汽车发动机结构与检修（第二版）课件 项目三 配气机构拆装与检修

《汽车发动机结构与检修》项目三任务1认知气门传动组ONTENTSC凸轮轴摇臂挺柱摆臂与气门间隙自动补偿器个案举例凸轮轴凸轮轴（1）凸轮轴的结构凸轮轴上有进、排气凸轮、凸轮轴轴颈以及凸轮轴位置传感器信号盘等。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。凸轮轴（2）凸轮轴的作用凸轮轴的作用是使气门按一定的工作次序和配气相位及时开闭，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。凸轮轴（3）凸轮轴的驱动方式齿轮传动机构用于下置式和中置式凸轮轴的传动。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。齿轮传动凸轮轴（3）凸轮轴的驱动方式链条传动链条传动用于中置式和上置式凸轮轴的传动，尤其是上置式凸轮轴的高速汽油机采用链传动机构的很多。链条一般为滚子链，工作时应保持一定的张紧度，不使其产生振动和噪声。凸轮轴（3）凸轮轴的驱动方式齿形带传动齿形带传动机构用于上置式凸轮轴的传动。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。齿形带伸长量小，适合有精确定时要求的传动。挺柱挺柱（1）挺柱的功用挺柱是凸轮的从动件，其功用是将来自凸轮的运动和作用力传给推杆或气门，同时还承受凸轮所施加的侧向力，并将其传给机体或气缸盖。挺柱（2）挺柱的分类结构结构简单，质量轻，在中、小型发动机中应用比较广泛。机械挺柱挺柱（2）挺柱的分类在配气机构中预留气门间隙将使发动机工作时配气机构产生撞击和噪声。为了消除这一弊端，有些发动机尤其是轿车发动机采用液力挺柱，借以实现零气门间隙。气门及其传动件因温度升高而膨胀，或因磨损而缩短，都会由液力作用来自行调整或补偿。液压挺柱摇臂摇臂摇臂的作用是将推杆和凸轮传来的运动和作用力，改变方向传给气门使其开启。摇臂在摆动过程中承受很大的弯矩，因此应有足够的强度和刚度以及较小的质量。摆臂与气门间隙自动补偿器摆臂与气门间隙自动补偿器摆臂的作用与摇臂相同。两者的区别只在于摆臂是单臂杠杆，其支点在摆臂的一端。在许多轿车发动机上用气门间隙自动补偿器代替摆臂支座实现零气门间隙。气门间隙自动补偿器既是摆臂的支座又是补偿气门间隙变化的装置。个案举例个案举例大众EA888发动机气门传动组大众EA888发动机的气门传动组主要由进排气凸轮轴、正时齿轮、正时链条、摆臂等组成。1、5-螺栓，2-张紧器，3、8、11-正时链导轨，4、12-导向螺栓，6-控制阀，7-轴承座，9-气缸盖罩，10-正时链，13-曲轴正时齿轮，14-凸轮轴正时齿轮，15-排气凸轮轴，16-弹簧，17-钢珠，18-进气凸轮轴个案举例大众EA888发动机气门传动组凸轮与摆臂的接触通过滚子的作用变为纯滚动，而且从液力元件里喷出的油液又对凸轮与滚子之间加以润滑，从而减少了凸轮磨损，减少了配气机构的摩擦损失。个案举例大众EA888发动机气门传动组排气门配备有可变气门升程技术，因此排气门结构较为复杂。它有两种排气凸轮，即可以分两级来调节排气门的升程。《汽车发动机结构与检修》项目三任务二正时链条及链轮拆装ONTENTSC设备器材技术要求与标准操作步骤设备设施设备器材设备器材

1组织方式自由搭配，每4位同学一组。每组作业时间为45分钟。任务准备作业准备（1）技术要求与标准（2）设备器材（3）场地设施：带消防设施的场地（4）设备设施（5）耗材：干净抹布、泡沫清洗剂。2设备器材常用工具一套

