配气机构故障诊断与维修【谷风研究】

1、3-2 配气机构的故障诊断与维修 一、配气机构功用与组成 1、功用：定时打开进排气门，吸进新鲜空气，排出废气。 2、组成：配气机构由气门驱动组、气门传动组、气门组组成，每个组又包括若干零件。,1,技术研究,（1）驱动组： 驱动组主要由凸轮轴、正时齿轮等组成。,正时齿轮轴颈,偏心轮,凸轮,凸轮轴轴颈,螺旋齿轮,凸轮轴衬套,2,技术研究,（2）顶置式配气机构气门传动组。,3,技术研究,4,技术研究,5,技术研究,6,技术研究,二、配气机构的常见故障 配气机构常见的故障有： 1、气门关闭不严漏气； 2、配气相位不正时； 3、气门工作时发响；,7,技术研究,1气门关闭不严 分析形成的原因：气门磨损及偏

2、磨；严重积碳；气门间隙调整不当；气门弹簧折断或变软； 造成的危害：漏气，气缸压缩力不足，功率下降，经济性变差，不好启动； 诊断的方法：可用气压法检测、漏气率检测或真空度检测； 修理意见：光磨、研磨气门、调整气门间隙、更换气门弹簧； 2配气相位不正时 分析形成的原因：装配错误；凸轮、驱动齿轮磨损，键变形；气门间隙调整不当；,8,技术研究,造成的危害：进气不充分，排气不干净，发动机不能启动； 诊断的方法：根据上止点位置用百分表检查气门的开闭； 修理意见：按规范装配正时齿轮；修理或更换齿轮；修理键；调整气门间隙； 3工作时气门发响 分析形成的原因：气门间隙太大；气门与气门导管配合间隙大；座圈脱落；

3、造成的危害：产生噪声 诊断的方法：听诊法；用百分表检测气门杆与套管的配合间隙； 修理意见：调整气门间隙；更换气门套管；镶气门座圈；,9,技术研究,三、配气机构主要零件的检查、修理,（一）气门组主要零件的维修 1、气门组的拆卸 用专用工具或自制工具压下气门弹簧座取出气门锁片和内外气门弹簧， ，依次取出锁片、弹簧座、弹簧和气门以及气门油封。将拆下的零件做好相应标记，按顺序放置。,10,技术研究,2、气门的检修 气门常见的耗损有：气门工作面磨损与烧蚀；气门杆部的磨损；气门杆的弯曲变形等。气门出现下列耗损之一时，应予换新。 a.载货汽车发动机的气门杆的磨损量大于0.10，轿车发动机大于0.05，或出现

4、明显的台阶形磨损。 b.气门头圆柱面的厚度小于1.0。 c.气门尾端的磨损大于0.5。,11,技术研究,（1）气门工作面的检修 气门工作面磨损起槽或烧蚀出现斑点，应进行光磨。气门光磨是在气门光磨机上进行的，光磨后，气门工作锥面的径向圆跳动误差一般应不大于0.01mm，表面粗糙度应小于1.25m。,12,技术研究,气 门 磨 光 机,13,技术研究,气门的光磨工艺如下： a,.光磨前应先将气门进行校直。 b.将校直的气门杆紧固在夹架上，气门头的伸出长度约3040，按规定的工作锥面角度调整夹架。 c.试磨：开动车头和磨头电动机，观察砂轮工作面是否平整，气门工作锥面有无偏斜，然后进行试磨。 d.光磨

5、：光磨进刀时，要慢慢移动夹架先作横向进给，再作纵向进给。进刀量要小，冷却液要充足，以提高工作锥面的加工精度和降低表面粗糙度。直至磨损痕迹磨光为止，光磨后气门大端圆柱面的厚度不得低于l。,14,技术研究,（2）气门杆的检修 用外径千分尺检测气门杆的磨损，通常与气门杆尾端未磨损部分对比测量，若超过0.05mm，或用手触摸有明显的阶梯形成感觉时，应更换气门。,气门杆直径测量部位,气门杆直径测量,15,技术研究,用千分表检查气门杆的弯曲变形，如图所示，若表针摆差超过0.06mm，应校直或更换。 （直线度误差小于0.03mm） 气门杆尾端磨损凹陷应磨平，气门全长及磨削量应符合规定要求。,气门杆的弯曲变形

