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1、任务4 气门传动组的拆装与检修课题的引入 一位客户反映汽车动力不足，燃油消耗量增加。经检测发动机的汽缸压缩压力汽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汽缸压缩压力测试，发现汽缸压缩压力值基本无变化，初步诊断初步诊断气门密封不严气门密封不严，需要对配气机构进行解体检测。布置任务n任务4.1 气门传动组主要零件结构原理与检修认知；（教师讲解、学生倾听）n任务4.2 气门传动组的拆卸；（学生操作、教师指导）n任务4.3 气门传动组零部件的检修；（学生操作、教师指导）n任务4.4 气门传动组的装配。（学生操作、教师指导）任务任务4.1 气门传动组主要零件气门传动组主要零件结构原理与检
2、修认知结构原理与检修认知 由于气门驱动形式和凸轮轴位置的不同气门驱动形式和凸轮轴位置的不同，气门传动组的零件组成差别很大。凸轮轴下置、摇臂驱动 凸轮轴中置、摇臂驱动 凸轮轴上置、凸轮驱动 双凸轮轴上置、凸轮驱动1、凸轮轴、凸轮轴）功用）功用按照工作顺序和配气相位的规律及时开闭气门。进、排按照工作顺序和配气相位的规律及时开闭气门。进、排气门的开闭时刻和开启高度均由凸轮轴的凸轮型线决定，气气门的开闭时刻和开启高度均由凸轮轴的凸轮型线决定，气门的土作顺序由各凸轮的排列顺序控制。门的土作顺序由各凸轮的排列顺序控制。2）工作要求及材料）工作要求及材料 在工作，凸轮轴转速很高，同时受到周期性的冲击载荷在工
3、作，凸轮轴转速很高，同时受到周期性的冲击载荷作用，要求有足够的韧性和刚度。作用，要求有足够的韧性和刚度。一般采用一般采用优质钢锻造优质钢锻造，也有采用也有采用合金铸铁合金铸铁或或球墨铸铁铸造球墨铸铁铸造。凸轮工作表面：要求光滑耐磨，以保证气门工作的正凸轮工作表面：要求光滑耐磨，以保证气门工作的正确性，一般经热处理后精磨。确性，一般经热处理后精磨。一、气门传动组主要零件结构原理3）凸轮轴结构）凸轮轴结构 凸轮轴的结构主要有凸轮，支承轴颈，有些还用于驱动汽凸轮轴的结构主要有凸轮，支承轴颈，有些还用于驱动汽油泵的偏心轮及驱动分电器齿轮。油泵的偏心轮及驱动分电器齿轮。4）凸轮）凸轮凸轮表面性能：表面有
4、良好的耐磨性，足够的刚度。凸轮表面性能：表面有良好的耐磨性，足够的刚度。工作条件：承受气门弹簧的张力，间歇性的冲击载荷。工作条件：承受气门弹簧的张力，间歇性的冲击载荷。凸轮轮廓曲线凸轮轮廓曲线凸轮轮廓曲线凸轮轮廓曲线 凸轮轮廓中：凸轮轮廓中：凸轮轮廓中：凸轮轮廓中：弧弧弧弧AEAEAEAE为凸轮的基圆，为凸轮的基圆，为凸轮的基圆，为凸轮的基圆，弧弧弧弧ABABABAB和弧和弧和弧和弧DEDEDEDE缓冲段缓冲段缓冲段缓冲段弧弧弧弧BCDBCDBCDBCD为工作作段为工作作段为工作作段为工作作段顶点顶点顶点顶点C C C C点的最大高度点的最大高度点的最大高度点的最大高度A A A A决定了气门
