第03章配气机构

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1、2020年2月28日星期五 汽车发动机构造与维修图解 第三章配气机构 第一节配气机构综述第二节气门组第三节传动组第四节可变气门正时 2020年2月28日星期五 一 发动机的换气过程1 配气机构的工作过程凸轮轴是由曲轴通过正时齿轮驱动的 如图3 1所示 凸轮使摇臂摆动 向下推动气门 压缩气门弹簧 将气门头部推离气门座而打开 如图3 2所示 2 换气过程发动机的排气过程和进气过程统称为换气过程 充气效率越大 混合气燃烧放出的热量愈大 则发动机发出的功率愈大 动力性愈好 第三章配气机构 第一节配气机构综述 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 第一节配气机构综述 图3 1配气机构的结构 202

2、0年2月28日星期五 第三章配气机构 第一节配气机构综述 图3 2气门动作 2020年2月28日星期五 3 提高充气效率的方法增大进气门直径和数目 减小进气门锥角 30 增加气门升程 可以提高充气效率 增大进排气通道面积 减少弯道和截面突变 进排气管分置 以免排气加热进气 利用进排气管内气流的惯性和谐振效应换气 如图3 3 图3 4所示 现在轿车普遍采用电子控制配气正时 采用发动机增压技术 如图1 22所示 第三章配气机构 第一节配气机构综述 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 第一节配气机构综述 图3 3改变进气道的长度 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 第一节配气机构综述

3、 图3 4可变的进气管长度低速时 进气管长 高速时 进气管短 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 第一节配气机构综述 图1 22Alfaromeo电控柴油发动机 2020年2月28日星期五 二 配气机构的形式气门侧置式和气门顶置式 如图3 5所示 凸轮轴下置式 凸轮轴顶置式 如图3 5所示 凸轮轴顶置又分为单顶置凸轮轴式 SOHC 和双顶置凸轮轴式 DOHC 如图3 6所示 齿轮传动 图3 7 链传动 图3 9 带传动 图3 1 二气门式 三气门式 四气门式 五气门式参见图3 8 第三章配气机构 第一节配气机构综述 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 第一节配气机构综述 图3

4、5气门的安装位置 2020年2月28日星期五 1 第三章配气机构 第一节配气机构综述 图3 6凸轮轴顶置 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 第一节配气机构综述 图3 7配气机构齿轮传动方式1 曲轴正时齿轮 2 凸轮轴正时齿轮 3 5 中间齿轮 4 喷油泵齿轮 6 机油泵齿轮 A B C 正时标记 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 第一节配气机构综述 图3 8发动机每缸的气门数 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 第一节配气机构综述 图3 9柴油机配气机构 2020年2月28日星期五 三 配气相位1 配气相位配气相位就是用曲轴转角表示进 排气门的开闭时刻和开启持续时间

5、 如图3 10所示 进气持续角为 180 排气持续角为 180 气门叠开角为 2 配气相位四个角度的大小 对发动机性能有很大影响 随着发动机的转速 节气门开度等工况变化 配气相位也不同 进气迟后角过小 会导致进气门关闭过早而影响进气量 过大 进气门关闭过晚 会由于活塞上行 汽缸内压力升高 将进入汽缸内的气体重新又压回到进气道内 同样影响发动机的进气量 第三章配气机构 第一节配气机构综述 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 第一节配气机构综述 图3 10配气相位图 进气提前角 进气迟后角 排气提前角 排气迟后角 2020年2月28日星期五 一 气门组零件的结构气门组如图3 11所示 包括

6、气门 气门座 气门导管 气门油封 气门弹簧 气门弹簧座气门锁片等零件 气门有进气门和排气门两种 气门由头部和杆身两部分组成 头部用来封闭进排气道 杆身在气门开闭时起导向作用 如图3 12所示 气门座与气门头部接触密封汽缸 同时将气门头部的热量传递给汽缸盖和冷却液 如图3 13所示 气门导管起导向作用 如图3 17所示 提高弹簧刚度 采用变螺距弹簧和双气门弹簧 可避免共振 如图3 19所示 第三章配气机构 第二节气门组 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 图3 11气门组的零件 第二节气门组 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 图3 12气门的结构 第二节气门组 2020年2月2

7、8日星期五 第三章配气机构 图3 13气门的散热 第二节气门组 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 图3 17气门导管 第二节气门组 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 图3 19气门弹簧 第二节气门组 2020年2月28日星期五 二 气门组的检修如图3 20所示 先检修气门 再检修气门导管 最后修理气门座 检修顺序不能错乱 否则气门会漏气 气门的常见损坏是 气门杆部及尾端的磨损 积炭 图3 18 气门工作锥面磨损与烧蚀 图3 21 气门杆的弯曲变形等 如果气门杆与导管的配合间隙超过极限值 更换气门导管 如图3 25所示 测量气门杆伸出高度A 如图3 27所示 如果超过标准值0

8、 5mm 则更换气门座 第三章配气机构 第二节气门组 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 图3 20用专用工具拆装气门组零件 第二节气门组 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 图3 18气门油封与气门积炭 第二节气门组 2020年2月28日星期五 如 第三章配气机构 图3 21气门工作锥面磨损与烧蚀 第二节气门组 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 图3 23磨气门工作面和铰气门座 第二节气门组 2020年2月28日星期五 如 第三章配气机构 图3 26铰削气门导管 图3 27测量气门杆伸出高度 第二节气门组 2020年2月28日星期五 一 气门传动组的结构气门传动组是

