学习项目三拆装与检测配气机构

1、 学习项目三 拆装与检测配气机构 学习目标： 完成本学习项目后，你应当能：叙述发动机配气机构个零部件的名称、安装位置及作用；独立制订发动机配气机构的拆装步骤；叙述发动机配气机构各零件损坏的原因；借助维修手册，安全规范的对配气机构各零件进行检测。建议完成本学习项目为8课时 学习项目描述某客户反映汽车动力不足，燃油消耗量增加。经检测发现发动机气缸压缩压力低于技术要 求，往燃烧室内加入少量机油后进行湿气缸压缩压力测试，发现气缸压缩压力值基本无变化， 初步诊断气门密封不严，需要对配气机构进行解体检查。 基础知识配气机构的作用配气机构主要的作用是按照气缸的_ 和工作过程的要求，控制进、排气门，准时的开闭

2、 ，向气缸供给_（汽油机）或新鲜空气（柴油机）并及时的排出废气。另外，当进、排气门关闭时，保证气缸密封。配气机构的位置和形状配气机构按照气门的布置位置不同分为顶置式气门和侧置式气门两类如图3-1所示。顶置式配气机构 的有点很多，如进气阻力小，燃烧室结构紧凑等，故被广泛采用。侧置式配气机构已被淘汰。 a）侧置式气门 b）顶置式气门图3-1 配气机构按气门位置分类顶置式配气机构可分为以下几类：1.按凸轮轴的位置方式分类1）凸轮轴下置式如图3-2所示，大多数载货汽车和大、中型客车发动机都采用这种方式。2）凸轮轴上置式如图3-3所示，凸轮轴上置式配气机构的凸轮轴直接布置在缸盖上，凸轮轴直接通过摇臂来驱

3、动气门，省去了推杆、挺柱，使往复运动质量大大减小，因此它适合于高速发动机。 图3-2 凸轮轴下置式 图3-3 凸轮轴上置式3）凸轮轴中置式为减小气门传动组零件的往复运动惯性力，某些速度较高的发动机将下置式凸轮轴的位置抬高到缸体的上部，缩短了传动零件的长度。 图3-4 凸轮轴中置式2.按曲轴到凸轮轴的传动方式分类1）齿轮传动凸轮轴_和_的配气机构大多采用圆柱形正时齿轮传动如图3-5所示。 2）链传动链传动适用于_的配气机构如图3-6所示。 图3-5 齿轮传动 图3-6 链传动3）齿形带传动 近年来，在高速发动机上还广泛采用齿形带来代替传动链如图3-7所示。 3.按每缸气门的数量分类 图3-7 齿

4、形带传动 一般发动机较多采用一个进气门和一个排气门如图3-8所示。其特点是结构简单，能适应各种燃烧 室。但其气缸换气受到进气通道的限制，故都用于低速发动机。在很多新型汽车发动机上多采用每缸四气门的结构，即两个进气门和两个排气门，如图3-9所示。 新型奥迪轿车的V型六缸五气门发动机就采用五气门技术，如图3-10所示。由于采用了三个进气门， 提高了充气效率，而且燃油消耗低、转矩大及排污少。 图3-8 双气门结构 图3-9 四气门结构 图3-10 五气门结构配气机构的组成配气机构可以分为气门组和气门传动组，如图3-11所示。 图3-11 配气机构的组成气门组包括：气门、气门座、气门导管、气门弹簧、锁

5、片、卡簧。 气门传动组包括：正时皮带、凸轮轴正时皮带轮、凸轮轴、 气门挺杆、填隙 片等。 1.气门组： 1）气门 气门的功用与气门座相配合，对气缸进行密封。 气门的组成气门由头部和杆部组成，如图3-12所示。 气门头部有平顶、喇叭形顶和球面顶，如图3-13所示。 图3-12 气门的结构 图3-13 气门头部形状 气门头部与气门座圈接触的工作面，是与杆部同心锥面，通常将这一锥面与气门顶部平面的夹角称 为气门锥角，如图3-14所示，一般作成_和_度。 图3-14 气门锥角 采用锥形工作面能获得较大的气门座密合压力，可提高密封性和导热性；气门落座时有自动回位作 用；能避免气流转向过大而降低流速。此外

