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发动机配气机构 30098字 投稿：叶泀況
原油基础知识 原油的概念： 原油是指“未被加工的”石油，即石油刚从地下或海底开采出来、未经提炼或加工的物质。有时也被笼统地称为石油。 它是由生活在数百万年前的古代海洋动植物发生腐烂而自然形成的——任何发现原油的地点曾经都是海床。 原油的组成： 原油主…原油产品基本知识
xi 1、石油简介 石油又称原油，是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。目前就石油的成因有两种说法：①无机论 即石油是在基性岩浆中形成的；②有机论 既各种有机物如动物、植物、特别是低等的动植物像藻类、细菌、蚌壳、…/ 炒原油入门知识 炒原油，是国际上一种重要的投资方式。随着原油作为投资产品被市场欢迎，国内投资者炒原油的行为也逐渐火热起来。那么，在进行炒原油的投资行为前，有哪些入门知识是需要我们了解的呢? 炒原油，是…
第章配气机构的构造与维修第一节 配气机构的构造和工作原理一、概述
1.配气机构的作用关闭各气缸的进、排气门,配合发动机各缸实现进气、压缩、作功和排气的工作过程。
配气机构的作用是:按照发动机各缸的作功次序和每一气缸工作循环的要求,定时开启和
配气机构的工作性能好坏,对发动机有重要影响。要求配气机构的气门要关闭严密,开闭及时,开度足够。如果气门关闭不严,在压缩行程会漏气,造成气缸压力不足和燃气质量的损失;在作功行程会泄压,使燃气压力降低。如果气门开闭不及时或开度不够,则会使进气不充分,排气不彻底。上述情况都会严重影响发动机的功率,甚至使发动机不能启动。2.配气机构的组成
配气机构由气门组和气门传动组组成。气门组用来封闭气缸的进、排气道口;气门传动组
图3-1所示为一种典型的配气机构的结构。气门组主要包括气门、气门导管、气门弹簧、
气门弹簧的上端抵在弹簧座上,下端抵在气缸盖上,弹簧座的倒锥形内孔中,安装着两片使气门打开和控制开启与关闭的时刻及开启与关闭的规律。气门弹簧座等。气门传动组主要由凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂轴、摇臂及气门间隙调整螺钉等组成。外表面也呈同样倒锥形的锁片,其内孔凸肩卡在气门尾部的环形凹槽中,弹簧经压缩后,安装于图示位置,弹簧向上的弹力通过弹簧座、锁片、气门杆,使气门头向上紧压在气门座圈上。长臂端与气门杆尾部接触,短臂端装有气门间隙调整螺钉。凸轮轴安装在气缸体的一侧,由曲轴通过曲轴正时齿轮、惰轮、凸轮轴正时齿轮驱动(汽油机一般无惰轮)。杯状挺柱装在气缸体的挺柱导向孔内,下端面与凸轮轴上的凸轮接触。推杆上端与调整螺钉接触,下端与挺柱接触。3.配气机构的工作过程
如图3-1所示,凸轮轴转动时,当凸轮的圆柱面(基圆)部分与挺柱接触时,挺柱不升高,
摇臂轴通过支架固定于气缸盖上平面上,摇臂套装在摇臂轴上,可绕摇臂轴转动。摇臂的挺柱以上的传动件不动作,气门是关闭的。当凸轮的凸起部分与挺柱接触时,便开始将挺柱顶起,于是气门被打开。当凸轮的最大凸起处与挺柱接触时,气门达到最大开度。随后,凸轮与挺柱接触表面的凸起开始逐渐变小,气门在气门弹簧的作用下开始上升关闭,并反向推动摇臂等传动杆件,使挺柱下压保持与凸轮的接触。当凸轮凸起部分离开挺柱时,气门完全关闭。动装置。所以凸轮轴上的凸轮数与发动机的气门数相同,各凸轮之间有一定的夹角,以满足各·76·
大多数发动机每缸各有一个进气门和排气门。每个气门都有一套如图3-1所示的气门驱缸工作次序和每一缸工作循环的要求。闭一次,即需要凸轮轴(凸轮)转过一圈,而曲轴需要转两圈。曲轴转速与凸轮轴转速之比(传动比)为2∶1。气门传动组使气门开启,气门弹簧使气门关闭。
从上述的工作过程可以看出:四冲程发动机每完成一个工作循环各缸的进、排气门需要开图3-1 配气机构4—挺柱;5—气门推杆;6—气门调整螺钉;1—凸轮轴正时齿轮;2—气缸体;3—凸轮;图3-2 链传动配气机构1—挺柱;2—推杆;3—摇臂轴总成;4—凸轮轴;5—曲轴;6—链条7—锁紧螺母;8—摇臂轴;9—摇臂;10—气13—气门;14—惰轮;15—曲轴正时齿轮门弹簧座;11—气门弹簧;12—气门导管;
二、配气机构的布置形式及驱动方式气缸之上(图3-1、图3-3、图3-4)。为了进气较充分,进气门的直径都比排气门大。
现代汽车发动机一律采用顶置气门式配气机构,即气门布置在气缸盖上,头部向下倒挂于式、下置式和中置式三种;按曲轴到凸轮轴的传动方式,可分为齿轮传动(图3-1)、链传动(图3-2)和同步带传动(图3-3、图3-4)。
1.每缸气门数及其排列方式
(1)两气门发动机的气门排列方式 多数发动机都采用每缸两个气门。进、排气门沿气缸·77·(两进一排)、四气门式(两进两排)和五气门式(三进两排)等;按凸轮轴的位置,可分为顶置
顶置气门式配气机构可按下列方式分类:按每缸的气门数,可分为双气门式、三气门式盖的纵向排成一列。这样,相邻两缸的同名气门就可合用一个气道。柴油机的进、排气道一般分置于气缸盖的两侧,以免排气对进气加热。汽油机的进、排气道通常置于缸盖的一侧,以便预热进气道中的混合气。门,进、排气门各排成一列(图3-3)。
(2)三气门发动机的气门排列方式 每缸三个气门的发动机,有两个进气门,一个排气图3-3 用同步齿形带驱动的单凸轮轴机构1—凸轮轴;2—摇臂轴;3—曲轴;4—张紧轮;5—同步带图3-4 用同步带驱动的双凸轮轴机构1—凸轮轴;2—曲轴;3—张紧轮;4—同步带名气门沿气缸盖纵向排成两列(图3-5a),由一个凸轮通过T形杆1同时驱动,并且所有气门都可以用一根凸轮轴驱动。②同名气门排在同一列,一般用两根凸轮轴驱动(图3-4、图3-5b)。
(3)四气门发动机的气门排列方式 每缸采用四个气门时,气门排列的方案有两种:①同图3-5 每缸四气门的布置及其驱动1—T形杆;2—气门尾端的从动盘·78·2.凸轮轴的布置形式多用于轿车上的高速强化发动机。这种结构都采用同步带传动或链条传动。
(1)凸轮轴上置式 凸轮轴上置式配气机构的凸轮轴安装在气缸盖上(图3-3、图3-4),轮直接与摇臂接触,通过摇臂摆动将气门打开。另一种是如图3-7所示的凸轮—挺柱式传动轮直接驱动液力挺柱的结构。
凸轮轴上置式配气机构有两种形式:一种是如图3-6所示的凸轮—摇臂式传动机构,凸机构,凸轮通过挺柱将气门顶开。一汽奥迪100、上海桑塔纳等都是采用如图3-7c所示的凸图3-6 几种常见的凸轮—摇臂式传动机构1—摇臂轴;2—摇臂;3—调整螺钉;4—气门;5—凸轮;6—滚动轴承图3-7 几种常见的凸轮—挺柱式传动机构1—凸轮;2—垫块;3—挺柱;4—气门;5—液力挺柱;6—油腔图3-8 配气正时齿轮上的正时记号1—凸轮轴正时齿轮;2—喷油泵齿轮;3—惰轮;4—曲轴正时齿轮构都采用一对正时齿轮传动。
(2)凸轮轴下置式 大多数载货汽车和大、中型客车发动机都采用下置式凸轮轴。这种结之间加入一个中间齿轮(惰轮)进行传动。3.曲轴与凸轮轴之间的传动方式
(3)凸轮轴中置式 这种结构多用于柴油机(图3-1、图3-2),一般采用在一对正时齿轮
由曲轴到凸轮轴的传动方式有齿轮传动、链传动和同步带传动。·79·用一对齿轮传动;凸轮轴中置式的,在一对正时齿轮之间加入了一个中间齿轮(惰轮),如图3-8所示。
(1)齿轮传动 凸轮轴下置、中置的配气机构多采用圆柱斜齿轮传动。凸轮轴下置式的采数是曲轴正时齿轮齿数的两倍。惰轮并不影响传动比。为保证配气正时,装配时应将齿轮上的正时记号对齐(图3-8)。现在广泛采用如图3-3、3-4所示的同步带传动。
(2)链传动和同步带传动 对于凸轮轴上置式的配气机构,过去常采用链传动(图3-2),
曲轴与凸轮轴的传动比为2∶1(曲轴转两圈,凸轮轴转一圈)。所以,凸轮轴正时齿轮的齿条张紧装置(图3-9)。常用的链条有滚子链(图3-10a)和齿形链(图3-10b)两种,各配以相应的链轮。链传动的可靠性好,使用寿命长,缺点是噪声大,需要润滑和定期张紧。
①链传动 为了防止工作时链条脱链,应使链条保持一定的张力,所以设有导链板和链图3-9 链传动配气机构1—凸轮轴正时链轮;2—张紧器;3—链条;4—曲轴正时链轮;5—导链板图3-10 传动链的结构1—链板;2—链轴;3—滚子;4—套筒平稳、噪声小的优点,在现代轿车高速发动机上得到了广泛的应用。
②同步带传动 如图3-11所示的同步带传动,既具有链传动的精确性,又具有带传动张紧轮可绕着固定在张紧轮支架上的心轴自由转动。张紧轮支架可绕着固定在机体上的心轴转使左、右两个张紧轮始终压靠在同步带的背面,使带保持张紧状态。保证精确的传动比。三、气门间隙
同步带用氯丁橡胶制成,中间夹有高强度纤维心线(图3-13)。带和带轮为啮合传动,可
同步带的张紧装置由张紧器、张紧轮支架和张紧轮组成。张紧器的结构如图3-12所示。动。当张紧器的顶杆弹性顶压在支架心轴的一侧(图3-11b)时,支架绕其心轴作正时针转动,凸轮基圆到气门之间没有间隙,冷态时气门尚可关闭严密,但当发动机起动后温度升高,气门·80·
