配气机构的检修

学习任务四：配气机构的检修,工作情境描述 一位客户反映汽车动力不足，燃油消耗量增加。经检测发动机的气缸压缩压力低于技术要求，往燃烧室内加入少许发动机机油进行气缸压力测试，发现气缸压力值基本无变化，初步诊断气门密封不严,需要对配气机构进行解体检查。,学习目标 1、能对照发动机台架介绍配气机构各部件名称及作用、安装位置； 2、能根据维修手册要求，在规定时间内，与组员共同执行配气机构拆卸，并对相关零部件进行标记，同时在作业过程中遵守安全操作规范； 3、能按照技术要求对配气机构各零件进行拆装、检测，能分析损坏原因并根据检测结果制订修复计划； 4、能独立完成正时皮带的更换、调节气门间隙； 5、能理解配气相位的概念及其对发动机性能的影响； 6、能叙述可变配气相位系统的功用及基本工作原理； 7、能合理回收废弃物、整理零部件、填写工作单； 8、能对相关资料、互联网资源进行检索，完成工单、工作页 的填写。,学习活动一：配气机构总体构造认知,配气机构的概述,1、配气机构的功用,（一）配气机构的功用和组成,把按照发动机每一汽缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时地开启和关闭各缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气或纯空气得以及时进入汽缸，废气得以及时从汽缸排出，使换气过程最佳。,2、配气机构的组成,配气机构的组成,2、按气门的数量不同： a)双气门 b)多气门,a)双气门,b)多气门,1、按气门布置形式不同： a)气门顶置式 b)气门侧置式,（二）配气机构的常见类型,3、按凸轮轴布置形式不同： a)凸轮轴下置式 b)凸轮轴中置式 c)凸轮轴上置式,4、按气门传动方式不同： a)齿轮驱动 b)链条与链轮传动 c)齿形皮带传动,齿轮驱动,5、按凸轮轴数量不同： a)单凸轮轴 b)双凸轮轴,a)单凸轮轴,b)双凸轮轴,6、按气门驱动方式不同： a)摆臂驱动式 b)直接驱动式,a)摇臂驱动式,b)直接驱动式,（三）、配气机构工作原理 曲轴通过正时带将动力传给凸轮轴，在一个工作循环中曲轴转两圈、凸轮轴转一圈，进排气门各开启一次完成一次进气与排气。,学习活动二、气门传动组检修,气门传动组,作用： 使进、排气门能按规定的时刻开闭，并保证有足够的开度。,组成：,正时齿轮 传动带 链条,挺柱 推杆 摇臂 摇臂轴,气门传动组的组成,1、凸轮轴的功用与要求,（一）凸轮轴,功用： 用来驱动和控制各缸气门的开启和关闭，符合发动机的工作顺序、配气相位及气门升程的变化规律等要求。 工作条件： 受到间歇性的周期性的冲击载荷，接触应力大，相对滑动速度高。 工作要求： 要求有足够的硬度和耐磨性，对凸轮轴要求有足够的韧性和刚度。 材料： 一般用优质钢模锻而成，也可采用合金铸铁或球墨铸铁铸造。,2、凸轮轴结构： 轴颈 凸轮（进气凸轮、排气凸轮） 正时齿形带轮（链轮、带轮） 螺旋齿轮（用于驱动机油泵、分电器） 铸造六角,3、凸轮轮廓,基圆 缓冲段 工作段 凸轮的尺寸 基圆直径、凸轮高度、 气门最大升程凸轮高度基圆直径 凸轮的分布,消除气门间隙,恢复气门间隙,气门全开,1).动力传递过程： 气门打开时：曲轴 正时齿形带轮正时皮带凸轮轴正时齿形带轮凸轮顶角液压挺柱压气门，在凸轮顶力的作用下气门向下运动，气门打开；,2、动力传递路线,气门关闭时：凸轮顶尖转离挺柱顶部时，凸轮顶角传给气门的作用力减小，气门弹簧复原使气门落座关闭气道。 2).特点：四冲程发动机完成一次工作循环曲轴转两圈各缸进排气门各开启一次，凸轮轴转一圈。,凸轮轴的工作过程,（二）凸轮轴的驱动和正时,1、气门正时记号,2、不同驱动方式的正时记号：,齿轮传动 链条传动 齿形带传动,在装配凸轮轴的驱动机构时，只要按照这些标记安装，就能保证配气相位正确，这些标记称为气门正时记号。,齿轮传动 安装时，两个正时齿轮上的正时记号应对齐。,链条传动 安装时，正时链轮上的标记应和链条上的标记对齐。