08-配气机构结构与检修《汽车发动机构造与维修》教学课件

项目一汽车发动机构造与检修配气机构结构与检修任务三CONTENTS01学习目标02知识储备03实训案例04课堂练习目录学习目标0101描述配气机构的各组成、功用及工作原理。02按照汽车维修操作流程，规范、熟练地对配气机构气门组、气门传动组、气门驱动组进行检修作业。知识储备02一、配气机构功用是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和点火顺序的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜空气得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出；在压缩与作功行程中，保证燃烧室的密封性。新鲜空气对于汽油机而言是汽油和空气的混合气，对于柴油机而言是纯空气。新鲜空气汽油和空气的混合气汽油机纯空气柴油机配气机构功用二、配气机构组成配气机构气门气门气门导管气门弹簧气门锁片气门弹簧气门传动组凸轮轴摇臂等气门驱动组正时链条凸轮轴正时齿轮曲轴正时齿轮等配气机构组成二、配气机构组成（一）气门组应保证气门与座在活塞压缩、做功行程中实现气缸的密封。二、配气机构组成（一）气门组1.气门气门在进、排气行程中打开或关闭进排气道。气门的功用气门是燃烧室的组成部分，在活塞压缩、做功过程中密封气缸。二、配气机构组成（一）气门组1.气门气门锥角（α）气门密封锥面的锥角，称为气门锥角，一般为45°或30°。气门边缘应保持一定的厚度，一般为1～3mm。气门杆为圆柱形，在气门导管中不断进行往复运动。二、配气机构组成（一）气门组2.气门导管为气门的运动导向，保证气门做直线往复运动。导向将气门杆接受的热量部分地传给气缸盖。散热二、配气机构组成（一）气门组3.气门弹簧是保证气门关闭时能紧密地与气门座或气门座圈贴合，并克服在气门开启时配气机构产生的惯性力，使传动件始终受凸轮控制而不相互脱离。功用无气门弹簧有气门弹簧二、配气机构组成（一）气门组4.气门锁片是使气门与气门弹簧座紧密贴合，防止气门在运动过程中脱落。位于气门杆与气门弹簧座之间的位置，是剖分成两半且外表面为锥面的零件。无气门锁片有气门锁片气门锁片安装位置（二）气门传动组二、配气机构组成使进、排气门能按发动机工作需求在规定的时刻开闭。保证有足够的开度。功用气门传动组组成（二）气门传动组二、配气机构组成1.凸轮轴保证气门有足够的升程凸轮轴功用使气门按一定工作次序和配气相位及时开闭。由发动机曲轴驱动旋转，并将力传递给摇臂。（二）气门传动组二、配气机构组成1.凸轮轴是凸轮轴上重要组成部分，气门的开启与关闭过程的运动规律取决于凸轮轮廓曲线。凸轮的轮廓曲线应能使气门的开启与关闭的时间符合配气相位的要求，并能使气门有一定量的升程。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。（二）气门传动组二、配气机构组成2.摇臂功用实质支点通过将凸轮轴的旋转运动转变为摇臂的上下摆动，从而控制气门的开启。是杠杆，凸轮轴顶置式配气机构采用的摇臂为单臂杠杆。摇臂支座（二）气门传动组二、配气机构组成3.液压挺杆利用单向阀的作用储存或释放机油，通改变液力挺杆的工作长度，起自动调整气门间隙的作用。功用运用油压调节挺柱的高度，可自动消除气门传动组件各部件的间隙，实现无间隙传动，精确传递运动，减少零件的冲击载荷和噪声。特点二、配气机构组成（三）气门驱动组以卡罗拉为例，它的气门驱动为链式驱动。通过正时链条及正时齿轮使曲轴驱动凸轮轴转动。二、配气机构组成（三）气门驱动组1.正时链条与正时链条张紧器（1）正时链条正时链条的功用是将曲轴正时齿轮的动力传递给凸轮轴正时齿轮，并且保证了曲轴正时齿轮与凸轮轴正时齿轮正确的相对位置。二、配气机构组成（三）气门驱动组1.正时链条与正时链条张紧器（2）正时链条张紧器配气机构采用链条式驱动时，为使链条在工作时具有一定的张力而不致脱链，在正时链条上装有张紧器和导链板。二、配气机构组成（三）气门驱动组3.正时齿轮01是发动机配气机构的重要组成部分，通过与曲轴的连接并配合一定的传动比来保证进、排气时间的准确。