当配气凸轮的圆柱面(基圆)部分与挺柱接触时(图3-14)气门处于关闭状态。如果此时从图3-11 同步带传动配气机构1—凸轮轴正时同步带轮;2—右张紧轮;3—张紧轮支架;4—曲轴正时同步带轮;5—张紧器;6—左张紧轮;7—同步带;8—张紧器弹簧;9—张紧轮图3-12 自动调整式张紧器1—顶杆;2—壳体;3—压力室;4—弹簧;5—球阀图3-13 同步带结构1—背面;2—橡胶层;3—防水层;4—帆布;5—心线图3-14 气门间隙Δ及其调整装置1—调整螺钉;2—摇臂;3—气门座;4—凸轮;5—挺柱;6—推杆;7—气门杆;8—气门头;9—垫块;10—挺柱及传动件受热膨胀伸长,便会把气门顶开,使气门关闭不严。为此,应于冷态时在凸轮基圆面到气门杆端面之间留有供机件热膨胀用的间隙,以确保气门关闭严密,此间隙称为气门间隙,即图3-14中Δ。0.35mm。
气门间隙的大小因机型而异。通常进气门间隙为0.25～0.30排气门间隙为0.30～
气门间隙的大小可用塞尺测量。因磨损等原因,在发动机使用过程中,气门间隙的大小会发生变化,因此设有气门间隙调整螺钉或调整垫块等气门间隙调整装置(图3-14)。机,特别是轿车发动机,采用了长度能自动变化的液力挺柱(图3-7c),可随时补偿气门的胀、缩量,因此不需要气门间隙及其调整装置。·81·
气门间隙的存在会使配气机构传动零件间产生撞击、噪声并加剧磨损。所以,有些发动四、配气相位开启与关闭时相对于上、下止点曲拐位置的曲轴转角来表示配气相位。
发动机进、排气门实际的开启与关闭时刻与开启持续的时间,称为配气相位。通常用气门理论上四冲程发动机的进气门当曲拐处于上止点时开启,在曲拐转到下止点时关闭;排气门则在曲拐处于下止点时开启,上止点时关闭。进、排气时间各占180°曲轴转角。但是,由于实际上发动机的转速都很高,活塞每一行程的时间很短。例如上海桑塔纳轿车发动机在最大功率时的转速为5600r/min,一个行程历时仅为60/(.0054s。为了使发动机进气充足,排气干净,发动机都采用了延长进、排气时间的方法,即气门的开启和关闭并不正好是曲拐处在上、下止点的时刻,而是分别提早和延迟一定的曲轴转角,俗称气门的早开迟闭。1.进气门的配气相位
如图3-15所示,在排气行程接近终了,活塞到达上止点之前,即曲拐转到离上止点位置还差一个角度α时,进气门便开始开启,α称为进气提前角,一般α为10°～30°。进气门早开是为了当活塞到达上止点时,进气门已有一定的开度,当活塞下行开始进气行程时,可以显著地减小进气阻力。并未关闭,而是在曲拐转过下止点后一个角度β,活塞上行进入压缩行程时,进气门才关闭。β称为进气迟后角,一般β为40°～80°。活塞在到达进气行程下止点时,气缸内压力仍低于大气压力,在压缩行程开始阶段,活塞上移速度较慢的情况下,仍可利用气流惯性和压力差继续进气。因此,进气门迟闭有利于充气。进气门实际开启时间所对应的曲轴转角为α+180°+β,约为230°～290°。2.排气门的配气相位
在作功行程接近终了,活塞到达下止点之前,即曲拐转
在进气行程曲拐转到活塞到达下止点的位置时,进气门到距下止点位置还差一个角度γ时,排气门便开始开启。γ称为排气提前角,一般γ约为40°～80°。作功行程接近终了,气缸内的压力约为0.3～0.4MPa,排气门早开,大部分废气可在此压力下迅速排出,从而减小活塞上行排气时的阻力。另外,高温废气的迅速排出,可以防止发动机过热。后一个角度δ,活塞下行进入进气行程时,排气门才关闭。δ称为排气迟后角,一般δ约为更干净。排气门实际开启时间对应的曲轴转角为γ+180°+δ,约为230°～290°。3.气门重叠及气门重叠角·82·
在排气行程曲拐转到活塞到达上止点的位置时,排气门并未关闭,而是在曲拐转过上止点图3-15 发动机的配气相位图10°～30°。排气门迟闭有利于利用排气的惯性和气缸内的压力高于大气压的压差,把废气排得
由于进气门在曲拐转到距上止点位置为α角时打开,排气门在曲拐转过上止点位置δ角时关闭,所以出现了在一段时间内进、排气门同时开启的现象,这种现象称为气门重叠。进、排气门同时开启过程对应的曲轴转角称为气门重叠角。气门重叠角为α+δ。小适当,是不会出现废气倒流入进气道和新鲜气体随废气一起排出的现象的。相反,进入气缸内部的新鲜气体可增加气缸内的压力,将废气挤出。如气门重叠角过大,则会出现气体倒流现象。4.配气相位与发动机转速和负荷的关系角和迟后角越大。
发动机转速不同,配气相位也应不同。转速越高,每一次的进、排气时间越短,要求提前发动机负荷不同,配气相位也应不同。汽油机小负荷运转时,由于进气压力较低,要求气
目前大多数发动机的配气相位是不能改变的。它是按照发动机性能要求,通过试验来确定
由于进气流和排气流都有各自的流动惯性,在短时间内不会改变流向,如果气门重叠角大门重叠角减小,否则会出现废气倒流现象,使进气量减少。某一常用转速下较合适的配气相位。因此发动机在该转速下运转时,配气相位最合适,而在其它转速下运转时,配气相位就不是最合适的。调整装置装于凸轮轴正时齿轮与凸轮轴之间,接受电脑的指令,对配气相位进行自动调整。
五、配气机构的零件和组件
现在,有少数用电脑控制的发动机的配气相位可以随发动机转速、负荷变化而自动调整。弹簧等。
如图3-16所示,气门组主要包括气门、气门座、气门导管、气门锁片、气门油封及气门图3-16 气门组4—气门油封;5—气门弹簧垫;6—气门导管;7—气门;8—气门座;9—气缸盖1—气门锁片;2—气门弹簧座;3—气门弹簧;图3-17 气门1—气门密封锥面;2—气门杆;3—气门杆端面;4—气门顶(1)气门 气门分为进气门和排气门两种,其作用是密封进、排气道。闭过程中起导向作用。气门头部与具有腐蚀介质的高温燃气接触,并在关闭时承受很大的落座·83·
气门由头部和杆身两部分构成(图3-17)。头部用来封闭进、排气道,杆身用来在气门开冲击力。气门杆身润滑困难,处于半干摩擦状态下工作。由于气门的工作条件很差,要求气门材料必须有足够的强度、刚度、耐高温、耐腐蚀和耐磨损。进气门一般采用中碳合金钢,排气门多采用耐热合金钢。顶最多见。喇叭形顶适合做进气门,不宜做排气门。球面顶适合于排气门。
①气门顶部的形状 气门顶部形状主要有平顶、喇叭形顶和球面顶等(图3-18)。以平图3-18 气门顶部的形状面配合,起到密封气道的作用。气门密封锥面与顶平面之间
②气门头 如图3-19所示,气门密封锥面是与杆身同心的圆锥面,它与气门座密封锥的夹角α称为气门锥角。气门锥角α一般为45°。为了增大气流的流通面积,使进气充分,有的进气门锥角做成30°,且多数发动机的进气门的头部直径比排气门的大。气门头的边缘厚度a一般为1～3mm,以防工作中由于气门与气门座之间的冲击而损坏或被高温气体烧蚀。锥面互相研磨,使其接触时不漏气。研配好的气门不能互换。图3-19 气门密封锥面
为保证良好密合,装配前应将气门头与气门座的密封门导管中上、下往复运动,因此,要求气门杆与气门导管有一定的配合精度和耐磨性。气门杆表面须经过热处理和磨光。气门杆端的形状取决于气门弹簧座的固定方式。常用的结构是用两半的锥形锁片来固定弹簧座(图3-20a),在气门杆的端部制有安装锁片的环槽。另一种是用锁销固定弹簧座,在气门杆端部制有一个安装锁销的径向孔(图3-20b)。
③气门杆 气门杆与气门导管配合。气门杆为圆柱形。气门开、闭过程中,气门杆在气图3-20 弹簧座的固定方式(2)气门导管 气门导管的功用是为气门的往复直线运动起导向作用,使气门与气门座准·84·1—气门杆;2—气门弹簧;3—弹簧座;4—锁片;5—锁销确贴合,另外,气门导管还在气门杆与气缸盖之间起导热作用。气门导管多用灰铸铁、球墨铸铁或粉末冶金制成,与气缸盖上的气门导管孔为过盈配合(图3-16)。杆与气门导管的间隙处流入,在气缸内和气门上形成积炭,有的发动机在气门杆上装有气门油封(图3-16)。气门杆与气门导管的配合间隙为0.05～0.12mm。是:与气门头部一起对气缸起密封作用,同时接受气门头部传来的热量,起到对气门散热的作
(3)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。气门座的功用
气门杆在气门导管中运动时,靠配气机构飞溅出来的机油润滑。为防止过多的机油从气门用。气门座可以直接在铸铁气缸盖上镗出,也可以用较好的材料(合金铸铁、奥氏体钢等)单独制作,然后镶嵌到气缸盖上(图3-19)。镶嵌式气门座的优点是使用寿命长且可以维修更换,缺点是导热性差,如与气缸盖上的座孔配合过盈量选择不当,工作时座圈可能脱落,造成重大事故。密封锥面的贴合宽度b1为1～2.5mm,以保证一定的座合压力,使密封可靠,同时又有一定的导热面积。
气门座的锥角由三部分组成(图3-21a),其中45°(30°)的锥面与气门密封锥面贴合。要求图3-21 气门座锥角与密封干涉角于磨合期加速磨合。磨合期结束,干涉角逐渐消失,恢复了全锥面接触。
