发动机配气机构_图文

1、第 24讲第三章 配气机构的构造与维修3.1 配气机构的构造一.功用与分类(一功用:按工作循环及顺序要求,定时开闭进、排气门。(二分类组成: 图 3-1 图 3-5分类:按有无门分:气孔 (口 式、气门 +气口式、气门式 按气门的布置方式分:侧置式 (淘汰 、顶置式按凸轮轴布置方式分:下、中、上置凸轮轴 (上置式无挺柱、推杆、摇臂按凸轮轴的传动分:齿轮 (上、中、下凸轮轴 ,链或带传动按每缸气门数分:双、多气门。 图 3-6 、图 3-7 按凸轮轴数量分:单凸轮、双凸轮轴 (图 3-8组成:气门组,驱动、传动组(三气门的排列1.双气门 沿机体纵向相邻两缸同名气门合用一气道、进排气交错排列 有利

2、缸盖冷却2.多 (4 气门及排列方式同名气门排成两列,一根凸轮轴, T 形驱动件,对中要求严同名气门排成一排,二根凸轮轴二.配气相位(一定义及作用:定义:曲轴转角表示进、排气门开闭时刻及开启持续时间。理论上:气门在一止点开,另一止点闭,曲轴转角 180º。实际上:转速高,为使进气足、排气尽,配气相位角 >180º。(二气门的早开迟闭进气门:早开、迟闭 进气足排气门:早开、迟闭 排气尽(三气门提前角、迟闭角、持续角、重叠角 图 3-101.提前角 气门开始开启 止点所经历的曲轴转角进:=10º30º排:=40º80º2.迟闭(后角

3、 止点 全闭所经历的曲转角进:=20º60º排:=10º30º3.气门开启持续角进:180+=210º270º排:180+=230º290º4.气门重叠 (迭开或无效 角进排气门同时开启的时间对应的曲轴转角 =+=20º60º气门叠开是否会出现废气倒流、新气随废气排出?气门开启初始和终了开度仅 15º曲轴转角,时间极短,气流惯性,不易改变方向。 三.配气相位的确定及影响因素合理的配气相位根据结构、型式、技术强化程度、转速等试验确定。同一发动机,转速不同,配气相位也应不同, n ,目前仅

4、少数发动机 (丰 田 VVT-i 、本田 VTEC 能部分实现。影响配气正时变化的因素:安装错位、零件精度、配气机构各机件的磨损 第 25讲 配气机构的主要零件和组件3.2气门组的主要机件一.气门组的功用与组成功用:确保气门关闭严密组成:包括气门、气门座、气门导管及气门弹簧等。二.气门组的主要零部件(一气门头形状:菌形 材料: 进气门,普通合金 (铬或镍铬 钢, 300400排气门,耐热合金 (硅锰 钢 800900结构:头、杆、尾(二气门头与气门门座的配合1.气门座:单独制造,特殊铸铁、特殊工艺压装,损坏时可更换缸盖直接镗孔,热处理而成。气门头与座孔的密封面:三锥面 (15º、 3

5、0º或 45º、 75º ,与气门配对研磨密封环带:位置,工作斜面中部偏向杆,宽 1.52.0mm2.气门头尺寸、形状及区别: 图 3-12进排门一样大 排气门有记号 进气门凹坑、排气门平顶 排气门球面、进气平顶进气大、排气小3.气门下陷量:较气门座孔低 (下陷量视机型定(三气门杆与气门导管功用:确保气门与座对中贴合、导向、导热。 配合间隙:0.050.12mm。过大晃动、偏斜、关闭不严,过小,膨胀发卡。导管外圆与缸盖过盈配合 (四气门杆尾部:固定气门弹簧座、锁片或锁销、(五气门弹簧:使气门迅速关闭,严密贴合。一大一小,一正一反。3. 3气门驱动(传动组一.气门驱

6、动(传动组的功用与组成功用:控制气门的开启时刻和开启高度。凸轮轴、正时齿轮、挺柱、挺柱导管、推杆和摇臂总成等。二.气门驱动组的主要零部件(一 凸轮轴1.凸轮轴的构造及特点 (1凸轮排列。同名凸轮排列与工作顺序一致;两相邻作功缸同名凸轮夹角 =作功间隔角 /2 凸轮轮廓 与气门运动规律一致AE 圆弧 基圆,挺柱或气门杆不动,气门全闭。AB 、 DE 缓冲段 (气门间隙AC 开启 最大CE 最大 全闭三个重要位置:A 、 C 、 E 决定开启时刻、最大开度、持续角。 磨损后靠模修复。 异名凸轮由配气相位决定在凸轮轴上相对角位置 =90°+(+- /4。压缩止止点呈 “ 八 ” 字、排气上

