项目三 配气机构的构造与维修.doc

广东文理职业学院授 课 教 案课 题（章节篇目）项目三 配气机构的构造与维修计划课时12课时课 型项目教学授课时间（周次）3-4周教 学 目 标一、 知识目标：（1）掌握配气机构的功用。 （2）理解配气相位和气门重叠角的概念。 （3）掌握配气机构的组成。 （4）了解气门的布置形式。 （5）了解凸轮轴的布置形式。 （6）了解凸轮轴的传动方式。 （7）理解链传动的张紧机构。 （8）了解气门数及排列方式。 （9）理解气门间隙的概念及作用和调整方法。二、 能力目标：1、掌握配气机构的组成和功用；2、掌握配气机构的修理方法。三、情感目标：培养学生专业兴趣重 点难 点重点：1、掌握配气机构的组成和功用。2、掌握配气机构的修理方法。难点：气门间隙的概念及作用和调整方法。教学媒体多媒体教学方法讲授法教学程序及内容：项目三配气机构的构造与维修第一节 概述功用：配气机构是进、排气管道的控制机构，它按照气缸的工作顺序和工作过程的要求，准时地开闭进、排气门、向气缸供给可燃混合气（汽油机）或新鲜空气（柴油机）并及时排出废气。另外，当进、排气门关闭时，保证气缸密封。进饱排净，四行程发动机都采用气门式配气机构。一、配气机构的组成包括气门组和气门传动组气门驱动组：气门驱动组是从正时齿轮开始至推动气门动作的所有零件。主要由正时齿轮、凸轮轴、气门挺柱、推杆、调整螺钉和锁紧螺母、摇臂、摇臂轴、摇臂轴支架等组成。其功用是定时驱动气门使其开闭。 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。其功用主要是维持气门的关闭。 二、工作过程(1)气门打开：曲轴通过正时齿轮驱动凸轮轴旋转，使凸轮轴上的凸轮凸起部分通过挺柱、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，同时使弹簧进一步压缩。 (2)气门关闭：当凸轮的凸起部分的顶点转过挺柱以后，气门在其弹簧张力的作用下，开度逐渐减小，直至最后关闭，进气或排气过程即告结束。三、配气机构的布置形式及驱动方式类型：1、按气门的布置： 气门顶置式；气门侧置式2、按凸轮轴的布置位置： 下置式；中置式；上置式3、按曲轴与凸轮轴的传动方式： 齿轮传动；链条传动；齿带传动4、按每气缸气门数目： 二气门式；四气门式等1、气门布置1)气门顶置式2) 气门侧置式2、凸轮轴的布置型式1) 凸轮轴下置2）凸轮轴中置式3）凸轮轴上置式3、配气机构的传动方式齿轮传动、链条传动、齿形带传动四、气门间隙及其调整1、概念：气门间隙：为保证气门关闭严密，通常发动机在冷态装配时，在气门杆尾端与气门驱动零件（摇臂、挺柱或凸轮）之间留有适当的间隙。2、必要性：发动机工作时，气门将因温度升高而膨胀，如果气门及其传动件之间，在冷态时无间隙或间隙过小，则在热态时，气门及其传动件的受热膨胀势必引起气门关闭不严，造成发动机在压缩和作功行程中漏气，而使功率下降，严重时甚至不易起动。为了消除这种现象，通常在发动机冷态装配时，留有气门间隙，以补偿气门受热后的膨胀量。有的发动机采用液力挺柱，挺柱的长度能自动变化，随时补偿气门的热膨胀量，故不需要预留气门间隙。 作用：给热膨胀留有余地，保证气门密封 。3、大小：间隙过大：进、排气门开启迟后，缩短了进排气时间，降低了气门的开启高度，改变了正常的配气相位，使发动机因进气不足，排气不净而功率下降，此外，还使配气机构零件的撞击增加，磨损加快。 间隙过小：发动机工作后，零件受热膨胀，将气门推开，使气门关闭不严，造成漏气，功率下降，并使气门的密封表面严重积碳或烧坏，甚至气门撞击活塞。 采用液压挺柱的配气机构不需要留气门间隙 不同机型，气门间隙的大小不同，根据实验确定，一般冷态时，排气门间隙大于进气门间隙，进气门间隙约为0.250.3mm，排气门间隙约为0.30.35mm。 4、气门间隙调整1）气门间隙调整方法两遍法生产实践中，普遍地采用两遍法调整气门间隙，即第一缸压缩终了上止点时，调整所有气门的半数，再摇转曲轴一周(指四冲程发动机)便可调整其余半数气门。 2）气门间隙调整原则气门在完全关闭的情况下，才能调整气门间隙即挺柱(或摇臂)必须落在凸轮的基圆上才可调整。 由于气门开始开启和开始关闭时，挺柱(或摇臂)是在凸轮的缓冲段内某点上，而且配气相位往往产生一定的偏差，所以不仅气门开启过程不能调，而且将要开启和刚关闭不久的一段时间内也不能调。