项目三 配气机构的检修

,项目三配气机构的检修,任务一配气机构的概述,配气机构的组成配气机构的分类气门间隙与配气相位可变配气控制机构,配气机构的组成,配气机构分为气门组和气门传动组两部分。气门组的组成与配气机构的形式基本无关，主要零件包括气门、气门座、气门弹簧、气门导管等。气门传动组包括驱动气门动作的所有零件，其组成取决于配气机构的形式，主要零件包括正时齿轮（或正时链轮和链条、或正时带轮和传动带）、凸轮轴、挺杆、推杆、摇臂轮和摇臂等。,配气机构的分类,按凸轮轴的安装位置分类配气机构按凸轮轴安装位置不同分为下置凸轮轴式、中置凸轮轴式和顶置凸轮轴式三种类型,配气机构的分类,按气门驱动形式分类配气机构按气门驱动形式不同分为摇臂驱动、摆臂驱动和直接驱动等三种。,配气机构的分类,按凸轮轴的传动方式分类按凸轮轴的传动方式配气机构可分为齿轮传动式、链条传动式和齿形带传动式三种。,配气机构的分类,按每个气缸的气门数量分类按每个气缸的气门数量不同配气机构可分为双气门式和多气门式两种。现代高性能发动机通常采用三气门、四气门和五气门结构，目前应用较多的是四气门结构。,气门间隙与配气相位-气门间隙,气门间隙的功用气门间隙的功用是补偿气门受热后的膨胀量。在不装用液力挺杆的配气机构中，气门组与气门传动组之间必须留有一定的间隙，这一间隙称气门间隙。在装有液力挺杆的配气机构中，由于液力挺杆能自动“伸长”或“缩短”，以补偿气门的热胀冷缩，所以不需留气门间隙。,气门间隙过大、过小的危害在发动机的使用过程中，气门间隙的大小会发生变化。如果气门间隙过小或没有气门间隙，就会导致发动机工作时，气门关闭不严而漏气；若气门间隙过大，不仅会造成配气机构产生异响，而且气门开启升程和开启持续角度也会减小，影响发动机的进排气过程。,气门间隙与配气相位-配气相位,在发动机的实际工作中，为使进气充分、排气干净，进气门和排气门均存在早开晚关的情况，进气门和排气门的开启持续时间也大于180曲轴转角。发动机进气门、排气门实际开启或关闭的时刻和开启持续时间，称为配气相位，通常用曲轴转角来表示。,可变配气控制机构-进气门配气相位可变控制机构,奥迪A6、上海帕萨特B5轿车装备的ANQ5发动机可变气门正时机构有3个进气门，排列位置错开，打开的时间也不同（中间的气门先打开），使发动机吸入的新鲜空气产生旋涡，加速和优化混合气的雾化，提高发动机的功率和转矩。,可变配气控制机构-VTEC配气机构工作原理,本田ACCORDF22B1发动机VTEC机构,英文“VariableValveTimingLifeElectronicControl”，意思是“可变气门配气相位和气门升程电子控制系统”。该机构是控制气门开闭时间及升程的系统，与普通发动机一样，VTEC发动机具有4气门（2进2排）、凸轮轴和摇臂等，但凸轮与摇臂的数目及控制方法不同。,任务二气门组的检修,气门的检修气门座的检修气门导管的检修气门弹簧的检修,气门的检修-气门构造,气门类型气门分进气门和排气门，结构基本相同。气门由头部与杆部两部分组成。气门头部的作用是与气门座配合，对气缸进行密封；杆部则与气门导管配合，为气门的运动起导向作用。