畢業(yè)設(shè)計---配氣機(jī)構(gòu)傳動組的設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計說明書</b></p><p>　　配氣機(jī)構(gòu)---傳動組的設(shè)計</p><p>　　姓 名: </p><p>　　所屬院校： </p><p>　　專 業(yè): 汽車制造與裝配技術(shù) </p>&

2、lt;p>　　班 級: 11級汽裝班 </p><p>　　學(xué) 號: </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　論 文 摘 要 </p><p>　　氣門配氣機(jī)構(gòu)是四沖程柴油機(jī)所特有的機(jī)構(gòu)，它是按照發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火次序和各

3、缸工作循環(huán)的要求，定時開啟和關(guān)閉進(jìn)、排氣門，完成換氣過程。因此配氣機(jī)構(gòu)要滿足：進(jìn)、排氣的定時和準(zhǔn)確；氣門關(guān)閉要嚴(yán)密可靠；氣流阻力要?。唤Y(jié)構(gòu)簡單拆裝方便。</p><p>　　氣門配氣機(jī)構(gòu)由氣門組、氣門傳動組、凸輪軸傳動機(jī)構(gòu)三部分組成 </p><p>　　氣門組主要由：氣門、閥座、氣門導(dǎo)管、氣門彈簧和連接鍵組成，一般柴油機(jī)采用不帶閥殼氣門組氣門的開啟和關(guān)閉是靠傳動機(jī)構(gòu)

4、來實(shí)現(xiàn)的，傳動機(jī)構(gòu)可分為機(jī)械和液壓傳動機(jī)構(gòu)。 </p><p>　　大部分柴油機(jī)分為下置式傳動形式、中置式傳動形式和上置式傳動形式。由凸輪、挺柱、推桿、搖臂、搖臂座、搖臂軸、調(diào)整螺釘?shù)冉M成。其作用是使進(jìn)排氣們按配氣相位規(guī)定的時刻進(jìn)行開閉，并保證有足夠的開度。凸輪軸與曲軸之間的傳動機(jī)構(gòu)與柴油機(jī)的型式、凸輪軸與曲軸的相對位置、氣門傳動機(jī)構(gòu)的型式等有關(guān)，一般有齒輪傳動、帶傳動和鏈傳動?，F(xiàn)在發(fā)動機(jī)大多數(shù)都采用帶傳動，這種

5、傳動方式可以減小噪聲、減小結(jié)構(gòu)質(zhì)量與降低成本。發(fā)動機(jī)曲軸與凸輪軸的傳動比為2：1</p><p>　　配氣機(jī)構(gòu)控制發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣過程,直接影響著發(fā)動機(jī)的性能，是衡量發(fā)動機(jī)可靠性的指標(biāo)之一.</p><p>　　關(guān)鍵詞：配氣機(jī)構(gòu) 氣門傳動組 凸輪軸 </p><p>　　目 錄</p><p>　　1、配氣機(jī)構(gòu)的功用……………………

6、……………………………………5</p><p>　　2、配氣機(jī)構(gòu)的設(shè)計要求……………………………………………………5</p><p>　　3、充氣效率…………………………………………………………………6</p><p><b>　　一、凸輪軸的設(shè)計</b></p><p>　　1、凸輪軸的設(shè)計要求………………………………

7、………………………6</p><p>　　2、凸輪軸的結(jié)構(gòu)……………………………………………………………6</p><p>　　3、凸輪軸的布置形式………………………………………………………7</p><p>　　4、凸輪軸的選材……………………………………………………………7 </p><p>

8、　　5、凸輪軸的定位方式………………………………………………………7</p><p>　　6、凸輪軸的熱處理工藝……………………………………………………7</p><p>　　7、凸輪軸的損壞形式………………………………………………………8</p><p><b>　　二、凸輪的設(shè)計</b></p><p>　　1、配氣

9、相位………………………………………………………………8</p><p>　　2、氣門重疊………………………………………………………………9</p><p>　　3、氣門間隙………………………………………………………………10</p><p>　　4、凸輪的設(shè)計時應(yīng)滿足的要求…………………………………………10</p><p>　　5、平面凸輪

10、機(jī)構(gòu)的工作過程和運(yùn)動參數(shù)………………………………11</p><p><b>　　三、挺柱的設(shè)計</b></p><p>　　1、挺柱的結(jié)構(gòu)……………………………………………………………12</p><p>　　2、挺柱的材料……………………………………………………………13</p><p>　　3、挺柱常用的型式………

11、………………………………………………13</p><p>　　4、液壓挺柱工作原理……………………………………………………13</p><p>　　5、凸輪和挺柱的主要損壞形式及其預(yù)防……………………………14</p><p>　　8、液壓挺柱的維修………………………………………………………15</p><p><b>　　四、推桿

12、的設(shè)計</b></p><p>　　1、推桿的作用……………………………………………………………15</p><p>　　2、推桿的結(jié)構(gòu)形式………………………………………………………16</p><p>　　3、推桿尺寸設(shè)計…………………………………………………………16</p><p>　　4、推桿穩(wěn)定性安全系數(shù)的確定……………