5、的最大决定了气门的最大决定了气门的最大决定了气门的最大开度。开度。开度。开度。气门在气门在气门在气门在M M M M点打开，在点打开，在点打开，在点打开，在N N N N点关闭，因此气门点关闭，因此气门点关闭，因此气门点关闭，因此气门的开启时间相当于凸轮轴转角的开启时间相当于凸轮轴转角的开启时间相当于凸轮轴转角的开启时间相当于凸轮轴转角。同名凸轮的相对角位置同名凸轮的相对角位置同名凸轮的相对角位置同名凸轮的相对角位置 同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与相应的配气相位相对应的同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与相应的配气相位相对应的同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与相应的配气相位相对应
6、的同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与相应的配气相位相对应的。四缸发动机凸轮投影四缸发动机凸轮投影点火顺序：点火顺序：1 12 24 43 3异名凸轮的相对角异名凸轮的相对角异名凸轮的相对角异名凸轮的相对角？由发动机的配气相位和凸轮轴的转向所决定的。5）凸轮轴的轴向定位）凸轮轴的轴向定位 为了限制凸轮轴在工作中产生的轴向移动或承受螺旋齿轮在传动时产生的轴向力，凸轮轴需要轴向定位。凸轮轴轴向移动量过大，对于由螺旋齿轮传动的凸轮轴，会影响配气定时。如如AJR发动机的上置式凸轮轴：发动机的上置式凸轮轴：通常利用通常利用凸轮轴承盖的两个端凸轮轴承盖的两个端面面和凸轮轴轴颈两侧的和凸轮轴轴颈两侧的凸肩
7、凸肩进行轴进行轴向定位。向定位。2、挺柱、挺柱）作用）作用 挺柱的作用是将凸轮的推力传给推杆或气门。2）结构）结构减小摩擦所造成的对挺柱的侧向减小摩擦所造成的对挺柱的侧向力。多用于大缸径柴油机。力。多用于大缸径柴油机。机械式机械式1.为改善挺柱体与凸轮接触面的受力情况，避免产生过大的接触应力峰值，挺柱体顶部工作面加工成中间凸起0.0040.012mm的圆弧面。2.凸轮的中心线与挺柱的中心线错开1.5mm3.同时凸轮在母线长度方向倾斜0.0020.02mm，这样使凸轮与挺柱的接触点偏离挺柱中心线，挺柱工作过程中能绕其轴线作微小转动使磨损均匀。3）自转原理）自转原理4）液压挺柱）液压挺柱 能够自动
8、调节挺柱的长度，补偿传动零件之间的间隙，减小了各零件的冲击载能够自动调节挺柱的长度，补偿传动零件之间的间隙，减小了各零件的冲击载荷噪声以及磨损。荷噪声以及磨损。桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图气门关闭时气门关闭时气门打开时气门打开时单向阀单向阀弹簧被压缩弹簧被压缩 气门受热膨胀时，柱塞和液压缸作轴向相对运动，高压油腔中的油液可经过液压缸与柱塞间的缝隙挤入低压油腔。因此，使用液压挺柱时，可以不预留气门间隙。柱塞柱塞液压缸液压缸低压油腔低压油腔高压油腔高压油腔圆筒挺柱体圆筒挺柱体推杆下端圆球形；上端凹球形。3.推杆推杆从凸轮轴经挺柱传来的推力传给摇臂。1）功用）功用摇臂将挺杆（或凸轮）传来的力，摇臂
9、将挺杆（或凸轮）传来的力，改变方向作用于气门端面，推开或改变方向作用于气门端面，推开或关闭气门。关闭气门。摇臂摇臂4、摇臂和摇臂轴、摇臂和摇臂轴2）结构）结构摇臂组示意图摇臂组示意图摇臂轴摇臂轴螺栓螺栓摇臂轴支座摇臂轴支座摇臂轴紧固螺钉摇臂轴紧固螺钉摇臂称套摇臂称套调整螺钉调整螺钉摇臂摇臂定位弹簧定位弹簧摇摇臂臂的的结结构构 短臂短臂 长臂长臂 凸轮轴主要的损伤有：磨损（凸轮、轴颈及键槽）、弯曲变形。检查凸轮轴不应有凸轮磨损、轴颈磨损或有擦伤、轴弯曲、轴向间隙增大、键槽磨损或扭曲等故障。1、凸轮轴的检修要点二、气门传动组零件的检修 检查凸轮轴凸轮高度。用外径千分尺测量凸轮轴凸轮的高度，如果凸轮
