汽车发动机结构与检修教案第三单元配气机构

【理论知识】：任务3.1 配气机构的功用和组成3.1.1配气机构的功用配气机构的功用是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时地开启和关闭各缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气（汽油机）或纯空气（柴油机）得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。

新鲜空气或可燃混合气被吸进气缸越多，则发动机发出的有效功率和转矩越大。

新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度可用充气效率表示。

充气效率越高，表明进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气越多，燃烧所放出的热量越大，发动机发出的功率越大，动力性越好。

影响发动机充气效率的因素很多，提高充气效率可以从多方面入手。

就配气机构而言，主要是要求其构造有利于减小进气和排气的阻力，而且进、排气门的开启时刻和持续开启时间比较适当，使进气充分和排气彻底。

3.1.2配气机构的组成和类型配气机构主要由气门组、气门传动组两部分组成。

气门组包括气门、气门座、气门导管、气门弹簧、气门弹簧座等零件；气门传动组包括正时齿轮（或带轮、链轮）、正时皮带（或链条）、凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴等零件。

配气机构的组成如图3.1所示。

配气机构可以从气门的布置形式、凸轮轴的布置形式等不同的角度来分类。

1.气门的布置形式按气门的布置形式，配气机构可分为气门顶置式和气门侧置式两种。

气门顶置式配气机构应用广泛，其进气门和排气门都倒挂在气缸上，如图3.2（a）所示。

现代汽车发动机均采用气门顶置式配气机构。

气门侧置式配气机构的进气门和排气门都装置在气缸的一侧，如图3.2（b）所示，导致燃烧室构造不紧凑，热量损失大，气道曲折，进气流通阻力大，从而使发动机的经济性和动力性变差，目前在汽车发动机上已不再采用。

2.凸轮轴的布置形式按凸轮轴的布置位置，配气机构可分为下置凸轮轴式、中置凸轮轴式和上置凸轮轴式3种。

3.1.3配气相位1.配气相位配气相位是指表示的进、排气门的开启时刻和开启延续时间相对应于曲轴的转角。

用曲轴转角的环形图来表示配气相位，这种图形即称为配气相位图。

《汽车发动机构造与检修》教案表3・6进、排气门对气门座的同心度检查表3-7气门锥面位置检查5. 检测完毕，安装拆卸的零部件，恢复工位。

6. 填写维修记录工单，讨论修复技术方案，并汇报。

五、安全注意事项1. 实训区域内严格遵守实训室要求、规范着装、穿戴好防护用品，不嬉戏打闹，不乱丢杂物，服从指导教师安排；2. 操作过程中，有不会的、不懂的可以组内讨论或请教老师，严禁随意拆卸，暴力操作；3. 工位污物及时清洁，工具、零件及设备有序摆放；4. 操作完成后，工具、设备及时归位，清洁工位，及时完成相关数据和实训报告的填写。

附板书设计：项目三配气机构检修任务2气门组拆装与检修一、气门二、气门导管三、气门座圈四、气门弹簧五、气门锁片六、气门弹簧座七、气门油封八、气门的检修九、气门座圈检修课后反思:《汽车发动机构造与检修》教案3. 正时链条的安装与检测任务导入张先生在开着自己的2010款卡罗拉汽车行驶时发现，发动机怠速运转时发出连续不断 的、有节奏的“啪、啪、啪”的金属敲击声，于是到修理厂进行修理，修理技师经初步检测, 异响声音来自气缸盖内部，并且为机械撞击或摩擦的异响，需要拆检，判断具体故障零件。

任务准备气门传动组主要由排气凸轮轴、进气凸轮轴、摇臂、液压挺柱等组成。

气门传动组的 功用是使进、排气门能按发动机工作需求在规定的时刻开闭，并且保证有足够的开度。

一、凸轮轴1. 凸轮轴的结构凸轮轴上有进气凸轮、排气凸轮、前端轴、凸轮轴轴颈及凸轮轴位置传感器信号盘等,如图3-5所示。

现代发动机多采用凸轮轴顶置式配气机构，即凸轮轴安装在气缸盖上。

2. 凸轮轴的功用凸轮轴的功用是按一定的工作次序和配气相位及时开启关闭气门，并保证气门有足够的升程。

凸轮轴是由发动机曲轴驱动旋转，并将力传递给摇臂（或挺柱）。

教学难点教法学法 课前准备（教具、活动准备等） 1 .气门组的零部件结构组成 2 .凸轮轴的拆装检测 借助于多媒体课件，讲授气门传动组的组成与检修方法。

教案教学环节教学内容教师活动学生活动点名提问：1、配气机构的拆装要点？2、气门间隙的调整一体化授课第三节配气机构常见故障诊断与排除一、气缸压缩压力不足的原因及影二、气缸压缩压力的检测1．气缸压缩压力的检测方法用气缸压力表可测量并记录压缩行程上止点时气缸的压缩压力。

