汽車發(fā)動機構造與維修 課件 項目五 配氣機構檢修

汽車發(fā)動機機械系統(tǒng)《發(fā)動機的呼吸》目錄CONTENTS配氣機構的作用1.配氣機構的組成2.配氣機構的分類3.配氣機構的工作原理4.配氣機構的作用Theroleofthevalvetrain可燃混合氣的燃燒，缺少不了氧氣這種助燃劑。因此要源源不斷地將新鮮空氣引入氣缸。發(fā)動機需要一套呼吸系統(tǒng)：配氣機構發(fā)動機燃燒后的廢氣不能停留在氣缸之內。應當及時為新鮮可燃混合氣騰出空間。作用配氣機構的作用要求根據發(fā)動機做功順序或點火次序的要求，適時地開啟和關閉各個氣缸的進氣門和排氣門，使可燃混合氣或新鮮空氣能及時進入燃燒室，并將燃燒后的廢氣及時排出氣缸。另外，當進、排氣門關閉時，保證氣缸密封。結構有利于減少進氣和排氣阻力，而且進排氣門的開啟時刻和持續(xù)開啟時間比較適當，使進氣和排氣都盡可能充分進行。配氣機構的作用概念：在進氣過程中，實際進入汽缸內的新鮮空氣或可燃混合氣的質量與在進氣狀態(tài)下充滿汽缸工作容積的新鮮空氣或可燃混合氣的質量之比。充氣效率＝實際充入汽缸的進氣量以進氣口狀態(tài)充滿汽缸的進氣量充氣效率充氣效率與發(fā)動機功率的關系：排氣越徹底，進氣越充分，充氣效率就越大，發(fā)動機可能發(fā)出的功率也越大。影響充氣效率的因素：就配氣機構而言，主要是要求其結構有利于減小進氣和排氣的阻力，而且進、排氣門的開啟時刻和持續(xù)開啟時間比較適當，使進氣充分和排氣徹底。配氣機構的組成Thecompositionofthevalvetrain配氣機構的組成氣門組氣門傳動組配氣機構配氣機構的分類Classificationofvalvetrains頂置式、側置式按氣門布置形式分上置、中置、下置按凸輪軸布置形式分齒輪傳動、鏈條傳動、帶傳動按傳動方式分搖臂驅動、擺臂驅動、直接驅動按氣門驅動方式分2、3、4、5氣門式按每缸氣門數分配氣機構的分類配氣機構的分類按氣門布置形式分按氣門布置方式分類可分為氣門側置和頂置兩種形式，如圖3-1所示。頂置式氣門應用較為廣泛配氣機構的分類按凸輪軸傳動形式分齒輪傳動、鏈條與鏈輪傳動、齒形皮帶傳動示意圖，如圖3-3所示。配氣機構的分類按氣門驅動形式分類按氣門驅動形式分類則有如圖所示的搖臂驅動、擺臂驅動和直接驅動3種類型。擺臂驅動式直接驅動式搖臂驅動式配氣機構的分類按凸輪軸的布置位置分類按凸輪軸位置可分上、中、下三種布置方式，如圖所示。什么是雙頂置凸輪軸式？？配氣機構的分類按每缸氣門數分類為2氣門式、3氣門式、4氣門式、5氣門式幾進幾排？哪些是進氣門、哪些是排氣門？火花塞在哪里？配氣機構的工作原理Howthevalvetrainworks配氣機構的工作原理普通配氣機構的工組原理以氣門頂置、凸輪軸下置式配氣機構為例：配氣機構的工作原理配氣相位定義：用曲軸轉角表示的進、排氣門開閉時刻和開啟持續(xù)時間，稱為配氣相位。配氣機構的工作原理配氣相位圖定義：用曲軸轉角表示的進、排氣門開閉時刻和開啟持續(xù)時間，的圖，稱為配