,1-气门顶面2-气门锥面3-气门锥角4-气门锁夹槽5-气门尾端面,气门头顶部的形状气门头顶部的形状有平顶、凹顶和凸顶等,气门锥角气门与气门座或气门座圈之间接触的工作面称气门密封锥面。气门锥面与气门顶平面之间的夹角称为气门锥角。气门锥角一般为45或30。,气门杆尾固定方式,气门的检修-气门构造,气门工作条件要求气门必须具有足够的强度、刚度、硬度，能耐高温。耐腐蚀、耐磨损。进气门一般采用中碳含金钢制造，如铬钢、铬钼钢和镍铬钢等。而排气门多采用耐热合金刚制造，如硅铬钢、硅铬钼钢等。,机油防漏装置为了减少机油过多吸入气缸，在气门杆装防油罩,气门旋转装置为了改善密封锥面和气门杆的工作条件，有此发动机的气门装有气门旋转机构,气门的检修-气门杆弯曲和气门头部歪斜的检修,导致气门杆身弯曲变形和气门头部歪斜的主要原因有：气门顶部受气缸内气体压力、气门尾端受凸轮通过挺杆（或摇臂）的撞击；气门顶与活塞碰撞；气门尾端与挺杆（或摇臂）间的间隙过小；气门或气门座圈工作面与气门杆不同心，气门座与气门导管不同心等。,气门的检修-气门头部工作锥面的检修,气门工作面的磨损是由于气门不停地开启和关闭，与气门座相互撞击、敲打，承受着反复的冲击负荷，引起工作面的磨损、起槽、斑点和凹陷。,气门杆尾端磨损程度可通过检查气门长度来确定，测量的气门长度与维修手册中标准气门长度比较，若超过修理极限值，则更换气门；气门尾端端面若磨损不平，可在光磨机上磨平。磨削量应遵照维修手册数据要求确定，以确保气门的长度。,气门的检修-气门油封的更换,机油无泄漏却消耗异常，一般是活塞与气缸配合间隙过大或气门油封漏油所致。更换气门油封时，先用专用工具拉出气门油封；然后将塑料套装到气门杆上，以防损坏新的气门杆油封，油封唇口轻涂一层机油，将油封装到专用工具上，然后慢慢推到气门导管上。,用专用工具拉出气门油封用专用工具安装油封,气门座的检修-结构特点,气门座作用气缸盖上与气门锥面相贴合的部位称气门座。气门座与气门头部密封锥门配合对气缸起密封作用，同时对气门还起散热作用。,气门座的要求气门与气门座的配合是配气机构的重要环节，它影响到气缸的密封性，对发动机的动力性和经济性影响很大。,气门座的检修-气门与气门座的研磨,气门经过铰削或光磨后，如果精度达不到密封性要求时，可采用研磨法进行修整。目前多采用机动研磨。将气缸盖清洗干净，置于气门研磨机工作台上，在要研磨的气门工作锥面上涂一层研磨膏，将气门杆部涂以机油装入气门导管内，连接气门研磨机与气门大端，调整转轴使其对正气门座孔，调整好气门升程，进行研磨。一般研磨1015min即可，研磨后的工作面应成为一条平滑、光泽的圆环。,气门座的检修-气门密封性的检查,划线法将气门与气门座清洗干净，用软铅笔在气门锥面上沿径向均匀地划上若干条线，每线相隔约4mm,然后与相配气门座接触，略微压紧并转动气门4590，取出气门，检查铅笔线条，如铅笔线条均被切断，则表示密封良好；否则应重新研磨。,气压试验法用带有气压表的专门检验气门密封性的检验器，先将空气容筒紧密地压在气门头部周围，然后压缩橡胶球，使空气容筒内具有60kPa70kPa的压力，如果半分钟内，气压表的读数不下降，则表示气门与气门座的密封性良好。