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1、工作任务四 配气机构的拆装任务描述：根据客户描述汽车在运行中发现，发动机汽缸盖罩内有响声，并且越来越大，初步判断为配气机构响声，经停车拆检，气门摇臂上几乎无油润滑。任务分析：根据该车产生的故障现象，判断故障原因为向气门摇臂供油的油道堵塞，气门摇臂与气门头处形成了干磨，出现的响声。维持必须进行（1）清洗油道并更换机油；（2）将正时齿轮塞打开拆下凸轮轴，更换新套。解决上述问题，必须了解配气机构的拆装工艺。学习任务：1、了解配气机构基本知识。2、掌握配气机构的拆装方法。3、了解配气相位与气门间隙的调整方法。信息收集：一、基本知识目前，四冲程汽车发动机都采用气门式配气机构。其功用是根据发动机的工作顺序
2、和各缸工作循环的要求，定时开启和关闭进、排气门，使新鲜可燃混合气(汽油机)或空气(柴油机)准时进入气缸，废气得以及时排出气缸。进入气缸内的新鲜可燃混合气或空气(也称进气量)对发动机性能的影响很大。进气量越多，发动机的有效功率和转矩越大。因此，配气机构首先要保证进气充分，进气量尽可能多。同时，废气要排除干净，因为气缸内残留的废气越多，进气量将会越少。其次，配气机构的运动件应该具有较小的质量和较大的刚度，以使配气机构具有良好的动力特性。1、配气机构的组成与形式配气机构由气门组和气门传动组两部分组成，每组的零件组成则与气门的位置、凸轮轴的位置和气门驱动形式等有关。现代汽车发动机采用顶置气门式配气机构
3、，即进、排气门置于气缸盖内.倒挂在气缸顶上。凸轮轴的位置有下置式、中置式和上置式3种。图4-2 气门组1）气门组气门组包括气门、气门座、气门导管、气门弹簧、气门锁片和油封等，如图4-2所示。a.气门气门的功用是分别用来开关进、排气通道。气门由头部和杆部两部分组成，如图4-3所示。气门头部是一个具有圆锥斜面的圆盘，气门锥角一般为45，进气门锥角也有30的，气门边缘应保持一定的厚度，一般为13mm，以防工作中冲击损坏和被高温烧蚀。图4-3 气门结构 图4-4气门锥角气门密封锥面与气门座配对研磨。多少发动机进气门头部直径比排气门大，两气门一样大时，排气门有记号。b气门导管1气门导管的功用气门导管的主
4、要功用是为气门运动导向，以保证气门上下运动时不发生径向摆动而准确落座，同时起导热作用。2. 气门杆与气门导管孔的配合间隙必须适当，一般为0.05 0.12mm。间隙过大，导向不好，散热不良;而间隙过小，热状态下可能卡死。 图4-5 气门导管 图4-6 气门座圈c.气门座进、排气道口与气门密封锥面直接贴合的部位称为气门座。气门座与气门头部密封锥面配合对气缸起密封作用，同时气门头部的热量亦经过气门座外传，起到对气门散热的作用。气门座可以在气缸盖或气缸体上直接镗出；也可以单独制成气门座圈，镶嵌在气缸盖或气缸体上。气门座圈用耐热合金钢或耐热合金铸铁制成。d.气门弹簧气门弹簧的功用是使气门与气门座紧密贴
5、合，克服气门和气门驱动件所产生的惯性力的干扰，避免各零件彼此脱离而破坏配气机构的正常工作。图4-7 气门弹簧气门弹簧多采用优质弹簧钢丝绕制而戚，并经热处理-多为圆柱形螺旋弹簧。其一端支承在气缸盖的相应凹槽内，另一端压在气门弹簧座圈上。2）气门传动组气门传动组的主要机件有凸轮轴及其驱动装置、挺柱、推杆、摇臂及摇臂轴等。其功用是使进、排气门按配气相位规定的时刻开闭，且保证有足够的升程。图4-8 气门传动组a.凸轮轴凸轮轴是气门传动组中最主要的零件。其功用是用来驱动并控制各缸气门的开启和关闭，使其符合发动机的工作顺序、配气相位及气门开度的变化规律等要求。下置凸轮轴式发动机还用它来驱动汽油泵、机油泵和
