发动机构造与维修：配气机构

项目三配气机构

知识目标：１、掌握配气机构的功用、组成、工作原理及结构形式；２、掌握配气相位的概念、原理及影响因素；３、掌握配气机构主要零部件的检测与维修方法；4、熟悉可变配气相位。能力目标：1、熟悉配气机构异响故障的诊断；2、掌握气门间隙的调整方法；3、掌握可变配气机构的检查方法。4、掌握汽车空调系统的类型及组成；项目三配气机构

活动一配气机构结构和工作原理配气机构包括气门组和气门传动组。如图3-1所示。项目三配气机构

一、作用配气机构是进、排气管道的控制机构，它按照气缸的工作顺序和工作过程的要求，准时地开闭进、排气门、向气缸供给可燃混合气（汽油机）或新鲜空气（柴油机）并及时排出废气。另外，当进、排气门关闭时，保证气缸密封。进气充分、排气彻底，四行程发动机都采用气门式配气机构。二、充气效率新鲜空气或可燃混合气被吸入气缸愈多，则发动机可能发出的功率愈大。新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度，用充气效率表示。越高，表明进入气缸的新气越多，可燃混合气燃烧时可能放出的热量也就越大，发动机的功率越大。三、配气机构型式与结构1、气门布置方式气门位于气缸盖上称为气门顶置式配气机构，由凸轮、挺柱、推杆、摇臂、气门和气门弹簧等组成。其特点，进气阻力小，燃烧室结构紧凑，气流搅动大，能达到较高的压缩比，目前国产的汽车发动机都采用气门顶置式配气机构。如图3-2所示。在历史上也曾出现过侧置式的气门布置方式，但由于充气效率太低，现在已被淘汰。

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2、凸轮轴布置方式凸轮轴下置式，主要缺点是气门和凸轮轴相距较远，因而气门传动零件较多，结构较复杂，发动机高度也有所增加。

如图3-3所示。凸轮轴中置,凸轮轴位于气缸体的中部由凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，省去推杆，这种结构称为凸轮轴中置配气机构。如图3-3所示。凸轮轴上置,凸轮轴布置在气缸盖上。如图3-3所示。凸轮轴上置有两种结构，一是凸轮轴直接通过摇臂来驱动气门，这样既无挺柱，又无推杆，往复运动质量大大减小，此结构适于高速发动机。另一种是凸轮轴直接驱动气门或带液力挺柱的气门，此种配气机构的往复运动质量更小，特别适应于高速发动机。项目三配气机构

3、凸轮轴传动方式凸轮轴下置，中置的配气机构大多采用圆柱形正时齿轮传动，一般从曲轴到凸轮轴只需一对正时齿轮传动，若齿轮直径过大，可增加一个中间齿轮。为了啮合平稳，减小噪声，正时齿轮多用斜齿。如图3-4所示。

链条与链轮的传动适用于凸轮轴上置的配气机构，但其工作可靠性和耐久性不如齿轮传动。近年来高速汽车发动机上广泛采用齿形皮带来代替传动链，齿形带传动，噪声小、工作可靠、成本低。如图3-5所示。

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4、气门数目及气道布置一般发动机都采用每缸两个气门，即一个进气门和一个排气门的结构。为了改善换气，在可能的条件下，应尽量加大气门的直径，特别是进气门的直径。但是由于燃烧室尺寸的限制，气门直径最大一般不能超过气缸直径的一半。当气缸直径较大，活塞平均速度较高时，每缸一进一排的气门结构就不能保证良好的换气质量。因此，在很多新型汽车发动机上多采用每缸四个气门结构，即两个进气门和两个排气门。如图3-6所示。在一汽奥迪汽车发动机上还采用了五气门的结构，更好的提高了发动机充气效率，如图3-7所示。

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五、配气机构工作原理1、凸轮轴下置式：配气机构的工作情况如图3-8所示。发动机工作时，曲轴通过正时齿轮带动凸轮轴旋转。当凸轮轴上凸轮的凸起部分向上运动时，依次顶起气门挺柱、推杆和调整螺钉，使摇臂绕其轴摆转，摇臂的另一端便向下推动气门，气道被逐步打开，同时使气门弹簧受到压缩。当凸轮的凸尖上升到最高位置时，气门开度最大，如图3-8（a）所示。当凸轮的凸尖离开挺柱以后，在气门弹簧弹力的作用下，气门开度逐渐减小，待气门及其传动件恢复原位后，气门关闭，如图3-8（ｂ）所示。发动机在压缩和做功行程中，气门在其弹簧张力的作用下严密关闭，使气缸密封。