6、的检测,1气门 2百分表 3顶尖 4平板 5V型块,16,技术研究,（3）气门的密封性检查 划线法 a.检查前将气门及气门座清洗干净，在气门工作面上用软铅笔沿径向均匀地划上若干条线。 b.然后与相配气门座接触，略压紧并转动气门4590，取出气门，察看铅笔线条；如铅笔线条均被切断，则表示密封良好，否则，应重新研磨。 拍击法 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。 印痕法 在气门工作面上涂抹上一层轴承蓝或红丹油，然后用橡皮捻子吸住气门在气门座上旋转14圈，再将气门提起，若轴承蓝或红丹布满气门座工作面一周而无间断，又十分整齐，即表示密封良好。 渗油法 气门头向上放

7、平装好气门的缸盖，用煤油或汽油浇在气门顶面上，5min内视气门与座接触处是否有渗漏现象，如无渗漏即为合格,17,技术研究,3、气门座的检修 （1）气门座的检查：主要检查气门座磨损情况，如接触环带出现凹槽、环带变宽，气门的下陷量增加，（接触环带超过节2mm，气门的下陷深度超过1.5mm），要铰削气门座或更换气门座圈。,18,技术研究,（2）气门座的铰削 气门座铰削工艺 选择刀杆：根据气门导管内径选择铰刀导杆，导杆以轻易插入气门导管内，无松旷为宜。,19,技术研究,磨去硬化层：把砂布垫在铰刀下，磨除座口硬化层，以防止铰刀打滑并延长铰刀使用寿命。,20,技术研究,粗铰工作锥面：用与气门锥角相同的粗铰

8、刀铰削工作锥面，直到凹陷、斑点全部除去，并保证有2.5mm以上的完整锥面为止。,21,技术研究,试配：气门座和气门的选配，用相配的气门进行涂色试配，察看印迹。接触环带应在气门和斜面的中部靠里位置，若过上或过下，可用15或 75锥角的铰刀铰削。,22,技术研究,精铰：用与工作面角度相同的细刃铰刀进行精铰，并在铰刀下垫细砂布磨修，以降低气门座工作表面粗糙度，使工作面符合要求。,23,技术研究,（2）气门与气门座的配合要求： 气门与气门座圈的工作锥面角度应一致。为改善气门与气门座圈的磨合性能，磨削气门的工作锥面时，其锥面角度比座圈小0.51 。 气门与座圈的密封带位置在中部靠内侧。过于靠外，使气门的

9、强度降低；过于靠内，会造成与座圈接触不良。 气门与座圈的密封带宽度应符合原设计规定.(一般为1.22.0mm),排气门大于进气门的宽度；柴油机大于汽油机的宽度。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。 气门工作面与杆部的同轴度误差应不大于0.05mm。 气门杆与导管的配合间隙应符合原厂规定。,24,技术研究,（3）气门的研磨 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气门头部打上记号，以免错乱。 在气门工作锥面上涂上一层薄薄的粗研磨砂，同时在气门杆上涂以机油，插入气门导管内。 利用螺丝刀或橡皮捻子按图将气门作往复和旋转运动与气门座进行研磨，

10、注意旋转角度不宜过大，并不时地提起和转动气门，变换气门与座相对位置，以保证研磨均匀。 当气门工作面与气门座工作面磨出一条较完整且无斑痕的接触环带时，可以将粗研磨砂洗去，换用细研磨砂，继续研磨。当工作面出现一条整齐的灰色的环带时，再洗去细研磨砂，涂上润滑油，继续研磨几分钟即可。,25,技术研究,（2）机器研磨 将气缸盖清洗干净，安放在气门研磨机工作台上。 在已配好的气门工作面涂上一层研磨膏，在气门杆部涂上机油并装入气门导管内，调整各转轴，对正气门座孔。 连接好研磨装置，调整气门升程，进行研磨。一般研磨10min-15min即可。研磨好的工作面应成为一条光泽完整的圆环。,26,技术研究,3、气门导