根据该原则，则气门在六种状态下不能调：(1)正在进气，则进气门不能调；(2)正在排气，则排气门不能调；(3)将要进气，则进气门不能调；(4)将要排气，则排气门不能调；(5)刚进气完，则进气门不能调；(6)刚排气完，则排气门不能调。五、配气相位配气相位：用曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻和开启持续时间，称为配气相位。 通常用环形图表示-配气相位图。 理论上讲进、压、功、排各占180，也就是说进、排气门都是在上、下止点开闭，延续时间都是曲轴转角180。但实际表明，简单配气相位对实际工作是很不适应的，它不能满足发动机对进、排气门的要求。 原因： 气门的开、闭有个过程 气体惯性的影响 发动机速度的要求 1、进气门的配气相位 1）进气提前角 (1)定义：在排气冲程接近终了，活塞到达上止点之前，进气门便开始开启。从进气门开始开启到上止点所对应的曲轴转角称为进气提前角(或早开角)。进气提前角用表示，一般为1030。 (2)目的：进气门早开，使得活塞到达上止点开始向下运动时，因进气门已有一定开度，所以可较快地获得较大的进气通道截面，减少进气阻力。 2）进气迟后角 (1)定义：在进气冲程下止点过后，活塞重又上行一段，进气门才关闭。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)。进气迟后角用表示，一般为4080。 (2)目的： 利用压力差继续进气：活塞到达下止点时，由于进气阻力的影响，气缸内的压力仍低于大气压，进气门晚关，利用压力差可继续进气。 利用进气惯性继续进气：活塞到达下止点时，进气气流还有相当大的惯性，进气门晚关，仍能继续进气。 下止点过后，随着活塞的上行，气缸内压力逐渐增大，进气气流速度也逐渐减小，至流速等于零时，进气门便关闭的角最适宜。若过大便会将进入气缸内的气体重新又压回进气管。2、排气门的配气相位 1）排气提前角 (1)定义：在作功行程的后期，活塞到达下止点前，排气门便开始开启。从排气门开始开启到下止点所对应的曲轴转角称为排气提前角(或早开角)。排气提前角用表示，一般为4080。 (2)目的： 利用气缸内的废气压力提前自由排气：恰当的排气门早开，气缸内还有大约300kPa500kPa的压力，作功作用已经不大，可利用此压力使气缸内的废气迅速地自由排出。 减少排气消耗的功率：提前排气，等活塞到达下止点时，气缸内只剩约110kPa120kPa的压力，使排气冲程所消耗的功率大为减小。 高温废气的早排，还可以防止发动机过热。 2）排气迟后角 (1)定义：在活塞越过上止点后，排气门才关闭。从上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角称为排气迟后角(或晚关角)。排气迟后角用表示，一般为1030。 (2)目的： 利用缸内外压力差继续排气：活塞到达上止点时，气缸内的压力仍高于大气压，利用缸内外压力差可继续排气。 利用惯性继续排气：活塞到达上止点时，废气气流有一定的惯性，利用惯性可继续排气。所以排气门适当晚关可使废气排得较干净。 3、气门叠开1.定义：由于进气门早开和排气门晚关，就出现了一段进排气门同时开启的现象，称为气门叠开。同时开启的角度，即进气门早开角与排气门晚关角的和(+)，称为气门叠开角。 2.废气倒排回进气管和新鲜气体随废气排出的问题： 由于叠开时气门的开度较小，且新鲜气体和废气流的惯性要保持原来的流动方向，所以只要叠开角适当，就不会产生废气倒排回进气管和新鲜气体随废气排出的问题。发动机的结构不同、转速不同，配气相位也就不同。3-2 气门组零件的构造与维修一、气门座的构造与维修1气门与气门座的研磨时机：气门密封不良或铰修气门座后进行气门研磨。目的： 保证密封。 方法： 手工或机械。 注意事项：使用研磨砂，先粗后细 。研磨时加以冲击。研磨后检查密封性。2气门座圈的更换时机：座圈烧蚀、损坏、松动、下沉均需更换。注意事项：拆时不可硬撬，可用镗削等方法。 安装前，应加工座孔，保证过盈量约0.080.12mm。安装时，冷冻新座圈或加热缸盖。二、气门导管、气门油封的构造与维修1气门导管的构造功用： 与气门杆配合为气门导向。 位置： 缸盖上的气门导管孔中。 结构特点： 空心管状结构； 伸入气道部分成锥形。 后端装气门油封； 有些带限位卡环； 与座孔过盈配合； 内孔与气门杆间隙配合。 