7、止点倒 “ 八 ” 字。(2凸轮轴轴颈全支承:轴颈数 =缸数 +1(1结构轴颈大于凸轮最大向径,且前大后小非全支承:轴颈数 <缸数轴套 衬套(铜套或粉末冶金套支承,配对铰削 轴套有油孔与机体油道、压力润滑(3机油泵齿轮带动机油泵、分电器、点火信号发生器偏心轮 驱动汽油泵油泵凸轮 (单缸柴油机,特例 190排气凸轮为双凸轮2.凸轮轴的轴向定位定位:防止轴向窜动,干扰工作。 措施:止推片(图 、止推套、止推螺钉。3.凸轮轴的驱动配气正时 挂图(1下置式凸轮汽油机:一对正时齿轮柴油机:曲轴、凸轮轴、喷油泵正时齿轮、平衡块、中间正时齿轮。(2中置式凸轮轴 汽油机:曲轴正时齿轮、过桥齿轮(惰性轮

8、、凸轮轴正时齿轮 柴油机:曲轴、凸轮轴、喷油泵正时齿轮、平衡块、中间正齿轮。 正时齿轮的特点:多为斜齿轮,凸轮轴齿轮为胶木有严格装配记号,应检查校对转速比 2:1 齿数比:1:2。 特例:190 4:1 , 2:1(4顶置式凸轮轴 链或带传动、装紧装置 (自动或手动 ,记号。(二气门挺柱与推杆1.挺柱(1功用 凸轮轴的转动 上下往复运动(2结构特点 形式:圆柱形 (筒形 、菌形、杯式 (BJ492Q 、滚轮式与推杆接触处呈球面 (凹坑或球头侧置式气门或中置凸轮轴挺柱有调整螺钉与凸轮接触处:13mm偏距或呈球面,上下运动时产生旋转 磨损均匀。液力挺柱。 2.推杆 功用:传力、上下运动兼微量转动结

9、构:空心细长杆,两端呈球头或凹坑(三摇臂与摇臂组1.摇臂及摇臂弹簧普通双臂扛杆 (长、短臂比 =1.31.5:1,增大气门开度 2.摇臂轴与衬套3.摇臂轴支座三.可变气门简介 (如本田 ACCORD 和凌志 LS400配气相位随转速、负荷、水温、车速等自动调节。(一气门定时和气门升程控制机构 (简称 VTEC主、次进气门,主、次凸轮和主、次摇臂。中间摇臂、中间凸轮。三摇臂并列,均可在摇臂轴上转动,中摇臂不与任何气门接触。中凸轮按双进、双排气门最佳工况设计,升程最大;主凸轮按单进、双排气门开闭,低速工况设计,升程小于中间凸轮;次凸轮按怠速工况设计,升程最小,稍高于基圆,由次摇臂控制。三摇臂在近气

10、门端均有一油缸。缸内装有正时、主、中间和次同步活塞,由油压控制。VTEC 控制原理如图不工作时,正时、主、中、次同步活塞在自缸内。正时活塞一端和液压油道相通,油道 开闭由 ECU 、 VTEC 电磁阀控制。 低速时, ECU 无指令,油道内无油压,活塞于各自油缸,各摇臂独运动。主摇臂紧随 主凸轮开闭主进气门,供给低速混合气;次凸轮迫使次摇臂微微起伏,次进气门微微开闭; 中摇臂对任气门不起作用。发动机处单进、双排气门工况,吸入混气不足高速的一半。 高速 (2300r/min3200r/min、 >10km/h,水温 >10 时, ECU 向 VTEC 电磁阀供 电,压力油进入油缸,推

11、动活塞,压缩弹簧;主、中、次摇臂被主、中、次同步活塞串联为 一体, 。因中凸轮升程大于另两个凸轮,配气定时提前,组合摇臂受中间凸轮驱动,主、次 气门都大幅度地同步开闭,配气相位最佳,吸入混合气多,满足高速、大负荷进气要求。(二调整凸轮轴转角的可变配气正时系统 (VVT-i在一定范围内调整进气凸轮轴的转角,优化配气正时。LS400 8V型 4气门发动机。包括凸轮轴正时控制阀、 VVT-i 控制器、 VVT 传感器。 两排气凸轮轴由齿形带驱动,与带轮转角固定不变。曲轴、凸轮轴位置、 VVT 传感器 分别检测曲轴、 齿形带轮及进气凸轮轴相对于齿形带轮转角。 并将检测信号输入 ECU , ECU 分析

