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1、教學目標 重點要求：概述；配氣機構零部件的構造。 一般要求：配氣機構的維修。,第三章 配氣機構的構造與維修,第一節(jié) 概述,一、配氣機構的作用 按發(fā)動機各缸的工作循環(huán)和作功次序定時地將各氣缸的進、排氣門開啟和關閉，以便新鮮的可燃混合氣（汽油機）或空氣（柴油機）及時進入氣缸，廢氣及時從氣缸排出。 對配氣機構的要求：減小進氣和排氣的阻力；使進氣和排氣都盡可能充分和完善。,二、氣門式配氣機構的布置與傳動 1、組成：由氣門組和氣門傳動組組成。 氣門組 功用：封閉進、排氣道。 組成：氣門、氣門座、氣門彈簧、氣門導管等。各車型基本相同。 氣門傳動組 功用：是使氣門定時開啟和關閉。 組成：正時傳動

2、裝置、凸輪軸、挺桿、推桿、搖臂和搖臂軸等。各車型差異較大。 2、分類： 按氣門布置的形式：氣門頂置、氣門側置 按凸輪軸布置的形式：下置、中置、上置 按凸輪軸傳動的形式：齒輪傳動、鏈傳動、同步帶傳動 按每缸氣門數及其排列方式：二氣門、三氣門、四氣門、 五氣門等,(一)氣門布置的型式 有氣門頂置、氣門側置 兩種 氣門頂置式應用最為廣泛 主要特點：氣門安裝在氣缸蓋上，氣門頭部朝下，開啟時向下運動。 優(yōu)點：進氣阻力小，充氣系數大，燃燒室結構緊湊，有利于提高發(fā)動機的動力性和經濟性。 缺點：若凸輪軸中置或下置時，凸輪軸與氣門相距較遠，氣門傳動零件較多，結構較復雜，發(fā)動機高度也有增加等。,頂值式動畫,（二）

3、凸輪軸布置的型式 按凸輪軸位置分：下置、側置、頂置。,1下置凸輪軸式配氣機構,特點： 凸輪軸在氣缸下部 正時齒輪傳動 需較長推桿 需搖臂和搖臂軸,特點： 凸輪軸在氣缸側 正時皮帶或鏈條傳動 需較短推桿 需搖臂和搖臂軸,2側置（中置）凸輪軸式配氣機構,特點： 凸輪軸在氣缸蓋上 正時皮帶或鏈條傳動 不需推桿 搖臂和搖臂軸可有可無,3頂置凸輪軸式配氣機構,（三）凸輪軸傳動的方式 齒輪傳動、鏈傳動、齒形帶（同步帶）傳動,齒形帶（同步帶）傳動,汽油機凸輪軸的鏈傳動裝置,（四）每缸氣門數及其排列方式,1、二氣門 2、四氣門或五氣門,每缸四氣門的布置及其驅動,按氣門開啟結構來分 1、利用搖臂開啟 2、

4、利用凸輪軸直接開啟,（五）氣門間隙 1、定義：在發(fā)動機冷態(tài)裝配時，在氣門及其相鄰傳動機構之間留有適當地間隙，以補償氣門受熱后的膨脹量。這一間隙就稱為氣門間隙。 2、位置：在氣門與其相鄰傳動件之間（氣門組與氣門傳動組之間）。,為什么要有氣門間隙？由于氣門傳動組零件是剛性體，受熱膨脹而使氣門關閉不嚴。為補償氣門受熱后的膨脹量，在冷態(tài)裝配時常在氣門組與氣門傳動組之間(氣門尾桿部與搖臂頭部之間)留有一定的間隙。 3、氣門間隙的功用 補償氣門受熱后的膨脹量。 裝液力挺桿的無氣門間隙。 氣門間隙的大小根據車型不同而不同： 小車氣門間隙一般為：0.150.25 mm； 大車氣門間隙一般為：0.250.

