第3章配气机构.docx
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第3章配气机构
第3章配气机构
3.1填空题
1．气门式配气机构由和组成。
2．四冲程发动机每完成一个工作循环，曲轴旋转周，各缸的进、排气门各开启次，此时凸轮轴旋转周。
3．由曲轴到凸轮轴的传动方式有、和等三种。
4．充气效率越高，进入气缸内的新鲜气体的量就，发动机所发出的功率就。
5．凸轮轴上同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置与既定的相适应。
6．根据凸轮轴的和同名凸轮的可判定发动机的发火次序。
7．在装配曲轴和凸轮轴时，必须将对准以保证正确的和。
8．气门弹簧座是通过安装在气门杆尾部的凹槽或圆孔中的或固定的。
9．气门由、两部分组成。
10．汽油机凸轮轴上的斜齿轮是用来驱动和的。
而柴油机凸轮轴上的斜齿轮只是用来驱动的。
1.安装曲轴正时齿轮和凸轮轴正时齿轮时，应注意：
（）
A.总是按照制造厂的规范对齐正时B.不用担心两个齿轮的正确正时
C.将两个齿轮彼此按90°分开D.将两个齿轮彼此按180°分开
2.采用双气门弹簧或变螺矩弹簧的主要作用是：
（）
A.提高弹簧的疲劳强度B.防止气门弹簧产生共振
C.提高弹簧的使用寿命D.防止弹簧折断
3.使用四气门发动机的原因是：
（）
A.可使更多的燃油和空气进入发动机B.可得到更好的润滑
C.使发动机预热的更快D.使发动机冷却的更快
4.排气门在活塞位于（）开启。
A.作功行程之前B.作功行程将要结束时
C.进气行程开始前D.进气行程开始后
5.液力挺柱在发动机温度升高后，挺柱有效长度（）。
A.变长B.变短
C.保持不变D.依机型而定，可能变长也可能变短。
6.当机油泄漏到排气流中时，说明气门的以下哪个部分磨损了?
（）
A.气门导管B.气门头部
C.气门座D.气门弹簧
7.气门的（）部位与气门座接触。
（）
A.气门杆B.气门锥面
C.气门侧面D.气门导管
8.气门重叠角是（）的和。
A.进气门早开角与进气门晚关角B.进气门早开角与排气门早开角
C.进气门晚开角与排气门晚关角D.排气门早开角与排气门晚关角
9顶置式配气机构的气门间隙是指（）之间的间隙。
A.摇臂与推杆；B.摇臂与气门；
C.挺杆与气门；D.推杆与气门
10.气门的升程取决于（）。
A.凸轮轴转速B.凸轮轮廓的形状
C.气门锥角D.配气相位
11.四冲程发动机同一汽缸的进排凸轮之间的夹角一般为（）。
A.等于90°B.大于90
C.小于90°D.等于180°
12.关于可变气门正时错误的说法是：
（）。
A.气门升程上可变的B.气门打开的周期是固定的
C.在低转速可或得最大转矩D.每套进气门和排气门有三个凸轮
13.四冲程发动机在实际工作中，进排气门持续开启时间对应的凸轮轴转角（）。
A.大于90°B.等于90°
C.小于90°D.等于180°
14.若气门间隙过大时，则气门开启量（）
A.1:
2B.1/1
C.2/1D.1/4
15.四冲程内燃机，曲轴与凸轮轴的传动比为（）
A.1:
2B.1/1
C.2/1D.1/4
16．设某发动机的进气提前角为α，进气迟关角为β，排气提前角为γ，排气迟关角为δ，则该发动机的进、排气门重叠角为（）。
A．α+δB．β+γ
C.α+γD．β+δ
17．排气门的锥角一般为（）
A．30°B．45°
C．60°D．50°
18．四冲程四缸发动机配气机构的凸轮轴上同名凸轮中线间的夹角是（）。
A．180°B．60°
C．90°D．120°
19．曲轴与凸轮轴之间的传动比为（）。
A．2:
1B．1:
2
C．1:
lD．4:
1
20．曲轴正时齿轮一般是用（）制造的。
