气门传动组检修.docx
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气门传动组检修
理论课教案首页
授课日期
班 级
课题：
课题三气门组传动组
教学目的要求：
掌握气门传动组故障诊断与排除
教学重点、难点：
掌握气门传动组故障诊断与排除
授课方法：
讲授法
教学参考及教具（含电教设备）：
《汽车发动机构造与维修教材》多媒体设备
授课执行情况及分析：
板书设计或授课提纲
一、配气机构的形式
1.按气门位置分类
2.按凸轮轴的位置分类
3.按凸轮轴驱动的方式分类
二、配气机构的组成
配气机构的组成
三、气门数目及排列方式
【复习提问】
【引入新课】
【讲授新课】
气门传动组的结构与检修
1.掌握气门传动组零件的结构及工作原理。
2.能够对气门传动组零件进行正确的检修。
一、气门传动组的结构
气门传动组
气门传动组的作用是使进、排气门按照规定的时刻开闭，且保证有足够的开度。
气门传动组主要由凸轮轴、挺柱、摇臂和推杆等组成
1.凸轮轴
（1）凸轮轴的作用
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。
（2）凸轮轴的材料
凸轮轴一般采用优质钢模锻而成，也有的用合金铸铁或球墨铸铁铸造而成。
（3）凸轮轴的结构
凸轮轴主要由凸轮和凸轮轴轴颈组成。
凸轮分为进气凸轮和排气凸轮两种，用来驱动气门的开启与关闭。
凸轮的轮廓应保证气门开启和关闭的持续时间符合配气相位的要求，且使气门有合适的升程和运动规律。
凸轮轴结构
凸轮的轮廓
（4）凸轮轴的轴向定位
为防止凸轮轴轴向窜动，影响配气机构正常工作，凸轮轴必须有轴向定位措施。
常用的定位装置有：
止推轴承、止推片、止推螺钉等。
凸轮轴的轴向定位示意图
a）止推轴承 b）止推片 c）止推螺钉
（5）凸轮轴与曲轴的正时标记
采用一组正时齿轮，一个装在曲轴上，一个装在凸轮轴上。
这些齿轮通过键连接安装在曲轴和凸轮轴上，键将齿轮保持在轴上的正确位置。
在装配曲轴和凸轮轴时，只要对齐这两个齿轮上的点（正时标记点，厂家已经设置），就能保证两者之间正确的位置关系。
2.挺柱
（1）普通挺柱
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。
挺柱的型式
（2）液压挺柱
液压挺柱
液压挺柱结构图
3.推杆
推杆的作用是将从凸轮轴经过挺柱传来的力传给摇臂，下置凸轮轴式配气机构。
它是配气机构中最容易发生弯曲变形的零件，因此要求它有很高的刚度。
推杆的类型
a）钢制实心推杆 b）硬铝棒推杆 c）钢管制成的推杆
4.摇臂及摇臂组
（1）摇臂
摇臂的作用是改变从推杆或凸轮传来的力的方向（180°），将其作用到气门杆端部以推开气门。
摇臂一般用45号中碳钢模锻或球墨铸铁精密铸造而成。
摇臂
（2）摇臂组
摇臂组由摇臂、摇臂轴、摇臂轴支座及定位弹簧等组成。
摇臂通过摇臂轴支承在摇臂轴支座上，摇臂轴支座安装在气缸盖上，摇臂轴为空心管状结构。
摇臂组的组成
二、气门传动组的检修
1.凸轮轴的检修
（1）凸轮轴的损伤形式
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。
（2）凸轮轴弯曲变形的检修
凸轮轴弯曲变形的检验
（3）凸轮磨损的检修
凸轮的磨损使气门的升程规律改变并使最大升程减小，因此凸轮的最大升程减小值是凸轮检验分类的主要依据。
当凸轮最大升程减小值大于0.40mm或凸轮表面累积磨损量超过0.80mm时，则更换凸轮轴；当凸轮表面累积磨损量小于0.80mm时，可在凸轮轴磨床上修磨凸轮。
（4）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。