,齿带传动 安装时，正时带轮上的标记应和缸体或缸盖上的记号对齐,凸轮轴及驱动,（三）气门的驱动装置,摇臂驱动式 直接驱动式,（四）挺柱,功用： 将凸轮轴的旋转运动变为往复运动，并按凸轮轮廓线所决定的规律运动，以打开和关闭气门。 材料： 常用碳钢、合金钢或合金铸铁。 结构型式：,下置凸轮轴采用的挺柱,上置凸轮轴采用的挺柱,（五）液力挺柱,作用:可自动调整气门间隙（无需调整），实现无间隙传动，减小发动机噪声。,桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图,气门关闭时,气门打开时,单向阀,弹簧被压缩,（六）摇臂,功用：用于将凸轮及挺柱、推杆向上的运动和作用力改变方向，驱动气门向下开启； 利用杠杆的原理，使即气门升程大于凸轮的升程。 工作要求 具有足够的强度和刚度以及较小的质量。,摇臂轴安装图,其它类型的摇臂布置型式,气门传动组的检修,（一）凸轮轴的检修,1、凸轮轴常见的损伤与原因,凸轮的轮廓磨损 由于凸轮与挺柱的接触面积小，单位压力大，相对滑动速度高，造成凸轮顶部附近的磨损最大。,凸轮轴的轴颈磨损 如果发动机的润滑系统出现故障，机油压力不足，常会导致轴颈的润滑条件变差，出现磨损。,凸轮轴的弯曲变形 由于拆装中的错误操作而导致其弯曲。此外，若因润滑不良导致高温卡死时，也会造成凸轮轴弯曲的后果。,2、凸轮轴的检修,凸轮轴弯曲的检查和校正 凸轮轴的弯曲是以凸轮轴中间轴颈相对两端轴颈的径向圆跳动来衡量的。 若摆差大于一定值时，则应在压力机上进行校正修复或更换凸轮轴。,凸轮磨损的检查和修理 凸轮磨损一般以凸轮的最大升程减少值来衡量，也可以直接测量凸轮的高度来判断。 若凸轮的高度低于允许值，当凸轮的最大升程减少值超过规定值，应更换凸轮。,凸轮轴轴颈的检修 用千分尺测量凸轮轴轴颈的直径，计算圆度和圆柱度。 若凸轮轴轴颈的圆度、圆柱度和各轴颈的同轴度超过规定值时，应更换凸轮轴。,凸轮轴轴向间隙的检查和调整 凸轮轴轴向间隙的检查，应在不装气门及气门挺柱的情况下进行。 如果轴向间隙过大，应更换凸轮轴的止推轴承或卡块式止推垫片。,（二）液压挺柱的检修,液压挺柱的拆卸与维护： 拆卸下来的气门挺柱应浸泡在干净的机油中，以防止空气进入挺柱中。 在维护时，可拆下挺柱，用专用工具排除液压挺柱内渗入的空气，以恢复气门的最大升程。,液压挺柱的故障判断： 若发动机起动后在2500rmin的转速下运转2min，液压挺柱还有噪声，应停机检查液压挺柱。,液压挺柱的一般性检查： 拆下气门室罩，顺时针转动曲轴，直到待查挺柱的凸轮凸尖朝上（气门关闭时)，用带有楔形尖端的木棒或塑料棒轻轻压下挺柱，用塞尺（厚薄规）检查凸轮与挺柱之间的间隙，若间隙大于0.1mm则需更换液压挺柱。更换的液压挺柱后30min内不得起动发动机，以免气门碰到活塞。,液压挺柱密封性的检查： 把排除空气后的液压挺柱放在降漏试验台上，调整负载臂，在柱塞上施加200N的压力，当柱塞滑下2mm左右后，测量它再滑降1mm所用的时间低于7s时，应当更换液压挺柱。,1液压挺柱； 2检验杯； 3推杆； 4负载臂； 5指示刻度盘； 6手柄,（三）正时链条和链轮的检修,正时链条的检查： 用弹簧秤拉住，在拉力为50N时，若测量的链条长度大于极限值，应更换链条。,正时链轮的检查： 将链条套在正时链轮上，用手指捏紧链条后，若用游标卡尺测量其直径小于允许值，则应更换链轮和链条。,（四）正时齿带的检修,1、正时齿带张紧度的检查,手工检查 主要许多车型发动机的正时齿带的张紧度是自动调整的，使用和维修中无需调整。 检查方法是：用力翻转两带轮之间同步带的中间部位，若刚好能翻转90°，即为张紧度合适。,用皮带张紧器检查,2、正时齿带的更换,正时齿带的损伤形式： 正时齿带的损伤形式有：表面剥离、断齿、齿面磨损、开裂、边缘磨损、帘线外露。