第三章配气机构的构造与维修

第三章配气机构的构造与维修第一节配气机构的组成和工作原理第二节配气机构主要部件的构造与维修第三节配气相位第一节配气机构的组成和工作原理

一、配气机构的分类配气机构主要有气门驱动组和气门组两大部分。根据凸轮轴位置不同，配气机构分为顶置式和侧置式两种，如图3-1所示。根据气门的数量不同分为二气门式、四气门式、五气门式(三个进气门，两个排气门)三种。下一页返回第一节配气机构的组成和工作原理二、工作原理不管是哪种形式的配气机构，当发动机完成一个工作循环时，曲轴转动两圈，各凸轮轴都只转动一圈，控制各气阀均开闭一次。

1.顶置式凸轮轴配气机构工作原理(以图3-1(a)为例)

发动机工作时由曲轴正时齿轮通过齿形带驱动凸轮轴总成，当凸轮轴上凸轮桃尖下压挺柱时，气阀打开，当凸轮桃尖离开挺柱时，气阀关闭。2.侧置凸轮轴配气机构工作原理(以图3一1(b)为例)

发动机工作时由曲轴正时齿轮直接驱动凸轮轴总成，当凸轮的桃尖顶起挺柱时，挺柱推着推杆一起上升，摇臂上的推力驱使摇臂绕轴转动，摇臂压缩气阀弹簧使气阀下行并打开。然后凸轮轴继续转动，当凸轮的凸起部分离开挺柱时，气阀便在气阀弹簧的弹力作用下上升，关闭气门。下一页上一页返回第一节配气机构的组成和工作原理三、气门间隙发动机工作中，气门及其传动件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，则在热态下，气门及其传动件受热膨胀势必引起气门关闭不严，造成发动机在压缩、做功行程中的漏气，会使发动机功率下降。为了消除上述现象，通常在发动机冷态装配时，在气门及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，这一预留间隙称为气门间隙。具有液压挺柱的机构具有自动调节功能，故其无气门间隙。冷态下，进气门间隙为0.25~0.30mm，排气门间隙为0.30~0.35mm。

气门间隙要适当，不可过大或过小。上一页返回第二节配气机构主要部件的构造与维修一、构造组成配气机构的具体部件如图3-2所示。1.气门组气门组的功用主要是维持气门的关闭。气门组的核心部件是气门。气阀插在气阀导管中上下运动，气门脚由气门锁片固定在气门弹簧座内，与气门座圈相配合。

(1)气门弹簧气门弹簧的作用是保证气门关闭时能紧密地与气门座贴合，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。气门弹簧一般采用优质冷拔弹簧钢丝，如高碳锰钢、铬钒钢等并经热处理，表面镀锌、磷化。(2)进排气阀气阀按其头部不同可分为三种，如图3-3(a)所示。其核心部分是气阀工作面，如图3-4所示。有的气阀的头是用比较好的材质做成后与气阀杆焊接而成。下一页返回第二节配气机构主要部件的构造与维修

2.气门驱动组气门驱动组的具体组成如图3-5所示。其主要任务是驱动进排气门定时开闭。

(1)凸轮轴凸轮轴上有两个核心部件:正时齿轮和凸轮。正时齿轮通过正时齿形带受曲轴正时齿轮驱动，三者间有正时记号，安装时必须对正。凸轮有桃尖，负责开闭气门。

(2)挺柱挺柱一般有普通挺柱和液压挺柱两种。现代轿车多使用液压挺柱，其组成如图3-6所示。下一页上一页返回第二节配气机构主要部件的构造与维修二、主要部件维修、装配与调整1.气门故障及处理方法(1)故障现象发动机动力下降，经检查不是气缸套与活塞环损伤。(2)故障原因气门与气门座圈配合面变形或烧蚀。(3)处理方法铰削气门座圈，更换并研磨气门。2.配气机构的装配(1)配气机构装配时的注意事项安装凸轮轴时必须对准正时齿轮上的标记。气门安装时，不得装错。按规定的顺序和拧紧力矩拧紧螺检。下一页上一页返回第二节配气机构主要部件的构造与维修