5、45 mm。 排氣門由于受熱溫度較高，氣門間隙一般留 大些。,氣門間隙過大： 進排氣門開啟時間縮短，造成進氣不充分，發(fā)動機充量系數下降，功率下降，排氣不干凈，發(fā)動機熱負荷增加，缸蓋受熱變形增大；配氣機構傳動件之間以及氣門與氣門座之間產生較大撞擊及響聲，加速它們之間的磨損。 氣門間隙過?。? 氣門受熱膨脹后造成氣門關閉不嚴，產生漏氣，使發(fā)動機的動力性下降，熱負荷增加，氣門被燒壞等。,4、氣門間隙的檢查與調整 （1）基本原則 必須在氣門完全關閉狀態(tài)時進行。 必須在規(guī)定的冷機或熱機狀態(tài)下 進行。 （2）確定可調氣門的方法 確定一缸壓縮上止點位置：看點火正時標記、看分電器、看第6缸氣門、火

6、花塞孔塞棉團等。 逐缸檢查調整：按作功間隔角和點火順序逐缸進行。 兩次調整法：按點火順序和“雙排不進”分兩次進行。,（3）操作方法 工具：塞尺、一字型旋具、梅花扳手。,調整氣門間隙,（六）配氣相位 1、配氣相位： 用曲軸轉角表示的進、排氣門的實際開閉時刻 和開啟的持續(xù)時間。 配氣相位圖：用曲軸轉角的環(huán)形圖來表示的配 氣相位。 2、配氣相位對發(fā)動機工作的影響： 影響發(fā)動機的動力性、功率。 配氣相位對發(fā)動機工作的要求：延長進、排氣 時間。進氣門早開晚關，排氣門早開晚關。,3、配氣相位角： （1）進氣門配氣相位 進氣門提前開啟角：從進氣門開始開啟到活塞運行到上止點，曲軸轉過的角度，一般為10

7、30。 進氣門的遲后關閉角度：從進氣行程下止點到進氣門完全關閉，曲軸轉過的角度，一般為4080。 進氣門開啟持續(xù)角：從進氣門開始開啟到完全關閉，曲軸轉過的角度，即+180+。,進氣門配氣相位,,,,,,,,（2）排氣門配氣相位 排氣門提前開啟角：從排氣門開始開啟到活塞運行到下止點，曲軸轉過的角度 ，一般為4080。 進氣門的遲后關閉角度：從排氣行程上止點到排氣門完全關閉，曲軸轉過的角度，一般為1030。 進氣門開啟持續(xù)角：從排氣門開始開啟到完全關閉，曲軸轉過的角度，即+180+。,進氣門配氣相位,,,,,,,,進、排氣門配氣相位動畫,（3）氣門疊開角 氣門疊開 ：排氣上止點附近，進、排氣門同時

8、開啟的現象。 氣門疊開角：氣門疊開過程中，曲軸轉過的角度，即+。,配氣相位圖,,,,一、氣門組 組成：氣門、氣門座、氣門導管、氣門彈簧、氣門彈簧座及鎖片。 要求：氣門頭部與氣門座貼合嚴密；氣門導管與氣門桿上下運動有良好的導向；氣門彈簧的兩端面與氣門桿的中心線相垂直；氣門彈簧的彈力足以克服氣門及其傳動件的運動慣性。,第二節(jié) 配氣機構的構造,1-氣門；2-氣門彈簧；3-氣門彈簧座 4-鎖片；5-氣門導管,1、氣門 組成：頭部和桿部。 功用：頭部是用來密封氣缸的進、排氣通道；桿部是用來為氣門的運動導向。 工作條件：受高溫、氣體壓力、氣門彈簧力以及傳動零件慣性力的作用。 材料：進氣門：中碳合金鋼、耐熱

9、合金鋼； 排氣門：耐熱合金鋼； 形狀、結構：氣門頭頂面：平頂、凸頂(球面頂)、凹頂(喇叭頂)。 平頂：機構簡單、制造方便。目前使用最多。 凸頂：強度高、排氣阻力小、廢氣的清除效果好。用于排氣門。 凹頂：進氣阻力小、頂部受熱面積大。用于進氣門。,氣門頭部的機構型式,氣門錐角：工作錐面(氣門頭部與氣門座接觸的平面)與氣門頂平面的夾角。進氣門的錐角常見的有45和30兩種，排氣門的錐角都是45。 氣門工作錐面用來與氣門接觸，起到密封氣道的作用。 氣門頭部與氣門座之間的密封錐面在裝配前，必須相互研 磨，以保證良好的配合。 氣門頂部邊緣與工作錐面間應有一定厚度，以防工作中受 沖擊損壞或被高溫氣