11、管的检查与更换 （1）气门导管的检查 气门导管的检查方法一般有两种，可根据情况需要选择下面检查方法： 首先测量气门导管的内径。将所测结果减去气门杆的标准直径及标准间隙，所得的差值即为气门导管的磨损量。,27,技术研究,将气门提起至距气缸盖平面1520mm的高度，把百分表架固定于气缸盖上，百分表杆顶触在气门顶部边缘处，来回推动气门，百分表指针差值即为气门与导管的配合间隙。根据配合间隙可计算出气门导管的磨损量。,28,技术研究,（2）更换气门导管 （1）用外径略小于气门导管内孔的阶梯轴冲出或压出气门导管，带有台肩的导管可从燃烧室压出气门导管。 （2）选择外径尺寸符合要求的新气门导管.要求过盈量为：

12、0.0150.065。 （3）安装气门导管：用细砂布打磨气门导管承孔口，在承孔内壁与导管外表面上涂少许机油，并放正气门导管，垫上钢质的阶梯轴用压力机或手锤将导管装入承孔内。 （4）气门导管的铰削：采用成型专用气门导管铰刀铰削，进刀量不易过大，铰刀保持垂直，边铰边试，直至间隙合适。 （3）更换气门油封 （1）要用专用工具安装。 （2）进、排气门油封不能装反。,29,技术研究,气门导管内孔为圆柱形，外表面为圆柱形或阶梯圆柱形，其外表面有较高的加工精度、较低的粗糙度。导管上端面内孔处不应倒角，外侧面带有一定锥度，以防止积油,30,技术研究,气门导管与缸盖的装配 气门导管与缸盖(体)的配合有一定的过盈

13、量，以保证良好地传热和防止松脱。为了防止气门导管在使用过程中脱落，有的发动机对气门导管用卡环定位，这样导管的配合过盈量可小些。,31,技术研究,（2）气门导管的维修 当气门导管磨损严重，会使气门杆与气门导管的配合间隙超过限度，当气门导管的配合间隙超过限度时，可换用新气门重新检测，根据检测结果确定更换气门或气门导管。必要时两者同时更换。,32,技术研究,4、气门弹簧的检查 （1）检查气门弹簧是否出现断裂或裂痕现象，如有应当更换。 （2）检查气门弹簧在自由状态下，支承面对弹簧中心线的垂直度；要求不大于1.5 2 （3）测量气门弹簧的自由长度是否符合标准，若低于极限值应予以更换。 （4）检查气门弹簧

14、最小安装弹力，若低于极限值应予以更换。 -气门弹簧不能修复，只能更换。,垂直度检查,自由长度检查,弹力检查,33,技术研究,5、凸轮轴的检修 （1）轴向间隙的检查调整 采用止推凸缘进行轴向定位的发动机在检查轴向间隙时，用塞尺插入凸轮轴第一道轴颈前端面与止推凸缘之间或正时齿轮轮毂端面与止推凸缘之间，塞尺的厚度值即为凸轮轴轴向间隙。一般为0.10mm，使用极限为0.25mm，如间隙不符合要求，可用增减止推凸缘的厚度来调整。,34,技术研究,（2）凸轮轴弯曲变形的检修 凸轮轴的弯曲变形是以凸轮轴中间轴颈对两端轴颈的径向圆跳动误差来衡量，检查方法如图所示。将凸轮轴放置在V型铁上，V型铁和百分表放置在平

15、板上，使百分表触头与凸轮轴中间轴颈垂直接触。转动凸轮轴，观察百分表表针的摆差即为凸轮轴的弯曲度。检查完毕后将检查结果与标准值比较，以确定是修理还是更换。 径跳值:标准0.010.03, 极限0.05 0.10 .,凸轮轴的弯曲变形可用冷压校正法修复，但最好换新件。,35,技术研究,（3）凸轮磨损的检修 凸轮的磨损使气门的升程规律改变和最大升程减小，因此凸轮的最大升程减小值是凸轮检验分类的主要依据。 当凸轮最大升程减小值大于0.40mm或凸轮表面累积磨损量超过0.80mm时，则更换凸轮轴；当凸轮表面累积磨损量小0.80mm时，可在凸轮轴磨床上修磨凸轮。 但是，现代汽车发动机凸轮轴的凸轮均为组合线