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2、凸轮轴中置式：一些速度较高的柴油机将凸轮轴位置抬高到缸体上部，如图3-9所示。发动机工作时，正时齿轮带动凸轮轴旋转，当发动机需要进行换气行程时，凸轮凸起部分通过挺柱、推杆以及高速螺钉推动摇臂摆转，使得摇臂的另一端向下推开气门，并压缩气门弹簧。凸轮凸起部分的顶点转过挺柱后，凸轮对挺柱的推力减小，气门在弹簧张力下逐渐关闭，凸轮凸起部分离开挺柱时，气门完全关闭，换气行程结束，压缩和做功行程开始。气门在弹簧张力作用下严密关闭，使气缸密闭。项目三配气机构

3、凸轮轴上置式：现代轿车使用的高速发动机大多采用这种结构形式。凸轮轴仍与曲轴平行布置，但位于气门组上方，凸轮轴直接通过摇臂来驱动气门开启和关闭，省去了推杆，使往复运动质量大大减小，但此种布置使凸轮轴距离曲轴较远，因此，不方便使用齿轮传动，现多采用同步齿形胶带传动，这种结构形式的气门传动组主要由凸轮轴、同步齿形胶带、挺柱、摇臂及摇臂轴等组成。凸轮轴上置式配气机构有单上置和双上置之分。a.单上置凸轮轴式配气机构。单上置凸轮轴式配气机构在缸盖上布置１根凸轮轴驱动进、排气门。通过挺柱驱动的称直接驱动式（见图3-10），通过摇臂驱动的称摇臂驱动式，如图3-11所示。

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b.双上置凸轮轴式配气机构。双上置凸轮轴式配气机构是在气缸盖上布置2根凸轮轴，一根驱动进气门，一根驱动排气门，如图3-12所示。这种结构有利于多气门的布置。上述工作过程可知：传动组的运转使气门开启，气门弹簧释放张力使气门关闭；凸轮的轮廓曲线则决定了气门的开闭时刻与规律。每次打开气门时摇臂压缩气门弹簧，为关闭气门积蓄能量。

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六、配气相位新鲜空气或可燃混合气被吸入气缸愈多，则发动机可能发出的功率愈大。新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度，用充气效率表示。充气效率越高，表明进入气缸的新气越多，可燃混合气燃烧时可能放出的热量也就越大，发动机的功率越大。发动机在换气行程中，若能够做到排气彻底、进气充分，则可以提高充气系数，增大发动机输出的功率。四冲程发动机的每一个工作行程曲轴要旋转180º。由于现代发动机转速很高，一个行程经历的时间是很短的。如上海桑塔纳的四冲程发动机，在最大功率时的发动机转速达到5600r／min，一个行程的时间只有O.0054s。在如此短的进气和排气行程中，很难达到进气充分，排气彻底。为改善换气行程，提高发动机性能，实际发动机的气门开启和关闭并不在上、下止点，而是适当提前或滞后，即气门开启过程都大于180º曲轴转角。用曲轴转角表示气门开启与关闭时刻和开启的持续时间，称为配气相位，如图3-13所示。项目三配气机构七、气门间隙1、气门间隙的含义发动机工作时，气门将因温度升高而膨胀，如果气门及其传动件之间在冷态时无间隙或间隙过小，则在热态时气门及其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做功行程中漏气，而使功率下降，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（气门完全关闭）时，在气门与其传动机构中留有适当的间隙，以补偿气门受热后的膨胀量，这一间隙通常称为气门间隙，如图3-14所示。项目三配气机构

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，进气门间隙为0.25-0.35mm，排气门间隙为0.30-0.35mm。在使用和维修中，必须将气门间隙调整到合乎标准值范围。对采用液压挺柱的发动机，由于挺柱的长度能自动变化，以随时补偿气门的热膨胀量，故不需要预留气门间隙，如奥迪、上海别克、广州本田雅阁和桑塔纳等轿车的发动机。采用液压挺柱的。2、气门间隙过大、过小的危害气门间隙的大小，对发动机的工作和性能影响很大。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；如果气门间隙过大，则使传动零件之间以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。项目三配气机构

活动二气门零件组的结构与维修气门组由气门、气门座、气门导管、气门弹簧、弹簧座圈、锁片等零件组成。气门组在配气机构中相当于一个阀门，作用是准时接通和切断进排气系统与气缸之间的通道。如图3-15所示。项目三配气机构