13、……………………………16</p><p><b>　　五、搖臂的設(shè)計</b></p><p>　　1、搖臂的工作原理………………………………………………………17</p><p>　　2、搖臂的結(jié)構(gòu)……………………………………………………………17</p><p>　　3、搖臂比……………………………………………………

14、……………17</p><p>　　4、搖臂潤滑………………………………………………………………17</p><p>　　5、搖臂的定位……………………………………………………………17</p><p>　　6、搖臂的材料……………………………………………………………17</p><p>　　六、配氣機(jī)構(gòu)的可變技術(shù)</p>&l

15、t;p>　　1、可變氣門正時及升程電子控制系統(tǒng)………………………………18</p><p>　　2、可變配氣相位………………………………………………………18</p><p>　　3、凸輪軸氣門驅(qū)動機(jī)構(gòu)………………………………………………18</p><p>　　4、可變氣升程…………………………………………………………19</p><p&

16、gt;<b>　　五、三維視圖</b></p><p>　　1、凸輪軸視圖……………………………………………………………20</p><p>　　2、推桿視圖………………………………………………………………21</p><p>　　3、搖臂軸視圖……………………………………………………………22</p><p>　　4、

17、搖臂視圖………………………………………………………………23</p><p>　　5、挺柱視圖………………………………………………………………24</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………25</p><p>　　配氣機(jī)構(gòu)的設(shè)計---氣門傳動組</p><p><b>　　一、配氣機(jī)構(gòu)的功用&l

18、t;/b></p><p>　　按照發(fā)動機(jī)每個氣缸內(nèi)所進(jìn)行的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求，定時開啟和關(guān)閉氣缸的進(jìn)、排氣門，使新鮮可燃混合氣(汽油機(jī))或空氣(柴油機(jī))得以及時進(jìn)入氣缸，廢氣得以及時從氣缸排出。</p><p><b>　　二、配氣機(jī)構(gòu)的要求</b></p><p>　?。ㄒ唬τ谝粋€正常工作的配氣機(jī)構(gòu)應(yīng)該具有如下的要求</

19、p><p>　　1.進(jìn)、排氣門的時間足夠大，泵氣損失小，配氣正時恰當(dāng)，在排氣過程中能較好的排出廢氣，進(jìn)氣過程中能吸入較多的新鮮空氣，因而使發(fā)動機(jī)具有較高的充量系數(shù)和合適的扭矩特性。</p><p>　　2.振動、噪聲較小，并且工作可靠和耐磨</p><p><b>　　3.結(jié)構(gòu)簡單、緊湊</b></p><p>　　4.為了

20、減輕慣性負(fù)荷，使配氣機(jī)構(gòu)運(yùn)動零件的質(zhì)量減到最小 </p><p><b>　　三、充氣效率</b></p><p>　　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)口狀態(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。</p><p><b>　　ηv=M/M0</b></p>

21、<p>　　M ——進(jìn)氣過程中，實(shí)際進(jìn)入氣缸的新氣的質(zhì)量</p><p>　　Mo——在理想狀態(tài)下，充滿氣缸工作容積的新氣質(zhì)量</p><p><b>　　一、凸輪軸的設(shè)計</b></p><p>　　（一）凸輪軸設(shè)計的要求 </p><p>　　1.正確的設(shè)計進(jìn)排氣凸輪的位置，實(shí)現(xiàn)配氣正時，使柴油機(jī)正確的按

22、照一定規(guī)律運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　2.從柴油機(jī)的總體布局來設(shè)計凸輪的允許彎曲變形，合理的計算出支撐它的軸頸數(shù)目，軸頸的直徑、和凸輪軸的最小直徑尺寸。</p><p>　　3.選擇合理的材料和熱處理工藝，使它不僅有足夠的剛度與韌性，而且要使凸輪和支撐軸的表面有合理的硬度，具有較好的耐磨性。</p><p><b>　?。ǘ┩馆嗇S的結(jié)構(gòu)</b>

23、;</p><p>　　整體式凸輪軸，它的結(jié)構(gòu)較緊湊，這種結(jié)構(gòu)都是將凸輪軸從機(jī)體一端插入的，所以將它的兩個支撐軸頸加工的尺寸大小是不同，前端的支撐軸頸尺寸大，后端的小些，而且前端軸頸的尺寸必須大于凸輪軸的高度，這樣便于安裝。軸頸上安裝滑動軸承。</p><p>　?。ㄈ┩馆嗇S的布置型式</p><p>　　因按照與輪軸位置分為：凸輪軸上置、凸輪軸中置、凸輪軸下置&

24、lt;/p><p>　　1.凸輪軸上置式特點(diǎn)： 凸輪軸與氣門距離近，不需要推桿、挺柱，使往復(fù)運(yùn)動的慣量減少。應(yīng)用高速發(fā)動機(jī)</p><p>　　2.凸輪軸中置式傳動方式：凸輪軸經(jīng)過挺柱直接驅(qū)動搖臂，省去了推桿</p><p>　　應(yīng)用：適用于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較高時，可以減少氣門傳動機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動質(zhì)量</p><p><b>　　3.凸輪軸下置

