单元3-配气机构检修.ppt

单元三单元三 配气机构维修配气机构维修预习任务讨论配气机构的作用是不是配制混合气？配气机构应该位于发动机的哪个位置？通过调查，谈谈哪些车的发动机采用了可变配气相位技术？学习任务一：配气机构基础学习任务一：配气机构基础发动机的换气过程：发动机的换气过程包括排气过程（包括自由排气和强制排气）和进气过程。其任务是排除缸内废气，并吸入新鲜空气或混合气。为提高发动机的性能，对换气过程的要求是：排气彻底，进气充分，换气损失小。发动机的换气过程发动机的换气过程 新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度，用充气效率来表示。所谓充气效率就是指在进气过程中，发动机每一工作循环的实际充气量与理论充气量的比值。提高充气效率，改善换气过程的措施：减小进气阻力合理选择配气相位减小排气阻力降低进气温度一、充气效率一、充气效率 v=M/M0 M 进气过程中，实际进入气缸的新气的质量；Mo在理想状态下，充满气缸工作容积的新气质量。二、配气机构作用二、配气机构作用 其功用是按照发动机的工作顺序和工作循环的要求，定时开启和关闭各缸的进、排气门，使新气进入气缸，废气从气缸排出。所谓新气，对于汽油机就是汽油与空气的混合物，对于柴油机则为纯净的空气。三、配气机构形式三、配气机构形式目前国产的汽车发目前国产的汽车发动机都采用气门顶动机都采用气门顶置式配气机构。置式配气机构。压缩比受到限制，压缩比受到限制，进排气门阻力较大，进排气门阻力较大，发动机的动力性和发动机的动力性和高速性均较差，逐高速性均较差，逐渐被淘汰。渐被淘汰。传动方式传动方式图图 示示应应 用用齿轮传动齿轮传动 凸轮轴下置、中凸轮轴下置、中置式配气机构置式配气机构链条传动链条传动 凸轮轴上置式配凸轮轴上置式配气机构气机构 齿形带传动齿形带传动 凸轮轴上置式配凸轮轴上置式配气机构气机构四、凸轮轴的传动四、凸轮轴的传动五、配气相位五、配气相位 用曲轴转角表示的进、排气门实际开闭时刻和开启持续时间，称为配气相位。通常用相对于上、下止点曲拐位置的曲轴转角的环形图来表示，这种图形称为配气相位图。气门重叠气门重叠四、配气机构构成四、配气机构构成配气机构配气机构气门组气门组气门传动组气门传动组认识配气机构构成认识配气机构构成1、螺栓2、凸轮轴带轮3、油封4、半圆键5、螺母6、定位架7、凸轮轴8、摇臂9、挺柱10、气门锁块11、气门弹簧座12、气门弹簧13、气门杆油封14、气门导管15、密封帽16、缸盖17、气门双凸轮轴配气机构双凸轮轴配气机构 学习任务二：气门组学习任务二：气门组1锁片 2、6弹簧座 3、4弹簧 5气门导管与气门油封7气门气门气门A A、进气门进气门570K570K670K670K，排气门排气门1050K1050K1200K1200K。B B、头部承受气体压力、气门弹簧力等，头部承受气体压力、气门弹簧力等，C C、冷却和润滑条件差，冷却和润滑条件差，D D、被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。功用：功用：燃烧室的组成部分，是气体进、出燃烧室通道的开关，燃烧室的组成部分，是气体进、出燃烧室通道的开关，承受冲击力、高温冲击、高速气流冲击。承受冲击力、高温冲击、高速气流冲击。头部头部杆部杆部工作条件：工作条件：性能：性能：强度和刚度大、耐热、强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨耐腐蚀、耐磨进气门：铬钢进气门：铬钢或铬镍钢；或铬镍钢；排气门：硅铬排气门：硅铬钢钢气门各部分名称气门各部分名称气门头部的结构形式气门头部的结构形式平顶式平顶式结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较小，进、结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较小，进、排气门都可采用。排气门都可采用。凸顶式凸顶式（球面顶）（球面顶）适用于排气门，因为其强度高，排气阻力小，废气的适用于排气门，因为其强度高，排气阻力小，废气的清除效果好，但球形的受势面积大，质量和惯性力大清除效果好，但球形的受势面积大，质量和惯性力大加工较复杂。