一、对气门组的要求气门组应保证气门能够实现气缸的密封，因此要求：1.气门头部与气门座贴合严密；2.气门导管对气门的上下运动有良好的导向作用。3.气门弹簧的两端面与气门杆的中心线相垂直，以保证气门头在气门座上不偏斜。4.气门弹簧的弹力足以克服气门及其传动件的运动惯性力，使气门能迅速关闭，并保证气门紧压在气门座上。二、气门气门的作用是封闭进、排气通道。气门的工作条件十分恶劣，气门头部的工作温度很高，进气门可达570-670K；排气门更高，可达1050-1200K；气门头部要承受气体压力、气门弹簧力及传动组零件惯性力的作用；气门冷却和润滑条件差；还要接触气缸内燃烧生成物中的腐蚀介质。因此，要求气门必须具有足够的强度、刚度、耐热、耐腐蚀和耐磨能力。进气门的材料一般采用合金钢(如铬钢或镍铬钢等)，排气门由于热负荷大，一般采用耐热合金钢(硅铬钢、硅铬钼钢等)；有的排气门为了降低成本，头部采用耐热钢，而杆部用铬钢。项目三配气机构

（一）气门的结构气门由头部和杆部两部分组成，如图3-16（a）所示，气门头部与气门座配合实现密封气缸的进、排气通道的作用，气门杆部则主要为气门的运动导向。项目三配气机构

项目三配气机构5、新型气门排气门热负荷特别高，为了改善其导热性能，有些如捷达EA113五气门发动机的排气门，采用了充钠技术，如图3-21所示。其原理是：钠在约为1243K时变为液态，液态钠具有良好的热传导能力，利用液态钠的来回运动，热量迅速地从气门头部传到根部。排气门的这种内部冷却方式既提高了气门的使用寿命，又降低了混合气自燃的危险。项目三配气机构

三、气门座与气门座圈1、气门座的作用气门座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，起到散热的作用。2、气门座的形式与材料一是直接在气缸盖上加工出气门座；二是单独制成气门座圈，镶嵌在气缸盖上。3、气门座圈气门座圈以一定的过盈压入气缸盖的座孔中，三种结构形式，如图3-22所示。项目三配气机构

四、气门导管气门导管的作用是给气门的运动导向，保证气门和气门座锥面的精确配合，并为气门杆散热。气门导管的工作条件较差。当气门杆在导管中运动时，温度可高达约500K。润滑也仅靠配气机构飞溅出来的机油进行润滑。因此气门导管易磨损。为了改善气门导管的润滑性能，气门导管一般用含石墨较多的铸铁或粉末冶金制成，以提高自润滑性能。气门导管外圆表面与缸盖承孔为过盈配合，气门导管的下端伸入到进、排气道内。为减小对进、排气流的阻力，伸入气道端的外圆做成圆锥状。导管与气门杆的配合精度很高，配合间隙仅有O.05-O.12mm。为防止气门导管松脱，有些发动机采用卡环对导管进行轴向定位。气门导管的外形及安装位置如图3-23所示。它为圆柱形管，外表面有较高的加工精度、较低的表面粗糙度，与缸盖(体)的配合有一定的过盈量，以保证良好的传热和防止松脱。有的发动机对气门导管用卡环定位，使气门弹簧下座将卡环压住，因此导管轴向定位可靠。项目三配气机构

五、气门弹簧气门弹簧的作用是使气门自动复位关闭，保证气门与气门座的座合压力；吸收气门关闭过程中各传动零件产生的惯性力；防止各个传动件彼此分离而破坏配气机构正常工作。为确保上述功能，气门弹簧的刚度一般都很大，且安装时须进行预紧压缩，因预紧力很大，需用专用工具方可完成对气门弹簧的拆装。气门弹簧的结构如图3-24所示。弹簧两端磨平，安装时，气门弹簧的一端支承在气缸盖上，而另一端则压靠在气门杆尾端的弹簧座上，一般弹簧座用锁片固定在气门杆的末端。为了防止气门弹簧工作时产生共振，采用了多种设计，包括使用更强的弹簧、不等螺距弹簧以及双弹簧等。安装时，对于不等螺距弹簧，应使螺距较小的一端朝向气缸盖。大多数发动机采用一个气门装配有同心内、外两根气门弹簧的方法，不但可以防止弹簧共振，且当一根弹簧折断时，另一根仍可继续工作。两根气门弹簧的旋向相反，以防止工作时一个弹簧卡入另一个弹簧中。气门弹簧多采用优质弹簧合金钢丝卷绕成螺旋状，弹簧两端磨平，以防弹簧在工作中产生歪斜。为提高弹簧疲劳强度，确保弹簧弹力不下降、不折断，簧丝表面都要经过磨光、抛光或喷丸、发蓝或磷化处理，以免在使用中生锈。捷达、高尔夫以及上海桑塔纳轿车发动机均采用双气门弹簧。项目三配气机构