25、</b></p><p>　　缺點(diǎn)：凸輪軸與氣門相距較遠(yuǎn)，動力傳遞路線較長，環(huán)節(jié)多，因此不適用于 高速發(fā)動機(jī)。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：簡化曲軸與凸輪軸之間才傳動裝置，有利于發(fā)動機(jī)的布置</p><p><b>　　(四）凸輪軸的選材</b></p><p>　　因?yàn)橥馆嗇S要承受氣門間歇性開啟的周期性沖擊

26、載荷，必須要有足夠的強(qiáng)度和韌性，同時還應(yīng)具有一定的耐磨性，才能讓發(fā)動機(jī)在正常的工況下工作，選擇碳鋼，一般選擇45鋼就可以滿足要求了。</p><p>　?。ㄎ澹┩馆嗇S的定位方式</p><p>　　定位的原因:由于汽車的上下坡或者在加速的時候，都可能使凸輪軸發(fā)生軸向竄動為防止由此引起的對配氣定時的不良影響，需要采用軸向定位措施。</p><p>　?。┩馆嗇S的熱

27、處理工藝</p><p><b>　　1.滲碳</b></p><p><b>　　2.機(jī)械加工</b></p><p>　　3.高頻淬火（回火）</p><p><b>　　4. 氧化處理</b></p><p>　　(七）凸輪軸的損壞形式</p

28、><p><b>　　1.支承軸頸的磨損</b></p><p>　　2.凸輪表面的磨損、刮傷和點(diǎn)蝕</p><p><b>　　二、凸輪的設(shè)計</b></p><p>　　雖然瞬時的打開和關(guān)閉氣門能夠獲得最大的時間截面，但是這樣做會使零件產(chǎn)生很大的慣性力。因此在設(shè)計配氣機(jī)構(gòu)時選用這樣的凸輪型線，使它保

29、證可以有足夠的氣缸沖量的同時，同時也保證運(yùn)動零件的慣性力數(shù)值在允許的范圍內(nèi)。</p><p><b>　　(一)配氣相位</b></p><p>　　以曲軸轉(zhuǎn)角表示的進(jìn)排氣門開閉時刻及其開啟持續(xù)的時間，稱為配氣相位?</p><p>　　配氣相位是影響充氣效率的重要因素之一，直接影響發(fā)動機(jī)的動力性和經(jīng)濟(jì)性。理論上，四沖程發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣門當(dāng)活塞處于

30、上止點(diǎn)時開啟，下止點(diǎn)時關(guān)閉；排氣門則當(dāng)活塞在下止點(diǎn)時開啟，上止點(diǎn)時關(guān)閉 。進(jìn)氣時間和排氣時間各占曲軸轉(zhuǎn)角。但實(shí)際由于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速很高，活塞每一行程歷時相當(dāng)短。在這很短的時間內(nèi)換氣，導(dǎo)致進(jìn)氣不足，排氣不凈，從而發(fā)動機(jī)功率下降。</p><p>　　實(shí)際上，氣門的開閉時刻并不是恰好在上、下止點(diǎn)，而是提前開、遲后關(guān)一定的曲軸轉(zhuǎn)角。因此，現(xiàn)在發(fā)動機(jī)普遍采用延長進(jìn)、排氣時間的方法，以改善進(jìn)、排氣狀況，從而提高發(fā)動機(jī)的動力性。

31、</p><p>　　α進(jìn)氣門早開角：進(jìn)氣順暢</p><p>　　β進(jìn)氣門晚關(guān)角：利用慣性，增加氣量</p><p>　　γ排氣提前角：盡早自由排氣</p><p>　　δ排氣遲后角：利用慣性，減少廢氣殘余?</p><p>　　注：汽車構(gòu)造書上查得</p><p><b>　?。?/p>

32、二）氣門重疊</b></p><p>　　由于進(jìn)氣門在上止點(diǎn)前開啟，而排氣門在上止點(diǎn)后才關(guān)閉，這就出現(xiàn)了一段時間內(nèi)進(jìn)、排氣門同時開啟的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象為氣門重疊，同時開啟的曲軸轉(zhuǎn)角(α+δ)稱氣門重疊角。在這一重疊角內(nèi)，由于進(jìn)氣歧管內(nèi)的新鮮氣流和排氣歧管內(nèi)的廢氣氣流的流動慣性都比較大，致使氣缸內(nèi)的氣體在短時間內(nèi)是不會改變流向的。所以只要?dú)忾T重疊角選擇適當(dāng)，就不會有廢氣倒流入進(jìn)氣歧管和新鮮氣體隨同廢氣排出

33、的可能性。</p><p>　　增壓柴油機(jī)氣門重疊角可選擇大一些。因?yàn)樵鰤翰裼蜋C(jī)進(jìn)氣壓力較高，廢氣不可能進(jìn)入進(jìn)氣歧管，并且可利用新鮮氣體將廢氣掃除干凈。</p><p>　　不同發(fā)動機(jī)，由于結(jié)構(gòu)形式、轉(zhuǎn)速各不相同，因而配氣相位也不同。同一臺發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不同也應(yīng)有不同的配氣相位，轉(zhuǎn)速越高，提前角和遲后角也應(yīng)越大。通常根據(jù)發(fā)動機(jī)性能的要求，通過實(shí)驗(yàn)確定該發(fā)動機(jī)在某一常用轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)較為適合的配氣相

