云 南 交 通 职 业 技 术 学 院 教 案 首 页 第 次授课 授课时间 年 月 日 学时 级 班 教案修改时间 年 月 日 第 次授课 授课时间 年 月 日 学时 级 班 教案修改时间 年 月 日 课程名称 汽车发动机构造与维修 专业名称 汽车运用技术 授课教师/ 职称 授课方式（合、小班） 小班 授课题目（章、节） 第 3 章 配气机构构造与维修 教材及参考书目 教材：汤定国.汽车发动机构造与维修.北京:人民交通出版社， 2005 参考书目： 陈家瑞主编．汽车构造．北京：人民交通出版社，2003 清华大学汽车工程系编著．汽车维修．北京：人民邮电出版社，2000 教学目的与要求： 1、能简单叙述换气过程、配气相位定义和影响换气过程的因素； 2、能正确描述配气机构的分类、工作过程； 3、能正确描述配气机构的组成、主要零部件的构造和装配连接关系； 4、能正确描述配气机构的装配要求和调整方法； 5、能正确描述可变进气系统的工作原理及结构。 6、会进行配气机构主要零部件的正确检修； 7、会进行配气机构的装配和调整； 8、会对气门间隙进行调整； 9、能对配气机构常见故障进行分析、判断并能排除故障。 内容和时间安排、教学方法： 1．内容和时间安排： 10 学时 2．教学方法：以课堂讲授结合实训及作业、辅导进行。 教学重点和难点： 复习思考题、作业题： 思考题： 实施情况及分析： 1 第 3 章 配气机构构造与维修 第 1 节 概述 一、发动机的换气过程 换气过程——发动机排出废气和充入新气（空气或可燃混合气）的全过程。 1、换气过程 （ 1）自由排气阶段 排气门开始开启到气缸内压力接近排气管内压力的时期。 超临界流动状态 ' 1 0 ' 2 1 k k k p pk β ? ?? ≤= ?? + ?? （临界压比） 此时废气流过排气门最小截面处的流速等于该处气体状态下的音速，进入排气管时，则达到 超音速。音速 a 等于 akRT= （m/s） 式中 k——绝热指数；R ——气体常数；T——气体的绝对温度（K ）。 在超临界排气时，废气流量与排气管内的压力无关，只决定于气缸内的气体状态和气门开启面 积的大小。在某些高速内燃机中，为使气缸压力及时下降，需要加大排气提前角。 自由排气阶段排出的废气可达 60%以上。 亚临界 ' 1 0 ' 2 1 k k p pk ? ?? ?? + ?? ＞ （ 2）强制排气阶段 从自由排气阶段结束，活塞上行至上止点，称为强制排气阶段。 由于排气通道特别是排气门开启处的阻力，使强制排气阶段内的气缸平均压力比排气管内平均 压力（排气背压）略高 10kPa，且流速愈高，阻力与压差愈大，即排气耗功愈多。 （ 3）进气过程 为保证活塞下行时，进气门已全开，进气提前角 10° ~30° CA 为了利用新鲜充量的流动惯性来达到增加气缸充气量的目的，进气迟闭角 40° ~80°CA （ 4）气门叠开与燃烧室扫气 燃烧室扫气——由于气门叠开，使进气管、气缸、排气管连通起来，使一定数量的新鲜充量直 接扫过燃烧室，达到清除废气，填充新鲜工质，降低燃烧室温度的目的，称为燃烧室扫气。 二、换气损失和泵气损失 2 换气损失：理论循环换气功和实际循环换气功之差。 1、排气损失 （ 1）排气损失的概念 （ 2）自由排气损失 （ 3）强制排气损失 总结：随着排气提前角的增大，自由排气损失增加，强制排气损失减小，因而最有利的排气提 前角应使面积（X+Y ）之和为最小。当发动机转速高而排气门截面积较小时，排气损失增大。为减 少排气损失，高转速的内燃机应适当加大排气提前角。采用两个排气门的结构也有较好的效果。 2、进气损失 对于非增压内燃机，由于进气系统的阻力，进气过程气缸内的压力低于大气压力，而活塞背面 曲轴箱内的压力稍大于大气压力，因此，进气过程活塞要消耗功 X。 