称为凸轮轴中置配气机构。 凸轮轴上置,凸轮轴布置在气缸盖上。凸轮轴上置有两种结构，一是凸轮轴直接通过摇臂来驱动气门，这样既无挺柱，又无推杆，往复运动质量大大减小，此结构适于高速发动机。另一种是凸轮轴直接驱动气门或带液力挺柱的气门，此
发动机配气机构设计及发展综述
发动机配气机构发展综述 张正有 （重庆工学院汽车学院200246班22号） 【内容摘要】：本文论述了发动机配气机构的发展进程，阐述了可变技术在配气机构中的发展和应用，对迄今已有的发动机气门驱动机构进行了分类介绍，总结了不同气门驱动机构的结构、工作原理和优缺点。并指明了配气机构今后的发展方向。 【关键词】：发动机配气机构可变技术驱动机构 Development Overview of Valve-train of Engine Zhang zheng-you (Chongqing Institute of Technology；Automobile college 20024622) 【Abstract】: This text discussed development progress of valve-train of engine and variable technique be using in the field. In addition, classifications and detail introductions were made for the valve actuators of automotive engine. The structures, fundamentals and advantage of the different actuators were summed up. In the end, further investigations in the future wre put forwards. 【Key word】: engine； valve train； variable technique； valve actuators 0 前言 伴随着社会经济的发展，人类生活水平的提高，我们对生活质量也提
配气机构答案
单元三配气机构 一、填空题 1．充气效率越高，进人气缸内的新鲜气体的量就__多_____，发动机研发出的功率就__高____。 2．气门式配气机构由__气门组___ 和___气门传动组______组成。 3．四冲程发动机每完成一个工作循环,曲轴旋转__2___周，各缸的进、排气门各开启 ___1____ 次,此时凸轮轴旋转___1___周。 4．气门弹簧座是通过安装在气门杆尾部的凹槽或圆孔中的___锁片____或___锁块____ 固定的。 5．由曲轴到凸轮轴的传动方式有下置式、上置式和中置式等三种。 6．气门由__头部___和___杆身____两部分组成。 7．凸轮轴上同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置与既定的___配气相位____相适应。 8．根据凸轮轴___旋向_____和同名凸轮的____夹角____可判定发动机的发火次序。 9．汽油机凸轮轴上的斜齿轮是用来驱动__机油泵___和__分电器____的。而柴油机凸轮轴上的斜齿轮只是用来驱动___机油泵____的。 10．在装配曲轴和凸轮轴时,必须将___正时标记____对准以保证正确的___配气相位__。 二、判断题 1．充气效率总是小于1的。( √) 2．曲轴正时齿轮是由凸轮轴正时齿轮驱动的。( X) 3．凸轮轴的转速比曲轴的转速快1倍。( X) 4．气门间隙过大，发动机在热态下可能发生漏气，导致发动机功率下降。( √) 5．气门间隙过大时，会使得发动机进气不足，排气不彻底。( √) 6．对于多缸发动机来说，各缸同名气门的结构和尺寸是完全相同的，所以可以互换使用。( X) 7．为了安装方便，凸轮轴各主轴径的直径都做成一致的。( X) 8．摇臂实际上是一个两臂不等长的双臂杠杆，其中短臂的一端是推动气门的。 ( X) 9.非增压发动机在进气结束时，气缸内压力小于外界大气压。（X） 10.发动机在排气结束时，气缸内压力小于外界大气压。（X）
配气机构常见故障诊断与排除
配气机构常见故障诊断与排除 一、气缸压缩压力不足的原因及影响气缸压缩压力不足的原因有气缸充气不足和气缸密封不良这两种 其中气缸充气不足的原因有4种 1）配气相位失准 是由于进气时间短，气门开度小， 导致配气机构传动件磨损变形， 配气正时记号没对准，气门间隙过大。 2）活塞气缸组密封不良，导致进气吸力小。 3）空气滤清器滤芯堵塞se，导致进气阻力大。 4）排气系统堵塞se，导致废气排不净，影响进气量。其中气缸密封不良的原因有3种 1）气门关闭不严 导致气门弹簧弹力不足 气门间隙过小，气门与气门座密合不严， 气门座圈松动，气门杆弯曲。 2）活塞气缸组密封不良导致活塞与缸壁间隙过大， 活塞环“三缝隙”过大、卡滞。 3）气缸垫漏气 导致缸盖、缸体密封面翅曲，气缸盖螺栓不紧， 气缸套高出量小，气缸垫损坏或弹性差。 二、气缸压缩压力的检测1、检测方法