02在发动机里面扮演了一个“桥梁”的作用，在曲轴的带动下将力量传递给相应机件。二、配气机构组成（三）气门驱动组4.VVT总成VVT即可变气门正时技术。发动机可变气门正时系统控制进气门开启角度提前或延迟高转速进气量大，增加动力低转速进气量少，减少油耗二、配气机构组成（三）气门驱动组组4.VVT总成（1）VVT-I控制器主要作用是根据发动机的工况变化带动凸轮轴相对于曲轴超前或滞后转动。丰田卡罗拉汽车采用叶片式VVT-I控制器，其基本组成包括壳体、链轮、叶片和锁销组件等。二、配气机构组成（三）气门驱动组组4.VVT总成（2）凸轮轴正时控制阀作用是根据发动机ECU的占空比控制指令控制滑阀位置，从而控制通往控制器提前工作室或延迟工作室的油流方向和流量。控制阀由柱塞、电磁线圈、滑阀、回位弹簧及套管等组成。二、配气机构组成（三）气门驱动组组4.VVT总成（3）系统工作原理凸轮轴正时机油控制阀的控制信号占空比＞50%滑阀控制进油口与提前工作腔连通推动叶片向配气正时提前方向转动占空比=50%滑阀同时关闭两个工作腔的油路叶片保持在当前位置不动，配气正时不变占空比＜50%滑阀控制进油口与延迟工作腔连通推动叶片向配气正时延迟方向转动VVT-I智能可变气门正时控制系统工作过程12丰田的VVT-I发动机大众EA888本田的VTEC大众EA888可变气门正时可变气门行程二、配气机构组成（三）气门驱动组组可变配气技术搭载AVS系统的汽油引擎，负责控制进气阀门的凸轮轴模块上，具备两组不同角度的凸轮，以及一组负责改变扬程的螺旋沟槽套筒。藉由两组凸轮、螺旋沟槽套筒和电磁促动器的作动下，AVS可变汽门扬程系统可依照不同引擎负载需求，调节汽门扬程、达到改变进气流量的效果。EA888发动机可变气门构造图二、配气机构组成（三）气门驱动组组EA888发动机高负荷低负荷二、配气机构组成（三）气门驱动组组EA888发动机三、配气机构的类型（一）按气门位置分类气门顶置式配气机构气门侧置式配气机构国产的汽车发动机都采用逐渐被淘汰进气阻力小，燃烧室结构紧凑，气流搅动大，压缩比较高压缩比受到限制，进排气门阻力较大，发动机的动力性和高速性均较差凸轮、挺柱、推杆、摇臂、气门、气门弹簧凸轮、挺柱、气门、气门弹簧气缸盖上气缸体侧面位置组成特点现状配气机构分类按气门的布置位置分类三、配气机构的类型（二）按凸轮轴位置分类上在汽缸盖上，直接通过摇臂或凸轮来推动气门的开启和关闭。凸轮轴上置配气机构中在曲轴箱上，由凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，减小了气门传动机构的往复运动质量，适应更高速的发动机。凸轮轴中置配气机构下在曲轴箱上，由曲轴正时齿轮驱动。其优点是凸轮轴离曲轴较近，可用齿轮驱动，传动简单。凸轮轴下置配气机构配气机构分类按凸轮轴布置形式分类三、配气机构的类型（三）按凸轮轴传动方式分类具有工作噪声小、工作可靠以及成本低等特点优点：布置容易。缺点：结构质量及噪声较大，链的可靠性和耐久性不易得到确保。正时齿轮上都有正时记号，装配时必须按要求对齐。齿形带传动式链传动式齿轮传动式配气机构分类按凸轮轴的传动方式分类三、配气机构的类型（四）按气门数分类一般发动机都采用每缸两气门，即一个进气门和一个排气门。气门数目的增加，使发动机的进、排气通道的断面面积大大增加，提高充气效率，改善了发动机的动力性能。配气机构分类按每缸气门数目分类按凸轮轴布置形式分凸轮轴上置式按凸轮轴的传动方式分链条传动式按气门布置位置分气门顶置式按每缸气门数目分四气门式（即两进两排式）大众EA888发动机配气机构思考你知道大众EA888发动机配气机构按照上述所说的内容该如何分类吗？三、配气机构的类型四、配气机构的工作原理配气相位凸轮轴通过正时齿轮由曲轴驱动。四冲程发动机完成一个工作循环曲轴转两圈（720°），各缸进、排气门各开启一次，凸轮轴只需转一圈，因此曲轴转速与凸轮轴转速之比为2：1。气门的开启是通过气门传动组的作用完成的，而气门的关闭则是由气门弹簧来完成的。开闭时刻与规律完全取决于凸轮的轮廓曲线形状。每次气门打开时，压缩弹簧，为气门关闭积蓄能量。