对于增压内燃机，进气压力高于大气压力，活塞顶面压力高于活塞背面压力，活塞在进气过程 中得到正功。同样由于进气系统的阻力，进气压力低于增压压力，因此也存在功的损失。 进气损失比排气损失小。 3、换气损失和泵气损失 换气损失等于进气损失与排气损失之和，即（W+X+Y ）。 泵气损失为换气损失的一部分，即（X+Y －d ）。 三、换气过程的评价指标 1、循环充量 GΔ 每循环实际进入气缸内的新鲜充量的质量。 2、充气效率（充气系数） v η 0 v G G η Δ == Δ 实际进入气缸的新鲜充量质量 进气状态下充满气缸的新鲜充量质量 1 11 as v as pT Tp r ε η ε =??? ?+ 式中 ——进气终点温度； a T ——残余废气系数； r s p ——进气门前的充量压力； s T ——进气门前的充量温度。 v η 是评价发动机换气过程完善程度的指标。 3、单位时间充量 G 单位时间内进入气缸内的新鲜充量的质量。 四、充气效率 （一）充气效率的试验测定 3 对于非增压发动机，用流量计测量内燃机吸入的总充气量V （ m 3 /h），理论充气量V ah 为 3 60 0.03 ( / ) 1000 2 h ah h V n Vi inVm=×= h 因此， v ah V V η = （二）充气效率的分析式 1 11 as v as pT Tp r ε ηξ ε =??? ?+ ξ 为考虑排气迟后角影响的系数。 总结：由上式可知，影响充气效率的因素有：进气状态、进气终了状态、残余废气系数、压缩 比、配气相位等。 （三）影响充气效率的因素 1、进气终了压力 a p as a p pp=?Δ a pΔ ——由于进气系统阻力而引起气体流动时的压降。 2 (Pa) 2 a v p ρ λΔ= 式中 λ——管道阻力系数； ρ ——进气状态下气体的密度（kg/m 3 ）； ——管道内气体流速（ m/s）。 v 负荷变化时，汽油机和柴油机的进气终了压力 a p 的变化不同，汽油机 a p 随负荷变化显著，而 柴油机 a p 基本不随负荷变化。 a p 随使用工况（转速、负荷）的变化，决定了 v η 的变化，也直接关 系到内燃机的使用性能。 2、进气终了温度 T a 进气终了温度 T 升高， a v η 下降。 影响进气终了温度 T 的主要因素有：转速、负荷、缸壁的冷却强度、进气温度。 a （ 1）负荷不变而转速增加时，由于新鲜充量与缸壁接触时间短，充量被加热少， T 稍有上升。 a （ 2）转速不变而负荷增加时，缸壁温度升高， T 也随之升高。 a 4 （ 3）缸壁冷却强度越小，则温度越高，新鲜充量 越大。 a T 3、压缩比 ε 对于非增压发动机， ε 增加，气缸内残余废气量相对减少， v η 增加。 对于增压发动机，由于扫气而使余隙容积内充满新鲜工质，所以 ε 减小，充气效率 v η 增加。 4、残余废气系数 γ 四冲程非增压柴油机 γ =0.03~0.06 四冲程增压柴油机 γ =0.00~0.03 四冲程汽油机 γ =0.06~0.16 当排气终了废气压力高时，残余废气密度增加， γ 上升，使 v η 下降。 5、配气相位 6、进气状态 进气温度升高，进气压力下降，均使进气密度减小，因此，进气量减少。 （四）提高充气效率的措施 1、减少进气门处的流动损失 （1 ）增大进气门直径，配置适当大小的排气门。 （2 ）采用多气门结构 （3 ）改善进气门和阀座处的流体动力性能 2、减少整个进气管道对气流的阻力 （1 ）合理选用空气滤清器。 （2 ）减小进气管和缸盖上进气道的表面粗糙度，避免急转弯及流通截面突变，保证足够的流通 截面。 