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1、汽车发动机构造与维修,主编 张西振,第三章 配 气 机 构,1. 熟悉配气机构的功用与组成。 2. 熟悉配气机构各组成零件的结构特点。 3. 能够对配气机构各零件进行正确的检验与维修。 4. 能够对配气机构进行正确的拆装。 第一节 概 述 第二节 气门组零件的构造与维修 第三节 气门传动组零件的构造与维修 第四节 可变配气相位控制机构 第五节 气门间隙的检查与调整,第一节 概 述,一、 配气机构的功用 二、 配气机构的基本组成 三、 配气机构的类型,图3-1 配气机构的基本组成 1凸轮轴 2气门挺杆 3挺杆 导向体 4推杆 5摇臂轴承座 6摇臂 7摇臂轴 8气门弹 簧座 9气门间隙 10气门锁
2、 片 11气门油封 12气门弹簧 13气门导管 14气门座 15气门 16曲轴,二、 配气机构的基本组成,发动机配气机构的基本组成可分为两部分：气门组和气门传动组，如图3-1所示。气门组的组成与配气机构的形式基本无关而大致相同，主要零件包括气门15、气门座14、气门弹簧12、气门导管13等。,三、 配气机构的类型,1. 下置凸轮轴式配气机构 2. 侧置凸轮轴式配气机构 3. 顶置凸轮轴式配气机构,三、 配气机构的类型,图3-2 侧置凸轮轴式配气机构 1正时链罩 2正时链和链轮 3凸轮轴止推凸缘 4气缸盖罩 5摇臂轴 总成 6推杆 7液力挺杆 8凸轮轴 9链减振器 10链张紧装置,三、 配气机构
3、的类型,(1) 单顶置凸轮轴式配气机构 单顶置凸轮轴配气机构有很多的布置形式，但都是用一根安装在气缸盖上的凸轮轴，通过挺杆直接(无摇臂总成)或间接(有摇臂总成)驱动所有气缸的进气门和排气门。,三、 配气机构的类型,图3-3 单顶置凸轮轴、无摇臂总成、 一列气门式配气机构 1曲轴正时带轮 2中间轴正时带轮 3正时带 4凸轮轴正时带轮 5凸轮轴 6液力挺杆 7气门弹簧 8气门,三、 配气机构的类型,图3-4 单顶置凸轮轴、单摇臂轴、 两列气门式配气机构 1摇臂 2摇臂轴 3气门弹簧 4气门间隙调整螺钉 5锁止螺母 6气门 7凸轮轴 8气门间隙,三、 配气机构的类型,图3-5 单顶置凸轮轴、双摇臂轴
4、、,三、 配气机构的类型,图3-6 单顶置凸轮轴、浮动摇臂、,三、 配气机构的类型,(2) 双顶置凸轮轴配气机构 双顶置凸轮轴配气机构如图3-7所示，特点是用两根凸轮轴分别驱动排成两列的进气门和排气门，此结构形式多用在多气门发动机上。,三、 配气机构的类型,图3-7 双顶置凸轮轴式配气机构 1排气门 2进气门 3进气凸轮轴 4排气凸轮轴 5正时齿形带,第二节 气门组零件的构造与维修,一、 气门的构造与维修 二、 气门座的构造与维修 三、 气门导管的构造与维修 四、 气门弹簧的构造与检查,一、 气门的构造与维修,气门的构造 气门分进气门和排气门，构造基本相同。气门由头部与杆部两部分组成，如图3-
5、9所示。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。,一、 气门的构造与维修,图3-8 气门组零件,一、 气门的构造与维修,图3-9 气门的组成,一、 气门的构造与维修,图3-10 气门头部形状,一、 气门的构造与维修,图3-11 气门锥角,一、 气门的构造与维修,图3-12 气门弹簧座的固定方式 a) 锁片式 b) 锁销式 1气门杆 2气门弹簧 3气门弹簧座 4锁片 5锁销,一、 气门的构造与维修,图3-13 气门的拆装,2. 气门的拆装,一、 气门的构造与维修,3. 气门杆弯曲的检查与修理 气门杆弯曲变形可按图314所示进行检查，若弯曲变形超