10、體燒壞，一般氣門邊緣的厚度為13mm。,2、氣門座： 一般在氣缸蓋上直接鏜出。 功用：與氣門頭部共同對氣缸起密封作用，并 接受氣門傳來的熱量。 工作條件：高溫、磨損嚴重。 類型：直接鏜出（進氣門座）、鑲嵌式（排氣門和鋁合金發(fā)動機的進、排氣門座）。,氣門座,氣門座錐角b=13mm,3、氣門導管 功用：導向作用、導熱作用。 工作條件：高溫、磨損嚴重。 材料：灰鑄鐵、球墨鑄鐵或 鐵基粉末冶金材料。 橋車發(fā)動機的鋁合金缸蓋的氣門 導管多采用銅鋅合金制造，耐磨、 耐熱和加工性均比較好。 安裝：氣門導管壓裝在氣缸蓋或 氣缸體的導管座孔中。氣門導管 內外圓柱面經加工后壓入氣缸蓋 的氣門導管孔中，然后

11、再精鉸內 孔，并用卡環(huán)定位。,1-氣門導管；2-卡環(huán) 3-氣缸蓋；4-氣門座,結構特點： 空心管狀結構； 伸入氣道部分成錐形。 后端裝氣門油封； 有些帶限位卡環(huán)； 與座孔過盈配合； 內孔與氣門桿間隙配合。,4氣門油封 位置：氣門導管上部。 功用：防止漏油。 組成：橡膠圈和彈簧。 更換時機：沿氣門桿漏油。 更換油封注意事項： 使用專用工具安裝。 有些進排氣門油封不同。,安裝氣門油封,5、氣門彈簧 功用：克服在氣門關閉過程中氣門及傳動件的慣 性力，保證氣門及時落座并緊緊貼合。 要求：氣門彈簧應具有足夠的剛度和安裝預緊力。 形狀：圓柱形螺旋彈簧。 材料：高碳錳鋼、硌釩鋼。 防止共振：提高氣門彈簧的剛

12、度；采用不等 螺距的圓柱彈簧；采用雙氣門彈簧。 氣門旋轉機構：低摩擦型自由旋轉機構；強制旋 轉機構 。,氣門彈簧的固定方式： a) 鎖片式、b) 鎖銷式。,1-氣門桿；2-氣門彈簧；3-氣門彈簧座；4-鎖片；5-鎖銷,氣門彈簧的結構形式,a) 等螺距彈簧；b) 變螺距彈簧；c) 雙彈簧結構,（1）氣門旋轉機構,6、氣門組零件的其他結構,作用：改善氣門與氣門座密封錐面的工作條件；使氣門頭部受熱均勻而減少變形；自潔作用。 類型：低摩擦型自由旋轉機構a)和強制旋轉機構b)。,（2）氣門機油防漏裝置,作用：防止機油過多地從氣門導管流入燃燒室造成燒機油和積炭,二、氣門傳動組 組成：凸輪軸、正時齒輪、挺柱

13、、導管、推桿、搖臂 及搖臂軸。 功用：使進、排氣門能按配氣相位規(guī)定的時刻定時開啟和關 閉，且保證有足夠的開度。 1、凸輪軸 組成：凸輪、凸輪軸軸頸、偏心輪和螺旋齒輪等組成。 功用：使氣門按一定的工作次序和配氣相位及時開 閉，并保證氣門有足夠的升程。 材料：優(yōu)質鋼模鍛、合金鑄鐵、球墨鑄鐵。 同一氣缸的進排氣凸輪的相對轉角位置是與既定的配氣相位相 適應的。,四缸四沖程汽油機凸輪軸,凸輪軸的構造,1-凸輪；2-凸輪軸軸頸；3-驅動汽油泵的偏心輪 4-驅動分電器和機油泵的螺旋齒輪,凸輪軸前端裝有正時齒輪或鏈輪或同步帶輪等。 凸輪軸安裝在氣缸蓋上(上置式)或氣缸體(中置或下置式)的 座孔或剖分式軸承座中