3、减少对新鲜充量的热传导 避免对进气管加热，增压内燃机组织燃烧室扫气、采用油冷活塞 4、减少排气系统对气流的阻力 5、合理选择配气相位 配气相位合理程度的评定： （1 ）提高充气效率以保证发动机的动力性能。（靠调整进气迟闭角达到） （2 ）合适的充气效率特性以适应发动机扭矩特性的需要。（靠调整进气迟闭角达到） （3 ）较小的换气损失以保证发动机的经济性能。（主要依赖于合适的排气提前角） （4 ）必然的燃烧室扫气作用以保证高温零件的热负荷得以适当降低，达到可靠运转。（合理选定 气门叠开角） （5 ）合适的排气温度。（合理选定气门叠开角） （ 6）降低噪声及排气污染。（综合考虑） 在进排气门开闭的四个角度中，进气门迟闭角对充气效率的影响最大。 五、配气相位 定义：用曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻和开启持续时间。 （一）进气门的配气相位 1、进气提前角 α —一从进气门开始开启到活塞顶到达上止点对应的曲轴转角。 5 α =10°～30° 2、进气迟后角 β —一从下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角。 β =40°～80° β 过大—一进入年缸的气体被压回进气管 3、进气持续角： α +180°+β （二）排气门的配气相位 1、排气提前角 γ —一从排气门开始开启到活塞到达作功行程下止点所对应的曲轴转角。 γ =40°～ 80° 作用：减小排气阻力；减小排气时功率消耗；防止发动机过热。 2、排气迟后角 δ —一从活塞位于排气终了上止点起到排气门完全关闭时所对应的曲轴转角。 δ =10°～ 30° 作用：废气排放更干净。 3、排气持续角： γ ＋180° ＋ δ （三）气门重叠与气门重叠角 1、气门重叠：进、排气门同时开启的现象。 2、气门重叠角：进、排气门同时开启过程对应的曲轴转角。 α ＋ δ （四）配气相位图 1、定义：表示进排气门实际启闭时刻和开启过程相对于上下止点曲拐位置所对应的曲轴转角的 环形图。 2、6120Q 柴油机： α =20° β =48° γ =48° δ =20° EQ6100 一 l 型汽油机： α =20° β =56° γ =38.5° δ =20.5° （五）配气相位对发动机工作性能的影响 1、 α ＋ δ 的影响 α ＋ δ 过大——废气倒流，新鲜气体随废气排走 α ＋ δ 过小——排气不彻底，进气量减小 2、 β 对发动机性能影响最大 β 过小——进气量减小——充气系数减小——功率、扭矩下降 β 过大——气缸内气体被压回进气道 3、 γ γ 过大——P e 下降， 增加，排气管放炮 e g γ 过小——排气阻力增加，功率损失增加，发动机过热 4、配气相位的确定 （1）结构不同，配气相位也不同。如增压柴油机 （2 ）发动机 不同，配气相位也不同。 越高，要求提前角和迟后角越大。 n n 六、配气机构的功用与分类 （一）配气机构的作用——按照发动机各缸工作顺序和每一缸工作循环的要求，定时地将各缸进 气门与排气门打开、关闭，以便发动机进行换气。 （二）配气机构的组成 1、气门组 （ 1）组成：气门、气门导管、气门弹簧、弹簧座。 6 （ 2）功用：封闭进、排气道口。 2、气门传动组 （ 1）组成：凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂总成。 （ 2）功用：使气门打开和控制气门开启与关闭时刻和开启与关闭的规律。 （三）配气机构的工作过程 曲轴驱动正时齿轮 凸轮轴 挺柱 推杆 摇臂 气门开启——靠气门传动组作用 气门关闭——靠气门弹簧作用 气门启闭时刻和规律——取决于凸轮的轮廓曲线 凸轮数目= 气门数 凸轮轴转速= 曲轴转速 1 2 （四）气门间隙 1、定义：发动机在冷态装配时，在气门与其传动机构中留有的为了补偿气门受热后膨胀量的间 隙。 