10、的高度低于允许值，应更换凸轮轴。1）检查凸轮轴凸轮高度2）凸轮轴主轴颈磨损 AJRAJR发动机发动机:检查凸轮轴主轴颈磨损情况：凸轮轴有五道轴颈，其轴颈尺寸为26.00mm，当轴颈尺寸磨损超限时；应修磨到25.75mm。此时应更换小于标准尺寸凸轮轴的气缸盖（标记上涂有黄色点）。3）检查凸轮轴弯曲 检查凸轮轴的弯曲度可用百分表检查，以两端轴颈为支承检查中间两轴颈的径向圆跳动。如AJR发动机若不大于0.05mm时，可不修理。4）检查凸轮轴轴向间隙 AJR：检查凸轮轴的轴向间隙：首先拆去桶形挺柱，装好：检查凸轮轴的轴向间隙：首先拆去桶形挺柱，装好1号和号和5号号轴承盖，用百分表水平抵住凸轮轴一端，测
11、其轴向间隙若超过轴承盖，用百分表水平抵住凸轮轴一端，测其轴向间隙若超过0.15mm则则应修理或更换。应修理或更换。5）凸轮轴油膜间隙的检测 把凸轮轴放置在气缸盖轴承座上，在各轴颈表面按轴向位置放上一小段塑料线规，装上轴承盖并按规定力矩紧固螺栓。重新把轴承盖拆下，通过规尺确定油膜间隙的大小。1）普通挺柱 普通挺柱多为由冷激铸铁材料制成的筒式挺柱，极易产生疲劳磨损及不均匀磨损；当挺柱底部出现裂纹、疲劳剥落、擦伤划痕时，应更换。2、挺柱 当挺柱与导孔的配合间隙过大时，应更换挺柱或导孔支架。2）液压挺柱 1.液压挺柱与承孔的配合间隙一般为0.010.04mm，使用极限为0.10mm。逾期后应更换液压挺
12、柱。2.n液压挺杆必须整套更换，不能进行调整或维修。起动时，液压挺杆的异常噪声是正常的。起动发动机使其运转直到冷却液温度达到80，将发动机转数提高到2500rmin并运转2min，进行必要的测试。如果液压挺杆产生的噪声还是很大，按照如下步骤检查：（l）拆卸气门罩盖。（2）按照顺时针方向转动曲轴，直到待检查的液压挺杆的凸轮朝上为止。（3）测量凸轮和液压挺杆之间的间隙，如图1-75所示。如果间隙大于0.2mm，则更换液压挺杆。3、摇臂和摇臂轴1）检查摇臂外观2）检查摇臂和摇臂轴之间的磨损任务 4.2 气门传动组的拆卸（学生操作）拆卸之前应确保曲轴正时带轮和凸轮轴正时齿带轮对准相应的正时标记后，拆下
13、正时齿带，再按照以下步骤拆卸凸轮轴。1）旋松正时齿带轮螺栓，拆下凸轮轴正时齿带轮。以免在拆卸凸轮轴时损坏霍尔传感器。2）拆下密封圈和半圆键。3）拆下凸轮轴轴承盖紧固螺母，其顺序先松第1、3、5号轴承盖，然后按对角交替方式旋松第2、4号轴 承盖螺母,拆下凸轮轴。4）拆卸时将液压挺杆做上标记，液压挺杆不可互换。任务4.3 气门传动组零部件的检修（学生操作、教师指导）见学习工单任务4.4 气门传动组的装配（学生操作、教师指导）n凸轮轴安装的步骤如下：n1）安装凸轮轴时，第一缸凸轮必须朝上。安装前放上轴承盖，确定安装位置（注意孔的上下两半部要对准，如图2-32所示）。凸轮轴转动时，曲轴不可置于上止点位
