配气机构的构造及维修

气门间隙过大和过小的危害 •
气门间隙的大小由发动机制造厂根据试验确定。一般 在冷态时，进气门的间隙为0.25～0.35mm，排气门的间隙 为0.30～0.35mm。
• •
过小：如果气门间隙过小，发动机在热态下可能
因气门关闭不严而发生漏气，导致功率下降，甚至气门烧 坏。
过大：如果气门间隙过大，则使传动零件之间以
排气门才关闭。从上止点到排气门 关闭所对应的曲轴转角称为排气迟 后角(或晚关角)。排气迟后角用δ 表示，δ一般为10°～30°。
• (2)目的：
• ①利用缸内外压力差继续排气； • ②利用惯性继续排气。 • 由此可见，气门开启持续时间内的 曲轴转角，即排气持续角为 γ+180°+δ。
配气机构的零件和组件
• 组成
• 其组成主要有气门驱动组和气门组两大部分。
• 气门驱动组：气门驱动组是从正时齿轮开始至推动气门
动作的所有零件；主要由正时齿轮、凸轮轴、气门挺柱、 推杆、调整螺钉和锁紧螺母、摇臂、摇臂轴、摇臂轴支架 等组成。其功用是定时驱动气门使其开闭。
• 气门组：主要由气门锁片、气门弹簧座、气门弹簧、气
门、气门导管、气门座等组成。其功用主要是维持气门的 关闭。
到达上止点之前，进气门便开始开 启。从进气门开始开启到上止点所 对应的曲轴转角称为进气提前角(或 早开角)。进气提前角用α表示，α 一般为10°～30°。 (2)目的：进气门早开，使得活塞到达 上止点开始向下运动时，因进气门 已有一定开度，所以可较快地获得 较大的进气通道截面，减少进气阻 力。
2.进气迟后角
(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 先解除其轴向定位。 • 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 手边转动(防止凸轮和挺柱卡住)边向外抽出凸轮轴。 • • (3)上置式凸轮轴的拆装 • 同前述摇臂轴总成的拆装要点一样。
2.气门传动组
凸轮轴
• 1.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 位及气门开度的变 化规律等要求。 • 2.有些汽油机还用 它来驱动汽油泵、 机油泵和分电器。
凸轮结构
• 凸轮轮廓中，O为凸轮轴的轴心，圆弧 EA为凸轮的基圆，AB和DE为凸轮的缓 冲段，BCD为凸轮的工作段，C点时升 程最大，它决定了气门的最大开度。 • 凸轮的工作过程如下：当凸轮按图中 方向转过EA时，挺柱处于最低位置不 动，气门处于关闭状态。凸轮转至A点 时，挺柱开始移动。继续转动，在缓 冲段AB内的某点M处消除气门间隙，气 门开始开启，至C点时气门开度最大， 而后逐渐关小，至缓冲段DE内某点N时， 气门完全关闭。此后，挺柱继续下落， 出现气门间隙，至E点时挺柱又处于最 低位置。
(1)定义：在进气冲程下止点过
后，活塞重又上行一段，进气 门才关闭。从下止点到进气门 关闭所对应的曲轴转角称为进 气迟后角(或晚关角)。进气迟 后角用β表示，β一般为40° ～80°。
(2)目的：
①利用压力差继续进气 ②利用进气惯性继续进气
排气门的配气相位
• 1.排气提前角 • (1)定义：在作功行程的后期，活
弹簧座的固定
• 气门杆的尾部采用锁片式结构或锁销式固定弹簧座。
气门弹簧
• (1)保证气门自动回位关闭而密封。 • (2)保证气门与气门座的座合压力。 • (3)吸收气门在开启和关闭过程中传动零件所产生的惯性 力，以防止各种传动件彼此分离而破坏配气机构正常工作。 • • • • 其形式有： 等螺距弹簧 不等螺距弹簧 双弹簧
及气门和气门座之间产生撞击响声，并加速磨损。同时， 也会使气门开启的持续时间减少，气缸的充气以及排气情 况变坏。
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， 称为配气相位。
配气相位的内容
1.进气提前角 2.进气迟后角 3.排气提前角 4.排气迟后角
进气门的配气相位
1.进气提前角 (1)定义：在排气冲程接近终了，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。 • 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，此时一缸活塞所处的上止点位置便是压 缩行程上止点。
第3章 章 配气机构的构造与维修
学习目标
• 知识目标
• 1．能简单叙述换气过程、配气相位定义； • 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。
• 能力目标