34、位。</p><p>　　對發(fā)動機(jī)性能影響最大的是進(jìn)氣遲后角β。β過小，進(jìn)氣門關(guān)閉過早影響進(jìn)氣量；β過大，進(jìn)氣門關(guān)閉過晚，進(jìn)入氣缸內(nèi)的氣體重新又壓回到進(jìn)氣道內(nèi)，影響發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量。</p><p>　　為獲得發(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速、大功率，要求配氣機(jī)構(gòu)有較大的進(jìn)、排氣持續(xù)角度，特別是進(jìn)氣遲后角要大，充分利用流動慣性，多進(jìn)氣；為了獲得發(fā)動機(jī)低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩，進(jìn)氣遲后角要小，防止低速倒流；為獲得中小負(fù)荷較

35、好的燃油經(jīng)濟(jì)性，氣門重疊角應(yīng)小。若能同時滿足上述要求，配氣機(jī)構(gòu)應(yīng)裝有可變配氣正時系統(tǒng)。</p><p><b>　　氣門間隙</b></p><p>　　氣門間隙的含義 </p><p>　　氣門間隙是指在氣門處于關(guān)閉狀態(tài)時氣門與傳動件之間的間隙.發(fā)動機(jī)工作時，氣門因溫度升高而膨脹。如果氣門及其傳動件之間，在冷態(tài)時無間隙或間隙過小，則再熱

36、態(tài)下，氣門及其傳動件的受熱膨脹勢必會提前頂開氣門，從而引起氣門關(guān)閉不嚴(yán)，造成發(fā)動機(jī)在壓縮和做功行程中漏氣，使功率下降或燒毀氣門，嚴(yán)重時甚至不易起動。為此，在裝配發(fā)動機(jī)時，使氣門與傳動件預(yù)留適當(dāng)?shù)拈g隙，以補(bǔ)償氣門受熱后的膨脹量。一般在冷態(tài)時，進(jìn)氣門間隙為0.25?0.30mm,排氣門間隙為0.30~3.35mm。</p><p>　　2.氣門間隙過大、過小的危害</p><p>　　氣門間隙

37、的大小，對發(fā)動機(jī)的工作和性能影響很大。如果間隙過小，發(fā)動機(jī)在熱態(tài)下可能因氣門關(guān)閉不嚴(yán)而發(fā)生漏氣，導(dǎo)致功率下降，甚至氣門燒毀；如果氣門間隙過大，則使傳動零件之間以及氣門和氣門座之間產(chǎn)生撞擊聲，并加速磨損，同時也會使氣門開啟的持續(xù)時間減少，氣缸的充氣以及排氣情況變壞。</p><p><b>　　氣門間隙的調(diào)整</b></p><p>　　調(diào)整方法有逐缸調(diào)整法和快速調(diào)整法

38、。調(diào)整時，挺住必須落在凸輪的基圓上</p><p>　　(三）凸輪的設(shè)計時應(yīng)該滿足以下的要求</p><p>　　1.具有合適的配氣相位。它能照顧到發(fā)動機(jī)功率、扭矩、轉(zhuǎn)速、燃油消耗量、怠速和啟動等各方面的性能要求。</p><p>　　2.為使發(fā)動機(jī)具有良好的充氣性能，因而時間面積值應(yīng)盡可能大些</p><p>　　3.加速度不宜過大，并應(yīng)連

39、續(xù)變化</p><p>　　4.具有恰當(dāng)?shù)臍忾T落座速度，以免氣門和氣門座的過度磨損和損壞</p><p>　　5.應(yīng)使配氣機(jī)構(gòu)在所有工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都在平穩(wěn)工作，不產(chǎn)生脫離現(xiàn)象和過大的振動。</p><p><b>　　6.工作時噪聲較小</b></p><p>　　7.應(yīng)使氣門彈簧產(chǎn)生共振的傾向達(dá)到最小程度</p&

40、gt;<p>　　8.應(yīng)使配氣機(jī)構(gòu)各傳動零件受力和磨損較小，工作可靠，使用期長</p><p>　　上述這些要求往往相互矛盾，必須根據(jù)發(fā)動機(jī)的具體情況要求，抓住主要矛盾，協(xié)調(diào)各種因素，妥善解決。</p><p>　　凸輪線性通常根據(jù)所選的線型形成規(guī)律做出，這樣保證制造比較簡單的凸輪線形</p><p>　?。ㄈ┢矫嫱馆啓C(jī)構(gòu)的工作過程和運(yùn)動參數(shù)<