加工较复杂。凹顶式凹顶式（喇叭顶）（喇叭顶）凹顶头部与杆部的过渡部分具有一定的流线形，可以凹顶头部与杆部的过渡部分具有一定的流线形，可以减少进气阻力，但其顶部受热面积大，故适用于进气减少进气阻力，但其顶部受热面积大，故适用于进气门，而不宜用于排气门。门，而不宜用于排气门。气门锥角气门锥角 气门锥角概念：气门锥角概念：气门头部与气门座圈接触的锥面与气门顶部气门头部与气门座圈接触的锥面与气门顶部 平面的夹角。平面的夹角。锥角作用：锥角作用：A A、获得较大的气门座合压力，提高密封性和导热性。获得较大的气门座合压力，提高密封性和导热性。B B、气门落座时有较好的对中、定位作用。气门落座时有较好的对中、定位作用。C C、避免气流拐弯过大而降低流速。避免气流拐弯过大而降低流速。装配前应将密装配前应将密封锥面研磨。封锥面研磨。边缘应保持一定边缘应保持一定的厚度，的厚度，1 13mm3mm。两气门结构与四气门结构两气门结构与四气门结构 五气门结构五气门结构 气门导管气门导管作用：作用：为气门的运动导向，保为气门的运动导向，保证气门直线运动兼起导热作证气门直线运动兼起导热作用。用。工作条件：工作条件：工作温度较高，约工作温度较高，约500K500K。润滑困难，易磨损。润滑困难，易磨损。材料：材料：用含石墨较多的铸铁，用含石墨较多的铸铁，能提高自润滑作用。能提高自润滑作用。加工方法：加工方法：外表面加工精度较外表面加工精度较高高 ，内表面精绞内表面精绞 装配：装配：气门杆与气门间隙气门杆与气门间隙0.050.050.12mm0.12mm。气门导管气门导管气缸盖气缸盖过盈配合过盈配合卡环：防止气门导卡环：防止气门导管在使用中脱落。管在使用中脱落。伸入深度应适量。锥度伸入深度应适量。锥度可减少气流阻力。可减少气流阻力。气门座气门座 气门座概念：气门座概念：气缸盖的进、排气道与气门锥面相结气缸盖的进、排气道与气门锥面相结 合的部位。合的部位。作用：作用：靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封气缸。靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封气缸。接受气门传来的热量。接受气门传来的热量。气门密封干涉角：气门密封干涉角：比气门锥角大比气门锥角大0.50.51 1度的气门座圈锥角。度的气门座圈锥角。气门座气门座气门干涉角气门干涉角汽油机：汽油机：排气门采用镶嵌式气门座排气门采用镶嵌式气门座 柴油机：柴油机：进气门采用镶嵌式气门座进气门采用镶嵌式气门座 气门座圈气门座圈 以较大过盈量镶嵌在气门座上的圆环。以较大过盈量镶嵌在气门座上的圆环。镶嵌式气门座特点：镶嵌式气门座特点：优点：优点：提高气门座的使用寿命，便于更换。提高气门座的使用寿命，便于更换。缺点：缺点：导热性差，加工精度高，脱落时易造导热性差，加工精度高，脱落时易造成严重事故。成严重事故。气门座圈气门座圈气门弹簧气门弹簧功用：功用：保证气门的回位。保证气门的回位。材料：材料：高锰碳钢、铬钒钢。高锰碳钢、铬钒钢。气门关闭气门关闭 保证气门及时保证气门及时关闭、密封关闭、密封气门开启气门开启 保证气门不脱保证气门不脱离凸轮离凸轮气门弹簧气门弹簧气门弹簧座气门弹簧座锁片锁片气门弹簧气门弹簧气门旋转机构气门旋转机构 为了使气门头部温度均匀，为了使气门头部温度均匀，防止局部过热引起的变形和清除防止局部过热引起的变形和清除气门座积炭，可设法使气门在工气门座积炭，可设法使气门在工作中相对气门座缓慢旋转。气门作中相对气门座缓慢旋转。气门缓慢旋转时在密封锥面上产生轻缓慢旋转时在密封锥面上产生轻微的摩擦力，有阻止沉积物形成微的摩擦力，有阻止沉积物形成的自洁作用。的自洁作用。学习任务三：气门传动组学习任务三：气门传动组凸轮轴凸轮轴作用：作用：驱动和控制各缸气门的开启和关闭，使其符合发动机的工作顺序、驱动和控制各缸气门的开启和关闭，使其符合发动机的工作顺序、配气相位和气门开度的变化规律等要求。配气相位和气门开度的变化规律等要求。工作条件：工作条件：承受气门间歇性开启的冲击载荷。承受气门间歇性开启的冲击载荷。