用气缸压力表可测量并记录压缩行程上止点时气缸的压缩压力。 测量时，应使发动机运转至正常温度(水温80～90℃)后熄火进行。 汽油机需要拆除全部火花塞，将阻风门与节气门 全开，然后把气缸压力表的锥形橡胶头用手压紧在火花塞孔上，用起动机转动曲轴3~5秒，记录压力表指示的读数。柴油机可将压力表接在喷油器安装孔上，转速在500r／min（每分钟500转）时测定。 各缸测量次数不少于2次，取平均值。 2、检测结果对比分析测得的结果如低于原厂规定标准，可向该缸火花塞(或喷油器)孔内注入20~30ml机油，然后重测一次气缸压力。 如果第二次测出的压力比第一次高，接近于标准压力， 则表明活塞气缸组密封不良。 如果第二次测出的压力与第一次差不多， 则表明是气门或气缸垫密封不良。 如果相邻两缸两次检测的压力都很低， 则表明是两缸相邻处的气缸垫烧损窜cuan气。 三、进气管真空度的检测通常用量程为0~120kPa的汽车发动机检测通常用专用真空表检测发动机进气管的真空度。真空表由表头和软管组成。 软管的一头连接在表头上，测量时把另一头连接在进气管的接头上。检测前应将发动机预热到正常工作温度。
基于PROE的四缸内燃机凸轮配气机构的结构设计及运动仿真分析
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 湖北文理学院 毕业设计(论文)正文题目 基于PRO/E的四缸内燃机凸轮配气机构的结 构设计及运动仿真分析 专业机械设计制造及其自动化 班级机制0812班 姓名李旭东 学号08116249 指导教师 职称 李梅 副教授 2012年5 月23日
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊基于PRO/E的四缸内燃机凸轮配气机构的结构设计及运动仿 真分析 摘要：配气机构作为内燃机的重要组成部分，其设计合理与否直接关系到内燃机的动力性能、经济性能、排放性能及工作的可靠性、耐久性。随着内燃机高功率、高速化，人们对其性能指标的要求越来越高，要求其在高速运行的条件下仍然能够平稳、可靠地工作，因而对其配气机构提出了更高的要求。配气凸轮型线是配气机构的核心部分，配气凸轮型线设计是配气机构优化设计的重要途径之一。模拟计算和实验研究是内燃机配气机构研究两种重要手段。 运用多体力学的方法对配气机构进行了动态仿真分析，采用数字多体程 序的方法，建立了配气系统的理论模型，进行配气机构的运动学、动力学分析，除了得到气门的升程、速度、加速度外，还考虑了摇臂与气门之间的碰撞，以及摇臂支座的柔性。因此得到气门与摇臂之间的碰撞力，摇臂支座的柔性衬套的受力，气门弹簧力，凸轮轴支座反力，气门座反力及凸轮与摇臂之间的压力角等。为凸轮型线、摇臂形状和整个配气机构的设计改进提供了重要依据。 利用pro/e强大的分析仿真功能, 对凸轮式配气机构的运动特性以及弹簧刚度对系统运动的影响进行了仿真分析, 得出弹簧刚度与气门振动的关系图, 为改善系统动力学性能和关键零部件设计提供了依据。利用计算机软件仿真, 有利于降低研发成本并缩短产品的开发周期。 关键词：内燃机；配气机构；凸轮型线；优化设计;汽车；发动机；配气系统；顶置凸轮；动态仿真
第三章配气机构
第三章配气机构 配气机构（一） 教学目的 1、掌握配气机构的布置形式。 2、掌握配气相位与气门间隙的知识。 教学安排 组织教学 讲述新课 功用：按照气缸的工作顺序和工作过程的要求，准时地开闭进、排气门，向气缸供给可燃混合气（汽油机）或新鲜空气（柴油机）并及时排出废气。 充气效率：新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度，用充气效率表示。 §3.1 配气机构的布置形式 一、配气机构布置形式和工作情况 （一）布置形式 按气门的布置形式分：顶置气门式和侧置气门式。侧置气门式已趋于淘汰； 按凸轮轴安装位置分：上置凸轮轴式、中置凸轮轴式和下置凸轮轴式； 按曲轴和凸轮轴的传动方式分：齿轮传动式、链条传动式和齿形皮带传动式； 按每个气缸的气门数目分：2气门式、3气门式、4气门式和5气门式。 （二）工作过程 运动传递路线：曲轴→凸轮轴→挺柱→推杆→摇臂→气门 四冲程发动机曲轴与凸轮轴的传动比为2:1。 二、凸轮轴布置型式及特点 §3.2 配气相位与气门间隙 一、配气相位 配气相位是用曲轴转角表示的进、排气门的开启时刻和开启延续时间。 通常用环形图表示——配气相位图。 气门重叠： 两个气门同时开启时间相当的曲轴转角叫作气门重叠角。
二、气门间隙 作用：为气门热膨胀留有余地，以保证气门的密封。 间隙过小：发动机工作后，零件受热膨胀，将气门推开，使气门关闭不严，造成漏气，功率下降，并使气门的密封表面严重积碳或烧坏，甚至气门撞击活塞。 间隙过大：进、排气门开启迟后，缩短了进排气时间，降低了气门的开启高度，改变了正常的配气相位，使发动机因进气不足，排气不净而功率下降，此外，还使配气机构零件的撞击增加，磨损加快。 采用液压挺柱的配气机构不需要留气门间隙。 作业 1、配气机构有何功用？凸轮轴的布置形式有哪几种？各有什么特点？ 2、什么是配气相位？画出配气相位图，并注明气门重叠角。 3、气门为何要早开晚关？ 配气机构（二） 教学目的 掌握配气机构主要零件的功用及构造 教学安排 组织教学 复习旧课 1、配气机构的功用、凸轮轴的布置形式及特点； 2、配气相位、画出配气相位图、气门重叠角。 讲述新课 §3.3 配气机构的主要零件与组件 一、气门组 包括：气门、气门座、气门导管、气门弹簧、气门弹簧座及锁片等。 1、气门 功用：控制进、排气管的开闭 构造：气门由头部和杆部组成。气门密封锥面与气门座配对研磨。 杆身装在气门导管内起导向作用，杆身与头部采用圆滑过渡连接。 尾部制有凹槽（锥形槽或环形槽）用来安装锁紧件。