12、处理后,向进气凸轮轴正时控制阀输出控制信号,调节配气相位。控制过程原理停机时,凸轮轴正时控制阀使配气相位处于最迟位置。发动机运转, ECU 据曲轴、凸轮轴位置、 VVT 传感器,向控制阀发出指令,液压油在 活塞左侧施压, 活塞右移,活塞螺旋花键作用,进气凸轮轴相对正时轮提前一角度,转速降 低时,控制阀使液压油在活塞右侧施压,活塞左移,凸轮轴延迟一角。转速恒定,控制阀关 闭油道,活塞两侧油压平衡,配气相位维持在某一特定范围,从而达到理想的配气正时。 第 26讲3.3 配气机构的维修一.气门组零件的检修(一气门导管的更换(二气门的检修1.气门的修换 气门耗损达下列情形之一时,应予修校或换新。气门杆

13、磨损:轿车 >0.05mm, 货 >0.10mm, 或有明显台阶形时; 气门头圆柱面厚度 <1.0mm时;气门尾端磨损 >0.5mm时;2.工作锥面修磨:先检校气门杆至要求。光磨后的气门:大端圆柱面厚度 lmm , 工作锥面径跳误差 0.01mm , 粗造度 0.25m, 与气门杆部的同轴度误差 0.05mm 。(三气门座的检修1.技术要求:表面无任何损伤、座固定可靠、锥面正确、粗糙度 Ra (1256.3m ;工 作面宽度为 1.22.5mm;下陷量符合要求。2.工艺要点 气门座损伤严重,下限量超限,应更换座圈。(1拉出旧座圈、或在原气门座处按技术要求镗削座孔。(2

14、现购座圈应与原机型一致。 与座孔过盈量 (汽:进气 -0.100-0.05, 排气 -0.110-0.050mm ; 内径 (等于气门工作锥面最小直径 ,高度 (低于座孔 2.53mm ;外圆 (圆、圆柱度 <0.10mm; Ra 1.256.3m ;对端面垂直度 0.02mm ;内外圆径向跳动 0.03mm 。(3压入座圈,过盈量大,将盖加热至 250350 后压入。3.铰销气门座:工艺如图选铰刀 砂磨硬化层 45°粗铰工作面 检查下陷量 调整环带位置、 宽度 45°铰刀精 铰工作面。注意事项:铰前,检查气门导管,若磨损量过大,先更换导管。 铰削时,用力应均匀,防止

15、铰偏。尽量减少铰削量。(四气门与气门座的研磨气门与座圈仅轻微磨损或烧蚀,用研磨气门与座,恢复其密封。气门座经铰削后,也应研磨。手工研磨时, 注意事项:气门与气门座配对研磨,得可互换。研磨膏不宜过多。研磨时间不宜过长,拍击力不宜过猛,防环带过宽,出现凹陷。密封性检验。 观察、渗油、气密(五气门弹簧的试验二.气门传动组的修理(一凸轮轴及轴承的检修外观检查:正时齿轮键槽对称平面,与第一缸进、排气凸轮最大升程的对称平面重合。 磨损检查、变形检查。(二凸轮轴的修复(三挺柱的检修(四摇臂轴和摇臂的检修摇臂轴弯曲时应校直,校直后其直线度误差 0.03mm /100mm。三.正时链轮和链条的检修 1.正时链长

16、度检查2.正时链轮最小直径检查3.正时链、正时带的安装安装正时皮带时,曲轴带轮、正时带轮的正时记号与缸体上正时带轮室的记号对齐。 检查正时带张紧度,用手指在两带轮中间捏住正时带,以手指力量能将正时带捏转 90°为合适,不符时,可通过张紧轮调整至要求。二配气相位的检查与调整 （一）配气相位变化对发动机工作性能的影响 影响：进气不足、排气不畅，换气质量下降；功率降低，燃料消耗增加、怠速不稳、尾 气排放超标。 （二）配气相位的检查 1气门叠开法。 方法要领为： （1）将第 1 缸进排气门间隙调整为零； 第 1 缸处进气门开启临界态；安装上止点仪、配气相位仪，表 针调“0”。 （2）测活塞处上止点前、后 0.01mm 位置时刻，气门升程高度 hj1 和 hj2，取均值，即为进气门升程高度 hj。 （3）据 hj 找准活塞上止点，百分表移至排气门，头 2mm 预压 量。 （4）缓转曲轴至排气全闭，读取活塞排气门闭前高度 hp。 （5）由 hj、hp 及 =hj-hp，对照资料，得配气相位变化。 2飞轮划线法检查配气相位。 对于给定的发动机，配气相位角、齿数及对应关系均特定。 EQ6100，141 个齿，2.55°/齿，=20°（约 7.8 齿） ，=20.5°（