A．夹布胶木B．铸铁
C．铝合金D．钢
21．当采用双气门弹簧时，两气门的旋向（）。
A．相同B．相反
C．无所谓D．不一定
22．汽油机凸轮轴上的偏心轮是用来驱动（）的。
A．机油泵B．分电器
C．汽油泵D．A和B
23．凸轮轴上凸轮的轮廓的形状决定于（）。
A气门的升程B．气门的运动规律
C．气门的密封状况D．气门的磨损规律
24.甲说：
“摇臂和摇臂轴配合间隙不超过0.15mm”;乙说：
“可采用两次调准法调整气门间隙”，则（）
A.二者都对B.二者都错
C.甲对乙错D.甲错乙对
25.甲说：
“凸轮轴都采用全支承方式进行固定，一般都没有轴向定位装置”；乙说：
“凸轮轴弯曲度一般不得超过0.10mm，弯曲的凸轮可采用冷压校正，校正后的弯曲度不大于0.01mm”则（）
A.二者都对B.二者都错
C.甲对乙错D.甲错乙对
26.甲说：
“可采用冷缩法装配气门座圈，冷缩法过盈量为0.05——0.15mm”，乙说：
“可采用热胀法装配气门座圈，热胀法过盈量为0.20——0.35mm”，则（）
A.二者都对B.二者都错
C.甲对乙错D.甲错乙对
27甲说：
“铰削气门座时，应先用15°铰刀铰削上些面”，乙说：
“排气门与气门座的接触面应位于气门锥面稍偏下处，接触面宽度一般为1——2mm”，则（）
A.二者都对B.二者都错
C.甲对乙错D.甲错乙对
28.甲说：
“有些发动机的凸轮轴直接驱动气门”，乙说：
“凸轮轴定制可以有效减小高速发动机气门传动机构的往复运动质量惯性”，则（）
A.二者都对B.二者都错
C.甲对乙错D.甲错乙对
29.铰削气门座时，若接触面偏上，可选用（）铰刀铰上口，使接触线下移。
A.15°B.30°
C.45°D.75°
30.下列（）方法不能用于气门密封性试验。
A.拍打法B.划线法
C.漏光法D.渗油法
3.名词解释题
1.充气效率
2．气门间隙
3．配气相位
4．气门重叠
5．气门重叠角
6．进气提前角
7．进气迟关角
8．气门锥角
4.问答题
4-1．配气机构主要由哪些零件组成？
4-2．凸轮轴的驱动方式有几种？
4-3．按凸轮轴的安装位置配气机构分几种类型？
4-4．配气机构有何功用？
4-5.为什么有的发动机的进气门的锥角采用30°，而排气门锥角采用45°？
4-6．为什么在现代高速汽车发动机上凸轮轴的传动广泛采用齿形带？
4-7．为什么一般在发动机的配气机构中要留气门间隙？
气门间隙过大或过小对发动机工作有何影响？
在哪里调整与测量？
调整时挺柱应处于配气凸轮的什么位置？
4-8．为什么进、排气门要提前开启，延迟关闭？
5.实操题
5.1．气门拆装应注意什么？
5.2．如何检查与修理气门杆部弯曲？
（管的配合。
气门锁片或锁销很小，应注意不要丢失）
图3-14气门杆弯曲的检查
5．3如何检查与修理气门磨损和烧蚀？
图3-15气门尺寸
5.4气门座有何功用和结构特点？
5.5．如何铰修气门座？
5.6如何研磨气门与气门座？
5.7如何更换气门座圈？
5.8气门导管有何功用和结构特点？
5.9如何检查与修理气门导管磨损？
5.10如何更换气门导管？
5.11．如何更换气门油封？
5.12气门弹簧有何功用？
有几种类型？
5.13如何检查气门弹簧？
图3—23气门弹簧垂直度的检
6.案例分析题
6-1气缸漏气异响故障的现象、原因与判断
汽车发动机气缸漏气异响是汽车发动机的常见故障、下面从三个方面叙述了出现故障的主要症状，对气缸出现故障的原因作了详细地分析，并对气缸漏气异响的检查在运用传统的检查的同时，提出用连接气源辅以听诊法进行确诊的判断方法。
6-2．凸轮轴下置或侧置的发动机液力挺杆是怎样工作的？
图3-44液力挺杆
1-挺杆体2-单向阀架3-柱塞4-卡环5-推杆支座6-碟形弹簧7-单向阀8-柱塞弹簧A-柱塞内腔B-挺杆体内腔
