内燃机设计气门机构资料53页PPT

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二、气门挺 柱与推杆 （一）挺柱 1、功用： 将凸轮的推 力传给推杆 或气门。
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2、普通挺柱的构造 1）型式：常见挺柱有 筒形和菌形两种 2）挺柱的旋转 目的：使挺柱磨损均 匀。因挺柱工作时， 由于受凸轮侧向推力 的作用会引起挺柱与 导管之间单面磨损， 又因挺柱底面与凸轮 始终在一处接触，也 会造成磨损不均匀。
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气门组：主要由气 门锁片、气门弹簧 座、气门弹簧、气 门、气门导管、气 门座等组成。
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3、工作过程
（1）气门打开：曲
轴通过正时齿轮驱
动凸轮轴旋转，凸
轮轴上的凸起部分
通过挺柱、推杆、
调整螺钉，推动摇
臂摆转，摇臂的另
一端便向下推开气
门，同时气门弹簧
进一步压缩。
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2、进气迟后角
（1）定义：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(或晚关角)。进气 迟后角用β表示，β一般为 400～800。
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（2）目的
1）利用缸内外的压力差继续进气： 到下止点时，气缸内的压力仍低 于大气压
2）利用气流的惯性继续进气
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（2）结构：
液力挺柱由挺柱体、 柱塞、球座、柱塞 弹簧、单向阀和单 向阀弹簧等组成。 挺柱体和柱塞上有 油孔与发动机机体 上相应的油孔相通。 球座为推杆的支承 座。单向阀有片式 和球式两种。
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（3）工作情况
发动机工作时，机 油沿主油道供到气 门挺柱

2、如图所示是四冲程汽油机的一个工作循 环示意图，其中属于做功冲程的是（ ） C
3、一台四冲程内燃机的飞轮转速为1800 rad／ min，它１s完成（ D ） A.30个冲程，做了30次功 B.60个冲程，做了60次功 C.120个冲程，做了30次功 D.60个冲程，做了15次功
4、根据汽油机和柴油机的区别,说法正确的是（A ） Ａ.汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶 部是一个喷油嘴 Ｂ.汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和 柴油的混合物 Ｃ.吸气冲程是内能转化为机械能 Ｄ.压缩冲程是内能转化为机械能




谢谢！再见！ 请指导！
5、柴油机的构造
喷油嘴 排气门 气缸
进气门
活塞
连杆
曲轴 飞轮
柴油机与汽油机构造的区别
火花塞 喷油嘴 进气门 活塞 排气门 气缸
连杆 飞轮 曲轴
柴油机的工作过程
吸气冲程 进气门打开，排气 门关闭。活塞由上端 向下端运动，将空气 吸进气缸。
空 气
柴油机的工作过程
压缩冲程 进气门和排气门都关 闭，活塞向上运动，活塞把 空气压缩得很小，空气的压 强更大，温度更高。在压缩 冲程末，缸内空气温度已超 过柴油的着火点。
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） 排 气 冲 程
进气门关闭， 排气门打开， 活塞向上运 动， 冲 程
排 气 冲 程
做 功 冲 程
1、在四个冲程中，哪些 冲程发生了能量的转化？
机 械 能 转 化 为 内 能 内 能
吸气 压缩
获得 动力
2、哪个冲程使汽车获得
了动力？ 3、哪个冲程排出了汽车
火 箭 升 空
三、小结
内燃机的定义及分类
汽油机的结构 汽油机的四个冲程 汽油机与柴油机的区别 中国长征火箭

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➢ 内燃机（汽油机）的工作原理
排气冲程：
进气门关闭， 排气门打开，活塞 向上运动，把废气 排出气缸。
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➢ 内燃机（汽油机）的工作原理
内燃机的连续工作
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柴油机的构造
喷油嘴 进气门
排气门 气缸
活塞
连杆
曲轴
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柴油机工作原理
吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
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２.柴油机 1）定义：用柴油做燃料的内燃机。 2）构造：喷油嘴、进气门、排气门、活塞、气 缸、连杆、曲轴。
3）工作原理： 4）点火方式：压燃式。 二、内燃机的启动
三、内燃机的应用
１.汽油机的应用
２.柴油机的应用
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第十三章 内能与热机
第三节 内燃机
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➢ 内燃机
汽车是我们生活中不可缺少的交通工具，汽车上的 发动机就是内燃机的一种。由于它是将燃料燃烧产生的 内能转化为机械能的装置，我们把它叫做热机。燃料在 气缸里燃烧的叫内燃机。
3 ．四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三 个冲程靠飞轮惯性完成。
4 ．一个工作循环中，活塞往复两次，飞轮转动两 周，做功一次。
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不同点
1．构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气 缸顶部有喷油嘴。
2 ．燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃 料是柴油。