14、置，否则会损坏气门和活塞顶部。n n n 图2-32 凸轮轴轴承盖安装位置 n 2）先对角交替拧紧第2、4号轴承盖螺栓，拧紧力矩为20Nm。n 3）装上第1、3、5号轴承盖，其螺栓拧紧力矩为20Nm。n 4）装入凸轮轴正时齿带轮并紧固，拧紧力矩为80Nm。三、量具的正确使用1、测量前检查要点 1）清洁被测部件和测量仪器，废物或机油可能导致测量值的误差。测量前应清洁表面。2）选择适合的测量仪器，按照要求的精度水平选择测量仪器。反面示例：用游标卡尺测量活塞外径。测量精度：0.05mm而要求精度：0.01mm。3）零校准，检查零刻度是否对准其正确的位置。零校准是正确测量的基础。4）测量仪器的维修，定
15、期地进行维修和校准。如果坏了切勿使用。2、游标卡尺 游标卡尺可测量长度，外径，内径和深度。量程：0150，200，300mm。测量精度：0.05mm、0.02mm。1-内径测量爪 2-外径测量爪 3-止动螺钉 4-游标尺刻度 5-主要刻度 6-深度测量 7-深度尺 注意：1）在测量前完全合上量爪，并检查卡尺间是否有足够的间隙可看到光。2）在测量时，轻轻地移动卡尺，使零件刚好放在量爪间。3）一旦零件刚好放在量爪之间，用止动螺钉固定游标尺，以便更方便地读取测量值。1）图2-79 游标卡尺使用注意事项止动螺钉 游标卡尺使用范例：图2-80 游标卡尺使用范例1-长度测量 2-内径测量 3-外径测量 4
16、-深度测量读取测量值：45+50.05=45.25(mm)【注意事项】1游标卡尺是比较精密的测量工具，要轻拿轻放，不得碰撞或跌落地下。使用时不要用来测量粗糙的物体，以免损坏量爪，不用时应置于干燥地方防止锈蚀。2测量时，应先拧松紧固螺钉，移动游标不能用力过猛。两量爪与待测物的接触不宜过紧。不能使被夹紧的物体在量爪内挪动。3读数时，视线应与尺面垂直。如需固定读数，可用紧 固 螺 钉 将 游 标 固 定 在 尺 身 上，防 止 滑 动。4实际测量时，对同一长度应多测几次，取其平均值来消除偶然误差。3、外径千分尺 通过计算手柄方向上轴的均衡旋转来测量零件的外径/厚度。量程：025mm，2550mm，5
17、075mm，75100mm。测量精度：0.01mm。图2-82 测微计结构与量程1-测砧 2-轴 3-锁销 4-螺钉 5-套筒 6-棘轮定位器1）零校准 使用测微计前，检查并确保零刻度已对准。检查如果是图中所示的 5075mm 的测微计A，在开口内放置一个标准的 50mm 校正器，并让棘轮定位器自由转动2-3 圈。然后，检套管上的基准线与套筒的零刻度线是否对齐。如果误差低于0.02mm使锁销啮合以便固定轴。然后，使用图中表示的调整扳手，B以便移动和调整套管。如果误差大于0.02mm使锁销啮合以便固定轴。用调整扳手按图中箭头方向松开棘轮定位器。C然后，将套筒的零刻度线与套管的基准线对齐。图2-8
18、3 零校准1-50mm 标准校正器 2-支架 3-棘轮定位器 4-轴 5-锁销 6-套管 7-套筒 8-调节扳手 2）测量 (1)将测砧抵住被测物，旋转套筒直到轴轻轻接触被测物。(2)一旦轴轻轻接触被测物，转动棘轮定位器几次并读出测量值。(3)棘轮止动器使轴施加的压力均匀，当此压力超过规定值时，它便空转。注意：（1）在测量小零件时，应把测微计固定在支架上。（2）通过移动测微计，寻找可测得正确直径的位置。3）读出测量值 (1)读出至0.5mm 的值：读出在套管刻度上可以看见的最大值。A例如：55.5(mm)(2)读取 0.5mm 以下 0.01mm 以上的值：读取套筒上的刻度与套管上的刻度对齐点
