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

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　配氣機(jī)構(gòu)---傳動(dòng)組的設(shè)計(jì)</p><p>　　姓 名: </p><p>　　所屬院校： </p><p>　　專(zhuān) 業(yè): 汽車(chē)制造與裝配技術(shù) </p>&

2、lt;p>　　班 級(jí): 11級(jí)汽裝班 </p><p>　　學(xué) 號(hào): </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　論 文 摘 要 </p><p>　　氣門(mén)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(dòng)機(jī)的點(diǎn)火次序和各

3、缸工作循環(huán)的要求，定時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉進(jìn)、排氣門(mén)，完成換氣過(guò)程。因此配氣機(jī)構(gòu)要滿足：進(jìn)、排氣的定時(shí)和準(zhǔn)確；氣門(mén)關(guān)閉要嚴(yán)密可靠；氣流阻力要??；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單拆裝方便。</p><p>　　氣門(mén)配氣機(jī)構(gòu)由氣門(mén)組、氣門(mén)傳動(dòng)組、凸輪軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三部分組成 </p><p>　　氣門(mén)組主要由：氣門(mén)、閥座、氣門(mén)導(dǎo)管、氣門(mén)彈簧和連接鍵組成，一般柴油機(jī)采用不帶閥殼氣門(mén)組氣門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉是靠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

4、來(lái)實(shí)現(xiàn)的，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可分為機(jī)械和液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 </p><p>　　大部分柴油機(jī)分為下置式傳動(dòng)形式、中置式傳動(dòng)形式和上置式傳動(dòng)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(shí)刻進(jìn)行開(kāi)閉，并保證有足夠的開(kāi)度。凸輪軸與曲軸之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與柴油機(jī)的型式、凸輪軸與曲軸的相對(duì)位置、氣門(mén)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的型式等有關(guān)，一般有齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)。現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)大多數(shù)都采用帶傳動(dòng)，這種

5、傳動(dòng)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(dòng)機(jī)曲軸與凸輪軸的傳動(dòng)比為2：1</p><p>　　配氣機(jī)構(gòu)控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣過(guò)程,直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，是衡量發(fā)動(dòng)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(mén)傳動(dòng)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(jì)要求……………………………………………………5</p><p>　　3、充氣效率…………………………………………………………………6</p><p><b>　　一、凸輪軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1、凸輪軸的設(shè)計(jì)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(jì)</b></p><p>　　1、配氣

9、相位………………………………………………………………8</p><p>　　2、氣門(mén)重疊………………………………………………………………9</p><p>　　3、氣門(mén)間隙………………………………………………………………10</p><p>　　4、凸輪的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足的要求…………………………………………10</p><p>　　5、平面凸輪