有些发动机的气门锥角比气门座锥角小0.5°～1°,该角称为密封干涉角。密封干涉角有利1—气门;2—气门座3-16),弹簧的一端支承在气缸盖上,另一端弹压在气门杆端的弹簧座上,弹簧座用锁片固定摇臂(或挺柱)向下压气门杆的末端,并通过锁片、弹簧座向下压缩气门弹簧时,气门才打开(图3-14),当气门开得最大时,弹簧被压缩得最短,然后随着凸轮转动,弹簧开始伸长,推
(4)气门弹簧 气门弹簧多为圆柱形螺旋弹簧。气门弹簧压缩后才能安装在气门上(图在气门杆的末端。气门弹簧的弹力通过弹簧座、锁片使气门紧压在气门座上。只有当凸轮驱使动气门及摇臂等传动件上移,直至气门落座关闭。所以,气门每开闭一次,气门弹簧便缩伸一次。气门弹簧的功用是关闭气门,并使气门压紧在气门座上,防止气门在发动机振动时发生跳动。另外,气门弹簧可防止各传动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。为了防止弹簧共振可采用变螺距的圆柱弹簧(图3-22)。目前,很多发动机采用同心安装的继续维持工作,不致使气门落入气缸中。·85·
气门弹簧多为等距弹簧。但随着发动机转速的提高,弹簧产生共振而折断的可能性增加。内、外两根旋向相反的弹簧(图3-23),不但防止共振,而且当一根弹簧折断时,另一根还能图3-22变螺距弹簧图3-23 双气门弹簧不等距的气门弹簧在安装时,螺距小的一端应朝向气门头部。
2.气门传动组
气门传动组主要包括凸轮轴和正时齿轮、挺柱及其导管、推杆、摇臂总成和摇臂轴等。气门传动组的作用是使进、排气门按配气相位规定的时刻开闭,并保证有足够的开度。(1)凸轮轴来使气门按各缸的工作次序和配气相位及时开闭,并保证气门有足够的升程。除了驱动气门外,有的汽油机下置式凸轮轴上还制有驱动分电器和机油泵的螺旋齿轮4和驱动汽油泵的偏心轮3。
①凸轮轴的功用和一般构造 如图3-24a所示,在凸轮轴上制有各缸进、排气凸轮,用图3-24 四缸四冲程汽油机凸轮轴1—凸轮;2—凸轮轴轴颈;3—驱动汽油泵的偏心轮;4—驱动分电器等的螺旋齿轮形,使配气相位发生变化。因此,有的发动机凸轮轴采用了每缸的进、排气凸轮两侧各有一道凸轮轴轴颈的全支承结构,以减小凸轮轴的变形。为了安装方便,凸轮轴各轴颈做成了从前向·86·
凸轮轴是一根细长轴,在工作中受到气门间歇性开启的周期性冲击载荷,容易产生弯曲变后依次减小的结构。凸轮轴的前端通过键装有正时齿轮或同步带轮等。热处理后精磨,所以具有足够的硬度和耐磨性。②凸轮的轮廓曲线和凸轮的相对角位置
凸轮轴一般用优质钢模锻而成,也有采用合金铸铁或球墨铸铁铸造的。凸轮和轴颈表面经
a.凸轮的轮廓曲线 凸轮的轮廓应保证气门开启和关闭的持续时间符合配气相位的要求,并使气门有一定的升程。气门开启与关闭过程的运动规律也取决于凸轮的轮廓曲线。如图3-25所示,O点为凸轮的旋转中心。EA为以O为中心的圆弧,称为基圆。当挺柱与E点接触,凸轮按箭头方向逆时针转动,EA弧(基圆)滑过挺柱时(图3-26a),挺柱不动,气门处于关闭状态。凸轮转过A点后,挺柱(液力挺柱除外)开始上移,至B点气门间隙消除(图3-26b)。当BC段轮廓曲线滑过挺柱时气门开启,至C点达到最大升程(图3-26c)。当CD段轮廓曲线滑过挺柱时气门开度变小,至D点气门落座关闭。当DE段轮廓曲线滑过挺柱时,开始恢复气门间隙,至E点气门间隙完全恢复。φ对应着气门开启持续角,了气门的升程及其升、降过程的运动规律。图3-25 凸轮的轮廓曲线ρ1和ρ2是消除和恢复气门间隙所需要的凸轮转角。凸轮轮廓曲线BCD段的形状和尺寸,决定图3-26 凸轮转动与挺柱移动示意图开和落座时的冲击,减小噪声与磨损。由于气门打开的凸轮轮廓BC段受力要大于CD段,所以BC段磨损较大。使用一段时间后,气门开启时间推迟,开启持续角φ减小,气门升程降·87·
凸轮轮廓曲线是对称的,在凸轮轮廓与基圆结合处,设有一小段缓冲段,以减小气门在打低,发动机的充气系数下降。门不早开晚关,从排气门开启到进气门开启,曲轴正好转过180°,对应凸轮轴进、排气凸轮之间的夹角为90°。但由于进、排气都有提前角,且排气提前角γ(40°～80°)大于进气提前角α(10°～180°(图3-15),对应的凸轮轴上两异名凸轮排气凸轮和进气凸轮之间的夹角α略大于90°(图3-27)。如果知道凸轮轴的转动方向,便可根据凸轮轴本身辨别出哪30°),所以从排气门开启到进气门开启,对应的曲轴转角大于
b.凸轮的相对角位置 四冲程发动机的排气行程和进气行程是相连的两个行程,如果气些是进气凸轮,哪些是排气凸轮,进而还可以判断出发动机各缸的发火顺序,其方法如下:轮传动,曲轴正时针转动,凸轮轴逆时针转动。采用同步带或链传动的顶置式凸轮轴顺时针转动。(b)辨别进、排气凸轮 如图3-27所示,凸轮轴逆时针转
(a)确定凸轮轴的旋转方向 下置式凸轮轴采用一对正时齿图3-27 同一气缸进、排气凸轮相对角位置1—进气凸轮;2—排气凸轮动,按照先排气后进气的规律,即可分辨出如图所注的进、排气凸轮;若凸轮轴顺时针转动,则进、排气凸轮的位置与前者正好相反:位于右下方的是排气凸轮,位于正上方的是进气凸轮。如此逐缸判断。列顺序便是发动机各缸的进气(或排气)顺序,它和发动机的发火顺序是相同的。例如,图3-序是1—3—4—2,从而可以判定出发动机的发火顺序也是1—3—4—2。
(c)判定发动机的发火顺序 从凸轮轴的前端看,各缸同名凸轮逆着凸轮轴旋转方向的排24c所示的四缸发动机,从凸轮轴前端看(A向),各缸同名凸轮逆着凸轮轴旋转方向的排列顺③凸轮轴轴承及润滑 凸轮轴的轴承多采用压入气缸体承孔中的衬套。有些顶置凸轮轴式发动机,不采用衬套,轴颈直接与气缸盖上镗出的承孔配合。凸轮轴轴承和轴颈采用压力润滑,在气缸体或气缸盖上钻有油道与轴承相通。凸轮与挺柱图3-28 凸轮轴轴颈上的油槽与油孔1—凸轮轴;2—节流槽;3—缸体;4—油堵;5—空腔;6—泄油孔;7—油孔·88·之间用飞溅润滑。有些发动机摇臂的润滑是从凸轮轴轴承处把机油通过气缸体和气缸盖上的油道输送到摇臂轴进行的。为防止供油过多,在相应的轴颈上制有两条互不相通的弧形节流槽钻有油孔7,用于润滑该轴颈的前端面(轴向止推面)。(图3-28)。为防止机油压开油堵4漏油,在最后一道轴颈上钻有泄油孔6。在第一道轴颈上④正时齿轮及凸轮轴的轴向定位 与曲轴正时齿轮啮合的凸轮轴正时齿轮,多为用夹布胶木制成的圆柱斜齿轮。它传动平稳,噪声小,但有一定的轴向作用力。正时齿轮与凸轮轴用半圆键连接,轴端用螺母固定(图3-29)。在安装凸轮轴总成时,应将凸轮轴齿轮和曲轴正时齿轮上的正时记号对准(图3-30),以保证正确的配气相位。图3-29 凸轮轴的轴向定位1—正时齿轮;2—锁紧垫圈;3—螺母;4—止推凸缘;5—止推凸缘固定螺栓;6—隔圈;7—凸轮轴轴承图3-30 正时齿轮及啮合标记1—曲轴正时齿轮;2—正时记号;3—凸轮轴正时齿轮6,用螺母3把齿轮和隔圈压紧。止推凸缘4松套在隔圈6上,并用两个螺栓5固定在气缸体前端面上。止推凸缘比隔圈薄约0.08～0.20mm,使止推凸缘与正时齿轮后端面间形成0.08～0.20mm的间隙。当凸轮轴产生轴向移动时,止推凸缘便与凸轮轴颈端面或正时齿轮轮毂端面接触,从而防止了轴向窜动。间隙可用改变隔圈厚度进行调整。止推凸缘磨损后可以更换。止推凸缘固定螺栓5是通过正时齿轮腹板上的孔进行拆装的。3-1)或者气门杆(图3-7)。挺柱的底面与凸轮滑动摩擦,圆柱面与挺柱导向孔滑动摩擦,受到的摩擦力都很大。挺柱常用镍铬合金铸铁或冷激合金铸铁制造,摩擦表面经热处理后精磨。式挺柱的下端设有油孔,以便将流到挺柱内的机油引到凸
挺柱常见的形式有筒式和滚轮式两种(图3-31)。筒图3-31 挺柱
凸轮轴的轴向定位装置如图3-29所示,在正时齿轮1和第一道轴颈端面之间装有隔圈
(2)挺柱 挺柱的功用是将凸轮的推力传给推杆(图轮上润滑。挺柱装在气缸体或气缸盖上镗出的导向孔中。有的发动机挺柱装在可拆式的挺柱导向体中,导向体固定·89·在气缸体上。柱错开,使凸轮与挺柱底面的接触线与挺柱的中心线不对称(图3-32),从而产生一个使挺柱绕其中心线旋转的摩擦力矩。长度可以变化的液力挺柱,而取消了气门间隙。现以奥迪和桑塔纳轿车发动机上所采用的液力挺柱为例说明液力挺柱的一般构造和工作原理。配合。球阀5被补偿弹簧13压靠在柱塞下端面的阀座上。补偿弹簧还可以使挺柱与油缸始终和凸轮与气门杆保持接触,以消除气门间隙。
如图3-33所示,杯形油缸12的外圆柱面与挺柱体9的导向孔配合,内圆柱面与柱塞11
为了解决气门间隙所引起的冲击和噪声,越来越多的发动机(特别是轿车发动机),采用了
为了挺柱的底面和柱面磨损均匀,应使挺柱在移动的同时能够旋转。为此,常将凸轮与挺图3-32 挺柱旋转原理图1—挺柱;2—凸轮图3-33 桑塔纳和奥迪发动机液力挺柱1—高压油腔;2—气缸盖油道;3—量油孔;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—挺柱焊缝;11—柱塞;12—油缸;13—补偿弹簧;14—气缸盖;15—气门杆运动到它上面的环形油槽与气缸盖上的斜油孔4对齐时,气缸盖油道2内的机油通过量油孔3、斜油孔4和环形油槽进入挺柱内的低压油腔。柱塞下端油缸内部的空腔称为高压油腔1。当球阀打开时,高压油腔和低压油腔相通。在高、低压油腔中充满了油液。液力挺柱的工作原理如图3-34所示。在气门打开的过程(图3-34a)中,凸轮2推动挺柱