为避免气门弹簧在工作时因共振导致弹簧折断，常采用以下结构措施。(1)提高弹簧刚度。如采用加粗簧丝直径，减小弹簧直径。(2)采用变螺距弹簧。弹簧压缩时，螺距较小的弹簧两端逐渐贴合，使有效圈数逐渐减少，弹簧的固有振动频率不断增加，可避免共振的发生。(3)采用双气门弹簧结构。每个气门同心安装两根直径不同、旋向相反的内、外弹簧。因内、外弹簧的自振频率不同，当某一弹簧发生共振时，另一弹簧起减振作用；其中某根弹簧折断时，另一根还能继续维持工作。项目三配气机构

六、气门组零件的检修（一）气门的检查气门的耗损主要有：气门工作面起槽、变宽，甚至烧蚀后出现斑点和凹陷，气门杆及尾端的磨损，气门杆的弯曲变形等。1、外观检验。当发现气门有裂纹、破损或熔蚀烧损时，须更换气门。2、测量气门尺寸,如果气门尺寸超过磨损极限，应更换气门。3、气门杆弯曲和气门头部歪斜检查。如图3-25所示，气门杆的弯曲可用百分表来测定，清除气门积炭并将气门擦净，将气门杆支承在两个距离100mm的V形架上，然后用百分表触头测量气门杆中部的弯曲度，其值超过0.05mm应更换或校正气门。在气门头部用百分表测量，转动气门头部一圈，读数最大和最小之差的1/2即为气门头部的倾斜度误差，许用倾斜度误差为0.02mm；气门杆弯曲或气门头部歪斜超过规定范围后，需更换气门。项目三配气机构

4、气门杆磨损检查。气门杆磨损，使气门杆与导管孔的间隙增大，易使气门歪斜，导致气门关闭不严而漏气。当高温废气通过导管孔间隙，使气门及导管过热，加速它们的磨损，并可能由于导管中润滑油烧结，使气门卡死而无法动作。检查方法如图3-26所示。气门杆端面磨损或疤痕，往往使端面不平。当气门顶起时，挺杆（或摇臂）作用力将产生侧向力，使气门杆歪斜，气门关闭不严。气门杆端面磨损，可用磨气门机修正。机上设有V形铁座，将气门杆平放在座上，一手按住气门杆，一手转动气门头，并使杆端轻微抵在砂轮上磨平。桑塔纳发动机的进、排气门杆直径均为7.97mm。用直尺在平台上检查气门的长度，进气门长度为98.70mm，排气门长度为98.5Omm，磨损极限为0.5Omm。项目三配气机构

（二）气门座圈的检修气门座检修的技术要求是：气门座圈表面不得有任何损伤，气门座圈固定可靠；工作锥面正确，表面粗糙度Ra取值为1.25-6.3µm；气门座圈工作面宽度为1.2-2.5mm；气门下陷量符合要求。1、气门座圈的镶换如气门座圈有裂纹、松动、烧蚀或磨损严重；或经多次加工修理，使新气门装入后，气门头部顶平面仍低于气缸盖燃烧室平面2mm以上，应镶换新的气门座圈，其工艺要点如下：①拆卸旧气门座圈。注意，不要损伤气门座承孔。②选择新气门座圈。用外径千分尺测量气门座外径，用内径量表测量气门座圈承孔内径，并根据气门座圈和缸盖承孔的材质选择合适过盈量(一般在O.07-O.17mm)。③气门座圈的镶换。将检查合格的新气门座进行冷却，时间不少于1Omin，同时加热气门座圈承孔，然后在气门座外侧涂上一层密封胶，将气门座压入承孔中。修复气门座圈所需专用工具有深度仪、气门座加工铰刀。如果气门有泄漏，仅更换或修复气门座圈和气门是不够的，尤其是在运行很长时间以后的发动机上，必须检查气门导管有无泄漏和磨损情况。气门座圈修复后应当产生严密的密封，所以在修复之前要计算最大修复尺寸。如果超过修复尺寸的话，就不能保证被液压挺杆气门间隙补偿功能，这时必须更换气缸盖。项目三配气机构

2、气门座的铰削镶入的新座圈应进行铰削加工(或虽未更换座圈，若气门座烧蚀严重，或密封环带过宽时，也应对气门座圈进行铰削加工)。气门座的铰削通常是用手工进行的，如图3-27所示，其铰削工艺如下：