6、，有了锥角，气门落座时还将与座口发生相对的研磨，这一 方面会增加磨损，另一方面能挤掉接触面的沉积物，有自洁作用。2）气门座 气缸盖上的进、排气道与气门锥面相结合的部位称为气门座，如图3-15所示，气门座的锥角和气门 锥角相同，一般也是_或_。气门座不仅有密封的作用，还起到了冷却气门的 作用。 图3-15 气门座 3）气门导管气门导管（如图3-16所示）的作用：一是_作用，保证气门作直线往复运动。二是_作用，将气门头部传给杆身的热量，通过_传出去。 图3-16 气门导管4）气门弹簧、锁片气门弹簧的作用：保证_复位。锁片的作用：在气门弹簧力的作用下把弹簧座和气门杆锁住，使弹簧力作用到气门杆上。 5

7、）气门油封气门油封如图3-17所示，它的作用有：一是可以防止_进入进排气管，造成机油流失。二是防止_以及_泄漏。三是防止发动机机油进入燃烧室。 气门油封是发动机气门组的重要零件之一，在高温下与汽油和机油相接触，因此需要采用耐热性和耐油性优良的材料，一般为氟橡胶制作。 图3-17 气门油封 气门传动组1）凸轮轴 凸轮轴的作用：控制气门的_和关闭，每个进、排气门分别有相应的进气凸轮和排气凸 轮。凸轮的形状影响气门的开闭时刻，凸轮的排列影响气门的开闭时刻和_。 凸轮的形状： 气门的开闭时刻及其升程变化规律主要取决于控制气门的凸轮外部轮廓曲线，凸轮的外部轮廓如图 3-18所示。 图3-18 凸轮轮廓2

8、）挺柱 挺柱的功用：将凸轮的推力传给推杆，并承受_旋转时所施加的侧向力，近年来，液压挺柱被广泛采用，如图3-19所示。 图3-19 液压挺柱3）推杆下置式凸轮轴配气机构中有细长的推杆，推杆的作用是将挺柱传来的凸轮推力传递给摇臂机构。推 杆如图3-20所示。4）正时皮带正时皮带的作用：它在发动机里起到传动带的作用，在_的带动下将力传递给 _ ，使之与凸轮轴同时旋转，以保证_开闭与活塞往复运动的准时配合，确保发动机的正常工作，如图3-21所示。 图3-20 推杆 图3-21 正时皮带的传动计划与实施准备工作1.工具和材料：干净的抹布，常用工具，气缸压力表，塑料线规，气门弹簧压缩器，支架百分表，游标

9、卡尺，外径千分尺，汽车维修手册。保护性衣物： 标准作业着装汽车的相关信息填写：生产年份_；车牌号码_；车型及行驶里程_；汽车识别码_发 动机型号和排量_。 学习思考 拆卸配气机构前我们已经拆装了哪些零部件？ 拆卸计划的制订和实施1.主要的拆卸步骤：1）拆下分电器；2）拆下气门室盖分总成；3）拆下2号、3号正时皮带罩4）转动曲轴皮带轮，将正时标记对准；5）卸下曲轴皮带轮；6）卸下正时皮带罩；7）拆下惰轮张紧弹簧；8）拆下正时皮带；9）拆下惰轮分总成；10）拆下曲轴正时皮带轮；11）拆下凸轮轴正时皮带轮；12）拆卸进气凸轮轴； 13）拆卸排气凸轮轴；14）拆下气缸盖分总成；15）拆卸气门组件。 具