挺柱体内部的低压油腔6通过挺柱顶面上的键形槽7与柱塞上方的低压油腔相通。当挺柱 体5和柱塞4下移,而油缸9受到气门弹簧的阻力不能立即下移,致使高压油腔6的容积变小,油液被压缩,油压升高,加上补偿弹簧8的推力使球阀10紧压在阀座上。于是,高低压油腔被球阀分隔开。由于液体的不可压缩性,整个挺柱如同一个形状不变的刚体一样,下移推开气门并保证了气门应达到的升程。虽然在此期间,高压油腔会有少量机油从柱塞4和油缸9之间的间隙处漏入低压油腔,使凸轮和气门杆间的挺柱长度稍有缩短,但不会影响气门的正常打开。此时,挺柱上的环形油槽已和缸盖上的斜油孔错开,低压油腔进油道被切断,停止了进油。门杆上、下两方面的顶压,高压油腔仍保持高压,球阀仍处于关闭状态,液力挺柱仍相当于一·90·
在气门关闭的过程(图3-34b)中,气门弹簧推动气门及挺柱上移,由于仍受到凸轮和气图3-34 液力挺柱的工作原理1—凸轮轴;2—凸轮;3—低压油腔;4—柱塞;5—挺柱体;6—高压油腔;7—气门;8—补偿弹簧;9—油缸;10—球阀个尺寸不变的刚体,直至气门落座关闭为止。补偿因油液泄漏而缩短的那一段挺柱长度。与此同时,球阀打开,挺柱体上的环形油槽与气缸液。压油腔泄漏一部分,油缸相对于柱塞上移,从而使挺柱自动缩短,保证气门关闭严密。当气门冷却收缩时,补偿弹簧将油缸向下推动,挺柱自动伸长,保证不出现气门间隙。杆驱动摇臂的。推杆下端与挺柱接触,上端与摇臂调整螺钉接触。由于摇臂绕摇臂轴转动,推杆在做上下运动的同时,上端随摇臂一起做微量摆动,为了不发生运动干涉,推杆下端常做成球形,与挺柱的凹球面配合,上端做成凹球形,与气门调整螺钉球头配合。杆身部分多为空心管。推杆是承受压力的细长杆,很容易弯曲变形。(4)摇臂组与摇臂组成。
①摇臂组(图3-35) 摇臂组主要由摇臂7、摇臂轴2、摇臂轴支座5及定位弹簧11等
(3)推杆 如图3-1所示,采用中置或下置式凸轮轴的配气机构,凸轮是通过挺柱和推
当气门受热膨胀伸长时,向上挤压油缸,高压油腔中的油通过柱塞与油缸之间的间隙向低
气门关闭以后(图3-34c),补偿弹簧将柱塞和挺柱体继续向上推移一个微小的行程,以盖上的斜油孔对齐,润滑系的油液经低压油腔进入高压油腔内,补充高压油腔中泄漏掉的油图3-35 摇臂组1—碗形塞;2—摇臂轴;3—螺栓;4—摇臂轴紧固螺钉;5—摇臂轴前、后支座;6—摇臂衬套;7—摇臂;8—摇臂调整螺钉锁紧螺母;9—调整螺钉;10—摇臂轴中间支座;11—定位弹簧·91·轴转动,在图示结构中是利用摇臂轴紧固螺钉4将摇臂轴固定在支座上的。中间支座10上有油孔和气缸盖上的油道及摇臂轴上的油孔相通。机油可进入空心的摇臂轴内,然后又经摇臂轴上正对着摇臂处的油孔进入到轴与摇臂衬套之间润滑,并经摇臂上的油道对摇臂的两端进行润滑。在摇臂轴上的两个摇臂之间套装着一个定位弹簧11,以防止摇臂轴向窜动。值(摇臂比)约为1.2～1.8,长臂一端是推动气门的,可使气门的升程大于凸轮的升程。长臂的端头与气门杆尾端接触的部位制成圆弧状,当摇臂摆动时可沿气门杆端面滚滑。这样可以使二者之间的力尽可能沿气门杆轴线作用。在摇臂短臂端的螺孔中旋入用于调整气门间隙的调整螺钉1。摇臂上钻有油孔(图中A-A),机油经油孔对摇臂两端进行润滑。
②摇臂(图3-36) 气门摇臂是一个以中间轴孔为支点的不等臂杠杆。两边摇臂长的比
摇臂轴为空心轴,安装在摇臂轴支座孔内,支座用螺栓固定在气缸盖上。为防止摇臂图3-36 摇臂1—气门间隙调节螺钉;2—锁紧螺母;3—摇臂;4—摇臂轴套 图3-37 无声摇臂1—凸轮轴;2—挺柱;3—推杆;4—摇臂轴;5—摇臂;6—弹簧;7—柱塞;8—凸环;9—气门无声摇臂在气门杆尾端与摇臂之间装有凸环8、弹簧6和柱塞7。当气门处于关闭状态
③无声摇臂(图3-37) 无声摇臂可以消除由于气门间隙在气门开启时产生的噪声。时,柱塞在弹簧的作用下,将凸环向外摆开,消除了气门间隙。气门开启时,由于气门杆尾部与凸环接触点相对于凸环与摇臂的支点,偏向柱塞一侧,所以凸环在气门杆的反作用力作用下向柱塞一侧摆动,压缩柱塞,直至将柱塞压到底后气门开始开启。由于始终没有间隙,因而消除了噪声。当气门受热膨胀伸长时,气门杆将凸环推向柱塞一侧摆动,使气门关闭紧密。当气门冷却收缩时,弹簧和柱塞将凸环推向外侧摆动,保持凸环与气门杆尾端接触。·92·第二节 配气机构的维修门关闭不严、配气相位变化,使气门的开启时间和最大开度减小;气门弹簧、同步带等疲劳折断会使气门和活塞发生撞击,严重损坏零件。声变大,严重时,使发动机熄火或不能起动。
配气机构的工作性能降低后,会使发动机气缸的充气量减少,耗油量增加,功率下降,噪配气机构的维修是为了恢复零件的工作性能,保证配气相位正确,气门关闭严密,从而使
配气机构零件最常见的耗损形式是磨损和变形以及疲劳损坏。零件的磨损和变形会造成气发动机进气充分、排气彻底,配气机构工作平稳无异响,保持正常的发动机功率和燃油消耗量。
一、配气机构的拆装要点齿轮总成;最后从缸盖上拆下气门组的零件。配气机构的安装顺序与拆卸顺序正好相反,只是增加了一道在零件的摩擦表面涂抹机油的程序。已经相适,安装时最好也不要错乱。1.摇臂轴总成的拆装要点
气门与气门座是成对配研的,安装时不得错乱。另外,挺柱与挺柱导向孔经过磨合,彼此
因为装在摇臂轴上的各摇臂中,有的摇臂正处于压缩气门弹簧使气门打开的状态,这样的
配气机构的拆卸顺序通常是:首先从气缸盖上拆下摇臂轴总成;其次拆下凸轮轴及其正时摇臂对摇臂轴有一个向上的作用力。所以,在拆卸摇臂轴总成时,要把全部摇臂轴支座的固定螺栓分几次逐渐拧松,使摇臂轴平行地远离气缸盖,安装时亦然,以防拆装不当造成摇臂轴弯曲。2.凸轮轴总成的拆装要点
(1)确认配气正时记号 拆卸凸轮轴总成前应仔细观察曲轴和凸轮轴正时齿轮的配气正时记号,尤其是在缺少资料的情况下,更有必要。配气正时记号的一般规律是:对于齿轮传动的配气机构,配气正时记号一般都打在齿轮上(见图3-8),但也有分别打在正时齿轮和正时齿轮室上的。对于同步带传动或链传动的配气机构,配气正时记号通常则分别制在正时同步带轮图3-38 配气正时记号1-曲轴;2—曲轴正时同步带轮的正时记号;3—凸轮轴;4—凸轮轴同步带轮的正时记号·93·带轮(或链轮)上的正时记号分别和其后侧壳体上的记号对准,然后再安装同步带(或链条),即可保证配气正时。除其轴向定位。
(2)中、下置式凸轮轴的拆装 无论中、下置式还是上置式凸轮轴,在拆卸时都要首先解下置式凸轮轴与曲轴的定时齿轮是一对圆柱斜齿轮,其相互啮合的斜齿与凸轮轴和曲轴的(或链轮)和其后侧静止不动的壳体件上(图3-38)。安装时,只要使曲轴和凸轮轴的正时同步轴线不平行,只有一边转动,一边沿轴向外撬凸轮轴齿轮,才能使其脱离啮合。(安装时,对准手边转动(防止凸轮和挺柱卡住)边向外抽出凸轮轴。凸轮轴的拆装方法如同前述摇臂轴总成的拆装要点一样。3.气门组的拆装
通常用如图3-39所示的专用工具拆装气门弹簧。
(3)上置式凸轮轴的拆装(图3-6b、d;图3-7) 对于承受正在开启的气门的弹簧弹力的记号后,亦应在转动的同时推压凸轮轴齿轮,使其与曲轴齿轮进入全齿啮合状态为止。)然后,用图3-39 几种拆装气门的专用工具的使用方法TJ376Q型发动机的排气门导管拆卸时,先用铜棒将导管打断,再朝燃烧室方向压出。座与气缸盖气道间有台阶存在时,可用此种方法拆卸。如无台阶时,一般采用镗削的方法将旧气门座镗除。-0.17mm。将新气门座用干冰或液氮冷却10min以上,同时将气
选配的新气门座与气缸盖承孔的过盈量一般为-0.07～
气门座的拆除方法一般有两种:一种如图3-41所示,当气门
气门导管的拆装应使用专用的铜质冲头压出或压入(图3-40)。有的发动机,如天津夏利缸盖加热至373～423K,然后在气门座圈外涂一层密封胶,迅速装入气缸盖承孔中。二、气门间隙的调整检查与调整。·94·
气门间隙应符合原厂规定。在二级维护时应对气门间隙进行
调整气门间隙之前首先要确认各缸的进、排气门,然后找到图3-40 气门导管的拆装1—专用冲头;2—气门导管;3—气缸盖第一缸压缩行程上止点位置。1.进气门和排气门的确认
(1)根据气门与所对应的气道确定。进气歧管所对的是气缸盖上的进气道和进气门;排气歧管所对的是排气道和排气门。察各缸的两个气门,先动为排气门,随后动的为进气门,并在气门上作记号。2.一缸压缩上止点的确定
(1)分火头判断法:记下一缸分高压线的位置,打