材料：材料：优质钢、合金铸铁、球墨铸铁优质钢、合金铸铁、球墨铸铁 结构：结构：轴颈轴颈斜齿轮斜齿轮凸轮凸轮偏心轮偏心轮正时齿轮正时齿轮斜齿轮：斜齿轮：驱动分电器、驱动分电器、（机油泵）（机油泵）偏心轮：偏心轮：驱动汽油泵驱动汽油泵凸轮轮廓凸轮轮廓消除气门间消除气门间隙阶段隙阶段气门开启点气门开启点气门关闭点气门关闭点气门升程最大时刻气门升程最大时刻出现气门间出现气门间隙阶段隙阶段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。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 13 34 42 2气门间隙气门间隙 凸轮轴的驱动凸轮轴的驱动A A、齿轮传动：应用在下置凸轮轴发动机。采用斜齿齿轮。齿轮传动：应用在下置凸轮轴发动机。采用斜齿齿轮。正时齿轮正时齿轮及正时标及正时标记记B B、链条和齿形皮带传动：链条传动噪声小，用于中置式或顶置链条和齿形皮带传动：链条传动噪声小，用于中置式或顶置式凸轮轴发动机。式凸轮轴发动机。曲轴正时齿曲轴正时齿形带轮形带轮中间轴齿形中间轴齿形带轮带轮张紧轮张紧轮凸轮轴正时凸轮轴正时齿形带轮齿形带轮液力挺柱液力挺柱1-高压油腔；2-缸盖油道；3-油量孔；4-斜油孔；5-球阀；6-低压油腔；7-键形槽；8-凸轮轴；9-挺柱体；10-柱塞焊缝；11-柱塞；12-套筒；13-弹簧；14-缸盖；15-气门杆 液力挺柱结构（一）液力挺柱结构（一）1-挺柱体；2-卡簧；3-球座；4-柱塞；5-单向阀架；6-柱塞弹簧；7-单向阀；8-碟形弹簧；9-挺柱体；10-柱塞焊缝；A-柱塞腔；B-挺柱体腔；液力挺柱结构（二）液力挺柱结构（二）摇臂摇臂摇臂组示意图摇臂组示意图气门间隙调节器工作原理气门间隙调节器工作原理 链条传动与张紧器链条传动与张紧器 皮带传动与张紧器皮带传动与张紧器 学习任务四：可变配气相位学习任务四：可变配气相位 在配气相位中，对充气效率影响最大的是进气门的迟后关闭角，其次是排气门的迟后关闭角。发动机转速变化时，在较低的转速范围内，采用较小的进气门迟后关闭角，可获得较高的充气效率。在较高的转速范围内，采用较大的进气门迟后关闭角，可获得较高的充气效率。提高充气效率对配气相位的重要性提高充气效率对配气相位的重要性 可变进气系及配气相位改善发动机的性能，主要体现在以下几方面：能兼顾高速及低速不同工况，提高发动机的动力性和经济性；降低发动机的排放；德国大众可变配气相位控制机构德国大众可变配气相位控制机构 排气凸轮轴进气凸轮轴凸轮轴调节阀N205液压缸排气凸轮轴进气凸轮轴凸轮轴调整器（与链条张紧器一体）功率调整功率调整 调整功率时，链条下部短，上部长，进气门迟闭角增大。进气管内气流速高，气缸充气量足。因此高转速时，功率大。排气凸轮轴进气凸轮轴凸轮轴调整器扭矩调整扭矩调整 凸轮轴调整器向下拉长，于是链条上部变短，下部变长。因为排气凸轮轴被齿形带固定了，此时排气凸轮轴不能被转动，进气凸轮轴被转一个角度，进气门迟闭角减小。在这个位置时，在中、低转速，可获得大扭矩输出.日本丰田可变配气相位控制机构日本丰田可变配气相位控制机构 工作原理：工作原理：根据发动机根据发动机ECUECU的指令，当凸轮轴正时控制阀的指令，当凸轮轴正时控制阀位于图示时，油压作用于气门正时提前侧的叶片室，进气位于图示时，油压作用于气门正时提前侧的叶片室，进气凸轮轴相对于凸轮轴正时带轮提前某一角度。凸轮轴相对于凸轮轴正时带轮提前某一角度。当凸轮轴正时控制阀位于图示位置时，油压作用于当凸轮轴正时控制阀位于图示位置时，油压作用于气门正时延迟侧的叶片室，进气凸轮轴相对于凸轮气门正时延迟侧的叶片室，进气凸轮轴相对于凸轮轴正时带轮延迟某一角度。轴正时带轮延迟某一角度。凸轮轴正时控制阀关闭油道，保持活塞两侧的压力凸轮轴正时控制阀关闭油道，保持活塞两侧的压力平衡，从而保持配气相位，由此得到理想的配气正平衡，从而保持配气相位，由此得到理想的配气正时。时。日本丰田可变配气相位控制机构日本丰田可变配气相位控制机构 VTEC 发动机是每个汽缸4气门（2进2排），不同的是凸轮与摇臂的数目及控制方法。VTEC是世界上第一个能同时控制气门开闭时间及升程等两种不同情况的气门控制系统。