41、/p><p>　　圖1a為一對心直動尖頂從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，從動件移動導(dǎo)路至凸輪旋轉(zhuǎn)中心的偏距為e。以凸輪輪廓的最小向徑rb為半徑所作的圓稱為基圓，rb為基圓半徑，凸輪以等角速度ω逆時針轉(zhuǎn)動。在圖示位置，尖頂與A點(diǎn)接觸，A點(diǎn)是基圓與開始上升的輪廓曲線的交點(diǎn)，此時，從動件的尖頂離凸輪軸最近。凸輪轉(zhuǎn)動時，向徑增大，從動件被凸輪輪廓推向上，到達(dá)向徑最大的B點(diǎn)時，從動件距凸輪軸心最遠(yuǎn)，這一過程稱為推程。與之對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角δ0

42、稱為推程運(yùn)動角，從動件上升的最大位移h稱為行程。當(dāng)凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過δs時，由于輪廓BC段為一向徑不變的圓弧，從動件停留在最遠(yuǎn)處不動，此過程稱為遠(yuǎn)停程，對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角δs稱為遠(yuǎn)停程角。當(dāng)凸輪又繼續(xù)轉(zhuǎn)過δ0’角時，凸輪向徑由最大減至rb，從動件從最遠(yuǎn)處回到基圓上的D點(diǎn)，此過程稱為回程，對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角δ0’稱為回程運(yùn)動角。當(dāng)凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過δs’角時，由于輪廓DA段為向徑不變的基圓圓弧，從動件繼續(xù)停在距軸心最近處不動，此過程稱為近停程，對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角

43、δs’稱為近停程角。此時，?δ0＋?δs＋ ?δ0’＋?δs’=2凸輪剛好轉(zhuǎn)過一圈，機(jī)構(gòu)完成一個工作循環(huán)，從動件則完成一個“升—?！怠！钡倪\(yùn)動循環(huán)</p><p><b>　　圖1</b></p><p><b>　　三、挺柱的設(shè)計</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┩χ慕Y(jié)構(gòu)</b&

44、gt;</p><p>　　挺柱的作用是按凸輪的運(yùn)動規(guī)律推動傳動機(jī)構(gòu)，同時承受凸輪的側(cè)向壓力，并將凸輪的推力傳遞給推桿或氣門桿，推動推桿或氣門克服氣門彈簧的作用力而運(yùn)動。特別是挺柱的底面，由于和凸輪表面接觸的面積很小，接觸應(yīng)力很大，表面磨損很大，甚至可能刮傷，因此挺柱側(cè)面以及底面要求耐磨。形狀是筒型，這種結(jié)構(gòu)可以減輕它的質(zhì)量，從而達(dá)到減小它的往復(fù)慣性力。它的這種結(jié)構(gòu)同時也保證凸輪軸在旋轉(zhuǎn)時，挺柱底面所受的偏心切向

45、力使挺柱產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，保證工作表面的磨損時很均勻的挺柱的軸線相對于凸輪的軸線的偏移量為1~3。</p><p><b>　　（二)挺柱的材料</b></p><p>　　挺柱一般用的是低碳鋼底部堆焊合金，或者鑄鐵底部采用冷激，或球墨鑄鐵制造，其摩擦表面應(yīng)經(jīng)過熱處理提高硬度后精磨。挺柱的材料和底面的硬度是和凸輪軸材質(zhì)及凸輪表面的硬度相匹配的。</p>&l

46、t;p>　?。ㄈ┩χＳ玫男褪接?#160;                             </p><p>

47、;　　整體式挺柱、滾輪式挺柱和液壓挺柱        </p><p>　　1.整體式挺柱以一個整體零件的形式傳遞運(yùn)動，它是為輕型氣缸設(shè)計的，常見的形式有菌形挺、平面挺桿和筒形挺桿三種，機(jī)械挺柱為桶形，取消了原有墊片調(diào)節(jié)式機(jī)械挺柱配氣機(jī)構(gòu)中的墊片，取而代之是將機(jī)械挺柱的內(nèi)腔中心一體成型一凸臺，直接與氣門桿頂端相抵，其厚度相當(dāng)于原有墊片

48、的厚度，即挺柱變成了整體式，同樣可以達(dá)到對氣門間隙的調(diào)整，保證發(fā)動機(jī)的正常工作運(yùn)轉(zhuǎn)。因此本結(jié)構(gòu)減少了原有結(jié)構(gòu)的零件數(shù)量，降低了加工難度，更容易保證質(zhì)量，降低成本。</p><p>　　2.滾輪式挺柱與整體式挺柱很相似，區(qū)別在于下部裝有滾輪，通過滾輪在凸輪軸上滾動而不是滑動，降低了摩擦力，而且載荷分配更均勻，主要用于高壓縮比的柴油發(fā)動機(jī)和賽車發(fā)動機(jī)上。 </p><p>　　以上兩

49、種挺柱的發(fā)動機(jī)都必須有調(diào)整氣門間隙的措施。氣門間隙解決了材料熱膨脹對氣門工作的影響，但在發(fā)動機(jī)工作時發(fā)生撞擊而產(chǎn)生噪聲。為了解決這一矛盾，有些發(fā)動機(jī)采用了液壓挺柱。</p><p>　　3.液壓挺柱外形及結(jié)構(gòu)由挺柱體、油缸、柱塞、球形閥、壓力彈簧等組成</p><p>　　（四）液壓挺柱工作原理</p><p>　　液壓一個完整的液壓系統(tǒng)由五個部分組成，即動力元件、