10、機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程和運(yùn)動(dòng)參數(shù)………………………………11</p><p><b>　　三、挺柱的設(shè)計(jì)</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(jì)</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(jì)…………………………………………………………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(jì)</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(rùn)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(mén)正時(shí)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(mén)驅(qū)動(dòng)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(jì)---氣門(mén)傳動(dòng)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(dòng)機(jī)每個(gè)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(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉氣缸的進(jìn)、排氣門(mén)，使新鮮可燃混合氣(汽油機(jī))或空氣(柴油機(jī))得以及時(shí)進(jìn)入氣缸，廢氣得以及時(shí)從氣缸排出。</p><p><b>　　二、配氣機(jī)構(gòu)的要求</b></p><p>　?。ㄒ唬?duì)于一個(gè)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(mén)的時(shí)間足夠大，泵氣損失小，配氣正時(shí)恰當(dāng)，在排氣過(guò)程中能較好的排出廢氣，進(jìn)氣過(guò)程中能吸入較多的新鮮空氣，因而使發(fā)動(dòng)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(dòng)、噪聲較小，并且工作可靠和耐磨</p><p><b>　　3.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(dòng)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(guò)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(jì)</b></p><p>　　（一）凸輪軸設(shè)計(jì)的要求 </p><p>　　1.正確的設(shè)計(jì)進(jìn)排氣凸輪的位置，實(shí)現(xiàn)配氣正時(shí)，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(lái)設(shè)計(jì)凸輪的允許彎曲變形，合理的計(jì)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>　　（二）凸輪軸的結(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(gè)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(dòng)軸承。</p><p>　　（三）凸輪軸的布置型式</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(mén)距離近，不需要推桿、挺柱，使往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣量減少。應(yīng)用高速發(fā)動(dòng)機(jī)</p><p>　　2.凸輪軸中置式傳動(dòng)方式：凸輪軸經(jīng)過(guò)挺柱直接驅(qū)動(dòng)搖臂，省去了推桿</p><p>　　應(yīng)用：適用于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，可以減少氣門(mén)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)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(mén)相距較遠(yuǎn)，動(dòng)力傳遞路線較長(zhǎng)，環(huán)節(jié)多，因此不適用于 高速發(fā)動(dòng)機(jī)。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)化曲軸與凸輪軸之間才傳動(dòng)裝置，有利于發(fā)動(dòng)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(mén)間歇性開(kāi)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(shí)還應(yīng)具有一定的耐磨性，才能讓發(fā)動(dòng)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>　　（五）凸輪軸的定位方式</p><p>　　定位的原因:由于汽車(chē)的上下坡或者在加速的時(shí)候，都可能使凸輪軸發(fā)生軸向竄動(dòng)為防止由此引起的對(duì)配氣定時(shí)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(jì)</b></p><p>　　雖然瞬時(shí)的打開(kāi)和關(guān)閉氣門(mén)能夠獲得最大的時(shí)間截面，但是這樣做會(huì)使零件產(chǎn)生很大的慣性力。因此在設(shè)計(jì)配氣機(jī)構(gòu)時(shí)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(shí)，同時(shí)也保證運(yùn)動(dòng)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(mén)開(kāi)閉時(shí)刻及其開(kāi)啟持續(xù)的時(shí)間，稱(chēng)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(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。理論上，四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門(mén)當(dāng)活塞處于

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

31、</p><p>　　α進(jìn)氣門(mén)早開(kāi)角：進(jìn)氣順暢</p><p>　　β進(jìn)氣門(mén)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?gòu)U氣殘余?</p><p>　　注：汽車(chē)構(gòu)造書(shū)上查得</p><p><b>　?。?/p>

32、二）氣門(mén)重疊</b></p><p>　　由于進(jìn)氣門(mén)在上止點(diǎn)前開(kāi)啟，而排氣門(mén)在上止點(diǎn)后才關(guān)閉，這就出現(xiàn)了一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)、排氣門(mén)同時(shí)開(kāi)啟的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象為氣門(mén)重疊，同時(shí)開(kāi)啟的曲軸轉(zhuǎn)角(α+δ)稱(chēng)氣門(mén)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(dòng)慣性都比較大，致使氣缸內(nèi)的氣體在短時(shí)間內(nèi)是不會(huì)改變流向的。所以只要?dú)忾T(mén)重疊角選擇適當(dāng)，就不會(huì)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(mén)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(dòng)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(tái)發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)性能的要求，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定該發(fā)動(dòng)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(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響最大的是進(jìn)氣遲后角β。β過(guò)小，進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉過(guò)早影響進(jìn)氣量；β過(guò)大，進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉過(guò)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(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量。</p><p>　　為獲得發(fā)動(dòng)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(dòng)慣性，多進(jìn)氣；為了獲得發(fā)動(dòng)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(mén)重疊角應(yīng)小。若能同時(shí)滿足上述要求，配氣機(jī)構(gòu)應(yīng)裝有可變配氣正時(shí)系統(tǒng)。</p><p><b>　　氣門(mén)間隙</b></p><p>　　氣門(mén)間隙的含義 </p><p>　　氣門(mén)間隙是指在氣門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)氣門(mén)與傳動(dòng)件之間的間隙.發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，氣門(mén)因溫度升高而膨脹。如果氣門(mén)及其傳動(dòng)件之間，在冷態(tài)時(shí)無(wú)間隙或間隙過(guò)小，則再熱