6-3发动机气缸漏气原因和解决方法
答案解析
3.1填空题
1.气门组气门传动组
2.211
3.齿轮传动链传动齿形带传动
4.越多越高
5.配气相位
6.旋向夹角
7.正时标记点火正时
8.锁片锁块
9.头部杆部
10.机油泵分电器机油泵
3.2.选择题
1.A2.B3.A4.B5.B6.A7.B8.A9.B10.B11.A12.B13.A14.B15.C16.C17.B18.C19.A20.D21.B22.C23.B24.A25.B26.C27.B28.A29.A30.C
3.3名词解释题
1．充气效率：
实际进入气缸的新鲜充量与在进气状态下充满气缸容积的新鲜充量之比。
2．气门间隙：
气门杆尾端与摇臂间的间隙
3．配气相位：
用曲轴转角来表示进排气门开启和关闭的时刻和持续开启时间。
4．气门重叠：
上止点附近进排气门同时开启
5．气门重叠角：
进排气门同时开启所对应的曲轴转角。
6．进气提前角：
在排气行程还未结束时，进气门在上止点之前就已开启，从进气门开启一直到活塞到达上止点所对应的曲轴转角。
7．进气迟关角：
在做功行程还未结束时，排气门在下止点之前已经开启，从排气门开启一直到活塞到达下止点所对应的曲轴转角。
8．气门锥角：
气门锥面与顶面之间的夹角。
7.4问答题
1.答：
发动机配气机构的基本组成可分为两部分：
气门组和气门传动组。
气门组用来封闭进、排气道，气门组的组成与配气机构的形式基本无关而大致相同。
主要零件包括气门、气门座、气门弹簧、气门导管等。
气门传动动组是从正时齿轮开始至推动气门动作的所有零件，其功用是使气门定时开启和关闭，它的组成视配气机构的形式不同而异，主要零件包括正时齿轮（正时链轮和链条或正时皮带轮和皮带）、凸轮轴、挺杆、推杆、摇臂轴和摇臂等。
2.答：
凸轮轴的驱动方式有齿轮传动、链条传动和齿形皮带传动三种方式。
3.答：
配气机构通常按凸轮轴的安装位置分为下置凸轮轴式、侧置凸轮轴式和顶置凸轮轴式三种类型。
4答：
配气机构的功用是按照发动机的工作需要，定时地开启和关闭进、排气门，使新鲜混合气（汽油机）或空气（柴油机）及时进入气缸，气缸内的废气及时排出。
5.答案：
采用小角度锥角可减小密封面比压和气门与气门座的相对滑移。
排气门采用45度锥角可增加气门刚度，防止过度变形。
6.答：
齿形带的优点：
噪声小，质量轻，成本低，工作可靠，不需要润滑。
7.答：
原因：
防止发动机热状态下气门关闭不严。
过大：
噪声加大，撞击磨损严重；过小：
容易漏气。
测量：
在摇臂与气门尾端测量
8.答：
为了更好的利用惯性进排气，增加充气效率。
3.5实操题
1.答：
拆装气门时，必须先使用专用气门拆装钳压缩气门弹簧，然后拆下或装上气门锁片或锁销，并慢慢放松气门弹簧即可。
拆下的气门，必须做好标记并按顺序摆放，以免破换气门与气门座及气门导管的配合。
气门锁片或锁销很小，应注意不要丢失。
2.
答：
气门杆部弯曲变形可按图3—14所示进行检查，若弯曲变形超过允许极限，应校正或更换气门。
气门杆直线度误差一般应不大于0.03mm。
气门杆弯曲校正应在压床上进行冷压校正，使弯曲拱面向上，用压床使其产生反变形，校压量一般为实际弯曲量的10倍，保持2min。
图3-14气门杆弯曲的检查
3.
答：
气门磨损情况可用千分尺和卡尺测量如图3—15所示各尺寸进行检查，若测得尺寸不符合规定，应更换气门。
气门密封锥面有轻微斑痕、沟槽或烧蚀，可在专用气门光磨机上进行光磨修理。
光磨的气门可与气门座之间有0.5°~1.0°的气门密封干涉角，这样有利于气门与气门座磨合。
修理后的气门尺寸应符合规定，修理气门后还应铰修气门座，并进行气门研磨。
气门密封锥面斑痕、沟槽或烧蚀严重时，应更换气门。
图3-15气门尺寸
4.