氣相位圖。配氣相位的內容1.進氣提前角2.進氣遲后角3.排氣提前角4.排氣遲后角配氣機構的工作原理進氣門的配氣相位進氣提前角(1)定義：在排氣沖程接近終了，活塞到達上止點之前，進氣門便開始開啟。從進氣門開始開啟到上止點所對應的曲軸轉角稱為進氣提前角(或早開角)。進氣提前角用α表示，α一般為10°～30°。(2)目的：進氣門早開，使得活塞到達上止點開始向下運動時，因進氣門已有一定開度，所以可較快地獲得較大的進氣通道截面，減少進氣阻力。配氣機構的工作原理進氣門的配氣相位進氣遲后角(1)定義：在進氣沖程下止點過后，活塞重又上行一段，進氣門才關閉。從下止點到進氣門關閉所對應的曲軸轉角稱為進氣遲后角(或晚關角)。進氣遲后角用β表示，β一般為40°～80°。(2)目的：①利用壓力差繼續(xù)進氣②利用進氣慣性繼續(xù)進氣配氣機構的工作原理排氣門的配氣相位排氣提前角(1)定義：在作功行程的后期，活塞到達下止點前，排氣門便開始開啟。從排氣門開始開啟到下止點所對應的曲軸轉角稱為排氣提前角(或早開角)。排氣提前角用γ表示，γ一般為40°～80°。(2)目的：①利用氣缸內的廢氣壓力提前自由排氣；②減少，排氣消耗的功率；③高溫廢氣的早排，還可以防止發(fā)動機過熱。配氣機構的工作原理排氣門的配氣相位排氣遲后角(1)定義：在活塞越過上止點后，排氣門才關閉。從上止點到排氣門關閉所對應的曲軸轉角稱為排氣遲后角(或晚關角)。排氣遲后角用δ表示，δ一般為10°～30°。(2)目的：①利用缸內外壓力差繼續(xù)排氣；②利用慣性繼續(xù)排氣。由此可見，氣門開啟持續(xù)時間內的曲軸轉角，即排氣持續(xù)角為γ+180°+δ。謝謝大家氣門組的構造與檢修本節(jié)內容CONTENTS氣門組的構造01氣門組的檢驗與維修0201氣門組的構造（一）氣門（二）氣門座（三）氣門導管（四）氣門油封（五）氣門彈簧（六）氣門彈簧座和鎖片一、氣門組的構造氣門組的組成進、排氣門及分解圖（一）氣門汽車發(fā)動機的進、排氣門均為菌形氣門，由氣門頭部和氣門桿兩部分構成。①氣門頭部分類：氣門頂面對有平頂、凸頂和凹頂等形狀。應用：目前應用最多的是平頂氣門。凹頂氣門頭部與氣門桿有較大的過渡圓弧，用作進氣門時，可以減小進氣阻力，其受熱面積大，不適合作排氣門。一、氣門組的構造——氣門一、氣門組的構造——氣門②氣門桿部氣門桿表面：磨光，與氣門導管保持正確的配合間隙。桿末端結構：隨彈簧座固定方式不同空心桿身：鈉冷氣門（奔馳190，尼桑SR）氣門錐角定義：氣門錐面與氣門頂平面的夾角稱為氣門錐角。常用的氣門錐角為30°和45°。氣門錐角的作用：①提高密封性和導熱性；②氣門落座有自動定位作用；③避免使氣流拐彎過大而降低流速。④有了錐角，氣門落座時能擠掉接觸面的沉積物，即有自潔作用。一、氣門組的構造——氣門進排起門頭部的大小一、氣門組的構造——氣門（1）凡是進氣門和排氣門數量相同時，進氣門頭部直徑總比排氣門大15%~30%一般的發(fā)動機：一進一排三氣門發(fā)動機：兩進一排四氣門發(fā)動機：兩進兩排（2）凡是進氣門數比排氣門數多的發(fā)動機，排氣門頭部直徑總是比進氣門大五氣門發(fā)動機：每缸三進兩排（二）氣門座一、氣門組的構造——氣門座作用：

與氣門頭部一起對汽缸起密封作用，同時接受氣門頭部傳來的熱量，起到對氣門散熱的作用。類型：一種是在汽缸蓋上直接鏜出，一種是單獨制成氣門座圈，以一定的過盈量鑲嵌在汽缸蓋的座孔中。氣門座圈采用的材料：

合金鑄鐵、鐵基粉末冶金或奧氏體鋼等材料制成。氣門座圈（二）氣門座一、氣門組的構造——氣門座氣門接觸面接觸面寬度應保持為1.0－1.4mm接觸面寬度大：有利于氣門散熱，不利于氣門密封。接觸面寬度?。河欣跉忾T密封，不利于氣門散熱。（三）氣門導管一、氣門組的構造——氣門導管作用：對氣門的運動起導向作用，以保證氣門作直線往復運動，使氣門與氣門座正確貼合。導熱散熱。工作條件：工作溫度高，潤滑不良。工作要求：要求耐磨性好，導熱性好，加工性好氣門座圈采用的材料：