14、。 汽車用發(fā)動機多采用函數凸輪，其輪廓曲線是對稱的。,汽車用發(fā)動機多采用函數凸輪，其輪廓曲線是對稱的。,驅動：凸輪軸均由曲軸傳動。用曲軸通過 一對正時齒輪驅動。在裝配曲軸與凸輪軸 時必須將正時記號對正。,定位：軸向定位裝置。,作用：防止軸向竄動。幾種常見的有以下幾種： 止推凸緣定位：凸輪軸正時齒輪與氣缸體之間。 軸承的翻邊定位：用軸承的翻邊代替止推片進行定位。 卡塊定位：在凸輪軸的尾端或前端加工一環(huán)形槽，再用固定于氣缸蓋后端面或前端面的半圓形卡塊卡入槽中進行定位。 潤滑油自動控制定位：裝配時，凸輪軸的軸向間隙較大，但發(fā)動機工作時，潤滑油進入凸輪軸軸端，能防止竄動。,2、挺柱 功用：將凸輪的推力

15、傳給推桿或氣門，并承 受凸輪軸旋轉時所施加的側向力。 類型：挺柱根據其作用原理不同，分為普通 挺柱和液壓挺柱兩大類。 材料：鎳硌合金、冷激合金鑄鐵。,（1）普通挺柱 常見結構形式有菌式、筒式和滾輪式。 大多數發(fā)動機采用筒式；某些大型柴油機采用滾輪式；側置氣門發(fā)動機多采用菌式。,筒式,滾輪式,普通挺桿 構造： 常用筒式結構； 內外底部為球面，分別與凸輪和推桿配合； 側面有泄油孔； 外圓與導向孔配合。 挺桿導向孔： 在缸體或缸蓋上直接加工； 專設挺桿導向體。,普通筒式挺桿,注意： 裝用普通挺桿的配氣機構中有氣門間隙。,（2）液壓挺柱 組成：挺柱體、卡簧、球座、柱塞、單向閥架、柱塞彈簧、單向閥碟形彈

16、簧等。 工作原理：當凸輪轉到工作面使挺柱上推時，挺柱像一個剛體一樣推動氣門開啟；當凸輪轉到非工作面，解除了對推桿的推力，向挺桿體腔內油壓降低。若氣門、推桿受熱膨脹，挺柱回落后向挺柱體腔內的補油過程便會減少補油量或使挺柱體腔內的油液從柱塞與挺柱體間隙中泄漏一部分。 特點： 可消除配氣機構中間隙，減小個零件的沖擊載荷和噪聲，同時凸輪輪廓可設計得比較陡些，使氣門開啟和關閉更快，以減少進排氣阻力，改善發(fā)動機的換氣，提高發(fā)動機的性能，特別是高速。,液壓挺柱 （1）功用：傳力，實現無間隙傳動。 （2）結構： 液壓挺柱由挺柱體、柱塞、球座、柱塞彈簧、單向閥和單向閥彈簧等組成。挺柱體和柱塞上有油孔與發(fā)動機機

17、體上相應的油孔相通。球座為推桿的支承座。單向閥有片式和球式兩種。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,推桿,球座,挺柱體,柱塞,單向閥,凸輪,碟形彈簧,柱塞回位彈簧,液壓挺柱 工作過程：挺柱外圓上的環(huán)形油槽與4對齊時,潤滑系機油從3進入到6(7引導)，這時缸蓋主油道與6相通。凸輪轉動，挺柱和柱塞下移動時，1被壓，油壓升高，加上13，5緊壓在11下端閥座上，1和6分隔開，液體具有不可壓縮性，整個挺柱如一剛體下移，推開氣門。上移剛好相反。,解決了因有氣門間隙而產生的沖擊及噪音問題。,凸輪軸上置式發(fā)動機采用的液壓挺柱,液力挺桿的構造 功用：傳力，實現無間隙傳動。 組成：挺桿體