,渗油法将气缸盖倒置，气门放入气门座，将适量煤油或汽油浇在气门顶面上，5min内视气门与气门座接触处是否有渗漏现象，如无渗漏即为合格。,气门座的检修-气门座圈的更换,当气门座圈有裂纹、松动、烧蚀、磨损严重或装入气门后气门顶面低于气缸盖燃烧室平面2mm以上，应更换气门座圈（若无座圈的气门座，则必须更换气缸盖）。,1）用镗削的方法将旧气门座圈镗削剩一薄层，可很容易拆下旧气门座圈；也可将一合适的旧气门焊接到旧气门座圈上，然后敲击气门杆拆下旧气门座圈。2）选择新气门座圈。用处径千分尺测量座圈外径，用内径量表测量加工后的座圈孔内径，选择合适过盈量，一般在0.075mm0.120mm。3）安装新座圈时，可用冷镶法，即将气门座圈放入冰箱中（或用干冰），使其冷缩后压入；也可用热镶法，即用乙炔氧气火焰（或酒精喷灯）将气门座圈承孔加热，使其膨胀后将气门座圈压入。镶装后的气门座圈周围必须严密、牢固可靠。（也可以将气缸盖加热至80100后，将座圈镶入座孔内。也可用液氮将座圈冷冻收缩后，在压床上将座圈镶入气缸盖座孔中，以保证不会松动。,气门导管的检修-气门导管结构,气门导管的主要功用是为气门运动导向，保证气门作直线往复运动，使气门与气门座圈能正确贴合。此外，还将气门杆接受的热量部分地传给气缸盖。气门导管为一空心管状结构,气门导管内孔与气门杆之间为间隙配合，一般为0.050.12mm。,气门导管的检修-气门导管的检查,气门导管的磨损情况可通过测量气门导管与气门杆配合间隙间接检查。,利用气门在气门导管中的摆动量测算出气门与气门导管的配合间隙,气门导管的检修-气门导管的更换,先将发动机气缸盖放入加热的油中，油温升至110130左右时，取出加热的缸盖，然后用用铜质的带凸圆定位的冲头插入气门导管内孔，用压力机或锤子按规定方向（一般为气缸盖上方）敲打气门导管，拆出旧气门导管；如果旧气门导管装有限位卡环，拆卸前应先将其露出气门导管孔的部分敲断。如果气缸盖为铸铁材料，拆卸旧气门导管前可不加热气缸盖，直接压出或敲出即可。装配新气门导管前应根据新导管外径适当铰削、打磨气门导管孔，使气门导管与气门导管孔有适当的过盈量，一般为0.0510.095mm。在气门杆上涂一薄层机油，将其放入新导管内，若能以本身自重缓缓下降，为间隙基本合适。如果间隙过小，可采用可调铰刀铰削导管内径进行修整。,气门弹簧的检修-气门弹簧结构,气门弹簧是使气门关闭并与气门座压紧，同时还可在气门开启或关闭过程中，使气门传动组零件紧密连接，防止因惯性力分离而产生异响,气门弹簧多采用优质弹簧钢丝绕制而成，并经热处理。气门弹簧为圆柱螺旋弹簧，弹簧两端磨平，装配后弹簧一端支撑在气缸盖上，另一端靠气门弹簧座和锁片或锁销与气门杆定位。,气门弹簧的检修,气门弹簧常见故障是由于长期受压缩，产生塑性变形而导致自由长度变短、弹力减弱、簧身歪斜，严重时可能出现弹簧折断。对气门弹簧的检查主要是：观察有无裂纹或拆断，测量弹簧自由长度和垂直度，测量弹簧弹力。气门弹簧不能维修，必要时只能更换。气门弹簧的自由长度可用游标卡尺进行测量，当其缩短量未超过维修手册规定值时，可在弹簧上加装垫圈以恢复应有的长度，当其缩短量超过维修手册规定值时，应更换新件。