测量时，应使发动机运转至正常温度(水温80～90 ℃)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胶头用手压紧在火花塞孔上，用起动机转动曲轴3~5 s记录压力表指示的读数。

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。

各缸测量次数不少于2次，取平均值。

在用车二级维护前：汽油机的气缸压力不低于原厂标准值的85％；柴油机则不低于90％。

对各缸压力差的要求是：汽油机不应超动手操作作示范，同时理论讲解，强调注意事项分组动手练习教学环节教学内容教师活动学生活动一体化授课过各缸压力平均值的10％，柴油机则不应超过8％。

2．检测结果对比分析测得的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，然后重测一次气缸压力。

如果：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。

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。

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。

三、进气管真空度的检测①发动机怠速运转时，真空表指针稳结合实物讲解分组练习做好笔记。

第三章配气机构第一节概述一、充气效率1、要求：每个气缸应排气彻底、进气充分2、定义：在进气过程中，实际进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气的质量与理想状态下充满气缸工作客积的新鲜空气或可燃混合气的质量之比3、要求：对于同一发动机而言，充气效率越高，发动机发出功率越大4、影响充气效率因素：进气温度、进气阻力二、配气机构的布置型式1、气门顶置或配气机构（1）组成：气门、气门座、气门弹簧、气门导管、摇臂、摇臂轴、推杆、挺杆、凸轮轴（2）工作过程：曲轴转两圈，凸轮轴转一周2、气门侧置或配气机构三、凸轮轴的布置型式1、下置式凸轮轴（1）凸轮轴位置（2）特点：传动简单、采用齿轮传动2、中置式凸轮轴（1）位置：位于缸体上部（2）特点：曲轴与凸轮轴之间较远，需要中间轮3、上置式凸轮轴（1）位置：凸轮轴在气缸盖上（2）特点：中间传动少，适用于高速发动机四、凸轮轴的传动方式1、齿轮传动（1）优点：传动可靠平稳、噪音小（2）缺点：体积较大2、链条传动（1）优点：距离长、传力较大（2）缺点：易磨损松旷发响3、正时齿带传动（1）优点：传力距离长、噪音非常小（2）缺点：使用寿命短、要定期更换气门数及排列方式1、气门数（1）两气门（2）三气门（3）四气门（4）五气门2、排列方式（1）两气门排列方式（2）三气门排列方式（3）四气门排列方式（4）五气门排列方式六、气门间隙1、定义：气门在全闭时尾端与其距离2、作用：保证气门能完全关闭3、要求：不能过大过小4、特列：液力挺柱不需气门间隙第二节配气相位一、配气相位1、定义：用曲轴转角表示进、排气门实际开闭时刻和持续时间2、配气相位图的定义：用曲拐的位置在曲轴转角图上表示气门开闭时刻及持续时间3、理论要求进排气时间各上曲轴转角180°因时间太短，造成进排气不充分4、实际改进方法（1）延长进、排气时间，既进排气门的早开迟闭（2）达到目的：改善进、排气状况，从而提高发动机的动力性二、进气门的进气相位1、进气提前角（1）定义：从进气门开始开启到活塞上移到上止点所对应的曲轴转角（2）目的：减小进气阻力2、进气迟后角（1）定义：多下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角（2）目的：利用气流惯性和压力差继续进气三、排气门的配气相位1、排气提前角（1）定义：排气门在活塞到达下止点之前所对应的曲轴转角（）（2）目的：使排气迅速干净2、排气迟后角（1）定义：排气门在活塞到达上止点后才关闭所对应的曲轴转角（2）目的：用利废气流动惯性继续排气四、气门重叠1、定义：在某段时间内，进排气门同时开启的现象2、影响：选择适当气门重叠角，有利于废气的排出，混合气的进入3、要求：转速越高，气门重叠角越大第三节配气机构的主要零配件配气机构的组成：气门组、气门传动组一、气门组1、气门（1）组成：头部、杆部（2）气门头部：A、作用：与气门座配合，按配气相位要求开、闭B、工作条件：高温、高压、冲击力作用C、要求：耐热、耐磨D、材料：采用耐热合金钢E、形状：平顶、凹顶、凸顶F、气门锥角：气门头部工作面与气门顶的夹角称为气门锥角，有45°、30°两种G、气门头部工作面：与气门座接触面H、气门头部直径：进大、排小（3）气门杆部A、作用：保证气门做直线运动B、工作条件：高速往复运动润滑差C、要求：精度高、耐磨性好2、气门导管（1）作用：导向保证气门直线运动，并有散热作用（2）材料：粉末冶金（3）安装：与缸盖过盈配合3、气门座（1）定义：缸盖上与气门锥面配合的部位（2）作用：与气门锥面配合起密封作用（3）材料：耐热合金铸铁（4）要求：耐热、耐磨（5）安装：与缸盖过盈配合或与缸盖制成一个整体4、气门弹簧（1）作用：保证气门关闭时，气门能紧紧压在气门座上，保证其密封（2）材料：弹簧钢（3）安装：在缸盖与气门杆尾端弹簧座上5、气门的自动旋转机构二、气门传动组1、作用：使气门按发动机配气相位规定的时刻及时开闭，并保证规定的开启时间和开启高度2、凸轮轴（1）组成：凸轮、凸轮轴轴颈、偏心轮、驱动齿轮（2）要求：凸轮表面要耐磨、凸轮轴要有足够的韧性和刚度（3）结构：各缸的进排气凸轮的位置决定了各缸的工作顺序（4）凸轮轴的支承：通过凸轮轴轴承安装在缸体或缸盖上（5）凸轮轴的轴向定位：A、轴向定位：调节隔圈止推板B、轴向间隙的调整3、挺杆（1）作用：将凸轮的旋转运动变为气门的往复运动（2）分类：普通挺柱、液体挺柱（3）普通挺杆：有筒式和液轮式（4）液力挺柱A、优点：气门间隙自动调整B、结构：C、工作原理：用有压力的机油调节挺柱的高度4、推杆（1）作用：将把杆的力传给摇臂（2）结构：空心钢杆或铝杆5、摇臂总成（1）作用：将推杆的力改变方向（2）组成：摇臂、摇臂轴、摇臂轴支架第四节可变进气系统目的：解决发动机高速动力性和中小负荷经济性的矛盾一、多气门分段进气系统1、结构：（1）采用主副两个进气门（2）主进气门上有螺旋进气道2、工作过程（1）低速时，主气门工作（2）高速时，主副气门同时工作获得较大的进气通道二、双进气管分段工作进气系统1、结构：有主副两个进气管2、工作过程：（1）中小负荷时，仅副进气管打开（2）大负荷时，主副进气管同时打开三、进气管长度及面积可变进气系统1、有两个进气管：一个细而长，另一个短而粗2、工作过程：（1）中小负荷时，使用细而长的进气管（2）大负荷时，使用短而粗的进气管四、配气相位可变进气系统1、结构：凸轮轴带轮与轴之间用螺旋形花键相连接2、工作过程：（1）原理：由油压带动活塞控制带轮与轴之间的相对角度（2）过程：A、中低速时，活塞不动，早开迟闭，角较小B、高速时，活塞工作，早开迟闭，角较大五、气门定时和升程可变进气系统1、结构：采用一根凸轮轴上设计两种不同定时和升程的凸轮，且利用油压进行切换2、过程：（1）低速时，只有主副摇臂工作（2）高速时，主副摇臂、中间摇臂同时工作。