10、体拆卸步骤： 1）拆下分电器。拔下点火线圈（如图3-22所示），拧松分电器螺栓，拆下分电器。 2）拆下气门室盖罩。拆下4个螺母，4个密封垫和气门室盖罩，如图3-23所示。 图3-22 拔下点火线圈 图3-23 拆下气门室盖罩 3）拆下2号、3号正时皮带罩。拧松皮带罩固定螺母、螺栓，取下皮带罩，如图3-24所示。 4）将1缸调整到压缩上止点位置。 转动曲轴皮带轮，将皮带轮槽口对准1号正时皮带罩上的正时标记“0”，如图3-25所示。 图3-24 拆卸皮带罩 图3-25 皮带轮槽口对准“0” 检查曲轴正时皮带轮的“K”标记与轴承盖的正时标记对准，如图3-26所示。否则转动曲轴一周5）拆下曲轴皮带轮。

11、使用SST拆下皮带轮螺栓，并拆下曲轴皮带轮，如图3-27所示。 图3-26 对准“K”标记 图3-27 拆下曲轴皮带轮6）拆下正时皮带罩。拆下3个螺栓和正时皮带罩，如图3-28所示。7）拆下惰性张紧轮弹簧。旋松惰轮安装螺栓，用尖嘴钳拆下张紧弹簧，如图3-29所示。 图3-28 拆下正时皮带罩 图3-29 拆下张紧弹簧8）拆下正时皮带，如图3-30所示。 图3-30 拆下正时皮带 如果重复使用正时皮带，在皮带上画一个方向箭头（按发动机旋转的方向），并如图所示 在皮带轮和皮带上做出定位标记。 9）拆下惰轮分总成，如图3-31所示。10）拆下曲轴正时皮带轮。如图3-32所示，垫上抹布，用2个起子撬开

12、皮带轮。 图3-31 拆下惰轮分总成 图3-32 拆下曲轴正时皮带轮11）拆下凸轮轴正时皮带轮。用扳手夹持凸轮轴的六角头部分（如图3-33所示），并松开皮带轮螺 栓，拆下正时皮带轮。12）拆卸1号凸轮轴。（1）转动凸轮轴，使辅助齿轮上的孔转到上面，如图3-34所示，此时允许1、3缸进气凸轮轴的凸轮 桃尖均衡的推动它们的挺杆。 图3-33 拆下凸轮轴正时皮带轮 图3-34 进气凸轮轴安装定位孔 _ 小提示 由于凸轮轴的止推间隙很小，必须保持水平并垂直取出凸轮轴。如果凸轮轴不能保持水 平，气缸盖承受轴的推力可能开裂或损坏，造成凸轮轴变形或断裂。为了避免如此，必须定 位。 （2）卸下2个螺栓和1号凸

13、轮轴轴承盖，如图3-35所示。（3）用一个维修用螺栓使进气凸轮轴的辅助齿轮靠到驱动齿轮上，如图3-36所示。在拆卸凸轮轴时，要确保消除辅助齿轮的扭转弹簧弹力。 图3-35 拆卸凸轮轴轴承盖 图3-36 安装辅助齿轮 （4）按图3-37所示顺序，均匀的分几次拧松并卸下凸轮轴轴承盖螺栓。 （5）卸下轴承盖和凸轮轴。如图3-38所示。 图3-37 轴承盖的拧松顺序 图3-38 拆卸凸轮轴轴承盖和凸轮轴 小提示若凸轮轴不能平直的提起，则用两个螺栓重新安装凸轮轴轴承盖。然后提起凸轮轴齿轮并 交替松开和拆下凸轮轴轴承盖螺栓。 13）拆卸2号凸轮轴。 （1）拆下凸轮轴定位油封。转动2 号凸轮轴的六角部分，使

14、定位销位于2 号凸轮轴垂直中心线偏右 的位置，如图3-39所示。拆下2 个螺栓，凸轮轴定位油封和1 号轴承盖。 小提示上述角度允许2 号凸轮轴的l、3 号气缸凸轮的桃心同时顶到各自的挺杆。 （2）按标出的顺序分几次均匀地旋松8个轴承盖螺栓，如图3-40所示。 图3-39 调整定位销 图3-40 轴承盖的拧松顺序（3）卸下轴承盖和2号凸轮轴，如图3-41所示。 14）拆下气缸盖。用专用维修工具按图3-42所示的顺序，均匀的分几次拧松并卸下气缸盖螺栓，并 取下平垫圈。 图3-41 拆卸凸轮轴轴承盖和凸轮轴 图3-42 气缸盖螺栓拧松顺序 将气缸盖从气缸体的定位销处提起并将气缸盖放在工作台的木块上。