18、、柱塞、彈簧和單向閥、推桿支座等。 工作原理：,液力挺桿1,潤滑油經油道、油孔進入挺桿內； 低壓腔A、高壓腔B充滿油； 熱脹時，B腔從柱塞與挺桿體間隙泄油； 冷縮時，A腔油經單向閥向B腔補充； B腔油量改變挺桿長度，實現無間隙。,3、推桿 功用：將從凸輪軸經 過挺柱傳來的推力傳給搖臂(凸輪 軸中置和下置式配氣機構)。 材料：屬于細長件，要求有 很高的剛度。 對鋁合金缸體和缸蓋的發(fā)動 機，推桿一般用硬鋁制造； 鑄鐵缸體和缸蓋的發(fā)動機， 推桿一般用鋼制造。 結構：空心或實心桿件； 兩端為球狀尖形或凹形端頭。,4、搖臂 功用：將推桿和凸輪傳來的力改變方向，作用到氣門桿以推開氣門或直接將凸輪

19、軸的運動傳給氣門（上置凸輪軸式）。即：改變傳力方向，增力，調整氣門間隙。 工作過程：實際是一個雙臂杠桿。 搖臂的兩臂一般不等長，長臂用于推動氣門；短臂安裝有調整螺釘，用來調整氣門間隙。 材料：一般采用45號鋼沖壓而成，也有用鑄鐵或鑄鋼精鑄而成,1-氣門間隙調整螺釘； 2-鎖緊螺母；3-搖臂 4-搖臂套軸,搖臂組,7-搖臂：安裝在搖臂軸上，兩搖臂間裝有一個定位彈簧，防止軸向竄動。 2-搖臂軸：空心軸，在安裝各搖臂部位的徑向有油孔。,有搖臂軸的搖臂總成,第三節(jié) 配氣機構的維修,一、配氣機構的拆卸 1、上置凸輪軸式配氣機構的拆卸 2、下置凸輪軸式配氣機構的拆卸 二、氣門組的維修 1、氣門的檢修 （

20、1）氣門的拆裝注意事項 用專用工具壓縮氣門彈簧； 氣門位置不能錯； 防止鎖片或鎖銷丟失。 （2）氣門桿彎曲檢查與修理 設備：平臺、支架、百分表。 檢查項目：直線度誤差。 要求：不超過0.03mm 。 修理方法：冷壓校正。,氣門拆裝工具,氣門桿彎曲檢查,（3）氣門桿彎曲檢查與修理 檢查方法：圖示。 （4）氣門磨損和燒蝕的檢查與修理 磨損檢查：測量圖示尺寸。 磨損修理：超過允許值更換。 燒蝕檢查：觀察工作錐面。 燒蝕修理：光磨或更換。,氣門磨損檢查尺寸,注意：氣門光磨后，應鉸修氣門座，并研磨。,2氣門座的鉸修 工具：氣門座鉸刀。 步驟： （1）鉸修前檢查氣門導管； （2）選擇鉸刀和鉸刀桿； （3）

21、用粗鉸刀鉸修工作錐面； （4）試配，調整工作錐面位置和寬度。 （5）用細鉸刀精鉸并墊細砂布修磨。 （6）研磨氣門。,氣門座鉸刀,注意：鉸削時，兩手握住手柄垂直向下用力，并只作順時針方向轉動，不允許倒轉或只在小范圍內轉動。,3氣門與氣門座的研磨 時機：氣門密封不良或鉸修氣門座后進行氣門研磨。 目的：保證密封。 方法：手工或機械。 注意事項： 使用研磨砂，先粗后細 。 研磨時加以沖擊。 研磨后檢查密封性。 4氣門座圈的更換 時機：座圈燒蝕、損壞、松動、下沉均需更換。 注意事項： 拆時不可硬撬，可用鏜削等方法。 安裝前，應加工座孔，保證過盈量約0.080.12mm。 安裝時，冷凍新座圈或加熱缸蓋。,