16、型，由于加工精度极高，修理成本高，所以目前极少修复，一般更换凸轮轴。,36,技术研究,（4）凸轮轴轴颈和轴承的检修 （1）凸轮轴轴颈和轴承的检修 用千分尺测量凸轮轴轴颈的圆度误差和圆柱度误差。凸轮轴轴颈的圆度误差不得大于0.015mm，各轴颈的同轴度误差不得超过0.05mm。否则应按修理尺寸法进行修磨。 （2）凸轮轴轴承的检修 凸轮轴轴承的配合间隙超过使用极限时，应更换新轴承。,37,技术研究,（5）凸轮轴其他检修项目 （1）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，其磨损将使配气正时改变。该键槽磨损后，可堆焊重开键槽或在新的位置上另

17、开键槽。 （2）汽油泵驱动偏心轮的极限磨损量：汽油泵驱动偏心轮的极限磨损量一般为1，超过该极限一般应更换凸轮轴。,38,技术研究,6、正时传动装置的维修 正时传动装置的类型,39,技术研究,（1）正时齿轮传动装置维修 在维修时，应检查正时齿轮有无裂损及磨损情况。磨损情况可用塞尺或百分表测量其齿隙，如图所示（下页）。正时齿轮若有裂损或齿隙超过0.300.35mm，应成对更换正时齿轮。 通常情况下，钢制正时齿轮不会发生严重磨损，也不易损坏。 非金属材料的大齿轮发动机大修时应更换。,40,技术研究,a)用塞尺检查,正时齿轮磨损的检查,b)用百分表检查,41,技术研究,2、正时链传动装置 （1）正时链

18、传动装置的构成 应用：中置凸轮轴式配气机构或顶置凸轮轴式配气机构均可采用正时链传动装置。 组成：正时链传动装置的组成，主要由正时链、正时链轮、正时链张紧装置等组成。 链轮齿数比：凸轮轴正时链轮的齿数为曲轴正时链轮的两倍，以实现传动比为2：1。 正时标记：正时链传动正时标记多种多样，装配时必须按相关维修手册中的规定对正正时标记。装配时应对正下列标记：凸轮轴链轮与气缸盖上的标记，曲轴链轮与气缸体前端标记。,42,技术研究,导链板和张紧装置：为防止正时链抖动，正时链传动装置设有导链板和张紧装置。导链板采用橡胶导向面为链导向;张紧装配使正时链保持一定的紧度，可分为机械式和液压式两种，应用较多是液压式正

19、时链张紧装置，当发动机工作时，利用润滑油压力推动液压缸活塞，使张紧链轮压紧正时链。,张紧装置,导链板,曲轴正 时链轮,凸轮轴正 时链轮,传动链,液压式正时链张紧装置,43,技术研究,机械式张紧正时链传动装置,1一凸轮轴正时链轮 2一导链板 3一机油泵链轮 4一曲轴正时链轮 5一正时链张紧装置 6一正时链,装配标记,44,技术研究,（2）正时链轮的检修 测量最小的链轮直径。将链条分别包住凸轮轴正时链轮和曲轴正时齿轮，用游标卡尺测量直径，其直径不得小于允许值，否则应更换链条和链轮。,45,技术研究,（3）正时链条的检修 正时链伸长情况的检查，可测量正时链的全长或规定链节数的长度。测量正时链长度时，

20、为使测量准确，应将正时链拉直后再用游标卡尺测量，为保证拉直可对链条施以一定的拉力拉紧后测量其长度，测量值如果超过标准值时，应更换新链条。,46,技术研究,3、正时带传动装置 （1）正时带传动装置的构成 应用：齿形带传动机构用于上置式凸轮轴的传动。 优点：与齿轮和链传动机构相比具有噪声小、质量轻、成本低、工作可靠和不需要润滑等优点。另外，齿形带伸长量小，适合有精确定时要求的传动。 组成 ：正时带传动装置主要由同步带、同步带轮和张紧轮等组成，张紧轮靠弹簧压紧同步带，张紧轮也起到对同步带轴向定位的作用。 带轮齿数比：凸轮轴同步带轮的直径等于曲轴同步带轮直径的两倍，传动比为2：1。 正时标记： 正时带