,气门传动组拆装及检测,1、凸轮轴拆装注意事项： 1）、凸轮轴轴颈与轴承盖的磨合装配； 2）、凸轮轴在拆卸时必须整体水平往上离开轴承座孔； 3）、凸轮轴安装必须对准配气正时； 2、查阅维修手册制定凸轮轴的拆装步骤； 3、拆装进排气凸轮轴，并检测进排气凸轮桃尖高度、机械挺柱直径； 4、巩固正时皮带的更换方法；,成果展示,(f)用同样的方法拆下第二根凸轮轴；,凸轮轴装配,1、对准凸轮轴的安装标记；,2、将5个轴承盖润滑后按照安装次序和朝向记号装回各自位置上；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,3、按照如图标注次序均匀分数次紧固轴承盖螺栓，扭矩13N.M；,4、按照图示次序紧固进气凸轮轴螺栓，扭矩13N.M；,5、安装1号轴承盖，使标记记号超前；,6、检查凸轮轴正时标记是否对准；,7、检查正时皮带轮安装是否到位；,进气凸轮轴副 齿轮的安装,1、学生反馈实践中遇到的问题； 2、教师点评实践巡查中发现的不规范操作； 3、总结凸轮轴的拆装步骤、传动组部件的检修结果；,实践小结,学习活动三：气门组检修,气门组的组成,组成,气门组,1、气门的功用与要求,（一）气门,功用： 用于开启或关闭各缸的进、排气口 工作条件： 承受高温、高压、冲击、润滑困难 工作要求： 要求气门必须具有足够的强度和刚度、并耐冲击、耐热、耐磨损和耐腐蚀。 材料： 进气门一般用中碳合金钢制造。 排气门由于热负荷大，采用耐热合金钢。,2、气门的构造,气门头部 头部的作用是与气门座配合，对汽缸进行密封。 气门杆 杆部则与气门导管配合，为气门的运动起导向作用。,气门头部 有平项、凸顶和凹顶等形状。,气门头部密封锥面的锥角 一般为45° 个别为30°（进气门）或60°（排气门） 锥角小，进排气阻力小 锥角大，气门头部强度大,3、多气门发动机,特点： 进气门的头部直径大于或等于排气门。 进气门个数大于或等于排气门。 气门的头部直径比普通双气门发动机小。,（二）气门座,作用： 与气门头部一起对汽缸起密封作用，同时接受气门头部传来的热量，起到对气门散热的作用。,类型： 一种是在汽缸盖上直接镗出， 一种是单独制成气门座圈，以一定的过盈量镶嵌在汽缸盖的座孔中。 气门座圈采用的材料： 合金铸铁、铁基粉末冶金或奥氏体钢等材料制成。,气门座圈,气门接触面 接触面宽度应保持为1.01.4mm 接触面宽度大：有利于气门散热，不利于气门密封。 接触面宽度小：有利于气门密封，不利于气门散热。,（三）气门导管,作用： 对气门的运动起导向作用，以保证气门作直线往复运动，使气门与气门座正确贴合。,工作条件： 工作温度高，润滑不良。 工作要求： 要求耐磨性好，导热性好，加工性好,气门导管的定位,作用： 密封气门导管尾端，防止发动机机油进入气缸,（四）气门油封,（五）气门弹簧,作用 使气门自动回位关闭，保证气门与气门座紧密贴合，并吸收惯性力，使传动件不相互脱离。,类型 普通螺旋弹簧 双弹簧（防止发动机高速运转时气门振动） 不等节距弹簧（对称型、非对称型） 注意：非对称型不等螺距弹簧在安装时，应使节距宽的一端位于上方。,避免共振的措施： 提高气门弹簧固有振动频率 采用不等螺距弹簧 采用双气门弹簧,（六）、气门弹簧座和锁片,气门组的检修,（一）气门的检修,气门常见的损伤形式： 头部工作锥面磨损、接触面变宽、烧蚀氧化出现斑点和凹陷，气门杆部磨损和弯曲变形。,气门杆部的磨损量的检测： 通过3个位置和2个方向取最小直径。,气门头部边缘厚度的检测：,1、气门的损伤与检验,气门杆部的磨损量的检测： 测量气门总长度和观察表面是否有不平或起槽 。,气门杆部的弯曲的测量： 测量气门杆部的弯曲度和工作面的径向跳动。,2、气门头部工作锥面的修理,当气门头部工作锥面起槽、接触面变宽、烧蚀氧化出现斑点和凹陷不是很严重时，可修磨后继续使用。 有些不允许修整光磨，只能更换。,（二）气门导管的检修,1、气门导管与气门杆配合间隙的检查,气门导管的损伤形式： 主要损伤是磨损，导致气门杆与导管间间隙增大，影响气门的密封性。,用小孔内径百分表测量： 气门导管内径（最大直径）与气门杆外径（最小直径）之差。,用百分表测量： 百分表的读数就是气门导管和气门杆的配合间隙。 进气门不得超过1.0mm，排气门不得超过1.3mm。超过标准值，应更换气门导管。,