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。
（5）凸轮轴轴承的检修
凸轮轴轴承的配合间隙超过使用极限时，应更换新轴承。
（6）凸轮轴轴向间隙的检查调整
在检查采用止推凸缘进行轴向定位的发动机的轴向间隙时，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。
用止推凸缘定位的凸轮轴轴向间隙检测方法
以轴承定位的凸轮轴轴向间隙检测方法
2.挺柱的检修
（1）普通挺柱常见损伤形式有挺柱底部出现剥落、裂纹、擦伤划痕；挺柱与导孔配合间隙过大等。
如果出现这些耗损，须进行更换。
（2）液压挺柱的检修
1）液压挺柱与承孔的配合间隙一般为0.01~0.04mm，使用限度为0.10mm。
2）检查各部件有无损坏，应特别注意检查挺柱体外侧面及底部有无过度磨损。
3.推杆的检修
推杆一般都是空心细长杆，工作时易发生弯曲，要求其直线度误差不大于0.30mm；上端凹球端面和下端凸球面半径磨损应控制在-0.01~+0.03mm。
4.摇臂和摇臂组的检修
摇臂常见的损伤主要是摇臂头的磨损。
检查时，摇臂头部应光洁无损。
修理后的凹陷应不大于0.50mm。
如超过规定的值则可用堆焊修复修磨；摇臂与摇臂轴的配合间隙如超过规定的值时则应更换衬套，并按轴的尺寸进行铰削或镗削修理。
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5.正时链轮和链条的检查
（1）正时链条的检查
正时链条长度的检查
1—链条 2—弹簧秤
（2）正时链轮的检查
链轮直径的测量
6.正时齿带的检查
正时齿带若存在外部损伤现象，或见不到外部损伤，但存在下列情况之一时均应更换：
（1）因为水泵漏水等原因，正时齿带持续与水接触。
（2）大量的机油黏附在正时齿带上。
（3）由于凸轮轴卡住，很可能使正时齿带承受了过大的作用力。
训练任务一：
凸轮轴的检修
技能训练
一、训练器材
1.凸轮轴1根。
2.塞尺、千分尺、百分表、检测平台、V形架、磁力表架各1个。
3.棉纱、汽油、煤油、清洗剂等辅助材料若干。
二、实训内容与要求
1.掌握凸轮轴弯曲变形的检测方法。
2.掌握凸轮磨损的检测方法。
训练任务二：
凸轮轴轴向间隙的检查
技能训练
一、训练器材
1.桑塔纳2000AJR发动机1台。
2.塞尺、千分尺、百分表、检测平台、V形架、磁力表架各1个。
3.常用工具1套,棉纱、汽油、煤油、清洗剂等辅助材料若干。
二、实训内容与要求
1.掌握凸轮轴轴向间隙的检查方法。
2.掌握凸轮轴轴向间隙的调整方法。
§单元4配气机构的原理
1.了解配气机构的工作原理。
2.了解配气相位的作用、原理。
3.掌握气门间隙调整方法。
一、配气机构的工作原理
配气机构工作原理
a）气门开启b）气门关闭
1—凸轮轴 2—挺柱 3—推杆 4—摇臂轴支座 5—摇臂 6—气门
二、配气相位
配气相位图
配气相位是用曲轴转角表示的进、排气门的开启时刻和开启延续时间，通常用环形图表示。
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1.进气门的开启时刻
进气门的开启时刻
a）排气行程即将结束 b）排气行程结束上止点
2.进气门完全关闭时刻
进气门关闭时刻
a）进气行程结束下止点 b）压缩行程开始一段
3.排气门的开启时刻
排气门的开启时刻
a）作功行程即将结束 b）作功行程结束下止点
4.排气门完全关闭时刻
排气门完全关闭时刻
a）排气行程结束上止点 b）进气行程开始一段
5.气门的叠开
气门的叠开
三、气门间隙