2气门导管磨损的检查与维修检查项目： 与气门杆配合间隙。 检查方法：（2种） 测量气门杆直径和导管孔径计算。 测量气门头部摆动量。 修理方法： 更换气门、导管或两者均换。 3更换气门导管 用气门导管冲子和锤子按规定方向拆除装导管。 装限位卡环的，拆前将漏出承孔的部分敲断。 拆导管时，铸铁缸盖可不加热，铝合金缸盖应加热。 装前铰削座孔，过盈量约0.015mm0.065mm 。 装前用热水或喷灯加热缸盖，温度60 80 。 装后导管伸出气道的高度应符合规定。 装后铰削内孔。 4气门油封位置： 气门导管上部。 功用： 防止漏油。 组成： 橡胶圈和弹簧。 更换时机： 沿气门杆漏油。 更换油封注意事项： 使用专用工具安装。 有些进排气门油封不同。 三、气门弹簧的构造与维修1气门弹簧的构造功用： 使气门与气门座压紧。 位置： 气门杆上。 结构特点： 圆柱螺旋弹簧。 类型：等螺距、变螺距、双弹簧。 2气门弹簧的维修裂纹或拆断检查： 观察。 自由长度检查与修理： 用直尺测量。 垂直度检查与修理： 用直尺和塞尺测量。 弹力检查与修理： 用检验仪测量弹力与长度关系。 维修方法： 更换。 3-3 气门传动组零件的构造与维修功用：驱动气门工作。主要零件：正时传动装置、凸轮轴、挺杆、推杆、摇臂总成等。一、凸轮轴的构造与维修1凸轮轴的构造功用：控制气门开闭，有些还驱动分电器等。基本组成：凸轮和轴颈，有些带斜齿轮和偏心轮。 凸轮： 进气凸轮、排气凸轮、同名凸轮、异名凸轮。轴颈： 采用整体式座孔和轴承支承的凸轮轴，轴颈直径不同，由前到后逐渐减小。 轴颈上加工有集油槽、泄油孔等。 轴向定位装置： 用隔圈和止推凸缘定位。 2凸轮轴轴向间隙的检查与修理检查方法： 用塞尺或百分表检查。 要求： 一般允许极限间隙为0.300.35mm 。 修理方法： 更换止推凸缘或隔圈。 3凸轮轴弯曲的检查与修理检查方法： 用百分表检查中间轴颈的径向圆跳动量。 要求： 径向圆跳动量允许极限一般为0.050.10mm 。 修理方法： 冷压校正或更换。 4凸轮磨损的检查与修理检查方法： 用外径千分尺检查凸轮高度或升程。 修理方法： 修磨或更换。 5凸轮轴轴颈及轴承磨损的检查与修理检查方法： 检查配合间隙。 修理方法： 有修理尺寸的，修磨凸轮轴，更换轴承。 无修理尺寸的，更换轴承或凸轮轴及轴承均换。 无轴承的，座孔磨损后，更换缸盖或缸体。 二、正时传动装置的构造与维修功用：驱动凸轮轴。类型：齿轮传动、链条传动、皮带传动。1正时齿轮传动装置2正时链条传动装置3正时皮带传动装置三、挺杆的构造与维修功用：传力。类型：普通挺杆和液力挺杆。1普通挺杆的构造与维修构造： 常用筒式结构； 内外底部为球面，分别与凸轮和推杆配合； 侧面有泄油孔； 外圆与导向孔配合。 挺杆导向孔： 在缸体或缸盖上直接加工； 专设挺杆导向体。 工作面检查与修理：检查方法： 观察。 修理方法： 轻微的伤痕或麻点，用油石修整。 裂纹、严重刮伤或偏磨，更换 。 与导向孔配合的检查与修理：检查方法： 测量配合间隙。 修理方法： 更换。 2液力挺杆的构造与维修功用： 传力，实现无间隙传动。 组成： 挺杆体、柱塞、弹簧和单向阀、推杆支座等。 工作原理：常见故障： 密封不良产生异响。 密封性检查： 用仪器检查压力、时间、长度关系；或检查自由行程。 四、推杆的构造与维修1推杆的构造应用： 下、侧置凸轮轴配气机构。 功用： 将挺杆的推力传给摇臂。 结构类型： 空心或实心杆件； 两端为球状尖形或凹形端头。 2推杆的维修端头磨损检查与修理： 观察检查，油石修磨或更换修理。 杆身弯曲检查与修理： 在平台上滚动检查，冷压校正修理。 五、摇臂总成的构造与维修1摇臂总成的构造功用： 改变传力方向，增力，调整气门间隙。 类型： 有摇臂轴和无摇臂轴两种。 组成： 2摇臂总成的维修 （1 ）检查摇臂球面部位，轻微的磨损沟痕用油石或磨光机修磨，磨损严重时更换摇臂。 （2 ）带气门间隙调整螺钉的摇臂，检查调整螺钉、锁紧螺母和摇臂上的螺孔，损坏时更换。 （3 ）带轴承的浮动摇臂，若轴承磨损严重或损坏应更换摇臂。 （4 ）有摇臂轴的，检查摇臂与轴配合间隙，间隙超过允许极限，应更换零件或总成。 （5 ）检查摇臂轴弯曲变形，超过允许极限，应校正或更换摇臂轴。 3-4 气门间隙的检查与调整一、气门间隙的功用补偿气门受热后的膨胀量。装液力挺杆的无气门间隙。 二、气门间隙的检查与调整 1 基本