答：
进排气道口直接与气门密封锥面接触的部位称气门座，其功用是与气门配合，使气缸密封。
多数发动机的气门座单独制成座圈，然后压装到燃烧室内的进排气道口处，以提高使用寿命和便于修理更换。
气门座与座孔有足够的过盈配合量，以防止发动机工作时脱落。
为保证气门与气门座可靠密封，气门座上加工有与气门相适应的锥角，气门座的锥角包括三部分，如图3—18所示。
45°（或30°）的锥面是与气门密封锥面配合的工作面，宽度b为1~3mm，15°和75°（各车型要求不同）锥角是用来修正工作面位置和宽度的。
图3—18气门座锥角
5.
常用气答：
发动机工作时，气门座承受高温和气门落座时的冲击，经常出现工作锥面烧蚀、变宽或与气门接触环带断线等故障，一般可通过铰削和研磨进行修理。
气门座的铰削通门座铰刀进行手工加工，铰削方法如下：
（1）修理气门座前，应检查气门导管，若不符合要求应先更换或修理气门导管，以便保证气门座与气门导管的中心线重合。
（2）按气门头部直径和气门座各锥面角度选择一组合适的气门座铰刀。
按气门导管内径选择合适的气门座铰刀杆，铰刀杆插入气门导管应转动灵活而不松旷。
（3）先用45°的粗铰刀加工气门座工作锥面，直到工作面全部露出金属光泽。
注意：
铰削时，两手握住手柄垂直向下用力，并只作顺时针方向转动，不允许倒转或只在小范围内转动。
（4）然后用修理好的气门或新气门进行试配，根据气门密封锥面接触环带的位置和宽度进行调整铰削。
接触环带偏向气门杆部，应用75°的铰刀铰削；接触环带偏向气门顶部，应用15°的铰刀修正。
铰削好的气门座工作面宽度应符合规定，接触环带应处在气门密封锥面中部偏气门顶的位置。
（5）最后用45°的细铰刀精铰气门座工作锥面，并在铰刀下面垫上细砂布修磨。
6.
答：
气门座铰削好后，应在气门与气门座之间涂上少许研磨砂进行手工研磨，以保证气门与气门座的密封性。
气门与气门座的密封性可用划线法进行检查，即用软铅笔在气门密封锥面上每隔10mm划一条线，将气门装入气门导管，用手将气门与气门座压紧并往复转动1/4圈，然后取下气门检查，若所有划线均被切断，说明气门与气门座密封良好，否则应继续研磨。
7.答：
气门座损坏、严重烧蚀、松动或下沉2mm（指测量的气门顶部下沉量）以上，应更换气门座圈。
若气门座是在气缸盖上直接加工的，则必须更换气缸盖。
拆卸旧座圈时，对铝合金气缸盖不可用撬动方法拆卸，用镗削加工方法将旧座圈镗削只剩一薄层，就可很容易地拆下旧座圈；也可将一合适的旧气门焊接到座圈上，然后敲击气门杆拆下旧座圈。
安装新座圈前，应对座孔加工，使新座圈与座孔过盈配合量约为0.08~0.12mm。
安装新座圈时，可将座圈放在固体二氧化碳（干冰）或液态氮中冷却使其冷缩，或将气缸盖放在干燥箱内加热使座孔热胀，然后再将气门座圈敲入座孔。
8.答：
气门导管的功用是给气门的运动导向，并将气门杆所承受的热量传给气缸盖。
气门导管为一空心管状结构，压装在气缸盖上的导管孔中，其外圆柱面与导管孔的配合有一定的过盈量，以保证良好地传热和防止松脱。
有些发动机为防止气门导管脱落，采用卡环对气门导管定位。
气门导管的下端伸入气道，为减小对气流造成的阻力，伸入气道的部分制成锥形。
气门导管内孔与气门杆之间为间隙配合，为防止润滑油从气门杆与气门导管的间隙中漏入燃烧室，在气门导管的上端安装气门油封。
9.答：
气门导管磨损后会使其与气门杆的配合间隙增大，导致气门工作时摆动，关闭不严。
