《工程机械发动机构造与维修 教学课件 ppt 作者 杜运普 等 3_第3章 换 气 系 统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程机械发动机构造与维修 教学课件 ppt 作者 杜运普 等 3_第3章 换 气 系 统（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3章 换 气 系 统,3.1 换气系统的组成 3.2 配气机构 3.3 换气系统的维修,3.1 换气系统的组成,图3-1 发动机换气系统组成 1空气滤清器 2进气管系 3、4配气机构 5排气管系 6消声器,3.1.1 空气滤清器,3.1 换气系统的组成,工程机械在运行时，周围空气中含有灰尘，而灰尘中又含有大量的砂粒。如果砂粒被吸入气缸里，就会粘附在气缸、活塞和气门座等零件的密封表面，加速它们的磨损，缩短发动机的工作寿命。因此，工程机械发动机必须加装空气滤清器，确保洁净的空气进入气缸内。 1.干式纸滤芯空气滤清器,图3-2 干式纸滤芯空气滤清器 a)滤清器总成 b)纸滤芯 1纸滤芯 2滤清器外
2、壳 3滤清器盖 4金属网 5打褶滤纸 6滤芯下盖 7滤芯上盖,3.1 换气系统的组成,图3-3 油浴式空气滤清器 1滤清器外壳 2滤芯 3密封圈 4滤清器盖 5蝶形螺母,3.1 换气系统的组成,2.油浴式空气滤清器,图3-4 双级复合式空气滤清器 1卡簧 2纸滤芯 3滤清器上盖 4蝶形螺母 5密封垫 6、9、13密封圈 7上体 8出气口 10进气口 11旋流管 12下体 14积灰盘 15卡箍 16旋流管内螺旋导向面,3.1 换气系统的组成,3.离心式及复合式空气滤清器 4.空气滤清器的检修 1)检查空气滤清器的壳体、盖、密封圈有无损伤。 2)检查空气导管有无损伤。 3)检查滤芯有无阻塞、粘油或
3、损伤。 3.1.2 进气管系 进气管系由进气总管和进气歧管组成，如图35所示。进气管系的功用是将可燃混合气引入气缸，对多缸机还要保证各缸进气量均匀一致，要求进气阻力小，充气量要大。,3.1 换气系统的组成,图3-5 发动机进气管系 1空气滤清器 2空气流量计 3进气总管 4进气歧管,3.1 换气系统的组成,1.进气管的结构及种类,图3- 6 整体式进、排气歧管,3.1 换气系统的组成,图3- 8 左右分置式进、排气歧管,2.进气管系的检修 1)进气管漏气或排气管漏气，对发动机性能有很大影响。,3.1 换气系统的组成,2)检查进、排气歧管与气缸盖接合平面的平面度误差。,图3-9 进、排气歧管与气
4、缸盖接合平面的检查,3.1.3 排气管系 排气管系是由排气歧管和排气总管组成，其作用是以尽可能小的阻力汇集发动机各缸的废气，使之安全地排入大气中。,3.1 换气系统的组成,图3-10 单排气系统的组成 1排气支管 2前排气管 3催化转化器 4排气温度传感器 5副消声器 6后排气管 7主消声器 8排气尾管,3.1 换气系统的组成,图3-11 V型发动机排气系统示意图 a)单排气系统 b)双排气系统 1发动机 2排气支管 3叉形管 4催化转化器 5排气管 6消声器 7排气尾管 8连通管,3.1 换气系统的组成,3.1.4 消声器 发动机的排气压力约为0305MPa，温度约500700，这表明排气有
5、一定的能量。同时，由于排气的间歇性，在排气管内引起排气压力的脉动。如果将发动机排气直接排放到大气中，势必产生强烈的气流脉动和噪声。并且，高温气体排入大气，有时还带有未燃烧完全的火焰或火星，也会对环境造成危害。因此，必须在发动机上安装消声器，如图312所示。废气进入消声器后，膨胀冷却，不断改变流动方向，逐渐降低和衰减其压力和压力波动，消耗了能量，最终使排气噪声得到消减，消除废气中的火焰或火星，使废气安全地排入大气。,3.1 换气系统的组成,图3-12 消声器的结构 1进口管 2外隔板 3外壳 4内壳 5内隔板 6出口管,3.2 配气机构,3.2.1 配气机构的功用 配气机构的功用是按照柴油机工作
