《汽车发动机》第三章 配气机构

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第三章配气机构§3-1配气机构的功用与组成一、配气机构的功用按照发动机的工作需要，定时地开启和关闭进、排气门。二、配气机构的基本组成1．气门组功用：封闭进、排气道。组成：气门、气门座、气门弹簧、气门导管等。各车型基本相同。2．气门传动组功用：是使气门定时开启和关闭。组成：正时传动装置、凸轮轴、挺杆、推杆、摇臂和摇臂轴等。各车型差异较大。配气机构组成§3-1配气机构的功用与组成三、配气机构的类型按凸轮轴位置分：下置、侧置、顶置。1．下置凸轮轴式配气机构特点：凸轮轴在气缸下部正时齿轮传动需较长推杆需摇臂和摇臂轴§3-1配气机构的功用与组成三、配气机构的类型特点：凸轮轴在气缸侧正时皮带或链条传动需较短推杆需摇臂和摇臂轴2．侧置（中置）凸轮轴式配气机构§3-1配气机构的功用与组成三、配气机构的类型3．顶置凸轮轴式配气机构特点：凸轮轴在气缸盖上正时皮带或链条传动不需推杆摇臂和摇臂轴可有可无按凸轮轴数量、有无摇臂或摇臂轴可分5种典型类型§3-1配气机构的功用与组成三、配气机构的类型3．顶置凸轮轴式配气机构（1）单顶置凸轮轴、无摇臂和摇臂轴配气机构§3-1配气机构的功用与组成三、配气机构的类型3．顶置凸轮轴式配气机构（2）单顶置凸轮轴、有摇臂、单摇臂轴配气机构§3-1配气机构的功用与组成三、配气机构的类型3．顶置凸轮轴式配气机构（3）单顶置凸轮轴、有摇臂、双摇臂轴配气机构§3-1配气机构的功用与组成三、配气机构的类型3．顶置凸轮轴式配气机构（4）单顶置凸轮轴、有摇臂、无摇臂轴配气机构§3-1配气机构的功用与组成三、配气机构的类型3．顶置凸轮轴式配气机构（5）双顶置凸轮轴、无摇臂和摇臂轴配气机构§3-2气门组零件的构造与维修功用封闭进、排气道。气门组主要零件气门、气门座、气门弹簧、气门导管、气门油封等。气门组零件§3-2气门组零件的构造与维修一、气门的构造与维修1．气门的构造类型：进、排气门。气门组成：头部和杆身头部——与气门座配合，密封气道；杆身——与气门导管配合，给气门运动导向。§3-2气门组零件的构造与维修一、气门的构造与维修1．气门的构造头部形状：平、凸、凹3种工作面锥角：45°和30°两种§3-2气门组零件的构造与维修一、气门的构造与维修1．气门的构造工作面锥角：

45°和30°两种头部形状：平、凸、凹3种§3-2气门组零件的构造与维修一、气门的构造与维修1．气门的构造杆身尾部形状：环槽和孔式两种§3-2气门组零件的构造与维修一、气门的构造与维修2．气门的拆装注意事项用专用工具压缩气门弹簧；气门位置不能错；防止锁片或锁销丢失。3．气门杆弯曲检查与修理设备：平台、支架、百分表。检查项目：直线度误差。要求：不超过0.03mm。修理方法：冷压校正。气门拆装工具§3-2气门组零件的构造与维修气门杆弯曲检查一、气门的构造与维修3．气门杆弯曲检查与修理检查方法：图示。4．气门磨损和烧蚀的检查与修理磨损检查：测量图示尺寸。磨损修理：超过允许值更换。烧蚀检查：观察工作锥面。烧蚀修理：光磨或更换。气门磨损检查尺寸注意：气门光磨后，应铰修气门座，并研磨。§3-2气门组零件的构造与维修二、气门座的构造与维修1．气门座的构造位置：进、排气道口与气门工作面接触部位。功用：与气门配合密封气缸。类型：座圈式或与缸盖一体。气门座锥角：3个。气门座气门座锥角b=1~3mm§3-2气门组零件的构造与维修二、气门座的构造与维修2．气门座的铰修工具：气门座铰刀。步骤：（1）铰修前检查气门导管；（2）选择铰刀和铰刀杆；（3）用粗铰刀铰修工作锥面；（4）试配，调整工作锥面位置和宽度。（5）用细铰刀精铰并垫细砂布修磨。（6）研磨气门。气门座铰刀注意：铰削时，两手握住手柄垂直向下用力，并只作顺时针方向转动，不允许倒转或只在小范围内转动。§3-2气门组零件的构造与维修二、气门座的构造与维修3．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。4．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0.08~0.12mm。安装时，冷冻新座圈或加热缸盖。§3-2气门组零件的构造与维修三、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。气门导管§3-2气门组零件的构造与维修三、气门导管、气门油封的构造与维修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。检查气门头部摆动量§3-2气门组零件的构造与维修三、气门导管、气门油封的构造与维修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0.015mm~0.065mm。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。§3-2气门组零件的构造与维修三、气门导管、气门油封的构造与维修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。安装气门油封§3-2气门组零件的构造与维修四、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。气门弹簧类型§3-2气门组零件的构造与维修四、气门弹簧的构造与维修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。检查垂直度检查弹簧弹力§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。