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①根据气门头直径和工作锥面选择一组合适的铰刀，再根据气门直径选择刀杆。每组铰刀有45º(或30º)、15º和75º三种不同角度。其中45º(或30º)铰刀又分为粗铰刀和精铰刀两种。②检查气门导管，若未更换气门导管，应检查气门导管的磨损程度，检查方法可参见本节“气门导管的更换”。③砂磨硬化层。若未更换气门座，铰削前先将砂布垫在铰刀下，磨除座口硬化层，以防止铰刀打滑和延长铰刀的使用寿命。④粗铰工作面。用45º粗铰刀铰削气门座工作面，直至消除磨损和烧蚀痕迹(对于新座圈，则要求铰削出宽度适当的工作锥面)。⑤用深度游标卡尺检查气门下陷量。⑥调整环带位置和宽度。密封环带应处于工作锥面中部。若偏向气门杆部，选用15º铰刀(斜面与刀杆中心线夹角)铰刀修整；若偏向气门头部，则选用75º铰刀修整。若环带过宽，用15º和75º两种铰刀分别铰削。⑦用精铰刀铰削气门座工作面，降低表面粗糙度，或用细砂布包在刀刃上，将气门座工作面磨光。项目三配气机构

3、气门与气门座的研磨若气门和气门座圈仅有轻微磨损和烧蚀，可研磨气门与气门座来恢复其密封性，气门与气门座经铰削加工后，也应研磨。研磨方法有机器研磨和手工研磨两种。手工研磨时，利用气门捻子对气门头的吸力，使气门相对于气门座进行上下运动拍击，同时旋转，如图3-28所示，研磨要点如下：项目三配气机构

①将气缸盖倒置，用柴油洗净气门、气门座、气门导管，清除积炭，并在气门头端标示出顺序记号。②在气门工作锥面上均匀涂抹一层粗研磨膏，气门杆上涂少许机油，将气门杆插入气门导管内，用气门捻子吸住气门。③研磨时，一边用手指搓动气门捻子的木柄，使气门单向旋转一定角度，一边将气门捻起一定高度后落下进行拍击。注意始终保持单向旋转，不断改变气门与气门座在圆周方向的相对位置。④当气门磨出整齐、无斑痕和麻点的接触环带时，将粗研磨膏洗去，换用细研磨膏继续研磨，直到气门工作面出现一条整齐的灰色无光的环带时，洗去细研磨膏，涂上机油再研磨几分钟。⑤最后洗净气门、气门座和气门导管。研磨气门时应注意：研磨时，研磨膏不宜过多，以免进入气门导管，造成气门杆与气门导管的早期磨损；在保证密封的前提下，研磨时间不宜过长，拍击力不宜过猛，以防环带过宽，出现凹陷。项目三配气机构

（3）气门座的镶配气门座圈经多次修理，工作面逐渐下陷，会影响气门与气门座的正常配合。如果气门座工作面低于气门座圈原平面1.5mm，应更换气门座圈。气门座修磨前，应确定其最大允许修磨尺寸，若超过该尺寸，就不能保证液压挺杆正常工作，也就没有修理必要。①确定最大修磨尺寸的方法：插入气门，并紧压在气门座上；测量气门杆尾部与缸盖上边缘间的距离a，由所测得的距离a减去进、排气门长度的最小尺寸，即求得最大允许修整尺寸。最小尺寸：进气门为33.8Omm；排气门为34.1mm。②更换气门座步骤如下：拆下旧气门座可用铰刀削薄气门座或在气门座内侧点焊几个焊点，敲击焊点，拆下气门座；测量座圈孔直径，按直径孔大小选择新座圈。为了防止松落，新座圈与座孔应有0.075-0.125mm的过盈；气门座圈材料应采用在工作温度下塑性变形较小而硬度较高的合金材料，一般采用合金铸铁、球墨铸铁，也有采用合金钢的。通常座圈的硬度比气门工作面硬度稍低一些；镶配气门座。通常采用冷缩法或加热法将气门座圈镶入座孔内。冷缩法是将气门座圈在液氮中冷冻至-195℃后，压人气门座承孔。热胀法是将座圈承孔加温到100℃左右，然后将座圈涂油，垫以软金属迅速将座圈压入承孔。气门座圈镶入后，应将高出气缸体（气缸盖）平面的部分修平；项目三配气机构