22、5氣門導管磨損的檢查與維修 檢查項目： 與氣門桿配合間隙。 檢查方法：（2種） 測量氣門桿直徑和導管孔徑計算。 測量氣門頭部擺動量。 修理方法： 更換氣門、導管或兩者均換。,檢查氣門頭部擺動量,6更換氣門導管 用氣門導管沖子和錘子按規(guī)定方向拆除裝導管。 裝限位卡環(huán)的，拆前將漏出承孔的部分敲斷。 拆導管時，鑄鐵缸蓋可不加熱，鋁合金缸蓋應加熱。 裝前鉸削座孔，過盈量約0.015mm0.065mm。 裝前用熱水或噴燈加熱缸蓋，溫度6080 。 裝后導管伸出氣道的高度應符合規(guī)定。 裝后鉸削內孔。,7氣門彈簧的維修 裂紋或拆斷檢查：觀察。 自由長度檢查與修理：用直尺測量。 垂直度檢查與修理：用直尺和塞尺

23、測量。 彈力檢查與修理：用檢驗儀測量彈力與長度關系。 維修方法：更換。,檢查垂直度,檢查彈簧彈力,三、凸輪軸的構造與維修 1、凸輪軸的維修 （1）凸輪軸軸向間隙的檢查與修理 檢查方法：用塞尺或百分表檢查。 要求：一般允許極限間隙為0.300.35mm。 修理方法：更換止推凸緣或隔圈。,用百分表檢查軸向間隙,（2）凸輪軸彎曲的檢查與修理 檢查方法：用百分表檢查中間軸頸的徑向圓跳動量。 要求：徑向圓跳動量允許極限一般為0.050.10mm。 修理方法：冷壓校正或更換。,檢查凸輪軸彎曲,（3）凸輪磨損的檢查與修理 檢查方法：用外徑千分尺檢查凸輪高度或升程。 修理方法：修磨或更換。,凸輪高度及升程,（

24、4）凸輪軸軸頸及軸承磨損的檢查與修理 檢查方法：檢查配合間隙。 修理方法： 有修理尺寸的，修磨凸輪軸，更換軸承。 無修理尺寸的，更換軸承或凸輪軸及軸承均換。 無軸承的，座孔磨損后，更換缸蓋或缸體。,四、挺桿的構造與維修 1普通挺桿的維修 工作面檢查與修理： 檢查方法：觀察。 修理方法： 輕微的傷痕或麻點，用油石修整。 裂紋、嚴重刮傷或偏磨，更換 。 與導向孔配合的檢查與修理： 檢查方法：測量配合間隙。 修理方法：更換。,2液力挺桿的構造與維修 常見故障：密封不良產生異響。 密封性檢查：用儀器檢查壓力、時間、長度關系；或檢查自由行程。,液力挺桿檢驗儀,檢查液力挺桿自由行程,五、推桿的維修 端頭磨

25、損檢查與修理：觀察檢查，油石修磨或更換修理。 桿身彎曲檢查與修理：在平臺上滾動檢查，冷壓校正修理。,六、搖臂總成的維修 （1）檢查搖臂球面部位，輕微的磨損溝痕用油石或磨光機修磨，磨損嚴重時更換搖臂。 （2）帶氣門間隙調整螺釘的搖臂，檢查調整螺釘、鎖緊螺母和搖臂上的螺孔，損壞時更換。 （3）帶軸承的浮動搖臂，若軸承磨損嚴重或損壞應更換搖臂。 （4）有搖臂軸的，檢查搖臂與軸配合間隙，間隙超過允許極限，應更換零件或總成。 （5）檢查搖臂軸彎曲變形，超過允許極限，應校正或更換搖臂軸。,七、正時鏈條和鏈輪的檢修 1、正時鏈條的檢修,正時鏈輪磨損的檢查,正時鏈條長度的檢查,2、正時皮帶的檢修,正時皮帶的檢查,正時皮帶輪磨損的檢查,