部件检查
对怀疑有故障的部件进 行外观检查、测量和试
验。
故障排除技巧和注意事项
技巧
善于利用故障诊断仪等检测设备，结合维修经验，快速准确地定位故障。
注意事项
在排除故障时，应遵循安全操作规程，确保人身和设备安全；同时，要注意保 护环境和防止污染。
预防性维护和保养建议
定期更换机油和滤清器
保证发动机内部清洁，延长发动机使用寿命 。
01
通过改变气门开闭时机和气门升程，优化发动机进气、排气过
程，提高发动机性能。
优点
02
提高发动机动力性、经济性和排放性能。
应用范围
03
广泛应用于汽油机和柴油机。
轻量化设计趋势
1 2
轻量化设计原理
通过采用高强度轻质材料、优化结构设计等手段 ，降低发动机重量，提高发动机功率密度和燃油 经济性。
优点
降低能耗、减少排放、提升车辆操控性和舒适性 。
排放异常
燃油燃烧不充分、点火系统故 障、三元催化器失效等。
异响和振动
曲轴轴承磨损、气门间隙过大 、点火系统故障等。
故障诊断方法和步骤
初步检查
观察故障现象，了解故 障发生时的环境和条件
。
仪器检测
使用故障诊断仪等检测 设备，读取故障码和数
据流。
系统分析
根据故障现象和检测结 果，分析可能的原因和
故障部位。
首次故障前平均工作时间
内燃机从开始使用到首次发生故障的平均工作 时间。
维修性
内燃机在发生故障后，进行维修的难易程度和时间长短。
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内燃机类型及其特点
汽油机与柴油机比较
燃料类型
汽油机使用汽油作为燃料，而柴油 机使用柴油。

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2、进气迟后角
（1）定义：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(或晚关角)。进气 迟后角用β表示，β一般为 400～800。
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（2）目的
1）利用缸内外的压力差继续进气： 到下止点时，气缸内的压力仍低 于大气压
2）利用气流的惯性继续进气
所以进气门适当晚关可使进气较 充分。
并且把凸轮制成锥
形。这样，在工作
时，由于凸轮与挺
柱的接触点偏离挺
柱轴线，当挺柱挺
起时，接触点的摩
擦力使其绕本身轴
线转动，以达到磨
损均匀的目的。
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3、液力挺柱 （1）目的： 解决了因有气 门间隙而产生 的冲击及噪音 问题。
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（2）结构：
液力挺柱由挺柱体、 柱塞、球座、柱塞 弹簧、单向阀和单 向阀弹簧等组成。 挺柱体和柱塞上有 油孔与发动机机体 上相应的油孔相通。 球座为推杆的支承 座。单向阀有片式 和球式两种。
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1、齿轮传动 （1）齿轮式用于下置式凸轮轴的驱动。 （2）汽油机用一对正时齿轮传动
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柴油机上凸轮轴与曲轴中心距较大，且 需要同时驱动喷油泵，需加入中间惰轮 传动
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正时齿轮都用斜齿轮并用不同材料制成， 以减小噪声和磨损。通常小齿轮用中碳 钢，大齿轮柴油机用钢而汽油机用夹布 胶木或塑料。
AB和DA为凸轮的缓冲
段，BCD为凸轮的工作
段。
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C
D N E
O
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（3）工作：当挺柱处于 EA上时，气门处于关闭状 态。当凸轮转至A点时， 挺柱开始移动，在缓冲段 AB内的某点M处消除气门 B 间隙，气门开始开启，至 M C点时气门开度最大，而 A 后逐渐关小，至缓冲段DE 内的某点N时，气门完全 关闭，此后，挺柱继续下 落，出现气门间隙，至E 点时挺柱又处于最低位置。

15.气门机构
每缸用四个气门的好处，一是加大进气通路相对面积，从而提高发
动机的最大功率转速和升功率；二是每一排气门的受热面积缩小 而经过气门座散热的距离缩短，可以降低排气门的热负荷；三是
可把喷油器布置在气缸中心线上，对直接喷射燃烧室柴油机的性
能有利。缺点则是气门驱动机构复杂化。要用两根凸轮轴或两根 摇臂轴，甚至有的要用叉形摇臂等驱动机构。

上述优缺点决定了下置凸轮轴式气门机构广泛用于柴油机以及部分汽 油机中。
15.1 有关气门机构总布置的一些问题
顶置凸轮轴式气门机构的特点：

15.气门机构
主要优点是运动质量小而机构刚度大，可以在很高转速下正常控制气门 运动。此外，气缸体的形状简化、刚度改善、重量和成本降低。 主要缺点是凸轮轴要用链传动，既昂贵又不耐用，磨擦损失和噪声也较 大。采用齿形皮带传动可以降噪，但传递力矩较小，也不耐用。对于有 其它辅助装置需要传动时还得另外安排一套齿轮传动，使整机结构更复 杂。
除上述三种气门布置方式外，还有每缸三气门和五气门的汽车 发动机。
15.1 有关气门机构总布置的一些问题
15.1.2.2 气门机构的类型
15.气门机构
凸轮轴装在气缸体（或凸轮经挺柱、推杆、摇臂驱动气门。
15.1 有关气门机构总布置的一些问题
凸轮轴装在缸盖 上的气门机构简 称顶置凸轮轴式 气门机构，其凸
这些情况决定了顶置凸轮轴式气门机构主要用于轿车、赛车用的高速 汽油机，以及少数轿车用的小型柴油机。
在几种顶置凸轮轴式气门机构中，直接驱动气门的机构因运动件最少而最 有利于上高速，但实际应用较多的却是经摇臂驱动气门的顶置凸轮轴式 气门机构。有摇臂时凸轮升程小于气门升程，可以较灵活地选择摇臂比