气门弹簧垂直度的检查，使用直角尺和平板检查气门弹簧的垂直度，当气门弹簧终端和直角尺之间的间隙超过维修手册规定值时，应更换新件。气门弹簧弹力的检查，用检验仪对气门弹簧施加压力，在规定压力下的气门弹簧高度（或规定气门弹簧高度下的压力）应符合标准，否则应更换气门弹簧。,任务三气门传动组的检修,凸轮轴的检修挺杆的检修推杆的检修摇臂总成的检修正时传动装置的检修,凸轮轴的检修-凸轮轴构造,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，使其符合发动机的工作顺序、配气相位及气门开度的变化规律等要求。凸轮轴由曲轴通过正时皮带、正时链条或正时齿轮来驱动；曲轴转两圈，凸轮轴转一圈。凸轮轴由凸轮和轴颈组成.,1-轴颈2-凸轮3-偏心轮4-螺旋齿轮,为了限制凸轮轴在工作中产生的轴向移动或承受螺旋齿轮在传动时产生的轴向力，凸轮轴需要轴向定位,a）凸肩定位b）止推板定位c）止推螺钉定位,凸轮轴的检修-凸轮轴弯曲的检修,将凸轮轴轴颈架在V形铁上（V型铁位于平台上），用百分表测量中间一道轴颈的径向圆跳动量。凸轮轴径向圆跳动量最大限值为0.05mm，如果测得的径向圆跳动量超过最大限值，应采用冷压法校正凸轮轴，必要时应更换。,凸轮轴的检修-凸轮轴轴颈磨损的检修,将所有凸轮轴轴承盖按原来的位置和方向装到气缸盖上，并按规定力矩扭紧轴承盖螺栓，用内径百分表测量各个凸轮轴轴承孔的内径；再用外径千分尺测量凸轮轴轴颈的外径。将测量的轴承孔内径值与与之配合的轴颈的外径值相减，得到凸轮轴轴颈配合间隙值，其值应符合维修手册要求，否则应更换凸轮轴或缸盖。,（a）凸轮轴轴承孔的内径（b）凸轮轴轴颈的外径,凸轮轴的检修-凸轮轴轴向间隙的检查,凸轮轴轴向定位有止推凸缘定位和推力轴承定位两种。止推凸缘定位式凸轮轴轴向间隙检查方法，将厚薄规塞入止推凸缘与正时齿轮端面之间，可直接测出凸轮轴轴向间隙。推力轴承定位凸轮轴轴向间隙的检查方法，将百分表测头抵在凸轮轴一端，前后推拉凸轮轴，百分表指针的摆差即为凸轮轴轴向间隙。测量值应符合规定，如不符应调整。轴向间隙过大，易引起凸轮与挺杆底部的异常磨损，应更换加厚的止推凸缘。如上海桑塔纳轿车发动机的凸轮轴轴向限位由第一道和第五道轴承台肩完成，轴向间隙大于使用极限0.15mm时，则更换带台肩的凸轮轴轴承。,（a）用厚薄规测量轴向间隙（b）用百分表测量轴向间隙,凸轮轴的检修-凸轮轴径向间隙的检查与修理,凸轮轴径向间隙是指凸轮轴轴承与轴颈之间的间隙。凸轮轴轴承一般用低碳合金钢、粉末冶金或铜质等材料制成衬套，压入整体式座孔；有些上置式发动机不使用衬套，轴颈直接与缸盖上镗出的座孔配合。凸轮轴径向间隙可参照曲轴轴承间隙检查方法进行检查。凸轮轴径向间隙一般为0.02mm0.l0mm，允许极限一般为0.15mm。有些发动机的凸轮轴轴颈允许修磨，当凸轮轴径向间隙超过允许极限时，可磨削凸轮轴轴颈，并选配同级修理尺寸的凸轮轴轴承；多数发动机凸轮轴轴颈和轴承无修理尺寸，当径向间隙超过其允许极限时，必需更换凸轮轴或凸轮轴轴承，必要时两者一起更换；对无凸轮轴轴承的，若凸轮轴座孔磨损严重，只能更换气缸体或气缸盖。