9、驱动配气机构 按发动机工作需要开启与关闭气门 凸轮轴用优质钢模锻而成 或用合金铸铁或球墨铸铁铸造而成 凸轮与轴颈表面经过热处理 如图3 40和图3 41所示 挺柱的直径和表面积较大 可分散凸轮传来的径向力 减小小磨损 如图3 43 图3 44 图3 48 图3 49所示 挺杆的结构如图3 51所示 摇臂组由摇臂 摇臂轴 摇臂轴支座和定位弹簧组成 图3 53所示 正时链传动由曲轴正时链轮 凸轮轴正时链轮 正时链 导向条和张紧器组成 如图3 54所示 如图3 55所示 正时带传动由曲轴正时带轮 凸轮轴正时带轮 正时带 张紧轮组成 第三章配气机构 第三节传动组 2020年2月28日星期五 如 第三章

10、配气机构 图3 40凸轮轴的构造 第三节传动组 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 图3 41凸轮的轮廓 第三节传动组 2020年2月28日星期五 如 第三章配气机构 图3 43普通挺柱 第三节传动组 2020年2月28日星期五 如 第三章配气机构 图3 44挺柱的型式 第三节传动组 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 图3 48更换气门间隙调整垫片 第三节传动组 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 图3 49液力挺柱 第三节传动组 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 图3 50液力挺柱的型式 第三节传动组 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 图3 51

11、挺杆 第三节传动组 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 图3 53摇臂组 第三节传动组 2020年2月28日星期五 如 第三章配气机构 图3 54正时链传动 第三节传动组 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 图3 55正时带传动 第三节传动组 2020年2月28日星期五 二 气门传动组的检修如图3 41所示 当凸轮高度磨损量大于0 40mm时 则更换凸轮轴 凸轮轴轴向间隙的调整方式有调整止推凸缘的厚度和更换有台肩的凸轮轴瓦盖 液力挺柱仍有异响 需拆下气门室盖 旋转曲轴使被检查的凸轮挺柱向上 用木质或塑料片下压挺柱 如图3 58所示 气门挺杆弯曲 应进行校直 将链条分别包住凸轮轴

12、正时链轮 用游标卡尺测量其直径 如图3 59所示 第三章配气机构 第三节传动组 2020年2月28日星期五 如 第三章配气机构 图3 58用木质或塑料片下压挺柱 第三节传动组 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 图3 59链轮链条的检查 第三节传动组 2020年2月28日星期五 调整气门间隙的方法有逐缸法和双排不进法 逐缸法就是将每一个汽缸的活塞转到压缩上止点 调整该缸的进 排气门间隙 如图3 60 作功顺序为1 3 4 2的直列四缸发动机 第一次调整1缸的进排气门 1双 3缸排气门 3排 4缸不调 4不 2缸进气门 2进 第二次 1缸不调 1不 3缸进气门 3进 4缸的进排气门 4双

13、 2缸排气门 2排 第三章配气机构 第三节传动组 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 图3 60调整气门间隙的方法 第三节传动组 2020年2月28日星期五 一 本田VTEC与i VTEC本田VTEC发动机与普通发动机性能差别如图3 61所示 如图3 62和3 63所示 VTEC是利用不同高度的凸轮来改变气门升程 所以低转速凸轮使气门开启升程和时间都短 高速凸轮的形状能让气门开启时间更长 改变配气相位 如图3 64所示 本田i VTEC是在VTEC的基础上 添加了一个 可变正时控制系统 如图3 69所示 第三章配气机构 第四节可变气门正时 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 图

14、3 61VTEC发动机与普通发动机性能比较 第四节可变气门正时 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 图3 62单顶置凸轮轴VTEC 第四节可变气门正时 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 图3 63双顶置凸轮轴VTEC 第四节可变气门正时 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 图3 66在高速时VTEC的控制过程 第四节可变气门正时 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 图3 69本田i VTEC 第四节可变气门正时 2020年2月28日星期五 二 丰田VVT i与VVTL i丰田的VVT i控制系统的位置如图3 70所示 叶片式VVT i控制器如图3 72所示 提

15、前的控制过程 如图3 72 a d 所示 保持的控制过程 如图3 72 b 所示 滞后的控制过程 如图3 72 c e 所示 在发动机停机和起动时 图3 72 e 中的销将VVT i控制器锁死 电磁阀的结构如图3 73所示 第三章配气机构 第四节可变气门正时 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 图3 70丰田的VVT i控制系统的位置 第四节可变气门正时 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 图3 72叶片式控制器VVT i的油路 第四节可变气门正时 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 图3 73电磁阀的结构 第四节可变气门正时 2020年2月28日星期五 螺旋槽式VVT

16、 i控制器LS400发动机是V型8缸4气门 有两根进气凸轮轴和两根排气凸轮轴 它采用的螺旋槽式VVT i控制器 可在50 范围内调整进气凸轮轴转角 使配气正时满足有优化控制发动机工作状态的要求 从而提高发动机在所有转速范围内的动力性 经济性和降低尾气的排放 如图3 74所示 VVT i系统由VVT i控制器 控制阀和传感器三部分组成 其中传感器有曲轴位置传感器 凸轮轴位置传感器和VVT i传感器 第三章配气机构 第四节可变气门正时 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 图3 74VVT i的组成 第四节可变气门正时 2020年2月28日星期五 第三章配气机构 图3 75VVT i控制器的构造 第四节可变气门正时 2020年2月28日星期五 丰田VVTL iVVTL i是指VariableValve Intelligent正时 升程 与本田i VTEC类似 但气门升程是连续改变的 如图3 80所示 移动滑销使不同的凸轮工作 发动机转速低时 由於摇臂内的滑销未移动 所以是低速凸轮顶到摇臂 驱动气门开关 此时 高速凸轮空转 如图3 80 a 所示 高转速时 摇臂内的滑销移动 高速凸轮顶