(2)用转动曲轴观察确定。方法是:转动曲轴,观开分电器盖,转动曲轴,当分火头与一缸分高压线位置相对时,表示一缸在压缩上止点。同在一个方位的最后缸(如直列六缸机的第六缸或四缸机的第四缸)的排气门打开又逐渐关闭到进气门动作瞬间,为六(四)缸在排气上止点,即一缸在压缩上止点。上止点。很多发动机在曲轴的后端或前端制有确定第一机,在飞轮的圆柱面上和飞轮壳上分别制有第一缸上止当两记号对齐时,第一缸活塞正好处于压缩或排气上止点位置。行程常用的两种方法:一种是把一缸火花塞(或喷油器)座孔用棉球堵住,摇转曲轴,当棉球被气缸内的压缩气体弹出时,表明该缸已进入压缩行程。另一种是摇转曲轴,看一缸气门的动作,当进气门关闭时,表明该缸已进入压缩行程。所处的上止点位置便是压缩行程上止点。3.气门间隙的调整步骤
按上述方法找到一缸压缩行程后,慢慢摇转曲轴,使一缸上止点记号对齐,此时一缸活塞
第一缸压缩行程上止点的确定方法是:先找到压缩行程,然后再确定压缩上止点。找压缩
(3)按发动机上的第一缸上止点记号确定一缸压缩图3-41 气门座的拆卸方法1—气门座;2—张开用螺母;3—胀开锥;4—施加拉力螺母;5—套筒;6—弹簧卡头式拉爪;7—缸盖
(2)逆推法:转动曲轴,观察与一缸曲轴连杆轴颈缸上止点的记号。例如东风EQ6100和解放CA6102发动点记号(图2-46)。BN492Q发动机则在曲轴带轮和定时齿轮室上分别制有第一缸上止点记号。找到第一缸活塞的压缩上止点,调整一半数量的气门间隙;然后将曲轴转动一周,再调整其余所有气门的间隙。只有当挺柱与凸轮的基圆接触时,才能调整该气门的间隙。所以,根据发动机的配气相位图、曲拐布置图和工作顺序便能确定出该气门的挺柱是否与凸轮的基圆接触,气门是否可调。如图3-42所示,6缸发动机的工作顺序为:1—5—3—6—2—4。图中一缸正处于压缩上止点位置,其进、排气门都处于挺柱与凸轮基圆接触状态,于是在表3-1中1缸的下面写一个“双”字,·95·表示该缸的进、排气门间隙均可调。6缸处于排气上止点,进、排气门处于叠开状态,均不可
两次调整法的关键是怎样在全部气门当中确定可以调整的气门。从配气机构的结构可知:
(1)确定可调气门 调整气门间隙,一般都是采用简单快捷的两次调整法。调整时,首先图3-42 用配气相位图确定发动机的可调气门调,于是在表中6缸的下面写一个“不”字,表示进、排气门均不可调;5缸正处于压缩行程,但曲拐刚刚离开“进气门关”的位置,进气门正处于恢复气门间隙的过程(图3-26a),进气门的挺柱还未落到凸轮的基圆上,因此进气门不可调,但该缸曲拐距“排气门开”和“排气门关”的位置都很远,排气门凸轮的基圆正与挺柱接触,排气门间隙可调。3缸正处于进气行程,进气门不可调,排气门距“排气门关”的位置较远,挺柱正与凸轮基圆接触,排气门可调。因此在表中5缸和3缸的下面写一个“排”字,表示排气门间隙可调;2缸正处于排气行程,排气门不可调,但曲拐距“进气门开”的位置尚远,进气门可调,4缸正处于作功行程,曲拐已距“排气门开”的位置很近,凸轮的AB段轮廓正与挺柱接触,处于消除气门间隙阶段门可调,因此在表中2、4缸的下面写一个“进”字,表示进气门间隙可调。表3-1 六缸发动机可调气门排列表双不排进不双进排(图3-26b),故排气门不可调,但曲拐距“进气门开”和“进气门关”的位置都很远,进气气缸工作顺序第一遍(一缸在压缩上止点)第二遍(六缸在压缩上止点)调气门正好是:双(1缸)、排(5、3缸)、不(6缸)、进(2、4缸)6个气门(表3-1)。同理可分
综合上述分析,一缸在压缩上止点时,按照发动机1—5—3—6—2—4的工作顺序,其可析,当将曲轴从一缸压缩上止点位置转过一圈使6缸处于压缩上止点时,剩余的6个气门可调:从6缸起,按照发动机的工作顺序,可调气门也正好是:双(6缸)、排(2、4缸)、不(1缸)、进(5、3缸)6个气门。3-2至表3-5按“双排不进”法列举了几种发动机的可调气门的排列表,以供参考。·96·
上述确定发动机可调气门的方法称为“双排不进”法。其特点是简单快捷,便于记忆。表表3-2 五缸发动机可调气门排列表气缸工作顺序第一遍(一缸在压缩上止点第二遍(一缸在排气上止点1双不2排进4不双53进排表3-3 四缸发动机可调气门排列表气缸工作顺序第一遍(一缸在压缩上止点)第二遍(四缸在压缩上止点)双不排进不双进排表3-4 八缸发动机可调气门排列表气缸工作顺序第一遍(一缸在压缩上止点)第二遍(六缸在压缩上止点)双不排进不双进排表3-5 三缸发动机可调气门排列表气缸工作顺序第一遍(一缸在压缩上止点)第二遍(一缸在进排上止点)1双不2排进3进排调整螺钉,另一只手用梅花扳手拧松锁紧螺母,将塞尺插入气门间隙处,然后转动调整螺钉,使摇臂端头将塞尺轻轻压住,用轻
(2)调整气门间隙的方法 如图3-43所示,调整气门间隙时,一手用螺丝刀固定住气门微力量抽动塞尺,以略感发涩为宜,然后将调整螺钉保持不动,拧紧锁紧螺母,最后再复查一次气门间隙,以防在拧紧锁紧螺母时,间隙发生变化。变大,应通过更换新垫块恢复气门间隙。三、气门组零件的检修
在用垫块调整气门间隙的配气机构中(图3-14c)如气门间隙
1.气门与气门座的配合要求图3-43 气门间隙的调整性和经济性关系极大。
气门与气门座的配合影响到气缸的密封性,对发动机的动力①气门与气门座密封锥面角度应一致。为改善气门与气门座的磨合性能,磨削气门的密·97·
对气门与气门座的配合要求是:封锥面时,其锥面角度比气门座小0.5°～1°(图3-21b)。在初始状态下,让气门座密封带迎着废气流一侧与气门密封锥面成线接触,以防止密封带在未强化前,气门关闭时夹住废气中的高温质点,形成点蚀而破坏密封性。降低,过于靠里,会造成与气门座接触不良。
②气门与气门座的密封带位置在中部靠里(图3-21b中c1>a1)。过于靠外使气门的强度③气门与气门座的密封带宽度b(图3-21a)应符合原设计规定,一般b1=1～2.5mm。
④气门密封锥面与杆部的同轴度误差和气门座与导管的同轴度误差应不大于0.05mm。排气门大于进气门的宽度;柴油机的宽度大于汽油机的宽度。密封带宽度过小,将使气门磨损加剧;宽度过大,容易烧蚀气门。⑤气门杆与导管的配合间隙应符合原厂规定。气门杆与导管孔的测量方法如图3-44所示。图3-44 气门杆和气门导管直径的测量2.气门的检修1—内径百分表;2—气门导管;3—气门杆;4—千分尺和气门杆的弯曲变形等。气门出现下列耗损之一时,应予换新。明显的台阶形磨损。
(1)气门的耗损与检验 气门的常见耗损是:气门杆部的磨损、气门密封锥面磨损与烧蚀
①载货汽车的气门杆的磨损量大于0.10mm,轿车的气门杆的磨损大于0.05mm,或出现②气门头圆柱面的厚度a小于1.0mm(图3-19)。因为气门头圆柱部分厚度过小会增大燃烧室容积,影响发动机工作的平稳性,同时使气门头的强度降低;此外,在气门落入座圈的瞬间,尤其是重型柴油机的气门,在高冲击波的作用下可能会出现振弹,容易引起密封带的烧蚀。
③气门尾端的磨损大于0.5mm。应予更换或校直,校直后的直线度误差不得大于0.02mm。气门的光磨工艺如下:·98·
④气门杆的直线度按图3-45所示方法检查。当气门杆的直线度误差大于0.05mm时,
(2)气门密封锥面的修理 如图3-46所示,气门密封锥面的修理是在气门光磨机上进行的。图3-45 气门杆弯曲的检验1—气门;2—百分表;3—顶尖;4—平板;5—V形块图3-46 气门光磨机1—电刷架;2—车头电动机;3—加油孔;4—油窗;5—出风口;6—磨头体;7—注油孔;8—扳杆;9—电刷架;10—定位螺钉;11—纵导轨面;12—插销;13—磨头开关;14—车头开关;15—玻璃罩;16—车头;17—手轮;18—横向导轨0.03mm和0.05mm。角度调整夹架。
①光磨前应先将气门进行校直。校直后,气门杆和密封锥面的径向圆跳动公差分别为
②将校直的气门杆紧固在夹架上,气门头的伸出长度约30～40mm,按规定的密封锥面③试磨。开动车头和磨头电动机,观察砂轮工作面是否平整,气门密封锥面有无偏斜,
④光磨。光磨进刀时,要慢慢移动支架先作横向进给,再作纵向进给。进刀量要小,冷然后进行试磨。试磨时,先使砂轮轻轻接触气门,查看砂轮与气门锥面的接触情况。若磨削痕迹在密封锥面的素线全长上或略偏向内端,说明夹架的角度符合要求。却液要充足,以提高密封锥面的加工精度、降低表面粗糙度,直至把磨损痕迹磨光为止。光磨后,气门大端圆柱面的厚度a不得小于1mm(图3-19),气门密封锥面的径向圆跳动误差应不大于0.01mm,表面粗糙度Ra小于1.25μm。3.气门座的修理
气门座的磨损,使密封锥面变宽,且接触带不匀称(图3-47),气门与气门座关闭不严。·99·密封锥面的检查方法是:将气门座和气门清洗干净,在气门密封锥面上,均匀地涂上一薄层红丹,旋转气门,使之与气门座磨合,然后对照图3-47的示例,观察判断密封锥面的密合质量。图3-47 气门密封锥面的检查图3-48 手工研磨气门1—气门;2—气门捻子的方法;
①当气门座和气门的密封锥面只有轻微磨损时,采用如图3-48所示的研磨气门与座口
气门座的修理方法是:门或更换新气门,然后配研气门与气门座的方法;
②当气门座和气门的密封锥面磨损较严重时采用铰削(图3-49)或磨削气门座,光磨气图3-49 气门座的铰削燃烧室容积增大,压缩比变小。当更换新气门后,气门头顶面如仍低于气缸盖平面2mm(图3-19中c<2mm),或座圈有烧蚀、裂纹、松动时,应更换新座圈。两种,其铰削工艺如下:为宜。