,凸轮轴的检修-凸轮磨损的检修,凸轮的常见故障有表面磨损、擦伤和麻点剥落等，其中以磨损最为常见。凸轮的磨损是不均匀的，一般凸轮的顶尖附近磨损较严重。凸轮磨损后，凸轮高度减小，会使气门的最大升程减小，影响发动机工作时的进排气阻力。因此，凸轮的磨损程度可通过测量凸轮的高度或凸轮升程来检查,挺杆的检修-挺杆构造,普通挺杆普通挺杆一般应用在下置凸轮轴式配气机构或中置凸轮轴式配气机构中，常见普通挺杆的结构如图3-50所示。普通挺杆一般为筒式结构，在发动机工作时挺杆底部与凸轮接触，为使挺杆底部磨损均匀，挺杆底部的工作面制成球面。挺杆的下端设有油孔，以便将漏入挺杆内的润滑油排出到凸轮上进行润滑。普通挺杆内孔的底部也制成球面，它与推杆下端的球面接触，以降低磨损。,挺杆的检修-挺杆构造,液力挺杆液力挺杆能自动保持配气机构无间隙传动，从而降低噪声和磨损，而且不需调整气门间隙，在轿车发动机上应用非常广泛。常见的液力挺杆结构。柱塞装在挺杆体内，压装在柱塞上端的推杆支座将柱塞内腔上端封闭；柱塞弹簧将柱塞向上顶起，通过卡环来限制柱塞的最高位置；柱塞下端的单向阀架内装有单向阀，碟形弹簧使单向阀封闭柱塞内腔下端。,1-挺杆体2-单向阀架3-柱塞4-卡环5-推杆支座6-蝶形弹簧7-单向阀8-柱塞弹簧,1-高压油腔2-油道3-量油孔4-斜油孔5-球阀6-低压油腔7-键形槽8-凸轮轴9-挺杆体10-挺杆体焊缝11-柱塞12-油缸13-补偿弹簧14-气缸盖15-气门杆,挺杆的检修-液压挺杆检查,液力挺杆常见故障是外表工作面磨损或损伤、挺杆内部配合表面磨损导致密封不良等。（1）检查液力挺杆外表面：要无过度磨损，底面无凹损。否则立即更换液力挺杆。（2）液力挺杆体与导向孔的配合间隙一般为0.01mm0.04mm。使用极限为0.10mm。如果超过极限后应更换液力挺杆。（3）测量凸轮与挺杆间隙。如图3-53所示，用一楔形木棒或塑料棒压下挺杆，若凸轮与挺杆间可插入0.20mm的厚薄规，否则须更换挺杆，更换挺杆的步骤见凸轮轴及液压传动链张紧装置的拆装部分的内容。,推杆的检修,推杆位于挺杆与摇臂之间，其功用是将挺杆的推力传给摇臂。主要应用于下置凸轮轴式配气机构和中置凸轮轴式配气机构中。推杆的类型如图3-54所示，推杆为细长的杆件，杆身有空心和实心两种，推杆两端有不同形状的端头，以便与挺杆和摇臂上的支座相适应。推杆端头均经过磨光处理，以降低磨损。,摇臂总成的检修-摇臂构造,摇臂总成的功用是将气门传动组的推力改变方向并驱动气门开启。常见摇臂总成主要由摇臂轴、摇臂轴支座、摇臂及定位弹簧等组成。,摇臂总成的检修-摇臂与摇臂轴的检修,对摇臂总成零件进行清洗时，应先将摇臂轴内部清理干净，并保证各油孔通畅。（1）检查摇臂头部接触部位应光洁无损，若有轻微的磨损沟痕，可用油石或磨光机进行修磨，磨损严重时应更换摇臂。（2）安装有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是否完好，若有损坏应更换。（3）带滚动轴承的浮动式摇臂，检查其轴承，若磨损严重或损坏应更换摇臂。（4）检查摇臂轴和摇臂轴承孔的配合间隙，如图3-56所示，用分球形内径量表测量摇臂（或衬套）内径，用外径千分尺测量摇