配气机构文献综述
文献综述 题目 168F汽油机设计——配气机构 二级学院车辆工程学院 专业能源与动力工程 班级 112040601 学生姓名彭元平学号 11204060117 指导教师屈翔职称副教授 时间 2016-3-20
摘要： 配气机构作为内燃机的重要组成部分其设计合理与否直接关系到内燃机的动力性、经济性能、排放性能及工作的可靠性、耐久性。本文综述了汽油机配气机构的发展现状，论述了对配气机构优化设计的必要性，阐述了发动机配气机构优化设计的发展方向。 关键词：配气机构、凸轮型线、配气相位、气门弹簧。 Abstract： As important part of the internal combustion engine, valve mechanism with right design is a must, for it is directly relevant to power, economic performance, emission performance, reliability and durability of the internal combustion engine. This paper reviewed the gasoline engine valve mechanism from the aspects of the state-of-the-art and the necessities of its optimization design, and set forth the development of engine valve mechanism optimization design. Key words：Air distribution mechanism Cam type line Gas distribution phase Valve spring 1.前言 配气机构是汽油机最重要的组成部分它的功能是实现换气过程，即根据气缸的工作次序，定时的开启和关闭进、排气门，以保证换气充分。一台汽油机的工作是否稳定可靠[1]，噪声与振动是否控制在较低的水平，都与其配气机构设计合理的是密不可分的。配气机构要使各气缸都保持换气良好的状态，使充气系数尽可能的提高，按照工作的需要，科学的开启与关闭进气门和排气门。 随着人们的需求，发动机的设计趋于高速化、高功率化。人们对其性能的要求也越来越高，配气机构作为发动机的配给系统，很大程度的决定了发动机的优劣[2]。所以想要提高发动机的性能，配气机构的优化设计也是必不可少的。随着前人的不断积累，配气机构的供给能力及结构形式都发生了很多改观，下面我将介绍配气机构的发展现状及主要优化形式。 2.凸轮型线的优化 内燃机配气凸轮机构是由配气凸轮驱动的，所以配气机构的这些性能指标在很大程度上取决于配气凸轮的结构。尤其是当发动机转速提高以后，凸轮型线设计的好坏对发动机的充气性能和动力性能的影响更大[3]。最近，海马轿车有限公司的王艳芳、王少辉[4]等汽车工程师做了相应的实验，他们选择了三种不同型线的进气凸轮轴和同
第三章配气机构分析
1．功用： 配气机构是进、排气管道的控制机构，它按照气缸的工作顺序和工作过程的要求，准时地开闭进、排气门、向气缸供给可燃混合气（汽油机）或新鲜空气（柴油机）并及时排出废气。另外，当进、排气门关闭时，保证气缸密封。进饱排净，四行程发动机都采用气门式配气机构。 2．充气效率 新鲜空气或可燃混合气被吸入气缸愈多，则发动机可能发出的功率愈大。新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度，用充气效率ηv表示。ηv越高，表明进入气缸的新气越多，可燃混合气燃烧时可能放出的热量也就越大，发动机的功率越大。 3．型式 气门位于气缸盖上称为气门顶置式配气机构，由凸轮、挺柱、推杆、摇臂、气门和气门弹簧等组成。其特点，进气阻力小，燃烧室结构紧凑，气流搅动大，能达到较高的压缩比，目前国产的汽车发动机都采用气门顶置式配气机构。 气门位于气缸体侧面称为气门侧置式配气机构，由凸轮、挺柱、气门和气门弹簧等组成。省去了推杆、摇臂等另件，简化了结构。因为它的进、排气门在气缸的一侧，压缩比受到限制，进排气门阻力较大，发动机的动力性和高速性均较差，逐渐被淘汰。 凸轮轴下置式，主要缺点是气门和凸轮轴相距较远，因而气 门传动另件较多，结构较复杂，发动机高度也有所增加。 凸轮轴中置,凸轮轴位于气缸体的中部由凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，省去推杆，这种结构称为凸轮轴中置配气机构。凸轮轴上置,凸轮轴布置在气缸盖上。