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

37、的大小，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作和性能影響很大。如果間隙過(guò)小，發(fā)動(dòng)機(jī)在熱態(tài)下可能因氣門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)而發(fā)生漏氣，導(dǎo)致功率下降，甚至氣門(mén)燒毀；如果氣門(mén)間隙過(guò)大，則使傳動(dòng)零件之間以及氣門(mén)和氣門(mén)座之間產(chǎn)生撞擊聲，并加速磨損，同時(shí)也會(huì)使氣門(mén)開(kāi)啟的持續(xù)時(shí)間減少，氣缸的充氣以及排氣情況變壞。</p><p><b>　　氣門(mén)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(shí)，挺住必須落在凸輪的基圓上</p><p>　　(三）凸輪的設(shè)計(jì)時(shí)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(dòng)機(jī)功率、扭矩、轉(zhuǎn)速、燃油消耗量、怠速和啟動(dòng)等各方面的性能要求。</p><p>　　2.為使發(fā)動(dòng)機(jī)具有良好的充氣性能，因而時(shí)間面積值應(yīng)盡可能大些</p><p>　　3.加速度不宜過(guò)大，并應(yīng)連

39、續(xù)變化</p><p>　　4.具有恰當(dāng)?shù)臍忾T(mén)落座速度，以免氣門(mén)和氣門(mén)座的過(guò)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(guò)大的振動(dòng)。</p><p><b>　　6.工作時(shí)噪聲較小</b></p><p>　　7.應(yīng)使氣門(mén)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(dòng)零件受力和磨損較小，工作可靠，使用期長(zhǎng)</p><p>　　上述這些要求往往相互矛盾，必須根據(jù)發(fā)動(dòng)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(jiǎn)單的凸輪線形</p><p>　?。ㄈ┢矫嫱馆啓C(jī)構(gòu)的工作過(guò)程和運(yùn)動(dòng)參數(shù)<

41、/p><p>　　圖1a為一對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，從動(dòng)件移動(dòng)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(chēng)為基圓，rb為基圓半徑，凸輪以等角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。在圖示位置，尖頂與A點(diǎn)接觸，A點(diǎn)是基圓與開(kāi)始上升的輪廓曲線的交點(diǎn)，此時(shí)，從動(dòng)件的尖頂離凸輪軸最近。凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，向徑增大，從動(dòng)件被凸輪輪廓推向上，到達(dá)向徑最大的B點(diǎn)時(shí)，從動(dòng)件距凸輪軸心最遠(yuǎn)，這一過(guò)程稱(chēng)為推程。與之對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角δ0

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

43、δs’稱(chēng)為近停程角。此時(shí)，?δ0＋?δs＋ ?δ0’＋?δs’=2凸輪剛好轉(zhuǎn)過(guò)一圈，機(jī)構(gòu)完成一個(gè)工作循環(huán)，從動(dòng)件則完成一個(gè)“升—停—降—?！钡倪\(yùn)動(dòng)循環(huán)</p><p><b>　　圖1</b></p><p><b>　　三、挺柱的設(shè)計(jì)</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(dòng)規(guī)律推動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，同時(shí)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(mén)桿，推動(dòng)推桿或氣門(mén)克服氣門(mén)彈簧的作用力而運(yùn)動(dòng)。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(shí)也保證凸輪軸在旋轉(zhuǎn)時(shí)，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(dòng)，保證工作表面的磨損時(shí)很均勻的挺柱的軸線相對(duì)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(guò)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(gè)整體零件的形式傳遞運(yùn)動(dòng)，它是為輕型氣缸設(shè)計(jì)的，常見(jiàn)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(tái)，直接與氣門(mén)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(duì)氣門(mén)間隙的調(diào)整，保證發(fā)動(dòng)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(guò)滾輪在凸輪軸上滾動(dòng)而不是滑動(dòng)，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(dòng)機(jī)和賽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上。 </p><p>　　以上兩

49、種挺柱的發(fā)動(dòng)機(jī)都必須有調(diào)整氣門(mén)間隙的措施。氣門(mén)間隙解決了材料熱膨脹對(duì)氣門(mén)工作的影響，但在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)發(fā)生撞擊而產(chǎn)生噪聲。為了解決這一矛盾，有些發(fā)動(dòng)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>　?。ㄋ模┮簤和χぷ髟?lt;/p><p>　　液壓一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由五個(gè)部分組成，即動(dòng)力元件、