4、气门密封性检验①渗油法，将气门放人相配的气门座中，用煤油浇在气门顶面上，观察其有无渗漏现象。如无渗漏表明密封良好。②划线法，用软铅笔在气门工作面上每隔4mm画若干条分布均匀的线。然后将气门插入气门导管内，轻敲或转动，取出气门观察所画素线是否均匀切断，如果有线条未被切断则表明密封不严，需重新研磨。③拍打法，将气门在相配气门座上轻拍数次，然后观察气门与气门座工作面，如有明亮又完整的光环，表明已达到密封要求。④用检验仪器检查，采用带有气压表的气门密封性检验仪进行检验，如图3-29所示。先将检验仪的空气筒紧紧地压在有气门的气门座上，捏动橡皮气囊，使空气筒内具有60-70kPa的压力时，停留30s，如气压表指示压力不下降，即密封性合格。

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（三）气门导管的检修1、检查气门导管与气门杆之间的配合间隙将气缸盖倒置在工作台上，将气门顶升至高出座口约1Omm左右，安装磁性百分表座，使百分表的触头触及气门头边缘，侧向推动气门头，同时观察百分表指针的摆动，其摆动量即为实测的近似间隙，如图3-30所示。如换上新气门，其间隙值仍超过允许值，则应更换气门导管。气门杆与气门导管的配合间隙超过限度，应予以更换。也可按经验法检查气门杆与导管的间隙，方法如下：将气门杆和气门导管擦净，在气门杆上涂一层薄机油，将气门放人气门导管中，上下拉动数次后，气门在重力作用下能徐徐下落，表示气门杆与气门导管的配合间隙适当。项目三配气机构

2、更换气门导管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，应予以更换。其工艺要点为：（1）用外径略小于气门导管内孔的阶梯轴铳出气门导管。（2）选择外径尺寸符合要求的新气门导管。（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，按好铜质的阶梯轴用压力机或手锤将气门导管装入承孔内。奥迪轿车ANQ发动机的气门导管检查方法:把新的气门插入导管中，气门杆末端必须与导管末端对齐。由于杆径不同进气门要插在进毛门导杆中，排气门要插在排气门导杆中，如图2-31所示。晃动气门头部，进排气门插在气门导管中的最大跳动量为0.8mm。如果在修理工作中更换了气门，则应对新的气门杆与气门导管配合间隙进行测量。项目三配气机构

（四）气门弹簧的检修气门弹簧常见的缺陷有：弯曲变形、弹力减弱、擦伤、端面不平、裂纹和折断等。气门弹簧的检修方法如下：(1)检视法观察洗净后的气门弹簧外表有无变形、裂纹等缺陷，如有则应更换。(2)气门弹簧自由长度检查①新旧对比法，将一标准弹簧与被测弹簧置于同一平板上，比较其长度是否一致，如不一致，则应更换；②游标卡尺测量法。如不符合规定尺寸，应予更换。(3)弹簧弹力测量用检测仪测量弹力，将弹簧压至规定长度，台秤上所示弹力大小即为所测弹簧弹力。(4)气门弹簧弯曲和扭曲变形的检验方法将气门弹簧放至平板上，用直角尺检查其弯曲和扭曲变形。当直尺与气门弹簧间隙不超过1.5mm时，弹簧轴线偏移小于2°时为合格，否则应更换。项目三配气机构

(5)气门弹簧出现断裂、歪斜以及弹力减弱现象时，应予以更换。气门弹簧的弹力在弹簧检验仪上进行测量。弹力小于原厂规定的1O％时，应予以更换。无弹簧检验仪时，可用对比新旧弹簧的自由长度判断，自由长度差超过2mm时，应予以更换。对气门弹簧进行垂直度测量，如有歪斜，应予以更换。气门弹簧的检测如图3-32所示。

a)气门弹簧自由长度测量b)气门弹簧垂直度测量c)气门弹簧弹力测量项目三配气机构

（五）气门间隙的调整气门间隙的调整是发动机维修中必须进行的一项作业。其调整方法有逐缸调整法和两次调整法（也称快速调整法）2种。调整时，挺柱（或摇臂）必须落在凸轮的基圆上，在其他情况下调整出来的气门间隙是不正确的。1、逐缸调整法逐缸调整气门间隙的要领是（以凸轮轴下置式配气机构为例）：（1）使第一缸活塞处于压缩行程的上止点位置。（2）调整第一缸的进、排气门间隙。先松开调整螺钉的锁紧螺母，一边用螺丝刀转动调整螺钉，一边将厚薄规插入气门杆与摇臂之间（厚薄规的厚度与所调气门的规定间隙值相同），一直调到能轻轻拔出厚薄规的程度后拧紧锁紧螺母，以防发动机工作中因调整螺钉松动而改变气门间隙。（3）其余各缸气门间隙的调整按以上方法进行。2、两次调整法由于逐缸调整法的工作效率低，故在生产实践中普遍采用两遍调整法调整气门间隙，即当第一缸活塞处于压缩行程上止点时，调整所有气门的半数，再摇转曲轴一周（指四冲程发动机），便可调整其余的半数气门。项目三配气机构