指针式扭力扳手设备器材定扭扳手设备设施设备设施大众EA888发动机台架零件车技术要求与标准技术要求与标准安装时检查曲轴是否位于一缸上止点位置；12安装进排气凸轮轴链轮时，将其链轮上的标记和气缸盖上的标记对准；3安装曲轴链轮时，曲轴链轮上的标记与气缸体对正。操作步骤操作步骤①拆卸机油尺②拆卸正时链上部盖板③拆卸凸轮轴控制阀④拆卸凸轮轴轴承座⑤对正时位置（1）拆卸正时链条及链轮⑥拆下皮带盘拆卸凸轮轴调节阀拆卸凸轮轴轴承座操作步骤⑦拆卸正时链下部盖板⑧拆下机油泵及传动链条⑨安装凸轮轴锁止工具⑩拆卸正时链条导轨⑪取下正时链条（1）拆卸水泵和节温器⑫取下正时链轮拆卸正时链及链轮操作步骤（2）安装正时链条及链轮①安装正时链轮②安装正时链条③安装正时链条导轨④安装机油泵及传动链条⑤安装凸轮轴锁止工具⑥安装凸轮轴轴承座安装正时链及链轮操作步骤（2）安装正时链条及链轮安装下部盖板及皮带盘⑦安装凸轮轴控制阀⑧安装正时链条下部盖板⑨安装皮带盘⑩安装正时链条上部盖板⑪安装机油尺⑫安装发动机支架《汽车发动机结构与检修》项目三任务三凸轮轴拆装ONTENTSC设备器材技术要求与标准操作步骤设备设施设备器材设备器材

1组织方式自由搭配，每4位同学一组。每组作业时间为45分钟。任务准备作业准备（1）技术要求与标准（2）设备器材（3）场地设施：带消防设施的场地（4）设备设施（5）耗材：干净抹布、泡沫清洗剂。2设备器材常用工具一套

指针式扭力扳手设备器材定扭扳手设备设施设备设施大众EA888发动机台架零件车技术要求与标准技术要求与标准安装气缸盖罩前需清洁气缸盖罩凹槽和密封表面，保证密封表面无油脂无机油；12安装气缸盖罩固定螺栓时，需按规定顺序分次拧紧；3安装凸轮轴时，注意将凸轮轴上的标记与气缸盖上的标记对齐。操作步骤操作步骤1）拆卸点火模块①拆卸点火模块固定螺栓②依次取下点火模块2）拆卸气缸盖罩①拆卸气缸盖罩②取下气缸盖罩拆卸气缸盖罩取下凸轮轴（1）拆卸凸轮轴3）取下凸轮轴操作步骤1）清洁密封表面2）安装凸轮轴①安装进气凸轮轴②安装排气凸轮轴安装进气凸轮轴安装气缸盖罩（2）安装凸轮轴3）安装气缸盖罩①安装气缸盖罩②安装气缸盖罩固定螺栓4）安装点火模块《汽车发动机结构与检修》项目三任务四液压挺柱及摇臂拆装ONTENTSC设备器材技术要求与标准操作步骤设备设施设备器材设备器材

1组织方式自由搭配，每4位同学一组。每组作业时间为45分钟。任务准备作业准备（1）技术要求与标准（2）设备器材（3）场地设施：带消防设施的场地（4）设备设施（5）耗材：干净抹布、泡沫清洗剂。2设备器材常用工具一套

指针式扭力扳手设备器材磁力棒定扭扳手设备设施设备设施大众EA888发动机台架零件车技术要求与标准技术要求与标准拆卸安装气缸盖罩时，注意螺栓长短及盖罩衬垫；12拆卸安装凸轮轴时，注意标记位置；3拆卸安装液压挺柱及摇臂时，注意位置及顺序。操作步骤操作步骤1）拆卸气缸盖罩2）取下气缸盖罩拆卸气缸盖罩取下气缸盖罩3）取下凸轮轴（1）拆卸液压挺柱及摇臂4）拆卸液压挺柱及摇臂操作步骤1）清洁安装表面2）安装液压挺柱及摇臂安装摆臂安装排气凸轮轴3）安装凸轮轴（2）安装液压挺柱及摇臂4）安装气缸盖罩《汽车发动机结构与检修》项目三任务五正时链条及链轮检修ONTENTSC设备器材技术要求与标准操作步骤设备设施设备器材设备器材