实训案例0301气门组检修实训一（一）实施方案场地设施消防设施的场地车辆、工具、设备准备常用工具（一套）、衬垫刮刀、刷子、气门座铰刀、外径千分尺、游标卡尺、钢板尺、弹簧测试仪、卡罗拉发动机一台、发动机台架、工具车、标保工具车、零件车、垃圾桶。耗材干净抹布、泡沫清洗剂（二）操作步骤气门检修气门导杆检修气门座检修气门弹簧检修气门组零件的检测（二）操作步骤步骤一气门检修1.准备工作（1）拆卸气门（2）清洗气门2.外观检验3.气门工作面磨损的检修4.气门杆磨损的检修5.气门杆端面磨损的检修6.气门杆弯曲的检修步骤二气门导杆的检修1.检查气门导管衬套油膜间隙2.装配气门导管衬套3.气门导管衬套的铰削（二）操作步骤步骤三气门座的检修1.清洗气门座2.检查气门座3.研磨气门座研磨方法包括：手工研磨和机动研磨。4.气门密封性检测检测方法包括：线性检验法、浸油检验法、气压检验法5.气门座的装配步骤四气门弹簧的检修1.检视法2.气门弹簧自由长度检查3.气门弹簧偏移量的检查4.弹簧弹力测量02气门传动组检修实训二（一）实施方案场地设施消防设施的场地车辆、工具、设备准备常用工具一套、螺旋测微器、百分表、卡罗拉发动机一台、发动机台架、工具车、标保工具车、零件车、垃圾桶。耗材干净抹布、泡沫清洗剂（二）操作步骤凸轮轴的检修123步骤一步骤二步骤三液压挺柱的检修摇臂的检修（二）操作步骤步骤一凸轮轴的检修1.拆卸凸轮轴（1）拆卸凸轮轴轴承盖（2）拆卸凸轮轴2.检查凸轮轴（1）检查凸轮轴（2）检查凸轮轴油膜间隙（3）检查凸轮轴轴向间隙3.安装凸轮轴（1）安装凸轮轴（2）安装凸轮轴轴承盖拆卸凸轮轴安装凸轮轴取下凸轮轴时要小心，避免碰到气缸盖上的其他零件。检查后，应及时移除塑料间隙规。注意事项（二）操作步骤步骤二液压挺柱的检修1.拆卸液压挺柱2.检查液压挺柱3.安装液压挺柱从高压室放气时，确保SST的端部压住单向球。如果没有压住单向球，空气不会从高压室排出。注意事项步骤三摇臂的检修1.清洗摇臂2.检查摇臂头柱面的磨损凹陷03气门驱动组检修实训三（一）实施方案场地设施消防设施的场地车辆、工具、设备准备常用工具一套、游标卡尺、卡罗拉发动机一台、发动机台架、工具车、标保工具车、零件车、垃圾桶。耗材干净抹布、泡沫清洗剂。（二）操作步骤检查正时齿轮拆卸正时链条安装正时链条检查正时链条1.拆卸正时链条（1）拆卸气缸盖罩、衬垫（2）将1号气缸活塞设置到压缩上止点（3）拆卸曲轴皮带轮（4）拆卸1号链条张紧器（5）拆卸正时链条盖、正时链条张紧器导板（6）拆卸1号链条振动阻尼器（7）拆卸正时链条（8）拆卸2号链条振动阻尼器（9）拆卸曲轴正时齿轮（二）操作步骤拆卸正时链条只能在使用链条张紧器的情况才可转动曲轴。确保链条从链轮上完全松开。注意事项2.检查正时链条（1）检查正时链条（2）检查链条张紧器导板（3）检查振动阻尼器（4）检查链条张紧器板（5）检查链条张紧器（二）操作步骤在任意3个位置进行测量，使用测量值的平均值。如果平均伸长率大于最大值，则更换链条。注意事项3.检查正时齿轮（1）检查凸轮轴正时齿轮总成（2）检查凸轮轴正时齿轮控制机构（3）检查排气凸轮轴正时齿轮总成（4）检查曲轴正时齿轮（二）操作步骤测量时，游标卡尺的卡钳必须与链轮接触。如果直径小于最小值，则更换链条和齿轮。若空气泄漏，需重新用胶带密封。施加压缩空气时用抹布或布条盖住机油孔口，以防止机油飞溅。注意事项安装正时链条4.安装正时链条（二）操作步骤（1）安装1号链条振动阻尼器（2）安装2号链条振动阻尼器（3）安装曲轴正时齿轮（4）安装正时链条（5）安装正时链条张紧器导板（6）安装正时链条盖（7）安装1号链条张紧器（8）安装曲轴皮带轮（9）安装气缸盖罩衬垫及气缸盖罩安装时曲轴正时齿轮上的键槽要对准曲轴上的正时齿轮键，并确保安装可靠。确保标记板位于发动机前侧。不要使链条缠绕在凸轮轴正时齿轮的链轮周围，只将其放置在链轮上。在第一缸活塞压缩上止点时，重新检查每个正时标记。确保凸轮固定在柱塞的第一个齿上，并使挂钩穿过销。注意事项课堂练习04判断题（1）配气机构由气门组和气门传动组两大部分组成。（2）四冲程发动机每完成一个工作循环，曲轴旋转一周，各缸的进、排气门各开启2次，此时凸轮轴旋转2周。（3）气门驱动组由凸轮轴、摇臂等组成。（4）正时链条的功用是将曲轴正时齿轮的动力传递给凸轮