2、气门间隙的大小 进气门间隙：0.25~0.30mm 排气门间隙：0.30~0.35mm 气门间隙过大过小的影响？ （五）配气机构的布置形式 l、顶置气门式配气机构 （l）结构特点：气门布置在缸盖上，头部向下倒挂于气缸之上，气门开启时向下运动。 （2）优点：进气阻力小，燃烧室结构紧凑。 缺点：气门和凸轮轴相距远，气门传动零件多，结构复杂。 （3）应用： CA1091、EQ1090E 、一汽奥迪 100 2、侧置气门式配气机构 （1）结构特点：气门头部向上，布置于缸体一侧，气门开启时向上运动。 （2）优点：传动机构简单，缸盖形状简单，制造成本低，维修方便。 缺点：燃烧室结构不紧凑—一提高压缩比受限。 进气道拐弯多，进气阻力大—一动力性，高速性差。 3、进气门顶置、排气门侧置的配气机构 进气门尺寸不受限制，可做较大，以减小进气阻力—一 V η 高 排气门可得到良好的冷却。 （六）顶置气门式配气机构凸轮轴布置形式 1、凸轮轴下置式 凸轮轴平行布置在曲轴的一侧，位置较曲轴偏上。 优点：传动系统简单—一只用一对正时齿轮传动；润滑可靠。 应用：大多货车，大中型客车。 2、凸轮轴上置式 凸轮轴在气缸盖上 7 （1）特点：没有推杆，发动机高度增加。 （2）凸轮轴与曲轴间传动：链条传动或同步合形带传动。 （3）分类： 第一种形式：没有推杆和挺柱，凸轮直接与摇臂接触，通过摇臂摆动将气门打开。 必须设气门间隙。 第二种形式：没有摇臂，凸轮通过挺柱直接将气门顶开。 （4）应用：高速发动机。 3、凸轮轴中置式 （七）曲轴与凸轮轴之间的传动方式 1、齿轮传动 凸轮轴下置、中置的配气机构 圆柱形正时齿轮传动（斜齿—一啮合平稳、噪声小） 中小功率发动机． 曲轴正时齿轮—一钢 凸轮轴正时齿轮—一铸铁或夹布胶木 2、链传动 凸轮轴上置式配气机构 结构特点：导链板、链条张紧器、两级链传动。 第一级：曲轴链轮一一中间链轮 2:1 第二级：中间链轮——凸轮轴链轮 1:1 优点：可靠性好，使用寿命长。 缺点：工作时噪声大，需润滑、维护不便，需定期张紧。 3、同步齿形带传动 优点：传动精确、平稳、噪声小。 材料：氯丁橡胶 （八）气门的布置形式 1、气门在机体横向平面内的布置 垂直布置 盆形燃烧室 EQ6100 发动机 倾斜布置 楔形燃烧室 CA6102 型发动机 2、半球形燃烧室发动机气门布置与驱动方式 （ 1）进排气门在机体横向平面内呈 V 形排列，分别倾斜排列于缸盖左右两侧。 （ 2）驱动方式 凸轮轴下置，采用双摇臂轴 一凸轮轴上置，双排摇臂 两根凸轮轴上置，分别驱动进排气门 3、进气门顶置、排气门侧置的气门布置方式 （1 ）优点：进气门头部较大——进气阻力小——有利于提高功率 （2 ）驱动方式——凸轮轴下置 4、气门结构方式（图 3-11） （1 ）采用优点 ○ 1 可有效利用燃烧室顶部的面积。 ○ 2 可适当增大两进气门头部的直径，进气门总通过截面增大，有利于充气系数的提高。 ○ 3 可适当减小气门升程，改善配气机构的动力性。 ○ 4 有利于缸盖上喷油器或预燃室的布置。 （2 ）驱动方式 8 ○ 1 同名气门排成两列，由凸轮轴上的一个凸轮通过 T 型杆来驱动。 ○ 2 同名气门排成一列，形成进排气门两列气门，分别由两根凸轮轴来驱动。 第 2 节 气门组的零件结构 一、气门 1、构成：头部和杆身 2、气门的工作条件 （1 ）高温； （2 ）散热困难； （3 ）气门头部承受落座时的惯性冲击力； （4 ）腐蚀； （5 ）润滑困难； （6 ）承受气体压力、传动组零件惯性力。 3、气门的材料 进气门：中碳合金钢 排气门：耐热合金钢 4、气门的一般构造 （1 ）气门顶部的形状 ○ 1 平顶 特点：吸热面积小，结构简单，制造方便，质量小。 