19、的数值。B例如)0.45(mm)(3)如何计算测量值：A+B，例如：55.5+0.45=55.95(mm)图2-85 读出测量值1-套管 2-套筒 3-1mm 递增 4-套管上的基线 5-0.5mm 递增使用千分尺注意事项 1千分尺是一种精密的量具，使用时应小心谨慎，动作轻缓，不要让它受到打击和碰撞。千分尺内的螺纹非常精密，使用时要注意：旋钮和测力装置在转动时都不能过分用力；当转动旋钮使测微螺杆靠近待测物时，一定要改旋测力装置，不能转动旋钮使螺杆压在待测物上；当测微螺杆与测砧已将待测物卡住或旋紧锁紧装置的情况下，决不能强行转动旋钮。2有些千分尺为了防止手温使尺架膨胀引起微小的误差，在尺架上装有
20、隔热装置。实验时应手握隔热装置，而尽量少接触尺架的金属部分。3使用千分尺测同一长度时，一般应反复测量几次，取其平均值作为测量结果。4千分尺用毕后，应用纱布擦干净，在测砧与螺杆之间留出一点空隙，放入盒中。如长期不用可抹上黄油或机油，放置在干燥的地方。注意不要让它接触腐蚀性的气体。4、百分表 1）结构原理与读数方法百分表是一种精度较高的比较量具，它只能测出相对数值，不能测出绝对数值，主要用于测量形状和位置误差，也可用于机床上安装工件时的精密找正。百分表的读数准确度为 0.01mm。百分表的结构原理如图1所示。当测量杆1向上或向下移动1mm时，通过齿轮传动系统带动大指针5转一圈，小指针7转一格。刻度
21、盘在圆周上有100个等分格，各格的读数值为0.01mm。小指针每格读数为l rnm。测量时指针读数的变动量即为尺寸变化量。刻度盘可以转动，以便测量时大指针对准零刻线。2）使用与注意事项 图2百分表表架（1）百分表的使用 百分表常装在表架上使用，如图2所示。（2）百分表可用来精确测量零件圆度、圆跳动、平面度、平行度和直线度等形位误差，也可用来找正工件，如图3所示。3）注意事项（1）使用前，应检查测量杆活动的灵活性。即轻轻推动测量杆时，测量杆在套筒内的移动要灵活，没有如何轧卡现象，每次手松开后，指针能回到原来的刻度位置。（2）使用时，必须把百分表固定在可靠的夹持架上。切不可贪图省事，随便夹在不稳固
22、的地方，否则容易造成测量结果不准确，或摔坏百分表。（3）测量时，不要使测量杆的行程超过它的测量范围，不要使表头突然撞到工件上，也不要用百分表测量表面粗糙度或有显著凹凸不平的工作。（4）测量平面时，百分表的测量杆要与平面垂直，测量圆柱形工件时，测量杆要与工件的中心线垂直，否则，将使测 量 杆 活 动 不 灵 或 测 量 结 果 不 准 确。（5）为方便读数，在测量前一般都让大指针指到刻度盘的零位。（6）百分表不用时，应使测量杆处于自由状态，以免使表内弹簧失效（2）注意事项 1）使用前，应检查测量杆活动的灵活性。即轻轻推动测量杆时，测量杆在套筒内的移动要灵活，没有如何轧卡现象，每次手松开后，指针能回到原来的刻度位置。2）使用时，必须把百分表固定在可靠的夹持架上。切不可贪图省事，随便夹在不稳固的地方，否则容易造成测量结果不准确，或摔坏百分表。3）测量时，不要使测量杆的行程超过它的测量范围，不要使表头突然撞到工件上，也不要用百分表测量表面粗糙度或有显著凹凸不平的工作。4）测量平面时，百分表的测量杆要与平面垂直，测量圆柱形工件时，测量杆要与工件的中心线垂直，否则，将使测量杆活动不灵或测量结果不准确。5）为方便读数，在测量前一般都让大指针指到刻度盘的零位。6）百分表不用时，应使测量杆处于自由状态，以免使表内弹簧失效。