汽车发动机结构与检修教案第三单元配气机构教学过程结构设计知识性练习复习题1：配气机构的作用是什么？2：配气机构什么缘故要留气门间隙？过大过小各有什么危害？其调整方法和步骤如何？形成性评判利用动画、幻灯片、多媒体等教学等方法有效的完成了本讲的要紧内容的讲解任务，学生能比较顺利的把握。

第二讲配气机构的构造教学内容配气机构的构造打算学时2教学目标1、把握配气机构要紧零件的结构2、了解气缸数自动可变化机构3、了解可变气门相位与气门升程电子操纵技术教学过程结构设计知识性练习复习题1：什么叫配气相位？如何画出配气相位图？2：凸轮轴的构造是如何样的？如何进行轴向定位？形成性评判利用实物、幻灯片等方法有效的完成了本讲的基础知识和差不多技能的讲解任务，学生能比较顺利的把握这部分知识。

第三讲配气机构的修理教学内容配气机构的修理打算学时2教学目标1、把握气门间隙的调整2、把握气门与气门座的检修3、熟悉气门传动组的修理教学过程结构设计知识性练习复习题1：简述气门间隙调整的目的、方法和步骤。

形成性评判利用多媒体、幻灯片、案例、和启发式教学等方法有效的完成了本讲的基础知识和差不多技能的讲解任务，学生能比较顺利的把握这部分知识。

第四讲配气机构异响诊断教学内容配气机构异响诊断打算学时2教学目标1、了解气门异响的种类2、熟悉气门常见异响的现象及缘故项目内容解决措施教学过程结构设计知识性练习复习题1：气门与气门座的配合要求有哪些？形成性评判利用动画、幻灯片、案例、和启发式教学等方法有效的完成了本讲的基础知识和差不多技能的讲解任务，学生能比较顺利的把握这部分知识。