6、循环的需要，定时地开启或关闭进、排气门，使可燃混合气或新鲜空气及时进入燃烧室，并将燃烧后的废气及时排出气缸，控制进、排气门气流及密封气缸。,图3-13 发动机配气机构 1凸轮轴 2挺柱 3挺柱导向体 4推杆 5摇臂轴承座 6摇臂 7调整螺钉 8摇臂轴 9气门弹簧座 10气门锁环 11气门油封 12气门弹簧 13气门导管 14气门座圈 15气门 16-曲轴,3.2 配气机构,3.2.2 配气机构的组成 发动机配气机构的组成根据发动机类型不同有一些区别，但基本可以分为两部分，即气门组和气门传动组。气门组用于封闭进、排气道；气门传动组按发动机的工况要求，控制气门的开闭时刻与开闭规律。图313所示为典
7、型发动机的配气机构图，其主要结构如下。 1.气门组 1)气门头部与气门座贴合严密。 2)气门导管对气门杆的上下运动有良好的导向。 3)气门弹簧的两端面与气门杆轴线相互垂直，以保证气门头在气门座上不偏斜。,3.2 配气机构,4)气门弹簧的弹力足以克服气门及其传动件的运动惯性力，使气门能迅速闭合，并能保证气门关闭时紧压在气门座上。 (1)气门 1)气门的工作条件与材料。,图3-14 气门头部的结构形式 a)平顶 b)喇叭顶 c)球顶,3.2 配气机构,2)气门的构造。 气门头部。气门头部形状有平顶、喇叭顶、球顶。平顶结构气门制造简单、受热面小、工作可靠，为大多数发动机所采用，如图3-14所示。也有
8、发动机将进气门制成漏斗形，即喇叭顶，这种结构的头部与杆部过渡圆滑，可减小进气阻力，但制造困难、受热面大，故不宜用作排气门，以免过热，仅在高速强化发动机的进气门上有所应用。,图3-15 气门锥角,3.2 配气机构, 气门杆部。气门杆是圆柱形的，在气门导管中不断进行上、下往复运动。气门杆部应具有较高的尺寸精度和较小的表面粗糙度值，与气门导管保持正确的配合间隙，以减小磨损和起到良好的导向、散热作用。气门杆尾部结构取决于气门弹簧座的固定方式，如图3-16所示。常用的结构是用剖分或两半的锥形锁片4来固定气门弹簧座3，这时气门杆1的尾部可切出环形槽来安装锁片，也可以用锁销5来固定气门弹簧座3，对应的气门杆
9、尾部应有一个用来安装锁销的径向孔。,图3-16 气门弹簧座的固定方式 1气门杆 2气门弹簧 3气门弹簧座 4锥形锁片 5锁销,3.2 配气机构,(2)气门座 气门座与气门共同实现密封功能，可以直接在气缸盖(气门顶置时)或气缸体(气门侧置时)上镗出，也可以用耐热钢、球墨铸铁或合金铸铁单独制成，然后压入气缸盖或气缸体的相应孔中，后者称为镶块式气门座。 2.气门传动组 (1)凸轮轴的构造 凸轮轴是气门传动组的主要零件，其功用主要是利用凸轮控制气门的开启和关闭。,图3-17 凸轮轴的结构 1轴颈 2凸轮 3偏心轮 4螺旋齿轮,3.2 配气机构,(2)正时传动装置 凸轮轴靠曲轴来驱动，传动方式有齿轮传动
10、、链传动和带传动三种。 1)正时齿轮传动。 2)正时链传动装置。,图3-18 正时齿轮传动装置及正时标记,3.2 配气机构,图3-19 正时链条传动装置的组成 1凸轮轴正时链轮 2导链板 3机油泵链轮 4曲轴正时链轮 5正时链张紧装置 6正时链,3.2 配气机构,3)正时带传动装置。 3.2.3 配气机构的形式和分类 发动机配气机构的形式多种多样，其主要区别是气门布置与数量、凸轮轴布置形式及凸轮轴的传递方式等。按气门的布置形式，主要有气门顶置式和气门侧置式；按曲轴和凸轮轴的传动形式，可分为齿轮传动式、链条传动式和同步带传动式；按凸轮轴的布置位置，可分为凸轮轴下置式、凸轮轴中置式和凸轮轴上置式；
11、按每个气缸气门数目，有二气门式、四气门式等。 1.按气门的布置形式分类,3.2 配气机构,图3-20 气门顶置式配气机构 1气缸盖 2气门导管 3气门 4气门主弹簧 5气门副弹簧 6气门弹簧座 7锁片 8气门室盖 9摇臂轴 10摇臂 11锁紧螺母 12调整螺钉 13推杆 14挺柱 15凸轮轴 16正时齿轮,3.2 配气机构,2.按凸轮轴的布置形式分类,图3-21 凸轮轴的布置形式 a)凸轮轴下置式 b)凸轮轴中置式 c)凸轮轴上置式,3.2 配气机构,(1)凸轮轴下置式配气机构 凸轮轴下置的配气机构中的凸轮轴位于曲轴箱底部靠近中部的位置，由曲轴正时齿轮驱动。 (2)凸轮轴上置式配气机构 凸轮轴