特别是排气门与导管配合间隙过大时，高温废气窜入气门杆与导管间隙，会破坏润滑加速磨损，严重时会造成导管内润滑油烧结，使气门卡死。
气门导管的磨损情况可通过导管与气门杆配合间隙间接检查，配合间隙若超过允许极限时，可换用一个新气门重新进行检查，根据测量结果视情更换气门或气门导管，必要时两者一起更换。
10.答：
更换气门导管时，应先用气门导管冲子和锤子将气门导管按规定方向（一般为气缸盖上方）拆出。
对于装有限位卡环的气门导管应先将其漏出承孔的部分敲断，然后再将它拆出。
对于铸铁缸盖可不加热，而对于铝合金缸盖应加热后再拆卸气门导管，以免缸盖裂损。
拆下旧气门导管后，应根据新导管外径适当铰削座孔，使其有一定的过盈量（一般为0.015mm~0.065mm。
安装导管前应先对缸盖加热，加热时可用热水（60℃～80℃）或用喷灯加热，然后用冲子和锤子将新导管敲入座孔，伸出气道的高度应符合规定。
气门导管安装好后，应用长刃铰刀铰削内孔，使导管与气门杆配合间隙符合标准。
11.答：
更换气门油封时，将气门组零件从气缸盖上拆下后，应使用专用工具安装气门油封。
注意：
有些发动机进、排气门油封是不同的，安装时不能装错。
12.答：
气门弹簧的功用是使气门关闭并与气门座压紧，同时还可在气门开启或关闭过程中，使气门传动组零件紧密连接，防止因惯性力分离而产生异响。
气门弹簧为圆柱螺旋弹簧，弹簧两端磨平，装配后弹簧一端支承在气缸盖上，另一端靠锁片或锁销与气门杆定位。
气门弹簧有多种形式，等螺距弹簧是最简单的一种，但使用中容易因振动而折断。
变螺距弹簧各圈之间的螺距不等，安装时其螺距较小（弹簧圈密）的一端应朝向气缸盖。
轿车发动机一般都采用内外两个气门弹簧，两弹簧的旋向相反，以防止工作时一个弹簧卡入另一个弹簧中，一般内弹簧弹力比外弹簧小。
13.
答：
气门弹簧常见故障是由于长期受压缩，产生塑性变形而自由长度变短、弹力减弱、簧身歪斜，严重时可能出现弹簧折断。
怼气门弹簧的检查主要是：
观察有无裂纹或折断，测量弹簧自由长度和垂直度，测量弹簧弹力。
气门弹簧不能维修，必要时只能更换。
气门弹簧的自由长度可用卡尺进行测量，若低于允许极限时应更换。
在自由状态下，弹簧端面对中心线的垂直度误差检查如图3-23所示，一般应不大于1.5~2.0mm，否则应更换。
气门弹簧的弹力应在专用弹簧检验仪上进行检查，用检验仪对气门弹簧施加压缩力，在规定载荷下的高度应符合标准，否则应更换弹簧。
图3—23气门弹簧垂直度的检
3.6案例分析题
1.一、发动机运转时，从机油加注口听到曲轴箱内发出“嘣、嘣、嘣”的漏气声
1、声音随负荷的增加而加强。
主要是由于漏气来源于燃烧室。
燃烧室内的压缩气体从气缸壁间隙窜到曲轴箱内所致。
窜气量与负荷的关系表现为负荷越大，窜气量越多。
因此，这种“嘣、嘣、嘣”的漏气声随负荷的增加而加强。
2、发动机转速升高时，声音反而减少。
主要是当发动机转速较高时，活塞经历一个行程所用的时间相对较少，燃烧室内压缩气体在较短的时间内没有来得及从燃烧室漏窜到曲轴箱内，或者漏窜入量较少所致。
3、当单缸断火时，响声减弱或消失。
这主要是由于发动机断火后，若该缸为漏气缸，燃烧室的压力没有正常工作时那么大，因而导致漏气量相对减少造成声音相对减弱或消失。
这主要是由于漏窜到曲轴箱内的气体经加机油口排到大气中造成的。
二、气缸漏气异响故障原因分析
根据实践，造成气缸漏气异响的故障原因是多方面的，主要的有以下六个方面：
1、新换活塞环与气缸壁的漏光度太大，造成气环对气缸的密封性下降。