15、如果气缸盖难以提起，可用一 字螺丝刀在气缸盖和气缸体凸台之间撬一下，如图3-43所示。 小提示不要损坏气缸体和气缸盖接触表面。15）拆卸气门组件。 （1）拆下气门挺杆，并按正确的顺序摆放气门挺杆。 （2）用SST压缩气门弹簧，卸下2个定位锁片，如图3-44所示，拆下弹簧座、气门弹簧，取下气门。 小提示按正确顺序排列气门、气门弹簧、弹簧座和锁片。 图3-43 抬起气缸盖 图3-44 拆卸气门（3）用尖嘴钳取出气门杆油封，如图3-45所示。（4）用压缩空气和磁性棒，拆下弹簧座，如图3-46所示。 图3-45 取出油封 图3-46 卸下弹簧座 小提示 按正确的顺序排放气门弹簧座平垫圈。制订装配计划并

16、实施1.制订主要的装配计划: 2）安装气门杆油封；3）安装气门；4）安装气门挺柱和调整垫片；5）安装气缸盖；6）安装排气凸轮轴；7）安装进气凸轮轴；8）安装凸轮轴正时皮带；9）安装正时皮带；10）检查配气正时标记； 11）检查正时皮带挠度；12）安装正时皮带罩；13）安装气缸盖罩。具体装配计划与实施1）清洁、检测配气机构。 （1）清洁气缸盖分总成。使用垫片铲刀，从气缸体结合表面清除所有垫片材料，如图3-47所示。使用钢丝刷，清除燃烧室所有积碳，如图3-48所示。 图3-47 清除垫片材料 图3-48 清除积碳 使用气门导管衬套刷和溶剂，清洁所有气门导管衬套，如图3-49所示。最后用软毛刷和溶剂

17、，彻底清洁气缸盖。 小提示小心不要刮伤气缸体接触表面。 （2）清洁气门。使用垫片铲刀，铲掉气门顶部的积碳，并用钢丝刷彻底清洁气门，如图3-50所示。 图3-49 清洁气门导管衬套 图3-50 清洁气门（3）检查气门导管衬套油隙。使用百分表测量气门导管衬套直径，如图3-51所示。衬套直径：6.010-6.030mm 图3-51 测量衬套直径使用千分尺测量气门杆直径，如图3-52所示。气门杆直径：进气门：5.974-5.985mm 排气门：5.965-5.980mm图3-52测量气门杆直径 小提示衬套直径和气门杆直径均要测量上、中、下三个位置。 请任选一个气门进行测量，并将测量结果填入表3-1中。

18、气门位置衬套直径气门杆直径油隙（油隙=衬套直径-气门杆直径）结论（正常/更换）进气门 标准油隙 进气门：0.025-0.060 排气门：0.030-0.065最大油隙进气门：0.08 排气门：0.10结论：如果间隙大于最大值，更换气门和导管衬套。（4）检查气门。使用游标卡尺检查气门顶部边缘厚度，如图3-53所示。如果小于最小边缘厚度，更换气门。 图3-53 气门边缘厚度检查气门全长，如图3-54所示。如果气门小于最小长度，更换气门。 图3-54 检查气门全长请选择任意两个气门进行检测，并将检测结果填入表3-3中。（5）修理气门 磨削气门去除麻点和积碳，检查气门周围工作面，纠正气门锥角，如图3-

19、53所示。 气门锥角：44.5?（6）检查气门座使用45?角气门绞刀修复气门座，在气门表面涂一薄层普鲁士蓝（或铅白），如图3-53所示。轻轻 将气门压在气门座上，不要旋转气门。 图3-53 磨削气门 图3-54 涂抹气门表面检查气门座，如果气门座及气门表面出现360?蓝色，说明同轴，否则，应更换气门或气门座。 （7）检查气门弹簧使用钢角尺，测量气门弹簧的偏斜量，如图3-55所示，将测量结果填入表3-4中。 使用游标卡尺，测量气门弹簧的自由长度，如图3-56所示，将测量结果填入表3-4中。 图3-55 测量弹簧偏斜量 图3-56 测量弹簧自由长度使用弹簧测试器，在标准安装长度下测量气门弹簧的预紧