含石墨較多的灰鑄鐵、球墨鑄鐵或鐵基粉末冶金。氣門導管的定位：氣門導管（四）氣門油封一、氣門組的構造——氣門油封作用：防止發(fā)動機機油進入汽缸（五）氣門彈簧一、氣門組的構造——氣門彈簧作用：使氣門自動回位關閉，保證氣門與氣門座緊密貼合，并吸收慣性力，使傳動件不相互脫離。類型：普通螺旋彈簧雙彈簧（防止發(fā)動機高速運轉時氣門振動）不等節(jié)距彈簧（對稱型、非對稱型）【注意】：非對稱型不等螺距彈簧在安裝時，應使節(jié)距寬的一端位于上方。（五）氣門彈簧一、氣門組的構造——氣門彈簧避免共振的措施：提高氣門彈簧固有振動頻率采用不等螺距彈簧采用雙氣門彈簧（五）氣門彈簧一、氣門組的構造——氣門彈簧安裝注意事項：雙氣門彈簧：兩彈簧旋向應當相反不等螺距彈簧：螺距較小的一頭朝向氣缸蓋（六）氣門彈簧座和鎖片一、氣門組的構造——氣門彈簧座和鎖片02氣門組的檢驗與維修（一）氣門的檢修（二）氣門座的檢修（三）氣門導管的檢修（四）氣門彈簧的檢修二、氣門組的檢驗與維修氣門與氣門座的配合要求①

氣門與氣門座密封錐面角度應一致。②氣門與氣門座的密封帶位置在中部靠里。③

氣門與氣門座的密封帶寬度一般為1~2.5mm。④氣門密封錐面與桿部的同軸度誤差和氣門座與導管的同軸度誤差應不大于0.05mm。⑤氣門桿與導管的配合間隙應符合原廠規(guī)定。二、氣門組的檢驗與維修——氣門的檢修氣門的檢修的原因：主要是檢驗氣門桿的彎曲變形（一）氣門的檢修二、氣門組的檢驗與維修——氣門的檢修氣門工作錐面磨損或燒蝕，需要在氣門光磨機上進行修磨，修磨需在桿部較正后進行。氣門出現(xiàn)下列耗損之一應予換新。1）載貨汽車的氣門桿的磨損量大于0.10mm，轎車的氣門桿的磨損大于0.05mm，或出現(xiàn)明顯的臺階形磨損。2）氣門頭圓柱面的厚度小于0.8mm。3）氣門尾端的磨損大于0.5mm。4）當氣門桿的直線度誤差大于0.06mm時，應予更換或校直，校直后的直線度誤差不得大于0.02mm。（一）氣門的檢修二、氣門組的檢驗與維修——氣門座的檢修氣門密封性檢查：氣門氣門座維修之后要進行密封性檢查，其方法如下：（1）劃線法（2）拍擊法（3）涂紅丹油（4）滲油法（二）氣門座的檢修二、氣門組的檢驗與維修——氣門座的檢修氣門座的鑲換：將檢查合格的氣門座圈進行冷卻10分鐘以上，同時加熱承孔，然后在氣門座外側涂上密封膠，將氣門座壓入承孔。氣門座的修理：氣門座松動、氣門座耗損嚴重，或氣門下沉大于2mm，應更換氣門座圈。常用的修復方法是鉸削和磨削，如圖3-13所示。（二）氣門座的檢修二、氣門組的檢驗與維修——氣門導管的檢修氣門導管的修理：氣門導管與氣門桿的配合間隙大于使用限度應更換氣門導管。檢查氣門導管磨損量的檢修有以下兩種方法：（三）氣門導管的檢修二、氣門組的檢驗與維修——氣門彈簧的檢修氣門彈簧的自由長度用游標卡尺測量，其自由長度不小于標準長度的10%。氣門彈簧的軸線與端面應垂直，不垂直度誤差不大于2°。（四）氣門彈簧的檢修二、氣門組的檢驗與維修——氣門彈簧的檢修氣門彈簧有裂紋、缺陷、自由長度超限、變形超限和彈力明顯降低，有上述情況之一都必須更換氣門彈簧，不允許修復后再繼續(xù)使用。