(1)气门座的铰削 铰削气门座使用的专用成套铰刀,有整体高速钢和镶硬质合金刀片的
①根据气门导管内径选择铰刀导杆,一般以能够穿入气门导管内,滑动自如又无松旷量
③当气门座经多次铰削后直径增大,而气门经多次光磨后直径变小,使气门头顶面下沉,③粗铰:先选用与气门密封锥面角度相同的粗铰刀,套装在导杆上,用导管导向(图3-50a)。·100·
②去除硬化层可用砂布垫在铰刀下进行砂磨。铰削时,用力要均匀,转速要一致,防止起棱。接触位置,一般要求气门头上的接触位置应居中略偏向锥面小端。若接触位置偏高,可用15°铰刀铰削气门座上口;若接触位置偏低,则要用75°铰刀铰削气门座下口(图3-50b、c)。刀修整密封带,保证密封带宽度,进气门为1.00～2.20排气门为1.50～2.50mm。。(图3-50d)
使用15°或75°铰刀每铰削一次,均会改变原密封带的宽度,因此,必须及时用45°或30°铰
④试配:初铰后,应用光磨过的气门试配,以检查气门座密封面与气门头上密封锥面的
⑤精铰:选用与气门密封锥面相同的细齿铰刀进行最后精铰,或在铰刀下垫以砂布光磨图3-50 气门的铰削顺序了成形的角度砂轮,同样是以导管孔为加工基准,以保证同心度和垂直度。磨削工艺要点如下:①根据气门密封面锥度和尺寸选用砂轮。砂轮直径一般比气门头部直径长3～5
④光磨时,应保证光磨机正直,并轻轻施以压力。光磨时间不宜太长,要边磨边检查。
①手工研磨 研磨前应先用汽油清洗气门、气门座和气门导管,将气门按顺序排列或在
(3)气门的研磨 气门的研磨可用手工操作或气门研磨机进行。
③选择合适的定心导杆,卡紧在气门导管内,磨削时导杆应不转动;
②修磨砂轮工作面,使之平整并与轴孔同轴度误差在0.025mm以内;
(2)气门座的磨削 用气门座光磨机进行磨削气门座的方法与铰削相仿,只是将铰刀换成
如铰削后的密封锥面精度和质量较高,一般可省去研磨工艺。气门头部打上记号,以免错乱。然后在气门密封锥面上涂薄薄一层粗研磨砂,在气门杆上涂一层稀机油,插入导管内,然后利用气门捻子,将气门作往复和旋转运动与气门座进行研磨(图3-48)。注意旋转角度不宜过大,并提起和转动气门,改变气门与座的相对位置,以使研磨均匀。旋转研磨时,不应过分用力,也不要提起气门用力在气门座上撞击,否则会将气门密封锥
当气门密封锥面与气门座密封锥面上磨出一条较完整且无斑痕的接触环带时,应将粗研磨
②机动研磨 将气缸盖清洗干净,放在气门研磨机(图3-51)工作台上,在已选配好的·101·面磨宽或磨成凹槽。研磨时应注意不要使研磨砂掉入导管孔。砂洗去,换用细研磨砂研磨。当密封锥面出现一条整齐的灰色环带时,洗去细研磨砂,涂上机油,继续研磨几分钟即可。气门密封锥面上涂一层研磨膏,将气门杆部涂上稀机油并装入导管内,调整各磨轴,使其正对气门座孔。连接好各气门的研磨装置,调整好气门升程,进行研磨,一般研磨10～15min即可。图3-51 气门研磨机1—床台;2—磨轴手轮;3—控制机构手柄;4—磨轴挡;5—磨轴;6—减速箱;7—磨轴手轮;8—起动开关;9—升降手柄;10—气缸盖;11—支承架图3-52 用铅笔画线法检查气门密封面种检查方法如下:
(4)气门的密封性检验 气门与气门座经研磨后,对密封性应进行严格地检查,常用的几座插入导管中,用气门捻子(橡皮制)吸住气门顶面,将气门上下拍击数次取出,观察铅笔线是否全部被切断(图3-52b)。如发现有未被切断的线条,可将气门再插入原座,转动1～2圈后取出,若线条仍未被切断,说明气门有缺陷,若线条被切断,则说明气门座有缺陷。应找出缺陷加以修理。上述同样方法拍打、研转后取出,观察气门座上红丹印痕,判断其密封性是否合格。
②可用红丹着色检查,将红丹涂在气门密封锥面上(薄薄一层),再将气门插入原座,用
①用软铅笔在气门密封锥面上,顺轴向均匀地画上直线(图3-52a),然后将气门对号入反复捏动橡皮球5泵气,使空气容筒内具有59～69kPa的压力,如在0.5min内压力不下降即为合格。带处无渗漏,即为合格。4.气门弹簧的检验
④把气缸盖平面水平朝上放置,将汽油或煤油倒入装有气门的燃烧室,5min内如密封环
③用气门密封检验器检查密封性,如图3-53所示。将空气容筒3紧密贴合在气缸盖上,
⑤将气门与相配气门座轻轻敲击几次,察看接触带,如有明亮的连续光环,即为合格。
气门弹簧的耗损主要有弹力减退、歪斜和断裂等三种形式。气门关闭不严,容易烧蚀密封带,并破坏气门旋转机
气门弹簧的歪斜将影响气门关闭时的对中性,使图3-53 用气门密封检验器检验气门密封情况1—气门;2—气压表;3—空气容筒;4—与橡皮球相连的气孔;5—橡皮球构的正常工作。气门弹簧的外圆柱面在全长上对底面的垂直度公差为1.5mm。检验方法如图3-54所示。当a>1.5mm时,弹簧即应报废。·102·图3-54气门弹簧垂直度的检测图3-55 用弹簧检验仪检验弹簧的自由高度和弹力1—气门弹簧;2—标尺如果弹簧弹力的减小值大于原厂规定弹力值的10%,即应报废。弹簧弹力减弱时,自由高度也缩短,当自由高度缩小2mm时,应予更换。四、气门传动组零件的检修
1.凸轮轴及轴承的检修
气门弹簧的弹力和自由高度用图3-55所示的弹簧检验仪检验。将弹簧压缩至规定长度,的磨损和凸轮轴的弯曲变形。凸轮轴的磨损和弯曲将使气门的最大开度和充气系数降低、配气相位失准、噪声增大。凸轮的磨损程度。凸轮磨损后,其升程减小0.40mm以上时,应更换新凸轮轴。
①凸轮磨损的检测 如图3-56所示,测量凸轮的最大高度H与基圆直径D的差来衡量②凸轮轴弯曲变形的检修 凸轮轴的弯曲变形,多因气门挺柱卡滞,凸轮轴受到过大的
(1)凸轮轴的耗损与检修 凸轮轴的主要耗损是凸轮、支承轴颈表面、正时齿轮轴颈键槽弯矩作用而发生的。通常用图3-57所示的方法检测凸轮轴的弯曲变形。若中间轴颈的径向圆图3-56 凸轮和凸轮轴直径的测量部位·103·跳动大于0.10mm,则应进行校正(钢质凸轮轴)。凸轮轴校直后,中间各轴颈的径向圆跳动应不大于0.04mm。56)的圆度误差大于0.015mm,各轴颈的同轴度误差
③凸轮轴轴颈的检修 凸轮轴轴颈d(图3-超过0.05mm时,应按修理尺寸法进行修磨。修磨后轴颈的圆柱度误差为0.005mm,以两端轴颈的公共轴线为基准,中间任一轴颈的径向圆跳动误差为0.025mm,正时齿轮轴颈与止推端面的圆跳动误差为0.03mm。④正时齿轮轴颈键槽的检修 正时齿轮轴颈键槽的对称平面,一般应与第一缸进、排气凸轮最大升程的对称平面重合。键槽磨损后,将使配气正时号。图3-57 凸轮轴弯曲度的检测1—百分表;2—V形铁改变,可采用在新的位置上另开键槽的方法进行修复,但要在凸轮轴正时齿轮上重新做正时记⑤汽油泵驱动偏心轮的直径极限磨损量为1mm。磨损逾限时,应更换新凸轮轴。0.20mm,轿车大于0.15mm时,应更换新轴承。
(2)凸轮轴轴承的检修 凸轮轴与轴承的配合间隙一般为0.05～0.10mm,当货车大于
凸轮轴轴向间隙的调整一般有两种方式。一种如图3-29所示,用增、减止推凸缘4的厚度来调整。凸轮轴轴向间隙用塞尺检查,一般为0.08～0.20mm,当超过0.25mm时,应更换加厚的止推凸缘,否则易引起凸轮与挺柱底部的异常磨损。安装时,应注意使止推凸缘有凸台的一侧朝向正时齿轮。另一种,如桑塔纳发动机的凸轮轴,通过5个剖分式轴承直接装在气缸盖上平面上,利用第5轴承盖的两个侧面的轴承台肩进行轴向定位。轴向间隙使用极限为0.15mm。
2.气门挺柱的检修3-58)。另外,挺柱在导孔中卡滞,不能自由移动和转动,会造成挺柱底部的不均匀磨损,使凸轮的磨损加剧,凸轮轴弯曲,甚至在不长的行驶里程内使凸轮早期磨损而报废。
(1)普通挺柱的检修 普通挺柱常见的耗损形式是底部出现裂纹、剥落和条痕损伤(图图3-58 挺柱底面的磨损情况①挺柱与导向孔的配合间隙一般为0.03～0.10mm,超过0.12mm时,应更换新挺柱。柱转动,检查运动是否自如,无卡滞;摆动挺柱看有无晃动感。必要时可取出挺柱检查底部磨损情况。·104·
在检查调整气门间隙的同时,应检查挺柱的运动阻力和配合间隙,其方法是:用手捏住挺②挺柱底部出现如图3-58b、c、d所示的损伤时应更换新挺柱。
(2)液力挺柱的检修
①液力挺柱与承孔的配合间隙一般为0.01～0.04mm,当超过0.10mm时,应更换液力挺柱;上,检验液力挺柱的柱塞向下滑移规定的距离所需的时间。此时间过短则表明挺柱内部泄漏严重,应予报废。门的最大升程。
发动机维护时,如发现气门开度不足,可用专用工具排净液力挺柱内渗入的空气,恢复气
有条件时,应在液压试验台上检验液力挺柱的密封性能:将规定的压力施加于液力挺柱
②发动机总成修理时,或气门出现开启高度不足现象时,一般应更换挺柱。3.气门推杆的修理和校直。推杆上端凹球面和下端凸球面半径磨损量应控制在+0.03～-0.01mm之间。4.摇臂和摇臂轴的修理