应用：进、排气门 ○ 2 喇叭形顶（凹顶）（漏斗形） 特点：质量小，气流阻力小，具有较大的弹性，对气门座的适应性好（又称柔性气门）， 易获得较好的磨合，但受热面积大，易存废气，易过热及受热变形。 应用：进气门 ○ 3 球面顶（凸顶） 特点：刚度大，受热面积大，质量大，惯性力大 应用：某些排气门 （2 ）气门密封锥面 作用：封闭气道 采用锥形工作面的益处： ○ 1 可获得较大的气门座合压力，提高密封性和导热性； ○ 2 气门落座时具有自动定位作用； ○ 3 避免使气流拐弯过大而降低流速； ○ 4 自洁作用。 气门锥角——气门密封锥面与顶平面之间的夹角。 落座时压力大，密封、导热性好 锥角大 强度高，刚度大——不易变形 流通截面小，气流阻力大 （3 ）气门杆身 9 圆形 导向作用，润滑条件恶劣 （4 ）弹簧座的固定方式 二、气门座 1、定义：进排气道口与气门密封锥面直接贴合的部位。 2、作用：密封、传热。 3、形式 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 度要求高缺点：导热差、加工精 易维修更换耐冲击、使用寿命长、优点：耐高温、耐磨、 镶嵌式结构 磨、修理不便缺点：不耐高温、不耐 优点：散热好 直接镗出式结构 4、举例 （ 1）汽油机 进气门座：温度低，磨损快，直接在缸盖上镗出气门座 排气门座：温度高，润滑差，易磨损，用气门座圈镶嵌于缸盖排气道口 （ 2）柴油机：均采用镶嵌式结构 （ 3）铝合金缸盖的发动机，均采用镶嵌式结构 5、气门座的锥角 b过大，单位座合压力降低，密封可靠性差 b过窄，面积小，散热差 15°和 75°锥角：用来修正工作锥面的宽度和上下位置。 6、气门干涉角——气门锥角比气门座锥角小 0.5°~1 °。 作用：（1 ）减小了二者之间接触面积，单位压力增加 （2 ）自洁作用，能挤出二者之间的夹杂物 （3 ）随气体压力的增加，单位压力变化较小 因为：在气体压力作用下产生弹性变形时，可趋向全锥面接触。 （4 ）防止加工时出现负干涉角 负干涉角，使气门暴露于炙热气体中 三、气门导管 1、作用：导向，散热 2、导管深入进、排气岐管的深度应适当。 10 过深，气流阻力大，废气对导管冲刷面积加大，工作温度高，影响散热 过浅，气门杆受热面积增大，温度升高，气门头部散热受影响 四、气门弹簧 1、作用 （ 1）紧密关闭气门； （ 2）防止各传动零件之间因惯性力而产生间隙，保证气门按凸轮轮廓曲线的规律关闭。 （ 3）防止发动机振动时气门产生跳动而导致关闭不严。 2、结构形式 （ 1）等螺距弹簧 （ 2）变螺距弹簧 （ 3）双弹簧结构 外弹簧钢度较大 五、气门组零件的其他结构 1、钠冷气门 热负荷较大的排气门，中空 2、气门弹簧的其它固定方式 3、气门机油防漏装置 4、气门旋转机构 第 3 节 气门组的检修 一、配气机构技术状况的变化及其影响因素 1、气门关闭不严 原因：（1 ）气门间隙过小； （2 ）气门杆部弯曲； （3 ）气门与气门座接触不良； （4 ）气门弹簧的弹力减弱。 2、配气机构的异响 （1 ）气门脚响 气门间隙过大或凸轮磨损过多，使气门升降加速度过大，使摇臂在工作中与气 门尾端产生较大冲击，发出异响。 （2 ）气门座的异响 气门座与座圈承孔配合过盈过小 （3 ）正时齿轮、正时链轮发响 磨损、过松 3、配气相位失准 （1 ）现象：配气相位延迟 （2 ）原因： ○ 1 正时齿轮或正时链轮未按规定的记号装配。 ○ 2 相互位置误差。 二、气门组零件的检修 （一）气门与气门座的配合要求 11 1、气门与座圈工作锥面角度应一致； 2、气门与座圈的密封带位置在中部靠里； 3、气门与气门座的密封带宽度应符合原设计规定； 4、气门工作锥面与杆部的同轴度和气门座与导管的同轴度应不大于 0.05mm； 5、气门杆与导管的配合间隙应符合原厂规定。 （二）气门的检修 1、气门的常见耗损 磨损（杆部及尾端、工作锥面）、烧蚀、弯曲变形。 2、需要更换气门的情形 （ 1）气门杆磨损过大； （ 2）气门头圆柱面厚度小于 1.0mm； （ 3）气门尾端的磨损大于 0.5mm； （ 4）气门杆的直线度误差大于 0.05mm。 3、气门工作锥面的修理 （三）气门座的修理 1、气门座的铰削 2、气门座的磨削 3、气门座的研磨 （ 1）手工研磨 （ 2）机动研磨 4、气门的密封性检验 （ 1）划线法 （ 2）拍击法 （ 3）涂红丹 （ 4）渗油法 （ 5）气压试验法 5、气门座的镶换 （四）气门导管的修配 （五）气门弹簧的试验 气门弹簧的耗损：断裂、歪斜、弹力减弱 第 4 节 气门传动组的结构 一、凸轮轴 1、作用：驱动和控制各缸气门的启闭，驱动汽油泵、机油泵和分电器。 2、凸轮的工作条件 12 承受气门弹簧的张力和传动件的惯性力，单位压力大，磨损快 3、材料——优质碳钢或合金钢 4、凸轮轴的一般构造 5、凸轮的轮廓曲线和凸轮的相对角位置 （ 1）轮廓曲线 AE基圆 E —— A 挺柱不动，气门关闭 A——B 消除气门间隙 B—— C 气门逐渐打开 C—— D 气门逐渐关闭 D——E 恢复气门间隙 （ 2）异名凸轮：同一缸的进排气凸轮。 （ 3）同名凸轮：凸轮轴上各缸的进气凸轮或排气凸轮。 夹角 =作功间隔角的一半 （ 4）凸轮轴的转动方向 下置式凸轮轴——逆时针转动 顶置式凸轮轴——顺时针转动 6、凸轮轴轴颈和轴承 （ 1）凸轮轴采用全支撑方式和每一个气缸设一个轴颈支承的方式。 （ 2）轴颈直径从前向后逐渐缩小 （ 3）轴颈的润滑方式——压力润滑 凸轮与挺柱间的润滑——飞溅润滑 7、正时齿轮与凸轮轴的轴向定位 二、挺柱 1、作用：传力 2、工作条件：接触应力和摩擦力 3、分类：筒式和滚轮式 4、液力挺柱 （ 1）工作过程 ○ 1 气门处于关闭状态时，柱塞弹簧使柱塞连同支承座紧靠着推杆，配气机构不存在间隙。 ○ 2 温度升高——气门伸长，气门弹簧使柱塞下移，B 腔内油从间隙中挤出。气门关闭后柱塞 上移量受限，补油量减小，挺柱自动缩短。 ○ 3 温度降低——气门缩短。柱塞弹簧使柱塞上移，单向阀打开，A 腔中油进入 B 腔。气门关 闭以后，柱塞上移量增大，补油量（A 腔进到 B 腔）增加，挺柱自动“伸长”。 ○ 4 气门关闭过程中，机油从油道——A 腔——B 腔，柱塞在 B 腔油压和柱塞弹簧作用下上移， 与气门推杆压紧——无间隙。但此力远小于气门弹簧张力，气门不会被打开，只是消除了 整个配气机构中的间隙。 B腔油满，蝶形弹簧使单向阀关闭。 13 ○ 5 气门开启过程 —推开气门——挺柱与推杆一起上移—腔油压上升 —凸轮推力—柱塞下方（挺柱体） —气门弹簧张力—柱塞上方 B ? ? ? （ 2）采用液力挺柱的好处 消除了配气机构中的间隙，减小了个零件的冲击载荷和噪声，同时凸轮轮廓可设计得较陡一 些，气门开启和关闭更快，以减小进排气阻力，改善发动机的换气，提高发动机性能，特别 是高速性能。 （ 3）使用液力挺柱的发动机应注意 ○ 1 对润滑油的压力和滤清质量要求较严格。当润滑油压力过低时，补油能力下降，气门间隙大。 ○ 2 液力挺柱拆洗后，装机前必须人工排气充油，否则起动困难。 ○ 3 冷机时或停放时间长时，起动后有短暂气门响声，属正常。 （ 4）奥迪和桑塔纳发动机液力挺柱的结构特点 ○ 1 采用倒置的液力挺柱，直接推动气门的开启。 ○ 2 挺柱体是由上盖和圆筒，经加工后再用激光焊接成一体的薄壁零件。 