6、分电器等。凸轮轴主要由凸轮和轴颈两部分组成。对下置式凸轮轴配气机构发动机来说，凸轮轴上还设有螺旋齿轮和偏心轮，用来驱动膜片式汽油泵、机油泵和分电器。凸轮轴的前端通过键装有凸轮轴正时齿轮或链轮及同步齿形带轮。 图4-9 凸轮轴结构b.挺柱挺柱的功用是将凸轮轴旋转时产生的推力传给推杆或气门，并承受凸轮轴旋转时施加的侧向力。有普通挺柱和液压挺柱两种。 图4-10 机械挺柱图4-11 液压挺柱C推杆推杆位于挺柱和摇臂之间，其功用是将挺柱传来的运动和作用力传给摇臂。主要应用于凸轮轴中置或下置式配气机构中。在凸轮轴下置式配气机构中，推杆是一个细长杆件，传递的力很大，所以极易弯曲。如图3.26所示，因此，要
7、求推杆有较好的纵向稳定性和较大的刚度。在动负荷大的发动机中，推杆应尽量做得短些。 图4-12 推杆d摇臂组件摇臂组件主要有摇臂、摇臂轴、摇臂轴支座、气门间隙调整螺钉等零件组成，摇臂的功用是将凸轮或推杆传来的力改变方向后传给气门，使其开启。摇臂装在摇臂轴上，它是一个两臂不等长的双臂杠杆，长臂一端用来推动气门。摇臂通过摇臂轴支座装在气缸盖上。摇臂上有油道，摇臂轴的中间是空的，兼起油道的作用，通过支座油道与气缸盖上的油道相通。图4-13摇臂组件2、配气相位及气门间隙（1）配气相位配气相位是指进、排气门的开闭时刻和开启的持续时间，通常用曲轴转角来表示。配气相位常用环形图来表示，称配气相位图，如图4-1
8、4所示。图4-14配气相位图a进气门的配气相位1）进气提前角和迟后角在排气行程接近终了，活塞到达上止点之前，进气门便开始开启。从进气门开始开启到上止点所对应的曲轴转角称为进气提前角，一般为10 30经过进气行程直到活塞越过下止点一定时间后，进气门才关闭。从下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角称为进气迟后角，一般为4080。可见，整个进气过程持续的时间(持续角)相当于曲轴转角为 十180十。2）进气门早开和迟关的目的进气门早开，贝活塞到达上止点开始向下止点运动时，进气门已有一定开度，使新鲜气体顺利进入气缸。进气门迟关可充分利用气流的惯性和缸内外的压力差继续进气，加上进气门早开和迟关增加了进气时间。
9、可见，进气门早开、迟关能增加气缸的充气量。b排气门的配气相位1）排气提前角和迟后角在做功行程的后期，活塞到达下止点之前，排气门便开始开启。从排气门开始开启到下止点所对应的曲轴转角称为排气提前角，一般为 40 80。经过排气行程直到活塞越过上止点一定时间后，排气门才关闭。从上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角称为排气迟后角，一般为1030。可见，整个排气过程持续的时间(持续角)相当于曲轴转角为 十 180十。2）排气门早开和迟关的目的排气门早开，使废气能利用自身压力迅速、自由地排出气缸，减小排气行程活塞上行的阻力，可缩短废气在气缸内的停留时间，防止发动机过热。排气门迟关，可利用废气压力和废气流的惯
10、性继续排气，加上排气门早开和迟关延长了排气时间。所以，排气门早开、迟关可以使气缸内的废气排除得更为干净。c气门重叠与气门重叠角由于进气门早开和排气门迟关，出现了在上止点附近的一段时间内进气门和排气门同时开启的现象，这种现象称为气门重叠。对应的曲轴转角（十）称为气门重叠角。气门重叠现象是不可避免的。由于新鲜气流和废气气流都有各自的流动惯性，在短时间内不会改变流向，只要角度选择合适，就不会出现废气倒流进气道和新鲜气体随废气一起排出的现象。相反，进入气缸内部的新鲜气体可增加气缸内的气体压力，有利于废气的排出。(2)气门间隙发动机工作时，气门将因温度升高而膨胀，如果气门及其传动件之间在冷态时无间隙或间