6、过允许极限，应校正或更换气门。气门杆弯曲校正应在压床上进行冷压校正，方法是使弯曲拱面向上，用压床使其产生反变形，校压量一般为实际弯曲变形量的10倍，保持2min。气门杆的弯曲变形量用直线度误差表示，一般应不大于0.03mm。,一、 气门的构造与维修,4. 气门磨损和烧蚀的检查与修理,图3-14 气门杆弯曲的检查,一、 气门的构造与维修,图3-15 气门尺寸,一、 气门的构造与维修,图3-16 气门密封干涉角 1气门 2气门座,二、 气门座的构造与维修,气门座的构造 进、排气道口直接与气门密封锥面接触的部位气门座，如图317所示。其功用是与气门配合，使气缸密封。多数发动机的气门座单独制成座圈，然
7、后压装到燃烧室内的进排气道口处，气门座圈与座孔有足够的过盈配合量，以防止发动机工作时气门座脱落。为保证气门与气门座可靠密封，气门座上加工有与气门相适应的锥面，气门座的锥面包括三部分，如图3-18所示。45(或30)锥面是与气门密封锥面配合的工作面，宽度b为13mm，15锥面和75锥面是用来修正工作面位置和宽度的。,二、 气门座的构造与维修,图3-17 气门导管及气门座,二、 气门座的构造与维修,图3-18 气门座锥面,二、 气门座的构造与维修,图3-19 气门座与气门导管铰刀 1、2、3气门座铰刀 4气门导管 铰刀 5铰刀杆 6铰刀手柄,2. 气门座的铰修:发动机工作时，气门座承受高温和气门落
8、座时的冲击，经常出现工作锥面烧蚀、变宽或与气门接触环带断线等故障，一般可通过铰削和研磨进行修理。气门座的铰削通常用气门座铰刀进行手工加工。气门座铰刀是由多只不同直径、不同锥角的铰刀组成，如图3-19所示。,二、 气门座的构造与维修,1) 修理气门座前，应检查气门导管，若不符合要求应先更换或修理气门导管，以便保证气门座与气门导管的中心线重合。 2) 按气门头部直径和气门座各锥面角度选择一组合适的气门座铰刀。 3) 先用45(或30)的粗铰刀加工气门座工作锥面，直到全部露出金属光泽。 4) 用修理好的气门或新气门进行试配，根据气门密封锥面接触环带的位置和宽度进行铰削修正。 5) 最后用45的细铰刀
9、精铰气门座工作锥面，并在铰刀下面垫上细砂布修磨。 3. 气门与气门座的研磨 4. 气门座圈的更换,三、 气门导管的构造与维修,1. 气门导管的构造 2. 气门导管磨损的检查与修理,图3-20 测量气门头部摆动量,三、 气门导管的构造与维修,3. 更换气门导管: 更换气门导管时，应用冲子和锤子将气门导管按规定方向(一般为气缸盖上方)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。此外，对于铝合金气缸盖，拆卸旧气门导管前还应加热气缸盖，以免气缸盖裂损。拆下旧气门导管后，应根据新导管外径适当铰削气门导管孔，使气门导管与气门导管孔有适当的过盈量，一般为0015006
10、5mm。安装新气门导管前，应先用6080的热水或喷灯加热气缸盖，然后用冲子和锤子将新气门导管敲入气门导管孔，气门导管伸出进、排气道的高度应符合规定。气门导管安装好后，应铰削气门导管内孔，使气门导管与气门杆配合间隙符合标准。,三、 气门导管的构造与维修,图3-21 气门油封的安装 1气门油封 2气门油封安装套筒,三、 气门导管的构造与维修,4. 更换气门油封: 润滑油无泄漏而消耗异常，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，应使用专用工具安装气门油封，如图3-21所示。注意：有些发动机进气门油封与排气门油封是不同的，如广州本田轿车的进气门油封的弹簧为白色，而排气门油封的弹
11、簧为黑色，安装时不能装错。,四、 气门弹簧的构造与检查,1. 气门弹簧的构造,图3-22 气门弹簧的形式 a) 等螺距弹簧 b) 变螺距弹簧 c) 双弹簧,四、 气门弹簧的构造与检查,2. 气门弹簧的检查：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：观察有无裂纹或折断，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卡尺进行测量。气门弹簧垂直度的检查如图323所示，气门弹簧的垂直度一般应不大于1520mm。若气门弹簧的自由长度或垂直度不符合标准，应更换气门弹