（四）氣門彈簧的檢修氣門傳動組的構造與檢修本節(jié)內容CONTENTS氣門傳動組的構造01氣門傳動組的檢驗與維修0201氣門傳動組的構造（一）凸輪軸（二）挺柱（三）推桿（四）搖臂（五）氣門間隙一、氣門傳動組的構造——認識凸輪軸（一）凸輪軸1、凸輪軸的功用與要求2、凸輪軸軸承3、凸輪的輪廓4、凸輪軸的軸向定位5、凸輪軸的驅動和正時1、凸輪軸的功用與要求功用：用來驅動和控制各缸氣門的開啟和關閉，符合發(fā)動機的工作順序、配氣相位及氣門升程的變化規(guī)律等要求。工作條件：受到間歇性的周期性的沖擊載荷，接觸應力大，相對滑動速度高。工作要求：要求有足夠的硬度和耐磨性，對凸輪軸要求有足夠的韌性和剛度。材料：一般用優(yōu)質鋼模鍛而成，也可采用合金鑄鐵或球墨鑄鐵鑄造。一、氣門傳動組的構造——認識凸輪軸結構軸頸凸輪（進氣凸輪、排氣凸輪）正時齒輪（鏈輪、帶輪）螺旋齒輪（用于驅動機油泵、分電器）偏心輪（用于驅動汽油泵）鑄造六角一、氣門傳動組的構造——認識凸輪軸一、氣門傳動組的構造——認識凸輪軸2、凸輪的輪廓●基圓●緩沖段●工作段凸輪的尺寸基圓直徑、凸輪高度、氣門最大升程＝凸輪高度－基圓直徑●凸輪的分布四缸發(fā)動機同名凸輪夾角●凸輪的相對角位置同名凸輪的相對角位置與做功順序是有關系的（逆序）那么異名凸輪之間的夾角呢？六缸發(fā)動機同名凸輪夾角一、氣門傳動組的構造——認識凸輪軸一、氣門傳動組的構造——認識凸輪軸3、凸輪軸的軸向定位推力軸承定位止推片軸向定位止推螺釘軸向定位正時齒輪上的正時記號4、凸輪軸的驅動和正時一、氣門傳動組的構造——認識凸輪軸桑塔納AJR發(fā)動機正時標記（a）凸輪軸帶輪標記(b)曲軸帶輪標記凸輪軸必須根據曲軸進行正時，在裝配凸輪軸的驅動機構時，只要按照這些標記安裝，就能保證配氣相位正確，這些標記稱為氣門正時記號。正時的方法有多種：（1）正時齒輪上的點對齊；（2）凸輪軸帶輪上對齊同步帶防護罩上標記；（3）曲軸帶輪上的標記對準第一缸上止點；5、凸輪軸的驅動和正時一、氣門傳動組的構造——認識凸輪軸（1）氣門正時記號在裝配凸輪軸的驅動機構時，只要按照這些標記安裝，就能保證配氣相位正確，這些標記稱為氣門正時記號。（2）凸輪軸的驅動類型①齒輪傳動②鏈條傳動③齒形帶傳動