2、活塞环与气缸壁严重磨损，造成气环对气缸密封性下降。
3、活塞环开口间隙太大，造成燃烧室的气体经切口窜到曲轴内部过的。
按规定环的开口间隙（端隙）一般为0.25-0.8，（轿车间隙较小，为0.25-0.35）第一道环较其他环开口间隙较大。
4、在维修或更换气环时没有按规定使开口在周围方向上按一定角度错开，造成燃烧室内的气体从燃烧室直接窜到曲轴箱内。
5、活塞环卡死在环槽中。
卡死原因有环槽积碳过多，环折断或环的弹力太弱等。
造成积碳过多总的原因是混合气燃烧不完全或进入气缸内的机油过多造成烧机油，二者实质均是过多的燃料没有完全燃烧或燃油质量差，在燃烧过程中生成游离碳，碳原子悬浮在燃气中并积聚在换槽内，导致活塞环卡死在环槽中。
活塞环折断或弹力太弱会造成环本身不能靠其本身弹性外张压在缸壁上实现对燃烧室的密封，因而造成漏窜气量加大，导致气缸漏气异响。
另外，环与环槽的侧隙、背隙太小而使背压建立不起来，也是造成气环对气缸密封性下降的原因之一。
6、气缸壁拉伤出现沟槽。
在不解体发动机的情况下，可以拆下火花塞或喷油器用工业内窥镜观测气缸壁是否拉伤，或是否出现沟槽。
若气缸壁拉伤或出现沟槽，燃烧室的气体从拉伤或沟槽处窜到曲轴箱内部，造成气缸漏气异响。
三、气缸漏气异响故障的检查，除了用耳听、眼看发动机的响声或异常外，还可采用连接高压气源，辅以听诊法进行确诊，具体方法如下：
以汽油机为例，卸下空气滤清器，打开加机油口盖和散热器盖，用一条2-3米左右的长的胶管，一头接在压缩空气气源上，另一头通过锥形橡皮插头在火花塞或喷油器孔内，摇转发动机曲轴，使被测气缸活塞处于压缩终了上止点位置，然后，将变速器挂入低档，拉紧驻车制动，打开空气气源开关，让一定压力的高压空气进入燃烧室内，注意倾听漏气声。
若再=在加机油口处听到漏气声，说明气缸活塞配合副不密封。
此法不仅用于诊断气缸漏气声，还可以诊断其他故障，如在化油器口处听到漏气声，说明进气门不密封；如在排气消声器处听到漏气声，说明排气门不密封；如在散热器加水口处看到有气泡或听到出气声，说明气缸衬垫不密封造成气缸与水套相通；如在相邻气缸火花塞处听到漏气声，说明气缸衬垫在该两缸之间处烧损窜气。
气缸漏气声的判断方法如下：
1、将待诊断发动机启动预热，提高发动机转速至响声最明显转速下稳定运转。
2、打开加机油口盖观察，若加机油口脉动冒烟并与反响次数相同，可初步判断为气缸漏气响。
3、然后采用逐缸单缸断火，若响声和冒烟减弱或消失，可诊断为断火之缸气缸漏气响。
4、进一步确诊。
向发响气缸内注入一定数量的机油，转动曲轴圈数，拧上火花塞后立即启动发动机，重新听诊响声和观察冒烟情况，若响声和冒烟减弱或消失，可进一步确诊为该气缸漏响。
该方法是利用了机油具有密封性能的特点。
2.
答：
如图3—44所示，挺杆体1内装有柱塞3，柱塞上端压装有推杆支座5，支撑座将柱塞内腔上端封闭；柱塞弹簧8将柱塞向上顶起，通过卡环4来限制柱塞最上端的位置；柱塞下端的单向阀架2内装有单向阀7，碟形弹簧6使单向阀封闭柱塞内腔下端。
发动机工作时，润滑油经油道供给液力挺杆，通过挺杆体和柱塞侧面的油孔使挺杆柱塞内腔A经常充满油液。
液力挺杆安放在导向孔内，下端直接与凸轮接触，推杆下端支撑在挺杆上的推杆支座上。
当气门处于关闭状态时，柱塞弹簧使柱塞连同推杆支座与推杆压
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