汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與檢修 仇雅莉 第3章 配氣機(jī)構(gòu)的構(gòu)造與檢修新

學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、掌握配氣機(jī)構(gòu)的作用、組成。2、了解配氣機(jī)構(gòu)的分類及各類型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。3、掌握配氣機(jī)構(gòu)的工作原理。4、掌握配氣相位對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響。5、掌握配氣機(jī)構(gòu)各組成件的結(jié)構(gòu)及檢修。第3章配氣機(jī)構(gòu)的構(gòu)造與檢修2/19/202411、配氣機(jī)構(gòu)的作用配氣機(jī)構(gòu)的作用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的作功順序或點(diǎn)火次序的要求，適時(shí)地開啟和關(guān)閉各個(gè)氣缸的進(jìn)氣門及排氣門，使可燃混合氣〔汽油機(jī)〕或新鮮空氣〔柴油機(jī)〕及時(shí)地進(jìn)入燃燒室，并將燃燒后的廢氣及時(shí)地排出氣缸。由于可燃混合氣或新鮮空氣被吸入氣缸越多，那么發(fā)動(dòng)機(jī)可能輸出的功率越大，這就要求發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣效率要高。然而影響發(fā)動(dòng)機(jī)充氣效率的因素很多，如進(jìn)氣系統(tǒng)自身對(duì)氣流的阻力造成進(jìn)氣終了時(shí)氣缸內(nèi)壓力下降，上一循環(huán)未排凈的剩余廢氣及燃燒室、活塞頂、氣門等高溫零件對(duì)進(jìn)入氣缸的新鮮氣體加熱，使進(jìn)氣終了時(shí)氣體溫度升高，導(dǎo)致實(shí)際充人氣缸的可燃混合氣總是小于在大氣狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的新鮮氣體的質(zhì)量，即充氣效率總是小于1(一般為0.8～0.9)。因此對(duì)于配氣機(jī)構(gòu)而言，要提高充氣效率，主要應(yīng)盡量減小進(jìn)、排氣阻力，合理設(shè)置配氣正時(shí)，使進(jìn)氣和排氣盡可能充分。3.1概述3.1.1配氣機(jī)構(gòu)的作用與組成2/19/202422、配氣機(jī)構(gòu)的組成配氣機(jī)構(gòu)主要由氣門組件和氣門傳動(dòng)組件組成。其中氣門組件由氣門、氣門座圈、氣門導(dǎo)管、氣門彈簧、氣門彈簧座、氣門鎖片〔鎖銷〕等組成；氣門傳動(dòng)組件由凸輪軸驅(qū)動(dòng)件〔包括正時(shí)齒輪、正時(shí)鏈條、正時(shí)皮帶〕、凸輪軸、氣門挺桿、推桿、搖臂及搖臂軸總成等組成。如圖3.1所示。3.1概述3.1.1配氣機(jī)構(gòu)的作用與組成2/19/202431、按氣門的布置型式分類〔1〕頂置氣門式頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)、排氣門均布置在氣缸蓋上，如圖3.2所示。它一般由氣門、氣門座圈、氣門彈簧、彈簧座、鎖片或鎖銷、氣門導(dǎo)管、搖臂、搖臂軸、推桿、挺桿、凸輪軸、正時(shí)齒輪組成。它的作用過程是：曲軸通過正時(shí)齒輪驅(qū)動(dòng)凸輪軸旋轉(zhuǎn)，凸輪軸上的凸輪使挺桿、推桿進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)搖臂擺動(dòng)，搖臂的擺動(dòng)使氣門開啟和關(guān)閉。頂置氣門式的特點(diǎn)是：氣門行程大，燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊，有利于燃燒及散熱，同時(shí)可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性?！?〕側(cè)置氣門式側(cè)置氣門式配氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)、排氣門都布置在氣缸的一側(cè)，如圖3.3所示。這種配氣機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零件數(shù)目少。但由于燃燒室結(jié)構(gòu)不太緊湊，熱量損失較大，氣道比較曲折，氣門升程受到一定的限制，影響充氣和排氣，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，目前這種型式的配氣機(jī)構(gòu)已經(jīng)淘汰。3.1概述3.1.2配氣機(jī)構(gòu)的分類2/19/202443.1概述3.1.2配氣機(jī)構(gòu)的分類2/19/202452、按凸輪軸的布置形式分類〔1〕上置凸輪軸式上置凸輪軸式配氣機(jī)構(gòu)的凸輪軸安裝在氣缸蓋上，它一般有兩種形式：一種是單凸輪軸式，如圖3.4所示；另一種是雙凸輪軸式，如圖3.5所示。