活动三气门传动组零件的结构与检修气门传动组一般由凸轮轴、凸轮轴正时齿轮、挺柱、挺柱导管、推杆、摇臂、摇臂轴等零件组成。气门传动组的作用是按规定的配气相位定时地驱动气门开闭，并保证气门有足够的开度和适当的气门间隙。一、凸轮轴凸轮轴的作用是驱动和控制发动机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。1、凸轮轴的构造

凸轮轴主要由凸轮和凸轮轴轴颈组成，凸轮轴上的凸轮分为进气凸轮和排气凸轮两种，用来驱动与控制进、排气门的开闭。凸轮与挺柱或摇臂、气门呈线接触，接触面积很小，接触应力很大，工作中接触处为滑动摩擦。因此凸轮表面应有足够的硬度和耐磨性，否则，凸轮的磨损与变形会导致配气相位改变，气门升程降低，影响发动机正常工作。项目三配气机构

凸轮轴一般采用优质钢模锻或用合金铸铁、球墨铸铁铸造而成。凸轮与轴颈表面经过热处理，使其具有足够的硬度和耐磨性。凸轮是凸轮轴上最重要的组成部分，其轮廓曲线直接影响了气门开启与关闭时刻、开启高度和开启关闭过程的运动规律。凸轮轴上各缸的进气凸轮(或者排气凸轮)称为同名凸轮。从凸轮轴的前端来看，各缸同名凸轮的相对位置按发动机做功顺序、逆凸轮轴转动方向排列，同名凸轮的夹角为做功间隔角的1/2，如四缸发动机同名凸轮间夹角为180º/2=90º，六缸发动机同名凸轮间夹角为120º/2=60º。项目三配气机构

凸轮轴属细长轴，在工作中承受的径向力(主要是气门弹簧的弹力造成)很大，容易造成弯曲、扭曲等变形，影响配气相位和气门的升程。为减小凸轮轴的变形，发动机凸轮轴采用了全支承方式(如图3-43所示)和每两个气缸设一个轴颈的半支承方式(如图3-36所示)。项目三配气机构

为了限制凸轮轴在工作中随发动机转速变化产生轴向窜动，必须有轴向定位。发动机常用的凸轮轴限位装置，如图3-37所示。止推凸缘式凸轮轴定位装置，如图3-37(b)所示。钢制止推凸缘装在正时齿轮轮毂和凸轮轴第一道轴颈端面之间，并用螺栓固定在发动机机体上。在止推凸缘内孔中，安装有止推凸缘座,止推凸缘座的厚度大于止推凸缘。这样，止推凸缘与正时齿轮轮毂(或凸轮轴第一道轴颈)端面之间就形成了一定间隙Δ(Δ约为O.08-0.20mm)。间隙的大小，可以通过改变凸缘座的厚度进行调节。项目三配气机构

2、凸轮轴的驱动凸轮轴由曲轴驱动，其驱动方式有正时齿轮式、链条驱动式和齿形正时带式。(1)正时齿轮驱动式多用于下置式和中置式凸轮轴的驱动。汽油机一般只用一对正时齿轮，即曲轴正时齿轮和凸轮轴正时齿轮，柴油机需要同时驱动喷油泵，所以增加一个中间齿轮。曲轴正时齿轮用中碳钢制造，凸轮轴正时齿轮则多用夹布胶木。为保证配气和点火正时，齿轮上都有正时记号，装配时必须要将记号对齐。(2)链条驱动式多用于上置式凸轮轴的驱动，链条一般为滚子链，工作时，应保持一定的张紧度，不易产生振动和噪声，为此，在链传动机构中装有导链板并在链条松边装有张紧器。项目三配气机构

(3)齿形正时带驱动式多用于上置式凸轮轴的传动，齿形带式驱动与齿轮和链条传动相比，具有噪声低、质量轻、成本低、工作可靠和不需要润滑等优点。另外，齿形伸缩小，适合精度高的传动。因此，现代轿车高速发动机大多采用齿形正时带传动式。为了确保传动可靠，齿形带保持一定张紧力，为此，在齿形带传动机构中也设置张紧器。项目三配气机构