凸轮轴上置有两种结构，一是凸轮轴直接通过摇臂来驱动气门，这样既无挺柱，又无推杆，往复运动质量大大减小，此结构适于高速发动机。另一种是凸轮轴直接驱动气门或带液力挺柱的气门，此种配气机构的往复运动质量更小，特别适应于高速发动机. 凸轮轴下置，中置的配气机构大多采用圆柱形正时齿轮传动，一般 从曲轴到凸轮轴只需一对正时齿轮 传动，若齿轮直径过大，可增加一个中间齿轮。为了啮合平稳， 减小噪声，正时齿轮多用斜齿。 链条与链轮的传动适用于凸轮轴上置的配气机构，但其工作可 靠性和耐久性不如齿轮传动。近年来高速汽车发动机上广泛采 用齿形皮带来代替传动链，齿形带传动，噪声小、工作可靠、 成本低. 一般发动机都采用每缸两个气门，即一个进气门和一个排气门的结构。为了改善换气，在可能的条件下，应尽量加大气门的直径，特别是进气门的直径。但是由于燃烧 室尺寸的限制，气门直径最大一般不能超过气缸直径的一半。当气 缸直径较大，活塞平均速度较高时，每 缸一进一排的气门结构就不能保证良 好的换气质量。因此，在很多新型汽车 发动机上多采用每缸四个气门结构。即 两个进气门和两个排气门。 4．组成 包括气门组和气门传动组
毕业设计--配气机构的设计
毕业设计说明书配气机构的设计 姓名: 所属院校： 专业: 班级: 学号: 指导教师：
目录 概述 1、配气机构的功用 (6) 2、配气机构的设计要求 (6) 3、配气机构计算参数的确定 (7) 一、凸轮轴的设计： 1、凸轮轴的设计要求 (7) 2、凸轮轴的结构 (7) 3、凸轮轴的选材 (7) 4、凸轮轴的支承轴颈轴承的材料 (7) 5、凸轮轴的定位方式 (7) 6、凸轮轴的最小尺寸定位方式 (7) 7、凸轮轴的热处理工艺......................................................................................... (8) 8、凸轮轴的损坏形 式......................................................................................... (8) 9、凸轮轴的计算
........................................................................................ (9) 二、凸轮的设计 1、凸轮设计的要 求 (10) 2、凸轮基圆设计 (11) ①基圆半径的确定......................................................................................... (13) ②凸轮位置的确 定......................................................................................... (13) ③配气相位与凸轮的作用 角......................................................................................... (14) ④凸轮顶部的圆弧半 径......................................................................................... (14) 三、挺柱的设计 1、挺柱的结构 (10) 2、挺柱的材料 (15) 3、平面挺柱导向面与导向孔之间挤压应力的计算 (16) 4、平面挺柱的最大速度......................................................................................... (16) 5、凸轮与挺柱间接触应力的计算
最新-基于PROE的进排气阀门的运动仿真分析
本科学生毕业设计 基于PRO/E的进排气阀门的运动仿真分析 院系名称： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 职称： 黑龙江工程学院 二○一二年六月
The Graduation Design for Bachelor's Degree Movement Simulation of Input Air and Outputair Valve of Engine based on Pro/e Candidate： Specialty： Class： Supervisor： Heilongjiang Institute of Technology 2012-06·Harbin
摘要 配气机构作为内燃机的重要组成部分，其设计合理与否直接关系到内燃机的动力性能、经济性能、排放性能及工作的可靠性、耐久性。随着内燃机高功率、高速化，人们对其性能指标的要求越来越高，要求其在高速运行的条件下仍然能够平稳、可靠地工作，因而对其配气机构提出了更高的要求。配气凸轮型线是配气机构的核心部分，配气凸轮型线设计是配气机构优化设计的重要途径之一。模拟计算和实验研究是内燃机配气机构研究两种重要手段。本文对配气机构给零件形状、尺寸进行了设计，并且应用pro-engineer进行了实体建模，得到了配气机构的三维装配图。再将配气机构模型导入ADAMS软件进行约束的建立以及驱动的添加，使得配气机构能够在ADAMS 软件中进行仿真，从而得到各种数据曲线对整个机构的性能进行分析，根据各种数据分析得到配气机构的最优设计。 关键词：内燃机；配气机构；虚拟样机技术；建模；仿真