3.1概述3.1.2配氣機(jī)構(gòu)的分類2/19/20246〔2〕中置凸輪軸式當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，為了減小氣門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，可將凸輪軸位置移到氣缸體的上部，由凸輪軸經(jīng)過挺桿直接驅(qū)動(dòng)搖臂，而省去推桿，這種結(jié)構(gòu)稱之為中置凸輪軸式，如圖3.7所示。但由于這種結(jié)構(gòu)會(huì)造成凸輪軸的中心線距曲軸中心線較遠(yuǎn)，假設(shè)仍用一對(duì)齒輪來傳替動(dòng)力，齒輪的直徑就必然要做大，這樣不但會(huì)影發(fā)動(dòng)機(jī)的外形尺寸，并且會(huì)使齒輪的圓周速度過大。在這種情況一般要在兩正時(shí)齒輪之間參加一個(gè)中間齒輪(通常也稱之為惰輪)?！?〕下置凸輪軸式下置凸輪軸式結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：將凸輪軸布置在曲軸箱內(nèi)，如圖3.2所示。由于氣門與凸輪軸相距較遠(yuǎn)，因此氣門是通過挺桿、推桿、搖臂傳遞動(dòng)力，因傳動(dòng)環(huán)節(jié)多、路線較長(zhǎng)，在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生彈性變形，影響氣門運(yùn)動(dòng)規(guī)律和氣門開閉的準(zhǔn)確性，所以它不適應(yīng)高速車用發(fā)動(dòng)機(jī)。3.1概述3.1.2配氣機(jī)構(gòu)的分類2/19/202473、按曲軸和凸輪軸的傳動(dòng)方式分類曲軸和凸輪軸之間的動(dòng)力傳遞方式有三種，分別為齒輪式、鏈條式和正時(shí)皮帶式?！?〕齒輪傳動(dòng)：如圖3.8所示。為了使齒輪嚙合平順，減小噪聲和磨損，配對(duì)正時(shí)齒輪多用斜齒并用不同材料制成。為了保證配氣正時(shí)，齒輪上都有正時(shí)記號(hào)，裝配時(shí)必須使記號(hào)對(duì)齊?！?〕鏈條傳動(dòng)：如圖3.9所示。正時(shí)齒輪通過鏈條驅(qū)動(dòng)凸輪軸，在鏈條側(cè)面有張緊機(jī)構(gòu)和鏈條導(dǎo)板，利用張緊機(jī)構(gòu)可以調(diào)整鏈條的張力?！?〕正時(shí)皮帶傳動(dòng)：如圖3.10所示。是用氯丁橡膠齒形皮帶代替鏈條傳動(dòng)，它的優(yōu)點(diǎn)是噪聲更小、質(zhì)量更輕、包角更大、嚙合量更大、工作更可靠、且不需要潤(rùn)滑、松緊度更便于調(diào)整。3.1概述3.1.2配氣機(jī)構(gòu)的分類2/19/20248

4、按每缸氣門數(shù)分類一般發(fā)動(dòng)機(jī)較多的采用每缸兩個(gè)氣門，即一個(gè)進(jìn)氣門和一個(gè)排氣門，如圖3.11所示。這種結(jié)構(gòu)在可能的條件下應(yīng)盡量加大氣門的直徑，特別是進(jìn)氣門的直徑，以改善氣缸的換氣性能。但是，由于受到燃燒室尺寸的限制，從理論上講，最大氣門直徑一般不超過氣缸直徑的一半。當(dāng)氣缸直徑較大，活塞平均速度較高時(shí)，每缸一進(jìn)一排的氣門結(jié)構(gòu)就不能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)換氣的要求。因此，在很多新型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上，為了提高換氣效率在氣門結(jié)構(gòu)上采用了每缸三氣門的結(jié)構(gòu)，即兩個(gè)進(jìn)氣門，一個(gè)排氣門；每缸四氣門的結(jié)構(gòu)，即兩個(gè)進(jìn)氣門和兩個(gè)排氣門,如圖3.12所示；每缸五氣門的結(jié)構(gòu)，即三個(gè)進(jìn)氣門和兩個(gè)排氣門,如圖3.13所示。采用上述型式后，氣門總的通斷面增大，換氣效率改善，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能和排放性能。