1组织方式自由搭配，每4位同学一组。每组作业时间为45分钟。任务准备作业准备（1）技术要求与标准（2）设备器材（3）场地设施：带消防设施的场地（4）设备设施（5）耗材：干净抹布、泡沫清洗剂。2设备器材常用工具一套

游标卡尺设备设施设备设施大众EA888发动机台架零件车技术要求与标准技术要求与标准测量正时链轮时，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；12测量正时链条时，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。操作步骤操作步骤1）车上检查①拆下密封塞观察张紧器②以发动机运转方向旋转皮带盘，直到链条张紧装置的活塞沿中箭头方向完全伸展为止③计数可见的张紧装置活塞凹槽数量。计数对象所指凹槽位于链条张紧装置外壳的右侧（1）检查正时链条操作步骤①用147N的力拉链条②用游标卡尺测量15个链节的长度检查正时链条（1）检查正时链条2）零件检查操作步骤1）检查进排气凸轮轴正时齿轮总成①将链条绕在齿轮上检查进排气凸轮轴正时链轮总成②用游标卡尺测量齿轮和链条的直径（2）检查正时链轮操作步骤2）检查曲轴正时链轮①将链条绕在齿轮上检查曲轴正时链轮②用游标卡尺测量齿轮和链条的直径（2）检查正时链轮《汽车发动机结构与检修》项目三任务六凸轮轴检修ONTENTSC设备器材技术要求与标准操作步骤设备设施设备器材设备器材

1组织方式自由搭配，每4位同学一组。每组作业时间为45分钟。任务准备作业准备（1）技术要求与标准（2）设备器材（3）场地设施：带消防设施的场地（4）设备设施（5）耗材：干净抹布、泡沫清洗剂。2设备器材常用工具一套

百分表设备器材千分尺塑料线间隙规设备设施设备设施大众EA888发动机台架零件车技术要求与标准技术要求与标准使用百分表前，应将百分表校零。测量时，应选择注意指针的摆动；12使用千分尺前，应将千分尺校零。测量时，应选择合适的量程，并将读准测量值。操作步骤操作步骤①清洁气缸罩盖密封表面和凸轮轴轴颈②将凸轮轴放到气缸盖轴承座上③将塑料间隙规摆放在各凸轮轴轴颈上④安装气缸罩盖（1）检查凸轮轴轴向间隙⑤拆下气缸罩盖⑥测量塑料间隙规最宽处检测内容额定范围最大值进气凸轮轴径向间隙0.024mm-0.066mm不超过额定值0.04mm即0.066mm排气凸轮轴径向间隙操作步骤用千分尺测量轴颈的直径，如果轴颈直径不符合规定，则检查径向间隙。（2）检查凸轮轴轴颈检查凸轮轴轴颈检测内容检测条件标准数据1号轴颈直径—

—34.449-34.465mm其他轴颈直径22.949-22.965mm操作步骤当检查的径向间隙在规定值范围内时可以检查径向跳动。（3）检查凸轮轴的径向跳动检查凸轮轴径向跳动检测内容检测条件标准数据凸轮轴径向跳动—

—最大0.04mm操作步骤①安装凸轮轴（4）检查凸轮轴轴向间隙检查凸轮轴轴向间隙②来回移动凸轮轴的同时，用百分表测量轴向间隙检测内容检测条件标准数据凸轮轴轴向间隙——标准0.06-0.155mm最大0.17mm操作步骤用千分尺测量凸轮凸角的高度，如果凸轮凸角高度小于最小值，则更换凸轮轴（5）检查凸轮凸角检查凸轮凸角检测内容检测条件标准数据1号凸轮凸角高度——最小42.666mm标准：42.816-42.916mm2号凸轮凸角高度最小44.186mm标准：44.336-44.436mm《汽车发动机结构与检修》项目三任务七液压挺柱及摇臂检修ONTENTSC设备器材操作步骤设备设施设备器材设备器材