50、執(zhí)行元件、控制元件、無(wú)件和液壓油。動(dòng)力元件的作用是將原動(dòng)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(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)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(dòng)負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 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(mén)桿與挺柱間隙及挺柱內(nèi)止回球

51、閥。液壓挺柱剛開(kāi)始工作時(shí)，由于腔內(nèi)無(wú)油壓，故挺柱柱塞處在最底部，挺柱與氣門(mén)間隙較大，氣門(mén)產(chǎn)生短時(shí)異響。隨著發(fā)動(dòng)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(zhǎng)度增加，氣門(mén)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(mén)彈簧的力量，所以當(dāng)挺柱與氣門(mén)間隙達(dá)到很小時(shí)，挺柱不再運(yùn)動(dòng)。同時(shí)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(dòng)并維持原有長(zhǎng)度形成剛性，從而推動(dòng)氣門(mén)打開(kāi)。

52、隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，氣門(mén)間隙保持一定間隙，消除了氣門(mén)異響。</p><p>　　（五）凸輪和挺柱的主要損壞形式及其預(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(rùn)滑情況惡化引起的</p><p><b>　　防止的方法</b></p>

53、;<p>　?。?）改善潤(rùn)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(rùn)滑油；采用具有特殊添加劑的潤(rùn)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(dòng)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(guò)程。</p><p>　　預(yù)防的措施：（1）改善潤(rùn)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(gè)緩慢的拋光過(guò)程，最后形成一個(gè)硬而光滑的摩擦表面。這種拋光的過(guò)程常開(kāi)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(huì)被磨平。（2）隨著時(shí)間逐漸或迅速磨損下去，直至影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。不正常的迅速磨損，嚴(yán)重者則在幾個(gè)小時(shí)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(shí)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(dòng)機(jī)總成修理時(shí)，如氣門(mén)出現(xiàn)開(kāi)啟高度不足時(shí)，一般應(yīng)更換挺柱。有條件時(shí)，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(shí)間，此時(shí)間過(guò)短，即發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)時(shí)，出現(xiàn)氣門(mén)開(kāi)度不足時(shí)，可專(zhuān)用的工具排完液壓挺柱內(nèi)滲入的空氣，恢復(fù)氣門(mén)的最大升程。 </p><p>　　3.使用液力挺柱的發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)注意以下問(wèn)題</p><p>　　（

58、1）對(duì)潤(rùn)滑油的壓力和濾清質(zhì)量要求較嚴(yán)格。當(dāng)潤(rùn)滑油壓力過(guò)低時(shí)，補(bǔ)油能力下降，氣門(mén)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(dòng)困難</p><p>　?。?#160;3）冷機(jī)或停放時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，起動(dòng)后有短暫氣門(mén)響聲，這是正?，F(xiàn)象 </p><p>　　（4） 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度要求高 </p>

59、<p>　?。?）磨損后無(wú)法調(diào)整間隙只得更換</p><p><b>　　四、推桿的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　（一）推桿的作用</b></p><p>　　是將從凸輪輪經(jīng)過(guò)挺柱傳來(lái)的推力傳給搖臂，它是氣門(mén)機(jī)構(gòu)中最易彎曲的零件。要求有很高的剛度，在動(dòng)載荷大的發(fā)動(dòng)機(jī)中，推桿應(yīng)盡量地做得短些。對(duì)于缸體

60、與缸蓋部是鋁合金制造的發(fā)動(dòng)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(gè)整體，然后進(jìn)行熱處理。</p><p>　?。ǘ┩茥U的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　它是一個(gè)細(xì)長(zhǎng)桿，在工作時(shí)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(dòng)機(jī)采用冷拔無(wú)縫鋼管（或鋁制空心管）制造。采用冷拔無(wú)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(zhǎng)度是

61、減輕質(zhì)量，提高縱向彎曲應(yīng)力和整個(gè)配氣機(jī)構(gòu)剛度的有效辦法。</p><p><b>　　（三）推桿尺寸設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，它的長(zhǎng)設(shè)計(jì)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(jì)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(zhǎng)度</b></p><p><b>　　五、搖臂的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　(一）搖臂的工作原理</p><p>　　搖臂是推桿和氣門(mén)之間的傳動(dòng)件，它是推桿傳來(lái)的力改變方向后作用于氣門(mén)尾部以推開(kāi)氣門(mén)。</p><p><b>　?。ǘ?/p>