此外，由于氣門數(shù)目增加了，還可適當(dāng)減小氣門升程，改善配氣機(jī)構(gòu)的動(dòng)力性。3.1概述3.1.2配氣機(jī)構(gòu)的分類2/19/202491、普通配氣機(jī)構(gòu)的工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，曲軸正時(shí)齒輪根據(jù)不同的驅(qū)動(dòng)方式帶動(dòng)凸輪軸正時(shí)齒輪旋轉(zhuǎn)，凸輪軸就隨著其正時(shí)齒輪一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)凸輪軸上的凸輪由基圓經(jīng)緩沖段到工作段時(shí)，挺桿在凸輪的作用下推動(dòng)推桿向上運(yùn)動(dòng)。推桿通過氣門調(diào)整螺釘使搖臂搖擺，搖臂的搖擺克服氣門彈簧的彈力將氣門向下頂開。凸輪隨著凸輪軸的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，挺桿逐漸從凸輪的工作段向緩沖段運(yùn)動(dòng)，這時(shí)推桿作用在搖臂上的推力逐漸減小，氣門在氣門彈簧的作用下也就逐漸的關(guān)閉。當(dāng)挺桿完全落到凸輪基圓時(shí)，氣門完全關(guān)閉。3.1概述3.1.3配氣機(jī)構(gòu)的工作原理2/19/2024102、氣缸數(shù)可自動(dòng)變化機(jī)構(gòu)的工作原理圖為了減少發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗，有一種發(fā)動(dòng)機(jī)可根據(jù)功率的需要，使發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)其氣缸數(shù)目自動(dòng)地發(fā)生變化。如V8缸的發(fā)動(dòng)機(jī)，它可根據(jù)需要自動(dòng)地變?yōu)榘藗€(gè)缸、六個(gè)缸和四個(gè)缸進(jìn)行工作，此類型發(fā)動(dòng)機(jī)常被稱之為“V8—6—4〞可變氣缸數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)。它往往能根據(jù)汽車的行駛狀況，通過一臺(tái)電腦對(duì)一些執(zhí)行元件〔機(jī)械機(jī)構(gòu)〕進(jìn)行控制，改變發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣量，使選定氣缸的氣門停止工作，從而到達(dá)氣缸數(shù)自動(dòng)變化的目的。3.1概述3.1.3配氣機(jī)構(gòu)的工作原理2/19/202411〔1〕結(jié)構(gòu)氣缸數(shù)目自動(dòng)變化機(jī)構(gòu)一般由氣門配氣機(jī)構(gòu)〔圖3.15)和氣門選擇器〔圖3.16〕組成。在氣門配氣機(jī)構(gòu)中，電腦接受各種傳感器傳來信號(hào)，經(jīng)處理后由電磁閥轉(zhuǎn)變成機(jī)構(gòu)控制，使選定氣缸的氣門停止工作。氣門選擇器的作用是用來操縱該缸的進(jìn)氣門和排氣門，并控制搖臂的支樞點(diǎn)，使氣門開啟或關(guān)閉。氣門選擇器安裝在配氣機(jī)構(gòu)搖臂的中央，其內(nèi)部裝有內(nèi)簧，外部為選擇器體，選擇器上部有阻擋板，阻擋板與電磁閥連在一起。3.1概述3.1.3配氣機(jī)構(gòu)的工作原理2/19/202412〔2〕工作原理當(dāng)八個(gè)氣缸都正常工作時(shí)，搖臂支樞點(diǎn)接近中心，也就成為了選擇器的中心，凸輪轉(zhuǎn)到其頂點(diǎn)推開進(jìn)氣門時(shí)，可燃混合氣進(jìn)入各缸。假設(shè)ECM發(fā)出指令，電磁閥的線圈通過電流產(chǎn)生磁力，使阻擋板旋轉(zhuǎn)。阻擋板上有—監(jiān)控窗口，選擇器體上有一凸塊，中選擇器凸塊與阻擋板監(jiān)控窗口正好對(duì)齊時(shí)，選擇器體內(nèi)的彈簧就被壓縮，搖臂在推桿推動(dòng)后，選擇器不受阻擋限制，搖臂與選擇器使螺栓向上移動(dòng)，搖臂此時(shí)以氣門尾端作為支樞上下運(yùn)動(dòng)，氣門就無法翻開，從而使氣缸停止工作。圖3.17使用選擇器時(shí)各缸工作情況假設(shè)ECM終斷指令，電磁閥線圈無電流通過，阻擋板復(fù)原，擋住選擇器體的凸塊局部，使其不能向上移動(dòng)，這時(shí)氣門搖臂支樞接近中心，氣門正常開啟，并使氣缸投入工作。如果裝用四個(gè)氣門選擇器，可對(duì)八個(gè)、六個(gè)和四個(gè)氣缸的工作進(jìn)行任意選擇。