凸轮轴的构造§3-3气门传动组零件的构造与维修一、凸轮轴的构造与维修1．凸轮轴的构造凸轮：进气凸轮、排气凸轮、同名凸轮、异名凸轮。同名凸轮夹角根据同名凸轮位置可判断作功顺序§3-3气门传动组零件的构造与维修一、凸轮轴的构造与维修1．凸轮轴的构造轴颈：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。轴颈上的泄油槽和泄油孔§3-3气门传动组零件的构造与维修一、凸轮轴的构造与维修1．凸轮轴的构造轴向定位装置：用隔圈和止推凸缘定位。凸轮轴的轴向定位1-正时齿轮2-齿轮轮毂3-固定螺母4-止推凸缘5-安装螺栓6-隔圈§3-3气门传动组零件的构造与维修一、凸轮轴的构造与维修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0.30~0.35mm。修理方法：更换止推凸缘或隔圈。用百分表检查轴向间隙§3-3气门传动组零件的构造与维修一、凸轮轴的构造与维修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0.05~0.10mm。修理方法：冷压校正或更换。检查凸轮轴弯曲§3-3气门传动组零件的构造与维修一、凸轮轴的构造与维修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。凸轮高度及升程§3-3气门传动组零件的构造与维修一、凸轮轴的构造与维修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。§3-3气门传动组零件的构造与维修二、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．正时齿轮传动装置正时齿轮传动装置及其正时标记检查正时齿轮啮合间隙§3-3气门传动组零件的构造与维修二、正时传动装置的构造与维修2．正时链条传动装置正时链条传动装置及其正时标记§3-3气门传动组零件的构造与维修二、正时传动装置的构造与维修2．正时链条传动装置正时链轮磨损的检查正时链条长度的检查§3-3气门传动组零件的构造与维修二、正时传动装置的构造与维修3．正时皮带传动装置正时皮带传动装置及其正时标记§3-3气门传动组零件的构造与维修二、正时传动装置的构造与维修3．正时皮带传动装置正时皮带的检查§3-3气门传动组零件的构造与维修二、正时传动装置的构造与维修3．正时皮带传动装置正时皮带轮磨损的检查§3-3气门传动组零件的构造与维修三、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。普通筒式挺杆注意：装用普通挺杆的配气机构中有气门间隙。§3-3气门传动组零件的构造与维修三、挺杆的构造与维修1．普通挺杆的构造与维修挺杆导向孔：挺杆导向体§3-3气门传动组零件的构造与维修三、挺杆的构造与维修1．普通挺杆的构造与维修工作面检查与修理：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。§3-3气门传动组零件的构造与维修三、挺杆的构造与维修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：液力挺杆1润滑油经油道、油孔进入挺杆内；低压腔A、高压腔B充满油；热胀时，B腔从柱塞与挺杆体间隙泄油；冷缩时，A腔油经单向阀向B腔补充；B腔油量改变挺杆长度，实现无间隙。§3-3气门传动组零件的构造与维修三、挺杆的构造与维修2．液力挺杆的构造与维修液力挺杆2§3-3气门传动组零件的构造与维修三、挺杆的构造与维修2．液力挺杆的构造与维修常见故障：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。液力挺杆检验仪检查液力挺杆自由行程§3-3气门传动组零件的构造与维修四、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。推杆§3-3气门传动组零件的构造与维修四、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：