• 1．会进行配气机构主要零部件的正确检修； • 2．会进行配气机构的装配和调整； • 3．能对配气机构常见故障进行分析、判断并能排除故障。
• •
3．气门组的拆装
• 通常用专用工具拆装气门弹簧。
二、进、排气门和一缸压缩行程 上止点确认
• 进、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。 • (2)用转动曲轴观察确定。方法是：转动曲轴，观察各缸的 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。
结构特点
其进、排气门都倒装在气缸盖上。 (1)凸轮轴装在曲轴箱内，而摇臂轴装在气缸盖上，两者相距 较远，推杆较长。 (2)凸轮轴距曲轴较近，两者之间采用正时齿轮传动。
工作：
(1)气门打开：由曲轴通过正时齿轮驱动凸轮轴旋转，使凸轮 轴上的凸轮凸起部分通过挺柱、推杆、调整螺钉，推动摇臂摆 转，摇臂的另一端便向下推开气门，同时使弹簧进一步压缩。 (2)气门关闭：当凸轮凸起部分的顶点转过挺柱以后，气门在 其弹簧张力的作用下，开度逐渐减小，直至最后关闭，进气或 排气过程即告结束。压缩和作功行程中，气门在弹簧张力作用 下严密关闭，使气缸密闭。 曲轴与凸轮轴的传动比为2∶1。
• 1.气门组
• • • • • • • 气门组的主要机件有 气门 气门座 气门导管 气门弹簧 弹簧座 气门锁片
• 气门油封等
气门
• 气门是由头部和杆部组成 的。
• 头部用来封闭气缸的进、 排气通道，杆部则主要为 气门的运动导向。
气门顶部 • 气门顶部的形状
• ①凸顶：凸顶的刚度大，受热面积也大，用于某些排气门； • ②平顶：平顶的结构简单、制造方便，受热面积小，应用多； • ③凹顶：也称漏斗形，其质量小、惯性小，头部与杆部有较 大的过渡圆弧，使气流阻力小，以及具有较大的弹性，对气 门座的适应性好(又称柔性气门)，容易获得较好的磨合，但 受热面积大，易存废气，容易过热及受热易变形，所以仅用 作进气门。
第二节 配气机构的维修
一、配气机构的拆装要点
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。 • 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，彼此已经相适，安装时最好也 不要错乱。 • • • •
第一节 配气机构的构造与工作原理
• 功用
• 配气机构的功用是按照发动机各缸工作过程的需要，定时 地开启和关闭进、排气门，使新鲜可燃混合气(汽油机)或 空气(柴油机)得以及时进入气缸，废气得以及时排出气缸。
• 类型
• 配气机构多采用顶置式气门。根据凸轮轴的位置分为下置 式、中置式和上置式。
凸轮轴下置式配气机构
下置式凸轮轴的轴向限位
• 在凸轮轴前轴颈与正时齿轮之间压装 有调节环，调节环外面松套一止推板， 止推板用螺钉固定于气缸体前端面， 调节环的厚度大于止推板的厚度，二 者之差称为凸轮轴的轴向间隙，其间 隙为0.08~0.20mm。 0.08~0.20mm
挺柱
• 功用：将凸轮的推力传给推杆或气门。 • 型式：常见挺柱主要有筒式和滚轮式两种。
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。 • (2)逆推法：转动曲轴，观察与一缸曲轴连杆轴颈同在一 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。 • (3)按发动机上的第一缸上止点记号确定一缸压缩上止点。 很多发动机在曲轴的后端或前端制有确定第一缸上止点的 记号。 • 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。
中置凸轮轴式配气机构
• 其结构特点为：
• 1.凸轮轴位于气缸体的上部。 • 2.推杆较短，运动惯性小。 • 3.也可省去推杆，而由挺柱 直接驱动摇臂，当发动机转 速较高时，减小气门传动机 构的往复运动质量。
上置凸轮轴式配气机构
• 其结构特点为：
• 1.凸轮轴布置在气缸盖上。 • 2.凸轮轴直接通过摇臂来 驱动气门，没有挺柱和推 杆，使往复运动质量大大 减小，因此它适用于高速 发动机。
液力挺柱
• 采用液力挺柱，消除了配气机构中的间隙，减小了各零件 的冲击载荷和噪声，同时凸轮轮廓可设计得比较陡一些， 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，提高发动机的性能，特别是高速性能。
摇臂和摇臂组
• 摇臂装在摇臂轴上，摇臂轴通过摇臂轴支座装在 气缸盖上。摇臂是一个不等臂杠杆，其长臂一端 驱动气门。