ABSTRACT The valve train is one of the most important mechanisms in a internal combustion engine, whether the performances are good or bad, that affecting the power performance, economic performance, emissions performance of the engine, as well as affecting the reliability and wear performances of the whole engine. Along with the requests of the engine’s high power, super-speed, people demand a higher index. That is, when the engine runs under a high speed, it can still work steadily and dependably, which demand that the valve train system should have a high performance. Cam profile is the hard core of the valve train, which design is one of the important ways to carry out valve train optimal design. Simulation calculation and experimentation research are two important ways to carry out research and development on valve train of internal-combustion engine.This thesis devise the parts shape and dimension for the valve train, obtain the 3D assembly diagram base on model entities by pro-engineer. Importing the valve train to ADAMS software, then creating the constraints and adding drives. Sequentially, analyze the whole organization performance, after get the various data curve from valve train be capable simulation in ADAMS software. Finally, obtain the optimum design of valve train according to various data analysis. Key words: Internal combustion engine; Valve train VPT; Virtual prototyping technology; Modeling; Simulation
485柴油机的配气机构的设计
485柴油机设计（配气机构） 摘要 本设计介绍了485柴油机配气机构的设计，主要是其各零部件的设计。本次设计的485柴油机主要用于轻型载货车。 配气机构的功用就是实现换气过程，即根据发动机气缸的工作顺序，定时的开启和关闭进排气门，以保证气缸排出废气和吸进新鲜空气。配气机构设计的好坏直接影响发动机整体的经济性和动力性，因此配气机构的设计在发动机整体设计上占有相当重要的作用。在气门选择上，采用每缸两个气门的方案，其优点是比较简单、可靠，对于自然吸气式柴油机可以提高新鲜空气的进气量，降低气缸的热负荷，增加气缸的耐久性和使用寿命。气门的驱动采用凸轮轴—挺柱—推杆—摇臂—气门机构。凸轮轴布置形式是下置式，采用的是整体式凸轮轴，这样的凸轮轴结构简单，加工精度高，能有良好的互换性。 本次配气机构的设计，主要包括进、排气门的设计，气门弹簧的设计，以及凸轮轴的设计。编写Matlab程序，计算得到挺柱升程表，绘出挺柱升程、速度、加速度曲线。 关键词：柴油机，配气机构，凸轮轴，气门
THE DESIGN OF VALVE TIMING MECHANISM OF 485 DIESEL ENGINES ABSTRACT This thesis introduces the design of valve timing mechanism of 485 diesel engines, mainly the design of its various components. The 485 diesel engine in this design is mostly used in light truck. The function of valve timing mechanism is to realize the exchange process, namely according to engine cylinder working order, ensure that the