1.气门间隙的概念
为消除发动机工作时气门因热膨胀而关闭不严的现象，在凸轮轴与气门摇臂之间留有一定的间隙称为气门间隙。
气门间隙
2.气门间隙的调整方法
（1）逐缸调整法
（2）两次调整法
（3）气门间隙调整实例
以本田雅阁发动机气门间隙的调整为例，说明气门间隙调整的具体方法。
1）拆下缸盖罩和正时传动带上罩。
2）设置1号气缸活塞在压缩上止点位置。
1号气缸活塞达到上止点位置
3）调节1号气缸进、排气门的间隙
进气门：
0.26mm±0.02mm；
排气门：
0.30mm±0.02mm。
4）松开锁止螺母，转动调节螺钉，直到塞尺前后移动时感觉到有一点拖滞为止，然拧紧锁止螺母。
调整气门间隙
5）逆时针方向旋转曲轴180°（凸轮轴传动带轮转动90°），“UP”记号应在排气门侧。
调节第3号气缸进、排气门的间隙。
调节第3号气缸进、排气门的间隙
6）继续逆时针方向转动曲轴180°。
使第4号气缸活塞处于压缩上止点位置。
调节第4号气缸进、排气门的间隙。
调节第4号气缸进、排气门的间隙
7）再逆时针转动曲轴180°，使第2号气缸活塞处于压缩上止点位置，“UP”记号应在进气门侧。
调节第2号气缸进、排气门的间隙。
调节第2号气缸进、排气门的间隙
训练任务：
气门间隙的调整
技能训练
一、训练器材
1.462Q型发动机1台。
2.常用工具、量具、塞尺各1套。
3.棉纱、汽油、煤油、清洗剂等辅助材料若干。
二、实训内容与要求
1.掌握气门间隙两次调整方法。
2.掌握气门间隙逐缸调整方法。
§单元5可变气门正时技术
1.了解可变气门正时的概念及工作原理。
2.了解可变气门升程的常见结构及工作原理。
一、可变气门正时技术
1.可变气门正时系统的产生
双顶置凸轮轴
2.可变气门正时的简单分类
（1）连续可变气门正时和不连续可变气门正时
（2）可变进气门正时和可变排气门正时
3.可变气门正时技术的应用
帕萨特B5的传动方式以及进排气凸轮轴分布
可变气门正时工作原理
二、可变气门升程技术
1.可变气门升程的作用
可变气门正时技术功能：
改变发动机气门开启和闭合的时间，以得到更合理的控制相应发动机转速所需的空气量。
作用：
降低油耗，提高经济性。
2.可变气门升程技术的工作原理
本田VTEC可变配气定时机构
1-进气凸轮轴 2-第一低速凸轮 3-高速凸轮 4-第二低速凸轮 5-第一摇臂
6-中间摇臂 7-第二摇臂 8-空动弹簧 9-进气门 10-排气门
11-液压活塞A 12-液压活塞B 13-排气凸轮轴 14-限位活塞
VTEC可变配气定时机构工作过程
（1）发动机在低负荷运转情况下，小活塞在原位置上,三根摇臂分离，第一低速凸轮和第二低速凸轮分别推动第一摇臂和第二摇臂，控制两个进气门的开闭，气门升量较少，其情形类似于普通的发动机。
VTEC可变配气定时机构工作过程
（2）但当发动机达到某一个设定的高转速（例如3500r/min，本田S2000型跑车要达到5500r/min），计算机即会指令电磁阀启动液压系统推动摇臂内的小活塞，使三根摇臂锁成一体，一起由中间凸轮驱动。
VTEC可变配气定时机构工作过程
由于中间凸轮比其他凸轮都高，升程大，所以进气门开启时间延长，升程也增大了
（3）当发动机转速降低到某一个设定的低转速时，摇臂内的液压随之降低，活塞在回位弹簧作用下退回原位，三根摇臂分开。
这样一来就保证了在低转速时对油耗的控制，同时满足在发动机处于高转速下动力输出的需要。
3.可变气门升程技术的应用
日产VVEL机构
宝马Valvetronic技术机构
§单元6配气机构的拆装与故障诊断
1.能够正确拆装发动机配气机构。
2.能够进行配气机构故障诊断排除。