气门推杆易发生弯曲,直线度误差应不大于0.30mm。推杆弯曲,应进行检验(图3-59)图3-59 气门推杆弯曲的检测1—塞尺;2—推杆;3—平板图3-60 气门摇臂的主要磨损部位1—调整螺钉球面;2—摇臂头柱面否则应堆焊、修磨并热处理或者更换新件。摇臂与摇臂轴的配合间隙超过规定时,应更换新衬套。安装新衬套时要注意使衬套油孔与摇臂油孔对齐。更换。摇臂轴弯曲变形应冷压校直,使其直线度误差在100mm长度上不大于0.03mm。5.正时链轮和链条的检查
摇臂轴轴颈的磨损大于0.02mm或摇臂轴与摇臂承孔的配合间隙超过规定,应刷镀修复或
摇臂的耗损主要是摇臂头的磨损(图3-60)。摇臂头柱面的磨损凹陷应不大于0.50mm,此在维修时应认真检查。通常采用测量链条的伸展度和链轮直径的方法检测链条和链轮的磨损状态。图3-61a所示,测量拉力可定为50N,如丰田2Y、3Y发动机链条长度应不超过291.4mm,否则应更换新链条。·105·
(1)正时链条的检查 测链条长度时,对链条施以一定的拉力,拉紧后测量其长度l,如
采用链传动的配气机构,正时链条和链轮磨损后节距变长,噪声增大,配气相位失准,因其直径,如图3-61b所示,其直径不得小于允许值。例如:丰田2Y、3Y发动机正时链轮直径允许的最小值:凸轮轴正时链轮为114曲轴正时链轮为59mm,若小于此值时,应更换链条和链轮。(2)正时链轮的检查 将链条分别包住凸轮轴正时链轮和曲轴正时链轮,用游标卡尺测量图3-61 链及链轮检测6.同步带的定期更换1、4—链条;2—弹簧秤;3—游标卡尺;5—链轮重损失。微型车发动机在正常使用情况下一般每行驶100000km更换一次同步带。
7.正时齿轮的检查同步带应定期更换,以防发动机工作中突然断裂时,气门撞坏活塞、缸盖等零件,造成严钢制齿轮应成对更换。正时齿轮的啮合间隙:钢制齿轮0.03～0.30mm,使用极限0.40胶木齿轮0～0.50mm。五、配气相位的检查与调整正时齿轮啮合间隙逾限或轮齿磨出台阶、出现裂纹或断齿时,均应更换齿轮。相互啮合的1.配气相位的变化汽车在使用过程中,因配气相位的失准,影响到发动机的动力性和经济性,其原因是:相位偏差达到±3°,各缸的配气相位相差达±2°,加上凸轮轮廓误差、配气机构传动间隙等,配气相位可能会偏离标准值更大。间隙、气门间隙、曲轴和凸轮轴轴向间隙等)、凸轮轮廓的不对称磨损等都是引起配气相位变化的原因。态变形在0.05mm左右,相当于配气相位角偏移5°。发动机的转速越高、配气机构的刚度越差,其动态配气相位与静态配气相位的偏差越大。求。因此,原厂设定的配气相位不一定是最佳配气相位。应根据发动机的使用条件对配气相位进行必要的调整。·106·(4)使用条件对配气相位的影响 不同的工况和不同的使用条件对配气相位有不同的要
(3)动态变形引起配气相位偏移 配气机构零件在工作中产生弹性变形。据估测,初始静
(2)使用中配气相位的变化 配气机构经长期使用后,机件磨损、间隙增大(如正时齿轮(1)维修质量对配气相位的影响 由于装配时产生的累计误差,在极限状态下可能使配气2.配气相位的检查仪检测法等。下面以东风EQ1090-1型汽车为例介绍用气门叠开法检测配气相位(如图3-62)。
(1)将气门间隙调整为0。未开启位置。顶置式发动机配气相位的检测方法有:刻度盘法、气门叠开法和较先进的发动机综合测试(2)转动曲轴,使一缸活塞达到排气冲程上止点前进气门表触于进气门弹簧座上,使表针转动2周,然后使表针对0。(3)固定上止点检测仪4和配气相位检测仪2并将其百分塞上止点的百分表读数。在活塞到达上止点前0.01mm和越过上止点后0.01mm时,分别记下配气相位检测仪百分表2进气门的升高度h1和h2,再取平均值hj=点时的进气门升高度。(4)按顺时针方向摇转曲轴,根据上止点检测仪4确定活作为排气冲程上止图3-62 配气相位检测1—气门;2—配气相位检测仪百分表;3—摇臂;4—上止点检测仪百分表;5—活塞(5)根据进气门的平均升高hj,找准活塞上止点。2mm)。触及排气门弹簧座并使表的小针指向2mm(即将表头压下(6)在找准活塞上止点后,将配气相位检测仪的百分表头座前的高度hp。(7)按顺时针方向摇转曲轴,使排气门完全落座,由检测仪百分表读出上止点时排气门落快慢度q(指进气提前角α或排气迟后角δ增加或减小的度数)。(8)根据进排气门上止点时的升高度及其相对升高度差值,对照表3-6,确定配气相位表3-6 气门叠开法检测配气相位数据表(EQ6100-1型发动机)上止点进气门升起配气相位快慢度q/(°)角度/(°)-4.0-3.5-3.0-2.5-2.0-1.5-1.0-0.50.51.0016.517.518.519.520.52120*上止点排气门落座前角度/(°)24.523.522.521.520.52021*进排气门高度差/mmhjp-1.55-1.35-1.13-0.92-0.71-0.60-0.50-0.81-1.03-1.24-1.45高度hj/mm0.890.920.991.071.15高度hp/mm2.442.372.232.101.93161718190.961.031.111.192423222.302.162.031.901.231.2719.501.831.77·107·续表上止点进气门升起配气相位快慢度q/(°)角度/(°)22.523.524.525.526.527.528.529.423高度hj/mm1.411.50上止点排气门落座前角度/(°)17.516.515.514.513.512.511.61718高度hp/mm1.591.48进排气门高度差/mmhjp-0.19-0.080.020.230.430.630.831.031.231.130.930.730.530.330.122.53.03.54.04.55.05.56.06.57.07.58.08.59.09.51.461.551.661.761.881.992.111.541.431.331.231.141.060.981.611.711.821.932.052.181.351.281.191.101.020.95*注:东风EQ6100-1型发动机:进气提前角α=20°,排气迟后角δ=20.5°。不动的指示刻度盘刻度的指针,从而可指示曲轴转动的度数。同时用百分表检测气门的开、关时刻。因此,当正时针转动曲轴时,通过观察百分表指示的气门开、闭时刻,及当时刻度盘指针指示的曲轴转过的度数,即可检测出气门的早开、迟闭角。位。该方法是:把传感器检测到的发动机配气相位实际值的信号输入测试仪的电脑,电脑把该信号与发动机的标准相位值相比较,并显示出配气相位角偏离标准值的度数。上止点位置时,必须将曲轴反时针方向转过一角度后,再顺时针方向慢慢转到预定位置,以保证测量的准确度。
3.配气相位的调整
配气相位的调整方法有:无论采用什么方法测定活塞上止点及气门顶点位置,都必须使曲轴保持正转,若出现超过
随着汽车检测技术的发展,目前较先进的方法是用发动机综合测试仪检测发动机的配气相刻度盘法是在曲轴前端固装一个有360°刻度的圆盘,能和曲轴同轴转动。并装设一个固定气门叠开法检测配气相位的优点是,测量计算简便,测量结果误差较小。如图3-63a所示的偏位键,使正时齿轮相对于凸轮轴顺着(图3-63b)或逆着凸轮轴的转向(图3-63d)偏转一定的角度。·108·所谓配气相位快了1°,即曲轴转角提前了1°,凸轮轴转角提前了0.5°,对应的凸轮轴安装(1)偏位键法 在正时齿轮的正时记号不变的情况下,把凸轮轴与正时齿轮的连接键制成图3-63 偏位键调整配气相位的原理正时齿轮轴颈处偏转的弧长是,如果需要调整的配气相位角为q,则对应的偏转弧长为:S=πdq/720式中 S———键的偏转弧长(近似于偏移量),
q———需要调整的配气相位角,(°)。
d———凸轮轴装键处的断面直径,量为:例如,凸轮轴安装正时齿轮处轴颈d=30mm,若需改变配气相位角q=1°,则键的偏移S=3.14×30×1/720mm≈0.13mm装到安有顺键的凸轮轴上时(图3-63b),其正时记号“O”顺着凸轮轴的转向错过一个角度,到了“O′”的位置。如要对齐记号(曲轴齿轮原位不动),需要把凸轮轴正时齿轮和凸轮轴总成逆着凸轮轴的转向转回一个相应的角度,因此配气相位调慢了;反之,如图3-63d所示,则需要把凸轮轴总成顺着凸轮轴的转向转过一个相应的角度,才能对齐记号,因此配气相位调快了。凸轮轴正时齿轮相对于曲轴正时齿轮作轴向位移时,因斜齿的关系,凸轮轴正时齿轮和凸轮轴总成相对于曲轴齿轮会转过一个相应的角度,因此可达到微量调整配气相位的目的。此法一般是通过增加止推凸缘和隔圈厚度或从内侧减小正时齿轮轮毂厚度(图3-29),使正时齿轮获得向前或向后的轴向位移量来进行调整的。上述厚度的增减量可通过下列经验公式计算:式中 h———增加的止推凸缘及隔圈或减少的正时齿轮轮毂的厚度,
Amax———同缸进、排气门微开量的较大值,f———换算系数,配气延迟时,取f=16.5;配气提前时,取f=15.2;h=f[(Amax-Amin)/2±u](2)凸轮轴正时齿轮轴向移动法 对于采用一对斜齿圆柱正时齿轮传动的配气机构,如将偏位键分为顺键(快调慢)和逆键(慢调快)。其调整配气相位的原理是:当凸轮轴正时齿轮Amin———同缸进、排气门微开量的较小值,0.02mm,配气提前时取“+”,配气延迟时取“-”。u———配气相位调整值,即在理论上,进、排气门微开量差值的一半,一般u=