三、推杆 四、摇臂与摇臂组 第 5 节 气门传动组的检修 一、凸轮轴及轴承的检修 1、凸轮轴的耗损与检修 （ 1）凸轮轴的耗损 弯曲变形、凸轮轮廓磨损、支承轴颈表面和正时齿轮轴颈键槽的磨损 （ 2）凸轮磨损的检验 检验凸轮最大升程 （ 3）正时齿轮轴颈键槽的检修 （ 4）凸轮轴轴颈的磨削 二、气门挺柱的检修 三、液力挺柱的检修 1、分解 2、清洗 3、检查液力挺柱与承孔的配合间隙 4、检查各部件有无损坏 14 5、组装并检查泄漏回降时间 四、气门推杆的修理 五、摇臂和摇臂轴的修理 六、正时链轮和链条的检查 第 6 节 配气机构的检查与调整 一、气门间隙的检查与调整 （一）气门间隙的作用：防止气门膨胀出现关闭不严。 （二）气门间隙的调整 1、调整原则——气门完全关闭、气门挺柱落于凸轮基圆位置时 2、调整方法 （ 1）逐缸法 （ 2）两次调整法——“双排不进法” 3、进气门和排气门的确定方法 （ 1）根据气门与所对应的气道确定 （ 2）转动曲轴观察确定 4、一缸压缩上止点的确定 （ 1）分火头判断法 （ 2）逆推法 （三）配气相位的检查与调整 1、影响配气相位失准的原因 （ 1）维修质量的影响 （ 2）使用中配气相位的变化 （ 3）动态变形引起配气相位偏移 （ 4）使用条件的影响 2、配气相位的测量 （ 1）测量方法——用综合测试仪测量 （ 2）测量工具 （ 3）测量步骤 3、配气相位的调整 （ 1）偏移凸轮轴键法 （ 2）凸轮轴正时齿轮轴向移动法 （ 3）更换凸轮轴 15 第 7 节 配气机构常见故障诊断与排除 一、气门响 1、现象 发动机怠速运转时发出连续不断的、有节奏的“嗒、嗒、嗒” （在气门脚处）或“啪、啪、啪” （在气门座处）的敲击声，转速增高时响声亦随之增高，温度变化和单缸断火时响声不变。 2、原因 （1）气门脚响 1）气门脚间隙太大； 2）气门脚间隙调整螺钉松动或该间隙处两接触面不平； 3）配气凸轮外形加工不准或磨损过甚，造成缓冲段效能下降，加重了挺杆对气门脚的冲击； 4）气门脚处润滑不良。 （2）气门落座响 1）气门杆与其导管配合间隙太大； 2）气门头部与其座圈接触不良； 3）气门脚间隙太大。 3、故障诊断与排除方法 （1）听诊 听诊气门响时，不打开加机油口盖就能在发动机周围听得清清楚楚。 柴油机由于受着火敲击声的影响，其气门响不易听诊。听诊时可采用提高转速后迅速收回供油 拉杆的方法，在发动机降速时，避开着火敲击声的干扰，仔细倾听。 （2）检查气门间隙 16 二、气门挺柱响 1、现象 2、原因 （ 1）机油油面过高或过低，导致有气泡的机油进到液压挺柱中。 （ 2）机油压力过低。 （ 3）机油泵、集滤器损坏或破裂，使空气吸到机油中去。 （ 4）液力挺柱失效。 （ 5）使用质量低劣的机油。 3、诊断 发动机运转时，出现有节奏的“嗒嗒”声，怠速时明显，中速以上减弱或消失。 三、气门座响 1、现象 2、原因 3、诊断 四、气门弹簧响 1、现象 2、原因 3、诊断 五、凸轮轴异响 第 8 节 可变进气系统和配气相位 一、可变进气系统 （一）可变进气系统的功能 1、为了增大中低转速和高转速时的转矩。 2、中低转速时，空气经过细长的进气管道，利用进气脉动惯性增压的作用，提高充气效率。 3、高速时，空气经过较短的进气管道，管径大，进气阻力小，充气效率高。 4、在低转速时，一个进气道进气，气流速度快，提高充气惯性，改善充气效率；高转速时，两个 进气道均进气，进气充足，可维持高转矩输出。 （二）可变进气系统的种类 17 ? ? ? 可变进气道式 面积式可变进气歧管长度及断 可变进气系统 （三）可变进气岐管长度及断面积式 1、控制阀装在较粗短的副进气岐管上。 2、丰田汽车公司采用的进气控制系统ACIS 3、福特汽车公司可变进气控制系统VICS 以发动机转速4800r/min作为控制阀关闭和打开的切换点 4、SAAB汽车公司可变进气岐管VIM 18 在进气系统上装两个控制阀（第一控制阀和第二控制阀），在不同转速下，配合不同的控制阀 开度，以改变进气岐管的长度。 