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一、正时带的拆装（桑塔纳2000AJR发动机）
1.拆卸步骤
2.安装注意事项
（1）安装按照与拆卸相反的顺序进行。
（2）安装时确保正时标记对齐。
（3）如果要重新使用旧的传动带，注意传动带转动的方向。
二、气门组和气门传动组的拆装
1.拆卸步骤
2.安装注意事项
（1）按照与拆卸相反的顺序进行安装。
（2）安装油封时，一定要压到位，防止油封变形或损坏。
（3）安装凸轮时，第一缸凸轮必须朝上。
三、配气机构故障诊断排除
1.气门响
（1）现象
1）发动机怠速运转时发出有节奏的“嗒嗒”声。
2）发动机转速升高时，响声也随之增高。
3）发动机工作温度变化时，声响无明显变化。
（2）原因
1）发动机气门杆端和调整螺钉或摇臂磨损。
2）气门间隙调整不当。
3）凸轮磨损过度，运转中挺柱产生跳动。
4）气门座圈脱落；气门导管积炭过多而咬住气门。
5）气门挺柱固定螺母松动或调整螺栓端面不平。
（3）诊断
1）使发动机处于怠速运转，在气门室罩处察听，声响随着发动机转速的变化而变化，并且存在明显且有节奏的“嗒嗒”声。
若稍加大节气门，响声更明显，逐渐加油时响声随转速的提高节奏加快，在发动机温度变化时或做断火试验，响声无变化，则说明为气门响。
2）拆下气门室罩，检查气门间隙，若气门间隙正常，说明气门杆端处润滑不良，或气门与气门导管配合间隙太大或气门座圈松动。
3）往发响的气门杆端处加少许机油，起动发动机并怠速运转。
若响声减弱或消失，说明响声为润滑不良所致，清洗油道后再检查。
若响声不减弱，说明气门座圈松动。
2.液压挺柱响
（1）现象
发动机在工作温度正常的情况下，以各种转速运转时，在气门室内均有类似气门响的有节奏的“嗒嗒”声，由怠速升到中速以上，响声杂乱但不会消失。
（2）原因
1）通往柱塞的润滑油压力不足。
2）液压挺柱与导孔的配合间隙过大。
3）液压挺柱体中的柱塞过紧。
4）柱塞弹簧过软甚至折断。
5）球阀泄漏。
6）液压挺柱导孔内有灰尘或胶黏物而使得挺柱卡住。
7）润滑油品质不良，或润滑油起泡沫。
（3）诊断
1）若所有的挺柱都响，则首先检查机油压力是否正常。
若正常，可能是由于液压挺柱导孔内有灰尘或胶黏物而使挺柱卡住，使通往柱塞的润滑油压力不足，润滑油品质不良，或因润滑油起泡沫所致。
可拔出润滑油标尺，检查其上润滑油是否有泡沫。
2）若一个或几个挺柱响，可断定是液压挺柱损坏或液压挺柱与导孔的配合间隙过大造成的。
3.正时齿轮响
（1）现象
1）声响比较复杂，有时有节奏，有时无节奏，有时间断响，有时又是连续响。
2）发动机怠速运转或转速有变化时，在正时齿轮室盖处发出杂乱而轻微的噪声；转速提高后噪声消失；急减速时，此噪声尾随出现。
3）有的声响不受温度和单缸断火试验的影响；有的声响受温度影响，温度低时无噪声。
温度正常后，才出现噪声。
4）有的声响伴随正时齿轮室盖振动，有的声响不伴随振动。
（2）原因
1）正时齿轮啮合间隙过大或过小。
2）曲轴和凸轮轴中心线不平行，造成齿轮啮合失常。
3）换曲轴和凸轮轴轴承后，改变了齿轮啮合位置。
4）凸轮轴正时齿轮松动。
5）凸轮轴正时齿轮轮齿折损，或齿轮径向破裂。
（3）诊断
1）发动机怠速运转时有轻微异响，中速时异响明显，高速时声音杂乱，正时齿轮盖有振动，这种异响是由于齿轮啮合间隙过大造成的。
2）随发动机运转而产生有节奏的撞击声，为正时齿轮个别齿损坏。
【小结】
一、配气机构的形式
1.按气门位置分类
2.按凸轮轴的位置分类
3.按凸轮轴驱动的方式分类
二、配气机构的组成
配气机构的组成
三、气门数目及排列方式
【作业】
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