64、搖臂的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　它是一個(gè)雙叉形臂杠桿，兩臂承受較大彎距應(yīng)力，設(shè)計(jì)時(shí)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(mén)和凸輪軸的相對(duì)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>　　（三）搖臂比 </b></p

65、><p>　　搖臂有長(zhǎng)、短臂之分，長(zhǎng)短之比成為搖臂比，其值在1.6左右。長(zhǎng)臂推動(dòng)氣門(mén)的桿端，短臂端螺孔中裝有氣門(mén)間隙調(diào)節(jié)螺釘和鎖緊螺母，氣門(mén)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(rùn)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(rùn)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(rùn)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(dòng)，從而保證各搖臂相對(duì)氣門(mén)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(zhǎng)率δ≥10％）搖臂在與氣門(mén)的尾部接觸時(shí)既有滾動(dòng)又有滑動(dòng)，所以對(duì)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(mén)正時(shí)及升程電子控制系統(tǒng)</p><p>　　可變氣門(mén)正時(shí)及升程電子控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)VTEC，是一種采用在一根凸輪軸上設(shè)計(jì)兩種不同定時(shí)和升程的凸輪（高速凸輪和低速凸輪），采用特殊設(shè)計(jì)的搖臂

69、，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的高低，自動(dòng)切換凸輪，使搖臂分別被高低速凸輪驅(qū)動(dòng)，達(dá)到了配氣正時(shí)和氣門(mén)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(guò)程中是固定不變的,不能同時(shí)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(gè)工作范圍內(nèi),提

70、供合適的氣門(mén)開(kāi)啟、關(guān)閉時(shí)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(shí)的動(dòng)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(gè)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(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性;</p><p>　　2) 改善內(nèi)冉機(jī)怠速及低速時(shí)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(lèi)可變配氣相位機(jī)構(gòu),一類(lèi)為可變配氣相位,這類(lèi)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(mén)升程保持不變,所以對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性改善不大,在此不作詳細(xì)論述。另一類(lèi)為在低速和高速時(shí)應(yīng)用不同的凸輪來(lái)同時(shí)調(diào)節(jié)配氣正時(shí)和氣門(mén)升程,并對(duì)高速凸輪和低速凸輪及工況轉(zhuǎn)換點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行優(yōu)化,使內(nèi)燃機(jī)在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)獲得良好的性能。</p><p>　?。?/p>

72、三）凸輪軸氣門(mén)驅(qū)動(dòng)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(dòng)凸輪結(jié)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)進(jìn)排氣門(mén)的，其氣門(mén)的升程、配氣定時(shí)一般是基于某一狹小工況范圍發(fā)動(dòng)機(jī)性能的局部?jī)?yōu)化而確定，在工作過(guò)程中是固定不變的，是一種折中選擇，氣門(mén)運(yùn)動(dòng)規(guī)律完全由凸輪的型線確定的。這種氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)難于滿足發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性能不斷提高的要求，尤其是車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)，由于其工作范圍非常寬，要求配氣相位可變、氣門(mén)升程可調(diào)。但由于它簡(jiǎn)

73、單、可靠、相對(duì)來(lái)說(shuō)不昂貴，至今仍廣泛的使用。</p><p>　　凸輪軸可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是在傳統(tǒng)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)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(mén)-挺桿可變系統(tǒng)，工作時(shí)凸輪軸和凸輪不變動(dòng)，氣門(mén)、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(mén)升程。</p><p>　　當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)控制連桿將兩個(gè)進(jìn)氣搖臂和那個(gè)特殊搖臂連接

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

75、低速輸出扭矩；在高速時(shí)使用較大的升程，可以提高發(fā)動(dòng)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(chē)構(gòu)造.中國(guó)機(jī)械工業(yè)出版社，2010</p><p><b>　　2.百度文庫(kù)</b></p><p>　　3.孫長(zhǎng)錄，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修，天津科學(xué)技術(shù)出版社，2009</p><p&