1组织方式自由搭配，每4位同学一组。每组作业时间为45分钟。任务准备作业准备（1）技术要求与标准（2）设备器材（3）场地设施：带消防设施的场地（4）设备设施（5）耗材：干净抹布、泡沫清洗剂。2设备器材常用工具一套

指针式扭力扳手设备器材定扭扳手设备设施设备设施大众EA888发动机台架零件车操作步骤操作步骤①检查摇臂表面，如发现裂纹、磨损、点蚀等现象，应更换新摇臂②按压液压挺柱塞能否自由伸缩，如有柱塞卡死等现象，应更换液压挺柱（1）检查摇臂及液压挺柱③检查液压挺柱壳体，如有磨损、漏油等，则更换《汽车发动机结构与检修》项目三任务8认知气门组ONTENTSC气门导管气门弹簧气门油封气门锁片个案举例气门气门气门气门是气门组最重要的部件，它的主要功用是在活塞压缩、做功过程中密封气缸，同时，在进、排气行程中打开或关闭进排气道，协助发动机完成做工行程。气门气门的结构气门顶部形状气门气门座气门座功用密封作用散热作用气门气门锥角气门气门的常见损伤有气门工作面磨损、气门杆变形、气门杆磨损、气门杆端面磨损等。当气门出现这些损伤时，可酌情修复或更换。气门导管气门导管气门导管是汽车发动机气门的导向装置,位于气门与气门弹簧座之间。气门导管的功用：对气门的运动导向，保证气门进行直线往复运动，使气门与气门座或气门座圈能正确贴合。此外，还将气门杆接受的热量部分地传给气缸盖。导向作用散热作用气门导管气门导管气门导管常见损伤：发动机工作中，气门杆在气门导管中滑动。由于二者在工作中磨损，致使配合间隙增大，造成气门与气门座之间密封不良或偏磨。气门油封气门油封气门油封的功用：气门杆与气门导管孔需要润滑，但进入气门导管孔内的机油又不能太多，否则将使机油消耗量增加。为了控制和减少机油的消耗量，现在汽车装有气门油封。气门弹簧气门弹簧气门弹簧的功用：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。气门弹簧等螺距圆柱形弹簧一般汽车采用的是等螺距圆柱形螺旋弹簧。当气门的工作频率与其固有的振动频率相等或为整数倍时，气门弹簧就会发生共振。为了消除共振，可以在弹簧外圈家装弹簧震动阻尼器。等螺距圆柱形弹簧气门弹簧双气门弹簧采用双气门弹簧可以减小气门弹簧的高度，而且当一个弹簧折断时，另一个弹簧仍可维持气门工作。弹簧旋向相反，可以防止这段的弹簧圈卡入另一个弹簧圈内使其不能工作或损坏。双气门弹簧气门弹簧变螺距气门弹簧某些高性能汽油机采用变螺距单气门弹簧。变螺距弹簧的固有频率不是定值，从而可以避开共振。变螺距气门弹簧气门弹簧锥形气门弹簧锥形气门弹簧的刚度和固有振动频率沿弹簧轴线方向是变化的，因此可以消除发生共振的可能性。锥形气门弹簧气门弹簧气门弹簧常见的损伤形式有：弯曲变形、弹力减弱、擦伤、端面不平、裂纹和折断等。气门弹簧弯曲变形气门锁片气门锁片气门锁片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。它的功用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。个案举例个案举例大众EA888发动机气门组的结构主要由气门、气门弹簧、气门锁夹等组成，通常情况下，进气口的直径要大于排气口，主要是为了增加进气量，来提高燃烧效率，从而获得更好的动力输出。大众EA888发动机气门组个案举例大众EA888发动机气门组件，气门与气门座或气门座圈之间靠锥面密封，气门锥角一般均为45°。采用平顶式气门，变距式螺旋弹簧。在气门与气门弹簧座之间加锁片使二者紧密贴合。大众EA888发动机气门组《汽车发动机结构与检修》项目三任务九气门组检修ONTENTSC设备器材技术要求与标准操作步骤设备设施设备器材设备器材

