內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)
內(nèi)燃機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)是指控制內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣和排氣的機(jī)構(gòu)。根據(jù)內(nèi)燃機(jī)上氣門的排列方式,氣門機(jī)構(gòu)可分為兩種類型側(cè)配氣機(jī)構(gòu)和頂置配氣機(jī)構(gòu)。
簡介定義 編輯本段
用于控制內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣和排氣的機(jī)構(gòu)。內(nèi)燃機(jī)完成一個工作循環(huán)后,為了連續(xù)工作,必須將膨脹后的廢氣排出氣缸,并及時吸入新鮮的充量(空氣或可燃混合物)配氣機(jī)構(gòu)根據(jù)內(nèi)燃機(jī)每個氣缸的工作順序適時開啟和關(guān)閉、排氣門或進(jìn)、排氣口(見二沖程內(nèi)燃機(jī)),以確保足夠的通風(fēng)。
根據(jù)內(nèi)燃機(jī)上氣門的排列方式,配氣機(jī)構(gòu)可分為兩種類型側(cè)配氣機(jī)構(gòu)和頂置配氣機(jī)構(gòu)。
①側(cè)置氣門式:結(jié)構(gòu)簡單,但進(jìn)、排氣阻力大,燃燒室難以設(shè)計緊湊,抗爆性和高轉(zhuǎn)速差,油耗率高,所以在現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)中很少使用,只在低強(qiáng)化的汽油機(jī)中使用。
②頂置氣門式:由于緊湊的燃燒室,入口、排氣阻力小,可以增加內(nèi)燃機(jī)的新鮮充量,提高汽油機(jī)的壓縮比內(nèi)燃機(jī)的動力性能和經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)于側(cè)閥式,廣泛應(yīng)用于柴油機(jī)和汽油機(jī)。頂置氣門機(jī)構(gòu)可以分為兩種下凸輪軸和頂置凸輪軸。后者的凸輪軸放在氣缸蓋上,凸輪直接或通過搖臂開啟氣門因為沒有挺桿和推桿,慣性力、振動和變形小,提高了內(nèi)燃機(jī)的高速性能、在高性能內(nèi)燃機(jī)上獲得更多應(yīng)用。
主要組件 編輯本段
氣門機(jī)構(gòu)通常由氣門組組成、搖臂、挺柱、推桿、凸輪軸及其傳動機(jī)構(gòu)。
①氣門組:由氣門、氣門座、氣門彈簧、氣門彈簧座、鎖定板和氣門導(dǎo)管。閥頭的錐面緊密貼合閥座的內(nèi)錐面,保證密封。氣門頭與鋼瓶內(nèi)的氣體直接接觸。高溫氣體排出時流經(jīng)排氣閥,可使排氣閥溫度高達(dá)600 ~ 900℃。入口閥溫度約為300 ~ 400℃。因此,要求閥門材料耐熱、耐磨和耐腐蝕。通常排氣閥采用耐熱合金鋼,進(jìn)氣閥采用普通合金鋼。氣門座可以直接在氣缸蓋或發(fā)動機(jī)缸體上鉆孔,但考慮到工作溫度高,磨損嚴(yán)重,通常用耐熱合金鋼或合金鑄鐵制成,壓入氣缸蓋或發(fā)動機(jī)缸體中,以更換磨損后的氣門座。氣門導(dǎo)管的作用是引導(dǎo)氣門上下運動,使氣門頭的錐面與氣門座緊密貼合。氣門導(dǎo)管通常由鑄鐵或粉末冶金制成,并壓入氣缸蓋或氣缸體中。氣門彈簧用于保證氣門關(guān)閉時,氣門頭的錐面能緊緊地貼在氣門座上。
②搖臂:它的作用是改變推桿傳遞的推力方向,以開啟閥門。搖臂通常由鋼模鍛件或球墨鑄鐵制成。
③推桿:一般由兩端焊接球形或坑形端頭的空心鋼管制成。
④挺柱:挺桿的作用是將凸輪的推力傳遞給推桿或氣門。
⑤凸輪軸:通過其上的各進(jìn)、排氣凸輪,分別控制相應(yīng)氣缸的進(jìn)氣和排氣、排氣閥,使其按照氣門正時打開。凸輪軸一般由碳鋼制成,有些由合金鑄鐵或球墨鑄鐵制成。
配氣機(jī)構(gòu)的傳動凸輪軸由內(nèi)燃機(jī)的曲軸驅(qū)動,它們之間的傳動機(jī)構(gòu)是根據(jù)凸輪軸在內(nèi)燃機(jī)上的布置來確定的。下凸輪軸由曲軸通過齒輪驅(qū)動,上凸輪軸由曲軸通過鏈條或軸驅(qū)動。采用無聲鏈或齒形帶傳動,可以使傳動基本無聲。
當(dāng)凸輪軸被曲軸帶動旋轉(zhuǎn)時,凸輪軸上的凸輪推動挺桿、推桿作往復(fù)運動。推桿的頂端推動搖臂的一端使搖臂繞搖臂軸擺動,搖臂的另一端向下推動氣門打開氣門,同時壓縮氣門彈簧。當(dāng)氣門需要關(guān)閉時,凸輪驅(qū)動的搖臂不再壓住氣門桿端,氣門彈簧伸長關(guān)閉氣門。
為了使氣門在運行中關(guān)閉嚴(yán)密,當(dāng)氣門桿端與搖臂端或凸輪之間有間隙時,氣門及其傳動機(jī)構(gòu)受熱伸長時,氣門與氣門座不會關(guān)閉不嚴(yán)。
當(dāng)發(fā)動機(jī)處于冷態(tài),氣門關(guān)閉時,氣門與傳動部分之間的間隙稱為氣門間隙。氣門間隙過大會降低汽車動力,增加油耗。氣門間隙過小,汽車氣門座會部分淬火甚至損壞。氣門間隙在使用中經(jīng)常需要檢查和調(diào)整。
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