３、凸轮轴的检修凸轮轴常见的损伤是凸轮轴的弯曲变形、凸轮轮廓磨损、支承轴颈表面的磨损以及正时齿轮驱动件的耗损等。这些耗损会使气门的最大开度和发动机的充气系数降低，配气相位失准，并改变气门上下运动的速度特性，从而影响发动机的动力性、经济性等。(1)凸轮表面的检修现代发动机的配气凸轮均为组合线型，需在专用磨床上用靠模加工，凸轮修磨十分困难。当凸轮表面仅有轻微烧蚀或凹槽时，可用砂条修磨，若凸轮表面磨损严重或最大升程小于规定值时，应予以更换。(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3-41所示。将凸轮轴放置在V形架上，V形架和百分表放置在平板上，使百分表测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。

(3)凸轮轴轴颈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，如图3-42所示。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。

(4)凸轮轴轴向间隙的检查与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O.10mm，使用极限为O.25mm，如间隙不符合要求，可用增减止推凸缘的厚度来调整。测量时，先拆掉液压挺杆、链轮端装轴承盖、凸轮轴带轮端的双列轴承盖，千分表支架VW387将千分表安装到缸盖上。奥迪轿车发动机检查进、排气凸轮轴径向间隙和径向跳动。磨损极限：0.1mm。径向跳动：0.01mm。检查进、排气凸轮轴轴向间隙。如图2-43所示。在桶形挺杆、链条拆下并且装上轴承盖2和4的状态下测量，磨损极限：0.2mm，则更换凸肩的凸轮轴轴承。

图3-43凸轮轴轴向间隙的检查项目三配气机构

二、挺柱挺柱的作用是将凸轮的推力传给推杆或气门。它安装在气缸体或气缸盖上相应处镗出的导向孔中，常用镍铬合金铸铁或冷激合金铸铁制造。

1、挺柱的构造挺柱常用的有：机械式挺柱和液力式挺柱。(1)机械式挺柱，菌式挺柱多用于侧置式气门的配气机构，大多数发动机采用球面或滚轮式挺柱，可显著减少摩擦力和侧向力。某些凸轮轴上置的轿车发动机，其挺柱体上部装有调整垫片，用于调整气门间隙。项目三配气机构

(2)液压挺柱液压挺柱外形及结构如图所示。由挺柱体、油缸、柱塞、球形阀以及压力弹簧等组成。采用液力挺柱，既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，使气门开启和关闭速度更快，以减小进气、排气阻力，改善发动机的换气特性，提高发动机的性能。项目三配气机构

2、挺柱的检修(1)普通挺柱的检修普通挺柱多为由冷激铸铁材料制成的筒式挺柱。其缺点是底面的冷激层极易产生疲劳磨损；此外，因挺柱运动的特殊性，加之润滑条件较差或其他原因使挺柱运动阻滞，造成底部的不均匀磨损，导致挺柱底部对凸轮的反磨效应加剧，在不长的行驶里程内使凸轮早期磨耗而报废。检修普通挺柱时，如果出现以下情况应更换。(2)液压挺柱的检修检修液压挺柱时，应注意：

①液压挺柱与承孔的配合间隙一般为O.01-O.04mm，使用极限为O.10mm。逾期后应更换液压挺柱。

②发动机总成修理时，如气门出现开启高度不足时，一般应更换挺柱。项目三配气机构

三、推杆推杆的作用是把挺杆所受的推力传至摇臂，如图3-50所示。推杆用钢管或钢杆制成，质量轻，刚度大。一端为球形(或配以下端头)，与挺杆凹螺栓碗支承相接触；另一端成凹球碗形(或配以上端头)，与摇臂一端的调整螺钉的球形头相接触。采用球状连接的目的是为了减少侧向力的影响。项目三配气机构

四、摇臂和摇臂轴1、摇臂和摇臂轴的构造(见图3-51、图3-52)(1)摇臂。摇臂是一个双臂杠杆，其结构如图3-51所示。以中间轴孔为支点，使得推杆传来的力改变方向和大小，传给气门并使气门开启。摇臂的两臂不等长，摇臂比约为1.2-1.8。长臂一端与气门接触推动气门，可使气门的升程大于凸轮的升程。项目三配气机构

摇臂轴的作用是支撑摇臂。它是一根中空的圆轴，用几个支座架安装在气缸盖上。摇臂与支座架之间装有防止轴向移动的弹簧，轴的内孔用油管与主油道相通，以便供给润滑油。摇臂轴用碳钢制成,为了耐磨,它的工作面一般都经过表面淬火。项目三配气机构

2、摇臂和摇臂轴的检修(1)摇臂头部应光洁平整，摇臂头部磨损量>O.50mm时,可用堆焊修磨。(2)摇臂衬套与摇臂轴的配合间隙超过规定时应更换衬套。与摇臂轴配铰，恢复配合间隙镶装衬套时，衬套油孔与摇臂油孔对准，如图3-53所示。