50、執(zhí)行元件、控制元件、無件和液壓油。動力元件的作用是將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個液壓系統(tǒng)提供動力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。執(zhí)行元件(如液壓缸和液壓馬達(dá))的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動或回轉(zhuǎn)運(yùn)動。 控制元件(即各種液壓閥)在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。液壓挺柱的工作主要依靠機(jī)油壓力、挺柱體與座孔間隙、氣門桿與挺柱間隙及挺柱內(nèi)止回球

51、閥。液壓挺柱剛開始工作時，由于腔內(nèi)無油壓，故挺柱柱塞處在最底部，挺柱與氣門間隙較大，氣門產(chǎn)生短時異響。隨著發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，在機(jī)油壓力的作用下，挺柱內(nèi)柱塞腔內(nèi)充注油液，柱塞下行，挺柱有效工作長度增加，氣門間隙減小。由于挺柱內(nèi)柱塞所產(chǎn)生的力較小，不能產(chǎn)生壓縮氣門彈簧的力量，所以當(dāng)挺柱與氣門間隙達(dá)到很小時，挺柱不再運(yùn)動。同時又因挺柱內(nèi)止回球閥的作用，挺柱柱塞腔內(nèi)的油壓不能迅速排出，使得柱塞保持在原位不動并維持原有長度形成剛性，從而推動氣門打開。

52、隨著發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，氣門間隙保持一定間隙，消除了氣門異響。</p><p>　?。ㄎ澹┩馆喓屯χ闹饕獡p壞形式及其預(yù)防</p><p><b>　　1.表面刮傷</b></p><p>　　刮傷的原因：由于凸輪和挺柱讓潤滑情況惡化引起的</p><p><b>　　防止的方法</b></p>

53、;<p>　?。?）改善潤滑：保證在凸輪與挺柱面間經(jīng)常供給黏度、成分、溫度和數(shù)量均勻合適的潤滑油；采用具有特殊添加劑的潤滑油；使凸輪與挺柱的接觸面光潔度盡可能的高一些；</p><p>　?。?）降低接觸應(yīng)力：盡量減輕配氣機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動質(zhì)量；增加凸輪的剛度;采用彈性模量較小的但有較高硬度和強(qiáng)度的金屬作為凸輪和挺柱的材料。</p><p><b>　　（3）表面磷化處

54、理</b></p><p>　　（4）凸輪、挺柱的化學(xué)成分及其金相組織的選擇適當(dāng)</p><p>　　（5）采用熱導(dǎo)性好的材料</p><p><b>　　2.表面蝕點(diǎn)</b></p><p>　　發(fā)生的主要原因：點(diǎn)蝕是金屬的疲勞過程。</p><p>　　預(yù)防的措施：（1）改善潤滑；

55、（2）降低接觸應(yīng)力；（3）降低殘余應(yīng)力；（4）材料的化學(xué)成分和金相組織；（5）采用熱導(dǎo)性好的材料（6）材料內(nèi)部應(yīng)盡量減少氣泡。夾渣等缺陷。（7）提高材料的抗疲勞強(qiáng)度和抗腐蝕能力。</p><p><b>　　3.表面磨損</b></p><p>　　凸輪磨損有兩種情況：（1）是一個緩慢的拋光過程，最后形成一個硬而光滑的摩擦表面。這種拋光的過程常開始于凸輪廓線零加速度的

56、位置，而止于凸輪廓線的頂端之前，頂端不會被磨平。（2）隨著時間逐漸或迅速磨損下去，直至影響發(fā)動機(jī)的性能。不正常的迅速磨損，嚴(yán)重者則在幾個小時內(nèi)即可將凸輪定磨平。</p><p>　?。┮簤和χ木S修 </p><p>　　1.檢修液壓挺柱時應(yīng)注意：液壓挺柱與承孔的配合間隙一般為0.01-0.04mm，逾期后應(yīng)換挺柱。 </p><p>　　2

57、.發(fā)動機(jī)總成修理時，如氣門出現(xiàn)開啟高度不足時，一般應(yīng)更換挺柱。有條件時，可按照原廠規(guī)定在液壓實(shí)驗(yàn)太上，將規(guī)定的壓力施加與液壓挺柱上方的圓座上，檢查液壓挺住的柱塞向下滑移規(guī)定的距離所需的時間，此時間過短，即發(fā)動機(jī)維護(hù)時，出現(xiàn)氣門開度不足時，可專用的工具排完液壓挺柱內(nèi)滲入的空氣，恢復(fù)氣門的最大升程。 </p><p>　　3.使用液力挺柱的發(fā)動機(jī)應(yīng)注意以下問題</p><p>　?。?/p>

58、1）對潤滑油的壓力和濾清質(zhì)量要求較嚴(yán)格。當(dāng)潤滑油壓力過低時，補(bǔ)油能力下降，氣門間隙大； </p><p>　?。?）液力挺柱拆洗后，裝機(jī)前必須人工排氣，否則起動困難</p><p>　?。?#160;3）冷機(jī)或停放時間長時，起動后有短暫氣門響聲，這是正?，F(xiàn)象 </p><p>　?。?） 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度要求高 </p>