11、隙过小，则在热态时气门及其传动件的受热膨胀势必引起气门关闭不严，造成发动机在压缩和做功行程中漏气.而使功率下降，严重时甚至不易起动。为了消除这种现象，通常在发动机冷态装配(气门完全关闭)时，在气门与其传动机构中留有适当的间隙，以补偿气门受热后的膨胀量，这一间隙通常称为气门间隙。气门间隙的大小由发动机制造厂根据试验确定。一般在冷态时，进气门间隙为0. 25 0. 35mm.排气门间隙为0. 30 0.35mm。表4 -1列出了几种国产发动机的气门间隙。在使用和维修中，必须将气门间隙调整到合乎标准值范围。 图4-15 气门间隙表4 -1型 号气 门 间 隙进 气 门排 气 门富康 TU32K0.2
12、0士 0.05(冷)0.40土0.05(冷)北京现代伊兰特 G4GB( 1. 8L)O.20(冷)0.28(冷)广州本田飞度L13A3 (l .3L)O.150.19C冷)O.260.30(冷)马自达 6O.220.28(冷)O.270.33(冷)6BTA5.9O.25(冷)O.51(冷)依维柯 8140.27S0.50士 0.05(冷)0.50士 0.05(冷)对采用液压挺柱的发动机，由于挺柱的长度能自动变化，以随时补偿气门的热膨胀量，故不需要预留气门间隙，如奥迪、上海别克、广州本田雅阁和桑塔纳等轿车的发动机。不同型号的发动机，气门间隙的部位和大小不同。采用液压挺柱的配气机构不需要预留气门间
13、隙，故不需要调整气门间隙。二、配气机构的拆装以丰田8A发动机双顶置凸轮轴配气机构为例配气机构拆卸1凸轮轴的拆卸 1）将发动机放在旋转台架上。 2）各缸高压线，拆卸汽缸盖罩3）拆卸正时齿形带防护罩。 4）转动曲轴使凸轮轴正时齿形带轮位于第一缸上止点标记。凸轮轴正时齿形带轮上的标记必须对准，如图 4-16所示。5）转动曲轴到第一缸上止点标记。 6）松开半自动张紧轮，从凸轮轴正时齿形带轮上拆下正时齿形带。 如图4-17所示8）拆下凸轮轴正时齿形带轮。图 4-16 第一缸上止点位置正时齿形带轮标记 9）从凸轮轴上取下半圆键。10）先拆下排气凸轮轴轴第 1、3、5号轴承盖，然后对角交替松开第 2、4号轴
14、承盖。 然后用相同的方法拆下进气凸轮轴的轴承盖。如图4-18 图4-17松开半自动张紧轮 图4-18先拆下凸轮轴承盖11）取下凸轮轴。2拆下液力挺柱按拆卸配气机构的顺序拆下液力挺柱，将其顺序放置不可互换，且使工作面向下。 3、拆下气门组件1）用气门弹簧拆卸钳，压紧气门弹簧。如图3.8 2）取出气门锁片3）移开气门弹簧拆卸钳，取下气门弹簧座和气门弹簧4）取出气门，并做好记号。按顺序排好 图4-19 气门组拆卸配气机构安装1安装气门按照与拆卸相反的顺序安装气门，但应注意以下事项。1）在安装气门之前，更换气门油封需要在气门杆部涂上一层机油。 2）安装气门时，要注意气门的记号，各缸的气门不可互换。 3