实训一、配气机构的拆装教学内容实训一、配气机构的拆装打算学时2教学目标1、熟悉顶置气门式配气机构的组成，气门组和气门传动组各要紧机件的构造、作用与装配关系。

2、把握正确的拆装步骤、方法和要求。

实训二、气门间隙的检查和调整实训三、气门与气门座的修理。

发动机电子教案（配气机构1）课程名称汽车发动机构造课时 2课题配气机构的构造概述教学方式学生合作实训+老师现场讲授教学目标1、掌握配气机构的功用、组成2、熟悉气门和凸轮的布置形式3、掌握气门间隙的概念、配气相位重、难点 1.教学重点：配气相位2.教学难点：配气相位教学内容配气机构概述一、气门式配气机构的布置与传动1.气门的布置形式；2.凸轮轴的布置形式；3.凸轮轴的传动方式；4.气门间隙配气相位一、进气门的配气相位1.进气提前角；2.进气迟后角二、排气门的配气相位1.排气提前角；2.排气迟后角三、气门的叠开教学过程练习1：配气机构的作用是什么？2：配气机构为什么要留气门间隙？过大过小各有什么危害？其调整方法和步骤如何？本次课主要介绍了气门的布置形式、凸轮轴的布置形式、凸轮轴的传动方式，着重讲述了气门发动机电子教案（配气机构2）配气机构的零件和组件一、气门组（一）气门 1.构造；2.气门的工作条件与材料（二）气门座；（三）气门导管；（四）气门弹簧二、气门传动组（一）凸轮轴 1.构造分析；2.轴向定位（二）正时齿轮（三）挺柱1.平面挺柱；2.滚子挺柱；3.液压挺柱（四）推杆（五）摇臂（六）摇臂轴教学过程练习1：什么叫配气相位？如何画出配气相位图？2：凸轮轴的构造是怎样的？如何进行轴向定位？小结本次课主要介绍了气门组的组成，重点讲述了气门的构造特点，分析了汽油机和柴油机气门座的镶嵌原则，以及气门弹簧防止共振的措施。

重点讲述了如何根据凸轮轴的转动找点火次序，分析了液压挺柱的工作原理，液压挺柱不用调气门间隙，如果采用一般挺柱，调间隙应在凸轮轴的哪个行程段？供大家课后考虑！发动机电子教案（配气机构2）课程名称汽车发动机构造课时 2课题配气机构的主要零件：气门组教学方式课堂多媒体+学生合作实训+老师现场讲授教学目标1.了解气门组的组成；2.理解并掌握进、排气门的构造特点；3.掌握气门座的镶嵌原则；4.掌握气门弹簧防止共振的措施。

项目三配气机构一、教学目标知识目标：1、了解配气机构的功用及组成。

2、掌握配气机构的三种传动方式及特点。

3、掌握液压挺柱的结构及工作原理。

4、熟知配气相位的基本内容。

技能目标：1、凸轮轴拆装与检查。

2、气门拆装。

二、课时分配建议总课时：8课时。

三、教学重点1、配气机构的功用、组成及类型。

2、气门组。

3、气门传动组。

4、配气相位。

四、教学难点1、配气机构的构造。

2、配气相位及可变配气机构。

五、教学内容任务一配气机构功用、组成及类型一、配气机构的功用配气机构的功用是根据发动机每一气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时打开和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜的可燃混合气（汽油机）或空气（柴油机）得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出，使换气过程最佳，以保证发动机在各种工况下工作时发挥最佳的性能。

二、组成配气机构由气门组、气门传动组组成。

三、类型1、配气机构的布置形式（1）按气门的布置形式分类（2）按凸轮轴的布置位置分类（3）按曲轴和凸轮轴的传动方式分类（4）按每缸气门数目分类任务二气门组气门组包括气门、气门导管、气门弹簧、弹簧座及锁片等零件，如图。

1-气门锁片；2、6-弹簧座；4、5-内、外弹簧；3-气门油封；7-气门气门组结构示意图1-气门杆；2-气门头气门结构一、气门1、气门头2、气门杆二、气门油封有的发动机高速化后，进气管中的真空度显著提高，气门室的机油会通过气门杆与导管之间的间隙被吸入气缸内。

为此，在发动机的气门杆上安装气门油封，以减少机油的消耗和燃烧室积炭的产生，如图。

1-气门杆；2-气门弹簧；3-弹簧座；4-锁片；5-锁销气门机油防漏装置三、气门导管气门导管是气门在其中作直线运动的导套，以保证气门与气门座正确贴合。

此外，气门导管还在气门杆与气缸盖之间起导热作用。

为了防止轴向运动，保证气门导管伸入进、排气歧管的深度合适，有的发动机对气门导管用卡环定位。

１-气门导管；2-卡环；3-气缸盖气门导管四、气门座气缸盖（或缸体）的进、排气道与气门锥面相结合的部位称为气门座。