有摇臂轴的摇臂总成§3-3气门传动组零件的构造与维修四、摇臂总成的构造与维修1．摇臂总成的构造组成：

螺栓固定式摇臂总成带轴承的浮动摇臂§3-3气门传动组零件的构造与维修四、摇臂总成的构造与维修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可变配气相位控制机构一、配气相位指进、排气门实际开启或关闭的时刻和开启持续时间，用曲轴转角表示。1．进气门配气相位进气门提前开启角α：从进气门开始开启到活塞运行到上止点，曲轴转过的角度，一般为10°~30°。进气门的迟后关闭角度β：从进气行程下止点到进气门完全关闭，曲轴转过的角度，一般为40°~80°。进气门开启持续角：从进气门开始开启到完全关闭，曲轴转过的角度，即α+180°+β。进气门配气相位§3-4可变配气相位控制机构一、配气相位2．排气门配气相位排气门提前开启角γ：从排气门开始开启到活塞运行到下止点，曲轴转过的角度，一般为40°~80°。

进气门的迟后关闭角度δ：从排气行程上止点到排气门完全关闭，曲轴转过的角度，一般为10°~30°。进气门开启持续角：从排气门开始开启到完全关闭，曲轴转过的角度，即γ+180°+δ。进气门配气相位§3-4可变配气相位控制机构一、配气相位3．气门叠开角气门叠开：排气上止点附近，进、排气门同时开启的现象。气门叠开角：气门叠开过程中，曲轴转过的角度，即α+δ。配气相位图§3-4可变配气相位控制机构二、对配气相位的要求要求：随转速提高，气门提前开启角和迟后关闭角应增大，反之则应减小。目的：减小进、排气阻力，充分利用气流惯性。三、本田公司可变配气相位控制机构配气机构特点：每缸两进两排4气门，进、排气门分排两列，单顶置凸轮轴、双摇臂轴，皮带传动。机构名称：VariableValveLifeTiming﹠ValveElectronicControl，简称VTEC，可变配气正时及气门升程电子控制机构。VTEC机构功用：根据发动机转速和负荷变化，通过摇臂总成改变进气门配气相位和升程。§3-4可变配气相位控制机构三、本田公司可变配气相位控制机构VTEC机构组成：VTEC机构组成1-主凸轮2-次凸轮3-次摇臂4-阻挡活塞5-同步活塞A6-正时活塞7-主摇臂8-同步活塞B配气相位取决于凸轮；主凸轮按低速小负荷单进气门工作设计；中间凸轮按高速大负荷双进气门工作设计。§3-4可变配气相位控制机构三、本田公司可变配气相位控制机构VTEC机构工作原理：低速小负荷不工作。3摇臂分开。主凸轮通过主摇臂驱动主进气门，满足进气。中间凸轮驱动中间摇臂空摆。次凸轮通过次摇臂驱动次进气门微量开闭。VTEC不工作时§3-4可变配气相位控制机构三、本田公司可变配气相位控制机构VTEC机构工作原理：高速大负荷工作。2同步活塞将3摇臂插接成一体。2进气门由中间凸轮驱动同步工作。主、次凸轮不起作用。VTEC工作时§3-4可变配气相位控制机构三、本田公司可变配气相位控制机构电脑根据转速、负荷、水温和车速信号控制电磁阀。电磁阀控制主摇臂内正时活塞油路。压力开关给电脑提供反馈信号。VTEC机构控制系统§3-4可变配气相位控制机构四、奔驰公司可变配气相位控制机构正时链轮与进气凸轮轴间用调节活塞连接。电脑控制电磁线圈通、断电。电磁力通过衔铁改变链轮与凸轮轴相对位置。奔驰12缸发动机可变配气相位控制机构§3-5气门间隙的检查与调整一、气门间隙的功用