59、<p>　　（5）磨損后無法調(diào)整間隙只得更換</p><p><b>　　四、推桿的設(shè)計</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┩茥U的作用</b></p><p>　　是將從凸輪輪經(jīng)過挺柱傳來的推力傳給搖臂，它是氣門機(jī)構(gòu)中最易彎曲的零件。要求有很高的剛度，在動載荷大的發(fā)動機(jī)中，推桿應(yīng)盡量地做得短些。對于缸體

60、與缸蓋部是鋁合金制造的發(fā)動機(jī)，其推桿最好用硬鋁制造。推桿可以是實(shí)心，或空心的．鋼制實(shí)心推桿，一般是同球形支座鍛成一個整體，然后進(jìn)行熱處理。</p><p>　　（二）推桿的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　它是一個細(xì)長桿，在工作時容易發(fā)生縱向彎曲，它是配氣機(jī)構(gòu)中剛度薄弱的環(huán)節(jié)。一般發(fā)動機(jī)采用冷拔無縫鋼管（或鋁制空心管）制造。采用冷拔無縫鋼管可減輕它的質(zhì)量，減小往復(fù)慣性力。此外，縮短推桿的長度是

61、減輕質(zhì)量，提高縱向彎曲應(yīng)力和整個配氣機(jī)構(gòu)剛度的有效辦法。</p><p><b>　　（三）推桿尺寸設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)，它的長設(shè)計為150mm ，直徑8mm，球頭半徑3.75mm。才可以滿足其要求。</p><p>　　（四）推桿穩(wěn)定性安全系數(shù)的確定</p><p>　　推桿的縱向彎曲按

62、下列計算</p><p>　　式中：P—作用于推桿上的臨界力</p><p>　　E—推桿材料的彈性模量</p><p>　　J—推桿中央橫斷面的慣性力</p><p><b>　　—推桿的外徑</b></p><p><b>　　—空心推桿的孔徑</b></p>

63、<p><b>　　L—推桿的長度</b></p><p><b>　　五、搖臂的設(shè)計</b></p><p>　　(一）搖臂的工作原理</p><p>　　搖臂是推桿和氣門之間的傳動件，它是推桿傳來的力改變方向后作用于氣門尾部以推開氣門。</p><p><b>　?。ǘ?/p>

64、搖臂的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　它是一個雙叉形臂杠桿，兩臂承受較大彎距應(yīng)力，設(shè)計時應(yīng)保證有一定的抗彎強(qiáng)度并保證在輕質(zhì)量下具有好的強(qiáng)度和剛度。即搖臂的重量盡可能輕而剛度盡可能大。搖臂的幾何尺寸決定于氣門和凸輪軸的相對位置。為了獲得較輕的質(zhì)量剛性好的結(jié)構(gòu)，往往才有T字型的或者I字型的斷面。</p><p><b>　?。ㄈu臂比 </b></p

65、><p>　　搖臂有長、短臂之分，長短之比成為搖臂比，其值在1.6左右。長臂推動氣門的桿端，短臂端螺孔中裝有氣門間隙調(diào)節(jié)螺釘和鎖緊螺母，氣門間隙調(diào)節(jié)螺釘?shù)那蝾^與推桿上端凹球端頭接觸。</p><p><b>　　（四）搖臂潤滑</b></p><p>　　搖臂依靠搖臂軸支撐在搖臂支座上，搖臂上鉆有油孔，搖臂軸為中空型，機(jī)油由支座油道經(jīng)搖臂軸內(nèi)腔潤滑

66、到搖臂的襯套，然后從搖臂上油道上流出，滴落在搖臂兩端進(jìn)行潤滑。</p><p><b>　?。ㄎ澹u臂的定位</b></p><p>　　搖臂軸上兩搖臂間裝有搖臂彈簧，一防止搖臂軸向竄動，從而保證各搖臂相對氣門桿的確定位置。</p><p><b>　　(六）搖臂的材料</b></p><p>　　

67、所采用的材料是QT60—2（表示抗拉強(qiáng)度σb≥60MPa，斷后伸長率δ≥10％）搖臂在與氣門的尾部接觸時既有滾動又有滑動，所以對材料的要求是要耐磨，為了防止磨損影響正常的配氣相位，故該表面要求淬火熱處理的工藝。</p><p><b>　　配氣機(jī)構(gòu)的可變技術(shù)</b></p><p>　　可變技術(shù)(Variable Technology) 是指隨著使用工況及要求的變化,

68、或者為了解決矛盾及避免內(nèi)燃機(jī)不正常工作現(xiàn)象的出現(xiàn),使相關(guān)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)或參數(shù)作相應(yīng)的變化,從而使內(nèi)燃機(jī)在各種工況下,綜合性能指標(biāo)能大幅度地提高,而且避免不正常燃燒及超負(fù)荷現(xiàn)象的產(chǎn)生。</p><p>　　可變氣門正時及升程電子控制系統(tǒng)</p><p>　　可變氣門正時及升程電子控制系統(tǒng)，簡稱VTEC，是一種采用在一根凸輪軸上設(shè)計兩種不同定時和升程的凸輪（高速凸輪和低速凸輪），采用特殊設(shè)計的搖臂