20、力，如图3-57所示，将测量结果填入表3-4中。图3-57 测量弹簧预紧力表3-4检查项目标准值（mm）测量值结论（正常/更换）偏斜量（mm）2自由长度（mm）38.57预紧力（N）157-174N 31.7 （8）检查凸轮轴 检查失圆度。将凸轮轴放在V型铁上，使用百分表测量中间轴颈的失圆度，如图3-58所示。 最大失圆度： 0.03 mm (0.0012 in.) 图3-58 测量失圆度测量结果：_。结论：_。使用千分尺，测量凸轮桃尖高度，如图3-59所示。如果桃尖高度低于最小值，更换凸轮轴。 图3-59 测量桃尖高度请任选两个凸轮进行测量，并将测量结果填入表3-5。凸轮标准桃尖高度（mm）

21、最小桃尖高度（mm）测量值（mm）结论（正常/更换）进气41.71-41.8141.30排气41.96-42.0641.55使用千分尺，测量轴颈，如图3-60所示。轴颈：排气： 24.949 - 24.965 mm其它： 22.949 - 24.965 mm 如果轴颈不符合标准，更换凸轮轴。请测量排气凸轮轴轴颈，测量结果：_。结论：_。 (9) 检查气门挺柱使用内径表，测量气缸盖挺柱孔直径，如图3-61所示,将测量结果填入表3-6中。 使用千分尺，测量挺柱直径，如图3-62所示。 图3-61 测量孔径 图3-62 测量直径请任选一挺柱进行检查，并将结果填入表3-6中。挺柱挺柱孔径（mm）挺柱直

22、径（mm）油隙（mm）最大油隙（mm）结论（正常/更换）标准值31.000-31.02530.966-30.9760.024-0.0590.07测量值注：油隙=孔径-直径2）安装气门杆油封使用SST，压入一个新油封，如图3-63所示。 图3-63 安装气门油封 小提示进气门油封是灰色的，排气门油封是黑色的。 3）安装气门（以一个气门为例）（1）安装气门、弹簧座、气门弹簧和弹簧锁片，如图3-64所示。（2）使用SST压缩气门弹簧，并将2个锁片放置在气门杆周围，如图3-65所示。 图3-64 安装气门组零件 图3-65 安装气门锁片（3）用塑料贴面的锤子，轻轻敲击气门杆顶端，以保证配合玩好，如图3

23、-66所示。 4）安装气门挺杆和调整垫片。用手检查气门挺杆应转动自如。 小提示给调整垫片涂上一薄层机油。 5）安装气缸盖（1）把新的气缸盖衬垫放到气缸体上，注意气缸盖的安装方向，如图3-67所示。然后将气缸盖放在气缸盖衬垫上。 图3-66 敲击气门杆 图3-67 安装气缸盖（2）在气缸盖螺栓头部下面的螺纹处涂上薄薄一层发动机机油，用专用维修工具按图3-68所示顺序 安装并分几次均匀的拧紧气缸盖螺栓（拧紧力矩为29N·M）。如有气缸盖螺栓不符合力矩规格，则应予以更换。用油漆在气缸盖螺栓的前面作标记，按顺序号再将气缸盖螺栓拧紧1800，检查标记转过900角，如 图3-69所示。 图3-6