5、VOLVO公司采用的可变进气系统V-VIS 控制阀装在短进气岐管上 （四）可变进气道式 二、 可变气门正时系统 （一）可变气门正时系统的功能 省油、稳定怠速、提高转矩、增大动力输出、减小排放污染 （二）分类 1、日产汽车公司VTC（Valve timing control） 2、丰田汽车公司VVT-i（Variable valve timing-intelligent） 3、BMW公司VANOS（Variable camshaft control） 4、本田汽车公司VTEC（Variable valve timing & lift electronic control system） （三）VTC（仅改变进气门的气门正时） 1、组成：控制器总成（凸轮轴前端）、气门正时控制电磁阀、ECM、传感器。 2、工作原理 （1）水温在70℃或更高时，转速在1500r/min~5100r/min之间，发动机负荷高时，电磁阀关闭， 19 油压进入控制器，使进气凸轮轴位置改变，进气门提前20°打开。 （2）在其他条件下，电磁阀打开，油压从电磁阀释放，进气门正常时间开闭，无气门重叠角。 （四）VANOS 1、可变凸轮轴控制，属于连续可变气门正时系统，进排气门均有VANOS装置（即Double VANOS）， 进气门的可变角度达40°，排气门可达20°。 2、工作原理 在不同转速与负荷时，电磁阀的位置发生改变，进入管路的油压随之改变，从而使活塞移动， 最终改变凸轮轴位置，使气门正时与重叠角连续变化。在低转速时，凸轮轴位于使进气门晚开 位置，减小气门重叠角度；高转速时，凸轮轴移到使进气门早开位置。 （五）VVT-i智能型可变气门正时 1、VVT-i与VANOS作用原理相同，都是改变凸轮轴的位置，以改变气门正时与气门重叠角度。 2、VVT-i的气门正时连续可变，只针对进气门设计，排气门的气门正时是固定的。 3、VVT-i的组成 4、工作过程 （1）进气门正时提前时。ECM发出ON时间较长的Duty ratio信号给凸轮轴正时油压电磁阀，电 磁阀柱塞移到最左侧，此时左油道与机油压力相通，右油道回油，机油压力将叶片向凸轮轴旋转方 向推动，使进气凸轮轴向前转一角度，进气门提前开启，进排气门重叠角最大。 20 （2）进气门正时固定时。电磁阀柱塞保持在中间，堵住左右油道，叶片保持在活动范围的中间， 进气门开启提前角度较小。 （3）进气门正时延迟时。电磁阀柱塞移到最右侧，此时左油道回油，右油道与机油压力相通，机 油压力将叶片逆凸轮轴旋转方向推动，进气开启提前角度最小。 21 （六）VTEC 1、称为：电子控制可变气门正时与举升系统。当改变气门升程时，气门正时与气门重叠角随之改 变。 2、五种VTEC的比较 22 23 3、工作原理（SOHC NEW VTEC） （1）低转速时，主、副摇臂与中间摇臂分离，分别由主、副凸轮A、B以不同的时间与升程驱动。 主进气门开度约9mm，副进气门微开。 （2）高转速时，油压进入，正时活塞右移，主、副与中间摇臂被同步活塞A与B连成一体动作， 3个摇臂均由中间凸轮C以高升程驱动。此时主副进气门开度约为12mm。 （七）可变气门正时系统的改良 1、VANOS与VVT-i系统是气门正时随发动机转速与负荷而连续可变，但升程没有变化，无法兼 顾低转速省油及高转速高功率的需求；VTEC系统是气门与举升均可变，但其举升变化是分成二段 或三段，因此气门正时也是分段式的变化，无法如VANOS与VVT-i连续可变。 2、新型可变气门正时与举升系统 （1）VVTL-i 连续可变气门正时与二段举升系统 （2）BMW公司Valvetronic 摇臂驱动时，非固定圆心转动 （3）i-VTEC 24