(3)改变正时齿轮键槽位置法 此法适用于需要调整较大的配气相位角时采用。通过在凸·109·轮轴正时齿轮和凸轮轴上重新开键槽可以准确地调整配气相位。第三节 配气机构的常见故障诊断与排除配气机构的常见故障主要有:气门关闭不严(漏气),配气相位失准和气门响。气门关闭不严或配气相位失准是造成气缸压缩压力不足的重要原因。另外,气缸活塞组的零件磨损或出现其他故障(如活塞环断裂、结胶、拉缸等)也会使气缸的密封性变坏,造成气缸压将简要介绍气缸密封性的检测和分析方法。
一、气缸压缩压力不足的原因及影响力不足。所以,造成气缸压力不足的原因是多方面的。本节结合配气机构的故障诊断与排除,气不足和密封性不良的原因又是多方面的(图3-64),其中有配气机构方面的原因,也有曲柄连杆机构和进排气系统方面的原因。 进气时间短配气机构传动件磨损变形配气正时记号没对准气门间隙过大气缸的压缩压力不足主要有气缸充气不足和气缸密封性不良两方面的原因。而影响气缸充气门开度小)(进气吸力小)(进气阻力大)(废气排不净,影响进气量)气门弹簧弹力不足(气门落座时回弹)气门间隙过小气门与气门座密合不严气门座圈松动气门杆弯曲活塞与缸壁间隙过大活塞环“三隙”过大、卡滞气缸壁拉缸缸盖、缸体密封面翅曲气缸盖螺栓不紧气缸套高出量小气缸垫损坏或弹性差图3-64 气缸压缩压力不足的原因及诊断气缸压缩压力不足·110·大影响。气缸的压缩压力不足,会使发动机功率下降、油耗增加、起动困难,对发动机的工作有极780kPa,柴油机的最低压缩压力应不低于2.0MPa,若低于上述值,则属于压缩压力不足故障。
二、气缸压缩压力的检测
1.气缸压缩压力的检测方法气缸的压缩压力还与发动机气缸的压缩比有关。汽油机的最低压缩压力应为440～缩行程上止点时气缸的压缩压力。测量结束后,按下压位。90℃)后熄火进行。汽油机需要拆除全部火花塞,将阻风门与节气门全开,然后把气缸压力表的锥形橡皮头用
测量时,应使发动机运转至正常温度(水温80～如图3-65所示,用气缸压力表可测量并记录下压力表的放气阀,表针便从所指示的最高压力处回到“0”图3-65 气缸压缩压力的测定手压紧在火花塞孔上,用起动机转动曲轴3～5s(曲轴转速为150～180r/min),记录下压力表指示的读数。柴油机可将压力表接在喷油器安装孔上,转速在500r/min时测定。级维护前:汽油机的气缸压力不低于原厂标准值(表3-7)的85%;柴油机则不低于90%。对各缸压力差的要求是:汽油机不应超过各缸压力平均值的10%,柴油机则不应超过8%。表3-7 发动机气缸压缩压力标准值车
型解放CA1091东风EQ1090E跃进NJ1041北京BJ2023C压缩比气缸压缩压力标准值/kPa7.46.757.57.2930不低于833.56不低于1车
型上海桑塔纳天津夏利TJ7100北京切诺基广州标致压缩比8.59.09.68.0气缸压缩压力标准值/kPa～1275各缸测量次数不少于2次,取平均值。以发动机的海拔高度处在海平面时为准,在用车二2.检测结果对比分析后重测一次气缸压力,如果:测得结果如低于原厂规定标准,可向该缸火花塞(或喷油器)孔内注入20～30ml机油,然
②第二次测出的压力与第一次差不多,则表明是气门或气缸垫密封不良。
三、进气管真空度的检测①第二次测出的压力比第一次高,接近于标准压力,则表明活塞气缸组密封不良。
③如相邻两缸两次检测的压力都很低,则表明是两缸相邻处的气缸垫烧损窜气。整有关。因此,通过测量进气歧管的真空度就可以判断上述系统技术状况的好坏。进气管真空度的变化与配气机构的技术状况、活塞气缸组的磨损以及点火系和供给系的调·111·表由表头和软管组成。软管的一头连接在表头上,测量时把另一头连接在进气管的接头上。检测前应将发动机预热到正常工作温度。通常用量程为0～120kPa的汽车发动机检测专用真空表检测发动机进气管的真空度。真空
进气管真空度随海拔升高而降低,海拔每升高1000m,真空度将减小10kPa左右。下面
①发动机怠速运转时,真空表指针稳定地指在57.42～70.93kPa范围内表示密封性正常;
②怠速时指针低于正常值,主要是活塞环、进气管或化油器衬垫漏气造成,也可能与点
③怠速时指针在50.66～67.55kPa之间摆动,表示气门粘滞或点火系有问题。各条所列诊断标准为汽油发动机在相当于海平面高度时的数据。在实际检测时应根据所在地海拔高度修正诊断标准。当迅速开启并关闭节气门时,指针能随之摆动在67.6～84.44kPa之间,则进一步表明技术状况良好。火过迟或配气过迟有关。此种情况若突然开大并关闭节气门,指针回落至零,且回跳不到84.44kPa。弹簧弹力不足,气门导管磨损或气缸衬垫泄漏。④怠速时指针在33.78～74.31kPa之间缓慢摆动,且随转速升高而加剧摆动,表示气门⑤怠速时指针在40.53～60.80kPa之间缓慢摆动,表示化油器调整不良。⑦怠速时指针快速摆动,升速时指针反而稳定,表示进气门与气门导管磨损松旷。型情况。⑥怠速时指针逐渐下落至零,表示排气管系统阻塞。进气管真空度的检测是一项综合检测,实际能测的项目很多,以上介绍的仅是其中几种典1.故障现象气门脚(气门杆端)响和气门落座响称为气门响。四、气门响的诊断方法多只气门响,则声音比较杂乱。
2.故障原因
(1)气门脚响(在气门座处)的敲击声,转速升高时响声也随之升高,温度变化或单缸断火时响声不变。若有发动机怠速时发出连续不断的、有节奏的“嗒、嗒、嗒”(在气门脚处)或“啪、啪、啪”①气门间隙太大;击。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
④气门脚处润滑不良。②气门头部与气门座接触不良;·112·②气门间隙调整螺钉松动,或气门间隙处摇臂和气门杆端的接触面不平;(2)气门落座响①气门杆与其导管配合间隙太大;
③气门间隙太大。3.故障诊断与排除方法气门脚响和气门落座响很类似。如此时响声变明显,逐渐加油时响声又随转速的提高节奏加快,可初步断定为气门脚响或气门落座响。的方法,在发动机降速时,避开着火敲击声的干扰,仔细倾听。(1)听诊 打开加机油口盖,当发动机怠速运转时,听到有节奏的响声,可稍提节气门,
柴油机由于受着火敲击声的影响,气门响不易听诊。听诊时可采用提高转速后迅速收油门明是气门脚响;如响声无变化,说明是气门落座响。气门座响如系座圈松动造成,其响声不如气门脚响坚实,且带有破碎声。(2)检查气门间隙 若间隙过大,应调整到标准值,然后再起动发动机,如响声消失则说1.配气机构的作用是什么?由哪两部分组成?4.3.2.5.什么叫气门间隙气门的排列方式有哪些配气机构的驱动方式有哪些什么是配气相位??常见的气门间隙调整装置有哪些??画出进、排气门的配气相位图。?
6.7.什么叫气门重叠角气门弹簧座的固定方式有哪几种?气门重叠角一般为多大??
8.安装不等距气门弹簧时应注意什么?
10.9.结合凸轮的轮廓曲线说明配气凸轮的工作过程顶置式和中、下置式凸轮轴分别是怎样进行轴向定位的。?11.画出液力挺柱的结构示意图,并说明其工作过程。
13.简述配气机构的拆装要点 14.简述气门间隙的调整步骤。15.简述气门组各零件检修的主要内容及技术要求。简述气门传动组各零件检修的主要内容及技术要求。 。
16.17.简述配气相位失准的原因怎样测量和调整配气相位。?18.气缸压缩压力不足的原因有哪些?
19.试述气缸压力的检测方法。
21.20.简述气门响的诊断方法造成气门关闭不严的原因有哪些。?113··
第章 配气机构的构造与维修 第一节 配气机构的构造和工作原理 一、概述 1.配气机构的作用 关闭各气缸的进、排气门,配合发动机各缸实现进气、压缩、作功和排气的工作过程。 配气机构的作用是:按照发动机各缸的作功次序和每一气缸工作循环的要求,定时开启和 …第24讲 第三章 配气机构的构造与维修 3.1 配气机构的构造 一．功用与分类 （一）功用：按工作循环及顺序要求，定时开闭进、排气门。 （二）分类组成： 图3-1~ 图3-5 分类：按有无门分：气孔（口）式、气门+气口式、气门式 按气门的布置方式分：… 汽车发动机配气机构分析设计研究 学 院： 机械工程学院 专业、 班级： 学 生 姓 名： 指导教师（职称）： 完 成 日 期： 汽车发动机配气机构分析设计研究 总计：毕业论文： 页 表 格：表 插 图：幅 指导教师： 评 阅 人： 完成时间： 摘 …归纳小结 1．配气机构是根据发动机工作循环需要适时地打开和关闭进、排气门的装置。 2．配气机构由气门组和气门传动组两部分组成。 3．配气机构按每缸气门的数量，可分为两气门式和多气门式；按凸轮轴的位置，可分为凸轮轴下置式、凸轮轴中置式和凸轮轴上置式；按…就爱阅读网友整理上传,为您提供最全的知识大全,期待您的分享，转载请注明出处。
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