intake and exhaust valves open and close at the proper time. The valve gear play a direct impact on the economy and power parameters of the engine, therefore, the design of gas distribution agency in the overall design of the engine play a rather important role. Arranging two-valve per cylinder, the advantages are that it is relatively simple, reliable, for the naturally aspirated diesel engines can improve the fresh air into the cylinder, reduce the heat load of the cylinder to increase the durability of the cylinder and use life. The driving mechanism of valves is camshaft, tappet, pushrod, rocker, valve train. Camshaft arrangement is under the form of home-style, using the integral camshaft, such camshafts have simple structure, high precision machining, and good interchangeability. This design, including exhaust valve, intake valve, valve spring, and camshaft. Write Matlab program, calculate tappet lift table, map the curves of tappet lift, speed and acceleration. KEY WORDS: Diesel engine, Valve timing mechanism, Camshaft, Valve
发动机配气机构系统的动力学建模及仿真分析
发动机配气机构系统的动力学建模及仿真分析 罗卫平,陈曼华,姜小菁,王 (金陵科技学院机电工程学院,江苏南京211169) 摘要:针对发动机配气机构系统,在ADAM S/Engine软件中建立了其虚拟模型,在此基础上,对该机构进行了仿真分析,得到了气门的升程、速度、加速度和摇臂与挺柱的接触力等特性曲线,为配气机构动态性能的评价和优化提出了理论依据,从而为虚拟样机技术在新产品开发中的应用提供了有效方法。 关键词:配气机构;ADAM S/Engine;虚拟样机;多体动力学 中图分类号:U463.33;TP391.9文献标识码:A文章编号:1672-1616(2012)01-0051-04 配气机构的功用是根据发动机每一汽缸内进 行的工作循环顺序,定时地开启和关闭各汽缸的 进、排气门,以保证新鲜可燃混合气或空气得以及 时进入汽缸,并把燃烧后生成的废气及时排出汽 缸。配气机构的传统开发方法往往是多方案的比 较和试凑过程,这种基于物理样机的频繁的试验, 会延长研发周期和增加开发成本。虚拟样机技术 就是在这种情况下产生的一种数字化的研发模式, 即工程师在计算机上建立样机模型,对模型进行各 种动态性能的分析,然后改进样机设计方案,最后 投入生产。本文就是在这样的背景下,以多体动力 学为理论基础,采用美国MDI公司开发的 ADAM S软件。对发动机配气机构进行建模与仿 真,预测实际产品的特性,提供一个全面地研究产 品工作性能的方法。 1多体系统动力学研究的理论基础 随着多体动力学的发展,目前应用于多刚体系 统动力学的方法主要有以下几种:牛顿-欧拉法、 拉格朗日方法论、图论4法、凯恩法、变分法、旋量 法等。ADAMS用刚体i的质心迪卡儿坐标和反 映刚体方位的欧拉角作为广义坐标,即:q i=[x, y,z,W,H,<]T i,q=[q T1,,,q T n]T。采用拉格朗日 乘子法建立系统运动方程[1]: d d t 5T 5q# T - 5T 5q T +f T q Q+g T q#L=Q(1) 式中:T为系统动能;q为系统广义坐标列阵;Q 为广义力列阵;Q为对应于完整约束的拉氏乘子列阵,完整约束方程时,f(q,t)=0;L为对应于非完整约束的拉氏乘子列阵,非完整约束方程时,g(q, q#,t)=0。 2配气机构的动力学建模 配气机构是由凸轮轴、摇臂、气门、气门弹簧、挺柱、气门座等多个构件组成的机械系统,它是由凸轮的旋转带动驱动气门按预定的运动规律开启和关闭来实现配气的过程。ADAM S/Engine提供了多种配气机构部件模型的模板,因此在建立配气机构的模型时只需在ADAMS/Engine软件中选取 正确的模板,然后根据实际部件的特征,修改部件几何参数。如果模型库中不包含要建立的几何部件类型,则可以根据需要建立新的模板,然后导入标准界面进行分析[2]。本文利用ADAM S/Eng ine 模板建立了某柴油发动机顶置凸轮轴式配气机构的多刚体虚拟样机模型,如图1所示。 1)凸轮轴;2)摇臂;3)挺柱;4)气门弹簧; 5)气门;6)气门座 图1配气机构的虚拟样机模型 收稿日期:2011-08-10 作者简介:罗卫平(1973-),女,江苏南京人,金陵科技学院讲师,硕士,主要研究方向为虚拟技术和动力学仿真。