12、上置式配气机构中的凸轮轴布置在气缸盖上，凸轮轴直接通过摇臂来驱动气门。 (3)凸轮轴中置式配气机构 凸轮轴中置式配气机构把凸轮轴位置移到气缸体的上部，由凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，而省去推杆。 3.按曲轴和配气凸轮轴的传动方式分类 (1)齿轮传动 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。 (2)链传动 链条与链轮的传动特别适用于凸轮轴上置的配气机构。,3.2 配气机构,图3-22 齿轮传动,(3)同步带传动 近年来，,3.2 配气机构,大部分高速发动机广泛采用同步带来代替传动链，以减少噪声、降低成本，如图3-24所示。 4.按气门数目及布置形式分类,图3-24 凸轮轴的齿形带传动
13、装置 1张紧轮 2正时同步带 3中间轴正时带轮 4曲轴正时带轮 5凸轮轴正时带轮,3.2 配气机构,图3-25 单缸四气门的布置示意图 a)同名气门排成两列 b)同名气门排成一列,3.2 配气机构,3.2.4 配气机构的工作原理,图3-26 配气机构的工作原理,3.2 配气机构,3.2.5 配气相位,图3-27 配气相位图,3.2 配气机构,1.进气提前角 2.进气延迟角 3.排气提前角 4.排气延迟角 5.气门重叠,3.3 换气系统的维修,3.3.1 气门间隙的检查和调整 1.气门间隙,图3-28 气门间隙示意图,3.3 换气系统的维修,2.气门间隙的调整,表3-1 几种常见车型发动机的冷态
14、气门间隙,(1)逐缸调整法 逐缸调整法就是一个缸一个缸地调整。 1)将第一缸活塞摇至压缩行程上止点(看配气正时记号)，此时第一缸进、排气门同时完全关闭，可同时调整。 2)第一缸调整好后，顺时针转动曲轴720/i，(i为四冲程发动机的气缸数)，如四缸发动机再摇转曲轴720/4=180。 3)进行复查，如气门间隙有变化，还须重新调整。,3.3 换气系统的维修,(2)两次调整法 两次调整法又称“双排不进”调整法，它是根据发动机的工作循环、点火顺序、曲轴配气相位角和气门实际开闭角度推算的。 1)四缸发动机。 2)当第四缸活塞处于压缩上止点时，调整第一次不可调的气缸气门，两次正好调完所有气门间隙。 3.
15、3.2 配气机构的检修 配气机构的各组成件，有些受到高温气体的冲击或冲击负荷，有些受润滑不良的影响。长期使用后，这些运动机件将会发生磨损、烧蚀或变形，其技术性能和配合关系将被破坏，从而导致故障的产生和机件的损坏。 1.气门的检修,3.3 换气系统的维修,(1)气门杆部的检修 气门杆部是气门的导向部分，杆部与导管的配合间隙很小。,图3-29 气门杆直线度误差的检测,3.3 换气系统的维修,(2)气门头部的检修 气门工作面磨损会导致气门漏气，并改变气门间隙。 1)手工研磨。 2)机器研磨。 3)气门与气门座的密封性试验。,图3-30 手工研磨气门,3.3 换气系统的维修,图3-31 铅笔画线法,2
16、.气门座圈的维修,3.3 换气系统的维修,图3-32 气门导管与气门座,3.3 换气系统的维修,图3-33 气门座锥角与密封干涉角,3.气门座的修理,3.3 换气系统的维修,(1)气门座的更换 气门座圈长期使用经多次铰磨后，其工作锥面下陷，若出现断裂、松动、严重烧蚀等应更换。 1)拆下旧气门座圈。 2)使用气门座圈铰刀或在镗床上修整气门座圈安装孔。 3)因为气门座热负荷大，温差变化大，又受气门落座时的冲击，为了保证散热和防止脱落，气门座与座孔之间应有较高的加工精度，较小的表面粗糙度值和较大的配合过盈，因而压入时应将气门座冷缩或将气门座孔部位加热。 (2)气门座的铰削 气门座的铰削，通常用气门座铰刀。 1)选择铰刀、固定导杆。 2)砂磨硬化层。 3)粗铰。,3.3 换气系统的维修,4)试配和修整工作面粗铰以后，用合格的气门进行试配。 5)精铰。