1组织方式自由搭配，每4位同学一组。每组作业时间为45分钟。任务准备作业准备（1）技术要求与标准（2）设备器材（3）场地设施：带消防设施的场地（4）设备设施（5）耗材：干净抹布、泡沫清洗剂。2设备器材常用工具一套

游标卡尺设备器材刷子气门座铰刀设备器材铲子千分尺设备器材钢板尺弹簧测试仪设备设施设备设施大众EA888发动机台架零件车技术要求与标准技术要求与标准检修气门组零件时，要将V型块放置水平面上，确保测量值精准；12使用千分尺前，应将千分尺校零。测量时，应选择合适的量程，并将读准测量值。操作步骤操作步骤1）外观检验2）气门工作面磨损的检修3）气门杆磨损的检修（1）气门检修4）气门杆端面磨损的检修5）气门杆弯曲的检修用螺旋测微器测量气门杆位置气门全长示意图操作步骤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（2）气门导管的检修气门标准油膜间隙最大油膜间隙进气0.025至0.060mm0.08mm排气0.030至0.065mm0.085mm操作步骤1）清洗气门座2）检查气门座（3）气门座的检修清洗气门座检查气门落座位置气门座与气门锥面接触面位置操作步骤1）检视法2）气门弹簧自由长度检查（4）气门弹簧检修3）气门弹簧偏移量的检查4）弹簧弹力测量测量弹簧的自由长度测量气门弹簧安装压力《汽车发动机结构与检修》项目三任务十认知配气正时及配气相位ONTENTSC配气正时及配气相位配气相位失准个案举例配气正时机构认知配气正时及配气相位配气正时及配气相位实际发动机的气门开启和关闭并不恰好在活塞的上下止点，而是适当的提前和迟后，延长进排气时间。也就是说，气门开启过程中曲轴转角都大于180°。配气相位是指用发动机曲轴的转角表示进、排气门实际开启和关闭的时刻以及开启的持续时间。配气正时及配气相位（1）进气提前角

主要目的：较快的获得较大的进气通道截面，减少进气阻力。配气正时及配气相位（2）进气滞后角

主要目的：①利用压力差继续进气；②利用进气惯性继续进气。配气正时及配气相位

主要目的：①利用气缸内的废气压力提前自由排气；②减少排气消耗的功率；③高温废气的早排，还可以防止发动机过热。（3）排气提前角配气正时及配气相位

主要目的：①利用缸内外压力差继续排气；②利用惯性继续排气。（4）排气延迟角配气正时及配气相位

（5）气门重叠角配气正时机构认知配气正时机构认知为保证正确的配气正时和配气相位，在配气机构中往往都标有正时标记。曲轴正时齿轮标记的是凸轮轴与发动机的相对位置。凸轮轴正时齿轮上的正时标记也是标记了凸轮轴与发动机的相对位置。配气相位失准配气相位失准（1）配气正时过早，会出现排气不彻底；（2）配气正时过晚，会出现进气阻力过大，进气不充分。配气相位失准的影响配气相位失准配气相位失准的原因（1）正时标记未对准（2）传动机构磨损、变形（3）电控系统故障正时标记未对准传动机构磨损个案举例个案举例大众EA888发动机配气正时机构大众EA888发动机的正时标记分为两部分，凸轮轴链轮上的标记-1-必须与气缸盖上的标记-2-和-3-对齐。皮带盘上的切口必须对准正时链下部盖板上的箭头标记。个案举例大众EA888发动机配气正时机构大众EA888发动机在其正时链条上有带颜色（黑色