24、8 气缸盖螺栓拧紧顺序 图3-69 拧紧气缸盖螺栓6）安装排气凸轮轴。在凸轮轴止推部位涂上多用途润滑脂，放置排气凸轮轴使定位销处于离凸轮轴 垂直轴线稍稍偏逆时针一定角度的位置上，如图3-70所示。去除所有旧的填料，如图3-71所示，将密封填料涂到凸轮轴轴承盖上。 图3-70 安装排气凸轮轴 图3-71 去除凸轮轴轴承盖密封填料然后将凸轮轴轴承盖安装在恰当位置上，如图3-72所示。在凸轮轴轴承盖螺栓头下面和螺纹处涂上薄薄一层的发动机机油。按图3-73所示的顺序，分几次均匀的拧紧凸轮轴轴承螺栓，拧紧力矩为13N·M。 图3-72 安装凸轮轴轴承盖 图3-73 拧紧凸轮轴轴承盖螺栓将多用途

25、润滑脂涂在新油封边缘上。用专用维修工具轻轻的敲入油封，如图3-74所示。7）安装进气凸轮轴（1）放置进气凸轮轴，使定位销略高于气缸盖的顶面，如图3-75。在凸轮轴的止推部分涂多用途润滑脂。匹配每个齿轮上的安装标记，使进气凸轮轴齿轮与排气凸轮轴齿轮啮合。 图3-74 敲入油封 图3-75 放置进气凸轮轴（2）在齿轮相互咬合的情况下，使进气凸轮轴落到轴承轴颈上。将轴承盖在对应的位置上，在凸轮轴轴承盖螺栓头下面的螺纹上涂上薄薄一层发动机机油。按图3-76所示顺序安装并分几次均匀的拧紧凸轮轴轴承盖螺栓（其力矩为13N·M）。卸下维修用螺栓。（3）让箭头标记朝前，安装1号凸轮轴轴承盖，如图3-

26、77所示。如1号凸轮轴轴承盖不能很好的配合，撬动分开气缸盖与凸轮轴齿轮，将凸轮轴齿轮向后推。 图3-76 进气凸轮轴轴承盖螺栓拧紧顺序 图3-77 号凸轮轴轴承盖安装方向（4）在凸轮轴轴承盖螺栓头下面螺纹上涂 上薄薄一层发动机机油，安装并分几步交替拧紧螺栓，拧紧力矩为13N·M。（5）顺时针转动进气凸轮轴，在定位销朝上的情况下固定凸轮轴（如图3-78所示）检查凸轮轴齿轮的正时标记是否对准，如图3-79所示。8）安装凸轮轴正时皮带轮。是凸轮轴定位销与凸轮轴正时皮带轮带“K”标记一侧的 图3-78固定凸轮轴 定位销槽对准，滑入到凸轮轴正时皮带轮上，安装凸轮轴正时皮带轮螺栓并按规定力矩拧紧

27、（力矩为 59N·M），如图3-80所示。 图3-79 检查对准正时标记 图3-80 安装凸轮轴正时皮带轮螺栓9）安装正时皮带。检查正时皮带上的匹配标记是否对准1号正时皮带罩端部，若匹配标记未对准，移动正时皮带轮的咬合部位直至对准，如图3-81所示。10）检查配气正时标记。松开正时皮带张紧轮螺栓，如图3-82所示。缓慢顺时针方向转动曲轴2周。 图3-81 移动正时皮带 图3-82 松开正时皮带张紧轮螺栓检查每个正时皮带轮是否如图3-83所示对准正时标记。若正时标记未对准，则应拆下正时皮带重新安装。最后以37N·M的力矩拧紧正时皮带张紧轮螺栓并给1号正时皮带罩安装橡胶密封圈。11）检查正时皮带挠度。检查如图3-84所示位置上的正时皮带挠度，在20N时挠度为5-6mm。若挠度不符合规定，则应重新调整正时皮带张紧轮。12）安装2号和3号正时皮带罩。用9.3N?M的力矩安装2号和3号正时皮带罩，如图3-85所示。 图3-83 检查正时标记 图3-84 检查正时皮带挠度 图3-85 安装正时皮带罩13）安装气缸盖罩。清除旧的填料，如图3-86所示，将密封填料涂在气缸盖上。将垫片装在气缸盖罩上，用密封垫片和锁紧螺母安装气缸盖罩。 图3-86 安装气缸盖罩评价与反馈学习自测题（每题4分，共20分）1.配气机构的组成分为_和_两部