多功能天车打壳机的工作原理及常见故障分析(1)
多功能天车打壳机的工作原理及常见故障分析 摘要：为了降低电解多功能天车打壳机头的故障率，全面了解造成打壳机故障的原因，通过对多功能天车打壳机头的振动原理进行了阐述，并对其常见的几种故障进行了分析，有效的提升维修质量，从而降低对电解生产的延误。 关键词：打壳机头；振动原理；故障分析； 引言 电解多功能天车（PTM）是大型预培电解槽专用的关键工艺加工作业设备，其用于铝电解生产的换极、出铝、抬母线、打壳、添加氧化铝、覆盖阳极及厂房内设备检修、安装的物品吊运等工作。在电解铝生产中，自焙电解槽中电解质的表面会凝固一层妨碍下料和熄灭阳极效应的硬壳，必须定时将其打掉，才能保持生产的正常进行。多功能天车打壳机被运用于此，完成电解换极作业时的壳面打洞作业，打壳机头是其中的一个关键部件，其使用频率高，维护保养难以跟上，使得故障率较高。而在实际工作中，许多维修工对其振动原理不甚了解，不能很好的对故障原因进行判断，这既延误生产的正常进行又加大备件的消耗。本文通过对打壳机头的振动原理进行阐述，并对其常见的几种故障进行分析，以促进维修工作质量的提高。 1 打壳机结构特点及工作参数分析 1.1 结构特点 如图1 所示，四连杆式打壳装置包括固定机架
图1 四连杆打壳示意图 1、机架 2、倾斜油缸 3、上连杆 4、下连杆 5、打壳机 四连杆打壳机构的固定机架安装在工具小车的回转装置上，活动框架设置在固定机架上，连接架的上端通过螺栓与活动框架下端相连接，连接架的下端通过销轴与上、下连杆的后端相连接，上、下连杆的前端与打壳机相连接，连接架上设置有升降液压缸和倾斜液压缸，升降液压缸通过缸筒轴与固定机架相连接，倾斜液压缸的活塞杆通过销轴与下连杆相连接。固定机架在升降液压缸与倾斜液压缸之间，使打壳机构整体重心位于固定机架中心; 连接架的下端连接上、下连杆的2个销轴均位于固定机架下方。 1.2 工作参数分析 四连杆打壳机工作特点，打壳机头高频打击，每分钟打击铝硬壳1200 次，即打击频率为20Hz;打击功率为110 J，打击行程26 mm，打击气压为0. 4 ～0. 8 MPa。据此分析，打壳机的工作力并不是很
发动机链传动式配气机构设计
摘要 配气机构作为内燃机的重要组成部分，其设计合理与否直接关系到内燃机的动力性能、经济性能、排放性能及工作的可靠性、耐久性。随着内燃机高功率、高速化，人们对其性能指标的要求越来越高，要求其在高速运行的条件下仍然能够平稳、可靠地工作，因而对其配气机构提出了更高的要求。配气凸轮型线是配气机构的核心部分，配气凸轮型线设计是配气机构优化设计的重要途径之一。模拟计算和实验研究是内燃机配气机构研究两种重要手段。 关键词：内燃机；配气机构；凸轮型线； I
ABSTRACT The valve train is one of the most important mechanisms in a internal combustion engine, whether the performances are good or bad, that affecting the power performance, economic performance, emissions performance of the engine, as well as affecting the reliability and wear performances of the whole engine. Along with the requests of the engine’s high power, super-speed, people demand a higher index. That is, when the engine runs under a high speed, it can still work steadily and dependably, which demand that the valve train system should have a high performance. Cam profile is the hard core of the valve train, which design is one of the important ways to carry out valve train optimal design. Simulation calculation and experimentation research are two important ways to carry out research and development on valve train of internal-combustion engine. Key words:Internal combustion engine; Valve train; Cam profile; II