69、，根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的高低，自動切換凸輪，使搖臂分別被高低速凸輪驅(qū)動，達(dá)到了配氣正時和氣門升程可變的目的。凸輪是利用油壓裝置進(jìn)行切換的。</p><p><b>　　（二）可變配氣相位</b></p><p>　　傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)配氣相位在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中是固定不變的,不能同時兼顧各種轉(zhuǎn)速的要求,也就很難達(dá)到真正的最佳配氣相位。而采用可變配氣相位則可以在內(nèi)燃機(jī)整個工作范圍內(nèi),提

70、供合適的氣門開啟、關(guān)閉時刻或升程,從而改善內(nèi)燃機(jī)進(jìn)、排氣性能,較好地滿足高轉(zhuǎn)速和低轉(zhuǎn)速,大負(fù)荷和小負(fù)荷時的動力性、經(jīng)濟(jì)性以及廢氣排放的要求。綜上所述,可變配氣相位改善內(nèi)燃機(jī)性能,主要體現(xiàn)在以下幾個方面：</p><p>　　1) 能兼顧高速及低速不同工況,提高內(nèi)燃機(jī)的動力性和經(jīng)濟(jì)性;</p><p>　　2) 改善內(nèi)冉機(jī)怠速及低速時的性能及穩(wěn)定性;</p><p>

71、　　3) 降低內(nèi)燃機(jī)的排放。</p><p>　　目前有兩類可變配氣相位機(jī)構(gòu),一類為可變配氣相位,這類方法能提高中、低速轉(zhuǎn)矩,改善低速穩(wěn)定性,但由于最大氣門升程保持不變,所以對燃油經(jīng)濟(jì)性改善不大,在此不作詳細(xì)論述。另一類為在低速和高速時應(yīng)用不同的凸輪來同時調(diào)節(jié)配氣正時和氣門升程,并對高速凸輪和低速凸輪及工況轉(zhuǎn)換點(diǎn)同時進(jìn)行優(yōu)化,使內(nèi)燃機(jī)在整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)獲得良好的性能。</p><p>　?。?/p>

72、三）凸輪軸氣門驅(qū)動機(jī)構(gòu)</p><p>　　絕大多數(shù)活塞式內(nèi)燃機(jī)是采用傳統(tǒng)的機(jī)械驅(qū)動凸輪結(jié)構(gòu)來驅(qū)動進(jìn)排氣門的，其氣門的升程、配氣定時一般是基于某一狹小工況范圍發(fā)動機(jī)性能的局部優(yōu)化而確定，在工作過程中是固定不變的，是一種折中選擇，氣門運(yùn)動規(guī)律完全由凸輪的型線確定的。這種氣門驅(qū)動機(jī)構(gòu)難于滿足發(fā)動機(jī)動力性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性能不斷提高的要求，尤其是車用發(fā)動機(jī)，由于其工作范圍非常寬，要求配氣相位可變、氣門升程可調(diào)。但由于它簡

73、單、可靠、相對來說不昂貴，至今仍廣泛的使用。</p><p>　　凸輪軸可變氣門驅(qū)動機(jī)構(gòu)是在傳統(tǒng)氣門驅(qū)動機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上改進(jìn)的，有兩種實(shí)現(xiàn)形式：一種是凸輪軸和凸輪可變系統(tǒng)；另一種是氣門-挺桿可變系統(tǒng)，工作時凸輪軸和凸輪不變動，氣門、挺桿、搖臂或拉桿靠機(jī)械力或液力作用而改變，從而改變配氣相位和氣門升程。</p><p>　　當(dāng)發(fā)動機(jī)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時，系統(tǒng)就會控制連桿將兩個進(jìn)氣搖臂和那個特殊搖臂連接

74、為一體，此時三個搖臂就會同時被高角度凸輪驅(qū)動，而氣門升程也會隨之加大，單位時間內(nèi)的進(jìn)氣量更大，從而發(fā)動機(jī)動力更強(qiáng)。這種在一定轉(zhuǎn)速后突然的動力爆發(fā)也能夠增加駕駛樂趣，缺點(diǎn)則是動力輸出不夠線性。</p><p><b>　　可變氣升程</b></p><p>　　可以使發(fā)動機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速提供不同的氣門升程，低轉(zhuǎn)速時使用較小的氣門升程，有利于缸內(nèi)氣流的合理混合，增加發(fā)動機(jī)的

75、低速輸出扭矩；在高速時使用較大的升程，可以提高發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量，從而提高功率輸出。</p><p><b>　　凸輪軸</b></p><p><b>　　推桿</b></p><p><b>　　搖臂軸</b></p><p><b>　　挺柱</b>&l

76、t;/p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　1.關(guān)文達(dá).吉林大學(xué)，汽車構(gòu)造.中國機(jī)械工業(yè)出版社，2010</p><p><b>　　2.百度文庫</b></p><p>　　3.孫長錄，汽車發(fā)動機(jī)構(gòu)造與維修，天津科學(xué)技術(shù)出版社，2009</p><p&