21、传动装置与正时链传动装置一样，正时标记多种多样，装配时必须按相关维修手册中的规定对正正时标记。常见正时带传动装置的正时标记。装配时应对正下列标记：凸轮轴同步带轮与气缸盖上的标记，曲轴同步带轮与气缸体前端标记。,47,技术研究,曲轴正时齿形带轮,中间轴齿形带轮,张紧轮,凸轮轴正时齿形带轮,正时带传动装置,48,技术研究,常见正时带传动 装置的正时标记,富康轿车TU32K发动机 同步带松紧度的调整 1张紧轮锁紧螺母、 2 凸轮轴同步带轮 、 3 紧固螺栓 、 4 同步带 5 曲轴同步带轮、 6一张紧轮 7 水泵带轮、 8 重块 9 专用工具。,装配标记,装配标记,49,技术研究,（2）正时带传动装

22、置检修 正时带检修：同步带的使用寿命一般厂家推荐为3200096000km。检查同步带时，若发现有如下图所示的缺陷之一，必须更换同步带。,正时轮检修：凸轮轴或曲轴同步带轮的常见故障是磨损，可用卡尺测量同步带轮直径检查其磨损情况，如果同步带轮直径超过允许极限，应更换同步带轮,50,技术研究,（5）液力挺柱的检修 液力挺柱与承孔的配合间隙 一般为0.01mm0.04mm， 使用限度为0.10mm。 检查各部件有无损坏，应特别注意检查挺柱体外侧面及底部有无过度磨损。底部磨损可用钢板尺放在挺柱底面上检查底面有无凹损，如果底面呈凹损，除应更换磨损的液力挺柱外还应注意更换凸轮轴。,51,技术研究,7、摇臂

23、和摇臂组的检修 分解摇臂总成时，应注意各摇臂的序号、摇臂轴的安装方向及位置，以免安装时位置装错。对摇臂总成零件进行清洗时，应注意将摇臂轴内部清理干净，并保证各油孔通畅。摇臂总成分解后，主要进行以下检查： 1、摇臂常见的损伤主要是摇臂头的磨损。检查时，摇臂头部应光洁无损。若有轻微的磨损沟痕，可用油石或磨光机进行修磨，磨损严重时应更换摇臂。修磨后的凹陷应不大于0.50mm。如超过规定的值则可用堆焊修磨修复或更换摇臂。 2、安装有气门间隙调整螺钉的摇臂，检查调整螺钉、锁紧螺母和摇臂上的螺孔是否完好，若有损坏应更换。 3、带滚动轴承的浮动式摇臂，检查其轴承，若磨损严重或损坏更换衬套或应更换摇臂。注意：

24、镶套时，要使衬套油孔与摇臂上的油孔对准，以免影响润滑。 4、安装在摇臂轴上的摇臂，测量摇臂衬套内径和摇臂轴外径，检查其配合间隙，若间隙超过允许极限，应更换零件或总成。 ,52,技术研究,8、气门间隙 是指气门在处于完全关闭状态下，凸轮的基圆与被其驱动件接触时，气门尾部与传动件之间的间隙称为气门间隙。,53,技术研究,（1）预留气门间隙的必要性 发动机工作时，气门将因温度升高而膨胀，如果气门与传动件之间，在冷态时无间隙或间隙过小，则在受热时，气门及传动件的受热膨胀势必引起气门关闭不严，造成发动机在压缩和作功行程中漏气，使功率下降，严重时甚至不易起动。为了消除这种现象，通常在发动机冷态装配时，留有气门间隙，以补偿气门受热后的膨胀量。有的发动机采用液力挺柱，挺柱的长度能自动变化，随时补偿气门的热膨胀量，故不需要预留气门间隙。,54,技术研究,（2）、气门间隙过大、过小的不良影响 1）过大： 传动零件之间及气门和气门座之间产生撞击响声，并加速磨损。 使气门开启的持续时间减少，气缸充气和排气情况变坏。 2）过小： 热态下使气门关闭不严而发生漏气，导致功率下降，甚至烧坏气门。,55,技术研究,（3）气门间隙的检查与调整 1）气门间隙的检查与调整的基本原则 气门间隙的检查与调整必须在气门完全关闭状态时进行。,A、处于压缩上止点的气缸，进气门和排气门均可调； B、 处于排气行程上止点的气缸，进