12、簧。气门弹簧弹力的检查如图324所示，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。,四、 气门弹簧的构造与检查,图3-23 气门弹簧垂直度的检查,四、 气门弹簧的构造与检查,图3-24 气门弹簧弹力的检查,第三节 气门传动组零件的构造与维修,一、 凸轮轴的构造与维修 二、 正时传动装置的构造与维修 三、 挺杆的构造与维修 四、 推杆的构造与维修 五、 摇臂总成的构造与维修,一、 凸轮轴的构造与维修,1. 凸轮轴的构造,图3-25 凸轮轴的构造 1轴颈 2凸轮 3偏心轮 4螺旋齿轮,一、 凸轮轴的构造与维修,图3-26 同名
13、凸轮相对角位置,一、 凸轮轴的构造与维修,图3-27 凸轮轴轴颈上的油槽和油孔 1凸轮轴 2节油槽 3气缸体 4油堵 5空腔 6泄油孔 7油孔,一、 凸轮轴的构造与维修,2. 凸轮轴轴向间隙的检查与修理： 凸轮轴轴向间隙的检查如图329所示，拆下气门传动组其他零件后，用百分表测头抵在凸轮轴端，前后推拉凸轮轴，百分表指针的摆动量即为凸轮轴轴向间隙。图3-28常见的凸轮轴轴向定位装置,一、 凸轮轴的构造与维修,图3-28 常见的凸轮轴轴向定位装置,一、 凸轮轴的构造与维修,图3-29 凸轮轴轴向,3. 凸轮轴弯曲的检查与修理,一、 凸轮轴的构造与维修,4. 凸轮磨损的检查,图3-30 凸轮轴弯曲的
14、检查,一、 凸轮轴的构造与维修,图3-31 凸轮的高度(H)和升程(h),二、 正时传动装置的构造与维修,图3-32 正时齿轮传动 装置及正时标记,5. 凸轮轴轴颈及轴承磨损的检查与修理,二、 正时传动装置的构造与维修,1. 正时齿轮传动装置： 正时齿轮传动具有传动平稳、可靠、不需调整等优点，下置凸轮轴式配气机构一般都采用此种传动装置。正时齿轮分别安装在曲轴和凸轮轴的前端，用螺栓或螺母固定，齿轮与轴靠键传动。为减小传动噪声，正时齿轮一般采用斜齿轮且用不同的材料制成，通常曲轴上的小齿轮用金属材料制造，而凸轮轴上的大齿轮用非金属材料制造。凸轮轴正时齿轮的齿数为曲轴正时齿轮的两倍，以实现传动比为21
15、。为保证气门的开启和关闭时刻正确，装配时，应对正两正时齿轮上的正时标记，如图332所示。有些侧置凸轮轴式发动机也采用正时齿轮传动装置，但由于凸轮轴离曲轴较远，中间通常加入惰轮传动。装配时，两个正时齿轮与中间惰轮之间有两个正时标记必须对正。在维修时，应检查正时齿轮有无裂损及磨损情况。磨损情况可用塞尺或百分表测量其齿隙，如图333所示。正时齿轮若有裂损或齿隙超过030035mm，应成对更换正时齿轮。通常情况下，正时齿轮不会发生严重磨损，也不易损坏。,二、 正时传动装置的构造与维修,2. 正时链传动装置： 侧置凸轮轴式配气机构或顶置凸轮轴式配气机构均可采用正时链传动装置。正时链传动装置的组成如图33
16、4所示，主要由正时链、正时链轮、正时链张紧装置等组成。凸轮轴正时链轮的齿数为曲轴正时链轮的两倍，以实现传动比为21。为防止正时链抖动，正时链传动装置设有导链板和张紧装置。导链板采用橡胶导向面为链导向，一般应与链一起更换。张紧装配使正时链保持一定的紧度，可分为机械式和液压式两种，应用较多是液压式正时链张紧装置，当发动机工作时，利用润滑油压力推动液压缸活塞，使张紧链轮压紧正时链。,二、 正时传动装置的构造与维修,图3-33 正时齿轮磨损的检查,二、 正时传动装置的构造与维修,图3-34 正时链条传动装置的组成,二、 正时传动装置的构造与维修,图3-35 正时链轮磨损的检查,二、 正时传动装置的构造与维修,图3-36 正时链长度的检查,二、 正时传动装置的构造与维修,3. 正时带传动装置： 如图3-37所示，正时带传动装置主要由同步带、同步带轮和张紧轮等组成，张紧轮靠弹簧压紧同步带，张紧轮也起