15、）按顺序装回气门，气门弹簧，气门弹簧座。4）用气门弹簧拆卸钳，压紧气门弹簧，装上气门锁片。4液力挺柱的安装，液力挺柱必须整套更换，不能进行调整或维修。2凸轮轴的安装安装凸轮轴前应更换凸轮轴油封。安装凸轮轴时，第一缸的凸轮必须朝上，安装轴承盖时要保证孔的上下部分对准。 1）润滑凸轮轴轴承表面。 2）按照凸轮轴上的正时记号对号正时3）交替对角拧紧 2、4号排气凸轮轴轴承盖螺栓，拧紧力矩为 20 Nm。然后用同样的方法拧紧 5、1、3号轴承盖螺栓，拧紧力矩为 20 Nm。见图3.74） 用3）相同的方法安装好进气凸轮轴轴承盖螺栓5）安装好正时皮带，并拧紧涨紧轮。6）安装正时齿轮罩7）安装气门室罩盖。
16、安装好凸轮轴后，发动机在约 30 min之内不得启动，以便液力挺柱的补偿元件进入状态，否则气门将敲击活塞。计划制定：根据上述所讲方法，列出配气机构拆装的工作计划序号工作步骤工具、辅具注意事项执行计划：实践准备：1、 场地准备 ：相应发动机台架10台2、 工具准备 ：成套工具10套，气门拆装工具5套、扭力扳手5套。3、 资料准备 ：发动机维修手册、笔记本注意事项：（1） 注意工具的正确使用。（2） 按装配工艺要求拆装，注意顺序。（3） 凸轮轴转动时，曲轴不可位于上止点。（4） 装配时应清洗零件，并吹干。检查：2、气门间隙的检查与调整调整气门间隙的方法有：逐缸调整法和两次调整两种方法。（1）逐缸调
17、整法活塞位于压缩上止点时，调整一缸的进、排气门间隙。然后摇转曲轴，按点火顺序使下一缸的活塞位于压缩上止点时，再调整这一缸的进、排气门间隙，依次类推，逐缸调整完毕。（2）两次调整法两次调整法又称“双排不进”法。“双排不进”由多缸发动机工作循环表和配气相位的气门重叠现象而推导出，它是确定两次调整法可调整气门的依据。其中“双”是指该缸进、排气门间隙均可调整，“排”是指该缸仅排气门间隙可调整，“不”是指该缸的进、排气门间隙都不可调整，“进”是指该缸仅进气门间隙可调整。用两次调整法调整多缸发动机的气门间隙，具有简便、迅速和准确等特点。两次调整法调整气门间隙的方法是：第一次，将一缸活塞位于压缩上止点，按双
18、、排、不、进和发动机工作次序确定可调整的气门间隙，并调整可调整的气门间隙。第二次，摇转曲轴一圈，可调整第一次没有调整过的气门间隙。几种工作顺序不同的发动机可调气门的排列如表4-2表4-2用两次调整法确定可调的气门调整气门间隙的操作：如图4-20所示。先旋松锁紧螺母，用厚度符合规定间隙的塞尺插入气门杆端面与摇臂之间，同时旋转调整螺钉，直至拉动塞尺感到稍有阻力后用锁紧螺母锁紧调整螺钉。调整完毕后，应再用塞尺复查一次。图4-20调整气门间隙工作页一、填空题1凸轮轴主要由_凸轮_和_轴颈两部分组成。凸轮轴由曲轴驱动，其传动型式有齿轮传动、传动、 链条传动 传动和 传动三种类型。2挺柱的作用是将凸轮的推
19、力传给 推杆 或 气门 。3调整气门间隙的方法有 逐缸调整法 和 二次调整法 两种。二、判断题（对的打“”，错的打“”）1采用液力挺柱，就可以实现零气门间隙。（ ）2在拆卸摇臂轴时，全部摇臂轴支座的固定螺栓可一次性拧松。 （）3 挺柱在工作时既有上下运动，又有旋转运动。 （ ）三、选择题1下列零件不属于气门传动组的是（B）。A 挺柱 B 气门弹簧C 摇臂轴D 凸轮轴2四冲程发动机一个工作循环中，曲轴旋转两周，而凸轮轴旋转（2）周，每个汽缸进、排气（D）次。A一 B二 C三 D四评价与分析班级姓名学号日期年 月 日序号评价要点配分得分总评1说出配气机构功用与组成5A （86-100）B （76-85）C （60-75）D （60以下）2说出气门组功用与组成103说出气门传动组组功用与组成104说出配气相位的定义105说出气门间隙的作用及调整方法106写出配气机构的拆装步骤357说出配气机构拆装注意事项及要点108能积极参与小组讨论，运用专业术语与他人交流10