通过计算机控制的气门正时和气门升程系统可以大大提高发动机的燃烧效率和性能。本田公司在其几乎所有的车型当中都使用了VTEC技术，从高性能跑车S2000到混合动力汽车INSIGHT，都采用了VTEC技术。在国内生产的雅阁（Accord）2.2L F22B1型发动机上也采用了VTEC技术。采用普通配气机构的发动机在低转速时，由于气门的动作较慢，在进气滞后角范围内，一部分空气进入汽缸后将会被反压回进气歧管中，使得低速发动机的充气效率变低；如果将进气门迟闭角减小，虽可提高充气效率，但对高速工况又非常不利。利用VTEC系统的可变进气相位技术即可解决上述问题，VTEC系统能使发动机在低速时获取较大扭矩，而在高速时又能输出较大功率，从而提高燃烧效率和大负荷、高转速时的功率性能。学习任务五：配气机构零部件检修学习任务五：配气机构零部件检修气门的测量气门的测量机型头部直径杆部直径总长工作面锥度标准缩小极限EQ6BT进气门45.007.98126.2230排气门42.007.98125.845CA6110进气门8.958.9745排气门8.928.9445EQ6100进气门48.5047.509.50129.1045排气门40.0039.009.50129.1045CA6102进气门48.0047.009.0045.5排气门41.0039.009.0045.5BJ492Q进气门44.0043.409.00117.0045排气门36.0035.409.00117.0045修磨后气门头直径不得小于下表的规定。气门研磨气门杆下端面，如磨损不平时，应磨平。气门的工作面磨损起槽、变宽或烧蚀出现斑点、凹陷时，应进行光磨。气门经光磨，边缘厚度逐渐减薄，工作中容易变形和烧毁。因此，气门头边缘圆柱部分的厚度不小于0.80mm。手动研磨机器研磨 研磨前，应清洗气门、气门座及气门导管。在气门工作面上涂一层薄薄的粗气门研磨砂（研磨砂不易过多，以免流入导管内加速气门杆与气门导管的磨损），同时在气门杆上涂些润滑油。将气门杆插入导管内，捻转皮碗，使气门在气门座上磨合。不论是用研磨机或手工研磨，在研磨时，气门在气门座上要作往复的旋转运动，并经常改变气门与座的相对位置，使工作上各点都能相互研磨。当在气门工作面上与气门座工作面研磨出一条较整齐而无斑痕、麻点的接触环带时，可将粗研磨砂洗去，换用细砂继续研磨。研磨到气门工作面上出现一条整齐的灰色无光的环带时，洗去细砂，涂上机油，继续研磨几分钟即可。研磨工艺气门间隙的检查与调整气门间隙的检查与调整 1、逐缸调整2、双排不进气门弹簧的检验气门弹簧的检验 气门弹簧经过长期使用后，由于受力压缩产生塑性变形，气门弹簧经过长期使用后，由于受力压缩产生塑性变形，使弹簧的自由长度缩短，弹力减退，簧身歪斜以至变形和折断。使弹簧的自由长度缩短，弹力减退，簧身歪斜以至变形和折断。弹性减退和变形，将直接影响气门关闭时的严密程度。弹簧折弹性减退和变形，将直接影响气门关闭时的严密程度。弹簧折断后，不仅影响发动机正常运转，而且在顶置式气门装置中，断后，不仅影响发动机正常运转，而且在顶置式气门装置中，气门将会掉入气缸，造成毁坏发动机的事故。发动机大修时，气门将会掉入气缸，造成毁坏发动机的事故。发动机大修时，必须对气门弹簧进行检验。必须对气门弹簧进行检验。气门弹簧在自由状态下弹簧轴线对支承面的垂直度，其误差不得超过2。各道弹簧圈的外径，应在同一平面上，其误差不得超过1mm，检查方法如图所示：将被检查的气门弹簧的一端放在角规的底面，垂直的贴在角规的另一边，看全靠的程度。气门弹簧的上端与角规垂直板不贴合的间隙，不得超过一定值。弹簧也不得有裂纹。气门油封完好。气门弹簧的测量气门弹簧的测量 凸轮轴弯曲的检查凸轮轴弯曲的检查 正时皮带安装（正时链）正时皮带安装（正时链）1、使凸轮轴上的标记与齿型皮带护罩上的标记成一直线。A.A.单凸轮轴单凸轮轴 2、转动减振器上的曲轴前端定位螺栓，使1缸活塞到上止点。3、把齿型皮带安装在张紧轮和凸轮轴链轮上。B.B.双凸轮轴双凸轮轴 1、对齐油漆线和凸轮轴上的正时标记 2、拿住正时链，并将正时链上的装配标记和凸轮轴上的正时链轮上的装配标记对齐。3、转动曲轴减振器，将其凹槽和链罩上的正时标记“0”对齐。4、上好正时链