(2)气门间隙的调整凸轮轴下置式配气机构使用了摇臂和普通挺柱，气门间隙往往需要调整。气门间隙的调整方法一般有两种。①逐缸调整法:以1-3-4-2的点火次序的四缸机为例。拆下各缸火花塞，在一缸火花塞孔处塞好纸团或棉花;用专用扳手转动曲轴，纸团从孔中喷出时，慢转曲轴使活塞达上止点;利用工具调节一缸气门间隙，用厚薄规侧量间隙值，直到间隙值在规定范围内;用专用扳手转动曲轴180°，调整第三缸气门间隙;同理每转动180°，调整一个缸的气门间隙，依次调整好第四、第二缸气门间隙值。下一页上一页返回第二节配气机构主要部件的构造与维修②两次调整法:以点火顺序为1一5一3一6一2一4的六缸发动机为例。拆下各缸火花塞，在一缸火花塞孔处塞好纸团或棉花;用专用扳手转动曲轴，纸团从孔中喷出，一缸上止点找到;先调整1,2,4,5,8,9气门间隙至规定值;转动曲轴一周，使六缸处于压缩上止点，调整其余的气门间隙至规定值③调整部位及手法:如图3-7所示。将厚薄规插入气门杆尾端气门脚与摇臂之间;转动调整螺检，使厚薄规被轻轻压住(抽动时略有阻力);锁紧紧固螺母;用厚薄规再侧试一次;验证一下调整质量上一页返回第三节配气相位一、配气正时的概念及作用配气正时指的是根据曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻及其开启的持续时间。配气正时(轿车)由凸轮轴正时齿轮标记、齿形带标记和曲轴正时齿轮标记共同决定，三者标记必须对齐。二、配气相位的相关概念及作用1.相关概念进气提前角α:从进气门打开到上止点曲轴所转过的角度。进气滞后角β:从进气行程下止点到进气门关闭曲轴转过的角度。排气提前角γ:从排气门开启到下止点曲轴转过的角度。排气滞后角δ:从上止点到排气门关闭曲轴转过的角度。气门重叠:活塞在上止点附近出现进、排气门同期间的曲轴转角称为气门重叠角。下一页返回第三节配气相位2.各种角度的关系及其作用(1)各种角度的关系

图3-8所示配气相位图是达时的曲轴转角环形图。进气时，进气门提前角α打开，滞后角β关闭，进气时间为:α+180°+β

。排气时，排气门提前角γ开启，滞后角δ关闭，排气时间为:γ+180°+δ

。气门重叠角等于进气提前角与排气滞后角之和α+δ(2)各种角度的作用进气提前角的作用:使进气门早开，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，减小进气阻力。下一页上一页返回第三节配气相位进气滞后角的作用:①活塞到达下止点时，由于进气阻力的影响，气缸内的压力仍低于大气压，进气门晚关，利用压力差可继续进气。②活塞到达下止点时，进气气流还有相当大的惯性，进气门晚关，仍能继续进气。排气提前角的作用:①恰当的排气门早开，气缸内还有300~500kPa的压力，做功作用已经不大，可利用此压力使气缸内的废气迅速地自由排出。②提前排气，等活塞到达下止点时，气缸内只剩110~120kPa的压力，使排气冲程所消耗的功率大为减小。③高温废气的早排，还可以防止发动机过热。排气滞后角的作用:①活塞到达上止点时，气缸内的压力仍高于大气压，利用缸内外压力差可继续排气;②活塞到达上止点时，废气气流有一定的惯性，利用惯性可继续排气。所以排气门适当晚关可使废气排得较干净。下一页上一页返回第三节配气相位三、配气正时的重要性配气正时具有重要作用，它决定发动机的工作状况