一、氣門傳動組的構造——認識凸輪軸①齒輪傳動：安裝時，兩個正時齒輪上的正時記號應對齊。一、氣門傳動組的構造——認識凸輪軸②鏈條傳動：安裝時，正時鏈輪上的標記應和鏈條上的標記對齊。一、氣門傳動組的構造——認識凸輪軸③齒帶傳動：安裝時，正時帶輪上的標記應和缸體或缸蓋上的記號對齊一、氣門傳動組的構造——認識挺柱（二）挺柱挺柱是凸輪的從動件，其功用是將來自凸輪的運動和作用力傳給推桿或氣門，同時還承受凸輪軸所施加的側向力，并將其傳給機體或氣缸蓋。一、氣門傳動組的構造——認識挺柱1、整體式挺柱一、氣門傳動組的構造——認識挺柱滾輪式挺柱2、滾輪式挺柱下部裝有滾輪，降低了摩擦力，載荷均勻分配，多用于高壓縮比的柴油機和賽車發(fā)動機上。帶整體式和滾輪式的挺柱式的發(fā)動機都要有調整氣門間隙的措施。液壓挺柱可以自動調節(jié)氣門間隙。一、氣門傳動組的構造——認識挺柱3、液壓挺柱液力挺柱的工作原理：（如圖3-16a、b、c所示）（三）推桿功用：將從凸輪軸經挺柱傳來的推力傳給搖臂。工作要求：具有良好的縱向穩(wěn)定性和較大的剛度。材料：一般用冷拔無縫鋼管制造，也可以用中碳鋼或硬鋁制造。一、氣門傳動組的構造——認識推桿（四）搖臂功用：用于將凸輪及挺柱、推桿向上的運動和作用力改變方向，驅動氣門向下開啟；利用杠桿的原理，使即氣門升程大于凸輪的升程。工作要求：具有足夠的強度和剛度以及較小的質量。材料：常采用鍛鋼、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵或鋁合金制造。一、氣門傳動組的構造——認識搖臂一、氣門傳動組的構造——認識搖臂搖臂軸安裝圖一、氣門傳動組的構造——認識搖臂其它類型的搖臂布置型式（五）氣門間隙概念：發(fā)動機在冷態(tài)下，當氣門處于完全關閉狀態(tài)時，氣門與傳動件之間的間隙。作用給熱膨脹留有余地，保證氣門的密封。一、氣門傳動組的構造——認識氣門間隙（五）氣門間隙標準值：進氣門間隙為0.15～0.25mm，排氣門間隙為0.25～0.35mm。氣門間隙不正確的危害：過大：噪聲大（氣門腳響）、沖擊振動大、升程不足。過?。簹忾T關閉不嚴。一、氣門傳動組的構造——認識氣門間隙02氣門傳動組的檢驗與維修1、凸輪軸的檢修2、挺柱的檢修3、推桿的檢修4、搖臂和搖臂組的檢修5、正時鏈輪和鏈條6、氣門間隙的檢查與調整凸輪軸的損傷形式凸輪軸的主要耗損是凸輪軸彎曲變形、凸輪輪廓磨損、支承軸頸表面磨損以及正時齒輪驅動件的耗損。二、氣門傳動組的檢驗與維修——關于凸輪軸的檢修（一）凸輪軸的檢修二、氣門傳動組的檢驗與維修——關于凸輪軸的檢修①凸輪軸彎曲變形的檢修通常用下圖的方法檢測凸輪軸的彎曲變形。若中間軸頸的徑向圓跳動大于0.10mm，則應進行校正(鋼質凸輪軸)。凸輪軸校直后，中間各軸頸的徑向圓跳動應不大于0.04mm②凸輪磨損的檢修測量凸輪的最大高度H與基圓直徑D的差來衡量凸輪的磨損程度。凸輪磨損后，其升程減小0.40mm以上時，應更換新凸輪軸。③凸輪軸頸的檢修測凸輪軸頸的圓度誤差和圓柱度誤差。圓度誤差不大于0.015mm同軸度誤差不大于0.05mm否則按照修理尺寸法進行修磨④凸輪軸軸承檢修配合間隙超過使用極限時進行更換⑤凸輪軸軸向間隙的檢查調整（二）挺柱的檢修二、氣門傳動組的檢驗與維修——挺柱、推桿、搖臂檢修常見損傷：挺柱底部剝落、裂紋、擦傷劃痕、挺柱與導孔間隙過大等（1）普通挺柱的檢修更換（2）液壓挺柱的檢修更換常見損傷：彎曲變形直線度誤差不得大于0.30mm凸球和凹球半徑磨損在－0.01～＋0.03mm之間常見損傷：搖臂頭的磨損堆焊修磨（三）推桿的檢修（四）搖臂和搖臂組的檢修二、氣門傳動組的檢驗與維修——正時鏈輪鏈條的檢修（五）正時鏈輪和鏈條的檢修正時鏈輪的檢查：方法：將鏈條分別包住凸輪軸正時鏈輪和曲軸正時鏈輪，用游標卡尺測量其直徑，其直徑不得小于允許值。例如豐田2Y、3Y發(fā)動機正時鏈輪直徑允許的最小值：凸輪軸正時鏈輪為114mm；曲軸正時鏈輪為59mm。若小于此值時，應更換鏈條和鏈輪。正時鏈條的檢查：方法：測鏈條長度時，對鏈條施以一定的拉力，拉緊后測量其長度L，不符合要求則應更換新鏈條。二、氣門傳動組的檢驗與維修——正時鏈輪鏈條的檢修（五）正時齒帶和帶輪的檢修1、正時齒帶