四個(gè)氣門選擇器分別安裝在一、四、六和七缸上，工作情況如圖3.17所示。假設(shè)以六缸工作，可停止一、四缸；假設(shè)以四缸工作，即可停止一、四、六和七缸。3.1概述3.1.3配氣機(jī)構(gòu)的工作原理2/19/2024133、可變配氣相位與氣門升程電子控制的工作原理為了使發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率、轉(zhuǎn)矩盡可能地增大，在現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上設(shè)置了雙氣門與四氣門配氣機(jī)構(gòu)的氣門正時(shí)，但這種設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行時(shí)，動(dòng)力性會(huì)急劇下降，燃料的經(jīng)濟(jì)性會(huì)變得非常差。為此，有些汽車近年來采用一種可變配氣相位與氣門升程電子控制(VTEC)機(jī)構(gòu)來控制進(jìn)氣時(shí)間與進(jìn)氣量，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的工況下能產(chǎn)生不同的輸出功率。3.1概述3.1.3配氣機(jī)構(gòu)的工作原理2/19/202414〔1〕結(jié)構(gòu)裝有VTEC機(jī)構(gòu)〔如圖3.18所示〕的發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)氣缸均有二個(gè)進(jìn)氣門和排氣門。只是，它的兩個(gè)進(jìn)氣門有主次之分，即主進(jìn)氣門和次進(jìn)氣門；每個(gè)進(jìn)氣門均由單獨(dú)的凸輪通過搖臂來驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)主、次進(jìn)氣門的凸輪分別叫主、次凸輪；與主、次進(jìn)氣門接觸的搖臂分別叫主、次搖臂。主、次搖臂之間設(shè)有一個(gè)特殊的中間搖臂，它不與任何氣門直接接觸。三個(gè)搖臂并列在一起，均可在搖臂軸上轉(zhuǎn)動(dòng)。在主搖臂、次搖臂和中間搖臂相對(duì)應(yīng)的凸輪軸上有三個(gè)不同升程的凸輪，分別稱之為主凸輪、次凸輪和中間凸輪。其中，中間凸輪的升程最大，次凸輪的升程最小，主凸輪升程介于中間凸輪與次凸輪之間。中間凸輪的升程是按發(fā)動(dòng)機(jī)雙進(jìn)雙排氣門工作最正確輸出功率的要求而設(shè)計(jì)的，主凸輪升程是按發(fā)動(dòng)機(jī)低速工作時(shí)單氣門開閉要求設(shè)計(jì)的，次凸輪升程的最高處只稍微高于基圓，作用是在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行時(shí)，通過次搖臂稍微翻開次氣門，以防止燃油集聚在次進(jìn)氣門口。中間搖臂的一端和中間凸輪接觸，另一端在低速時(shí)可自由活動(dòng)；三個(gè)搖臂在靠近氣門一端均有一個(gè)缸孔。油缸孔中都安置有靠油壓控制的活塞，它們依次為正時(shí)活塞、主同步活塞、中間同步活塞和次同步活塞。3.1概述3.1.3配氣機(jī)構(gòu)的工作原理2/19/2024153.1概述3.1.3配氣機(jī)構(gòu)的工作原理2/19/202416〔2〕工作原理當(dāng)VTEC機(jī)構(gòu)不工作時(shí)，正時(shí)活塞和主同步活塞位于主搖臂缸內(nèi)，和中間搖臂等寬的中間同步活塞位于中間搖臂油缸內(nèi)，次同步活塞和彈簧一起那么位于次搖臂油缸內(nèi)。正時(shí)活塞的一端和液壓油道相通，液壓油來自工作油泵，油道的開啟由ECM通過VTEC電磁閥控制。3.1概述3.1.3配氣機(jī)構(gòu)的工作原理2/19/202417當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)〔如圖3.20〕，由于ECM不發(fā)出指令，油道內(nèi)沒有油壓，活塞位于各自的油缸內(nèi)，所以各個(gè)搖臂均單獨(dú)運(yùn)動(dòng)。于是主搖臂控制主凸輪開閉主進(jìn)氣門，以供給低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)所需的混合氣。次凸輪那么使次搖臂微微起伏，微微開閉次進(jìn)氣門，中間搖臂雖然也隨著中間凸輪大幅度運(yùn)動(dòng)，但是它對(duì)于任何氣門不起作用。此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)處于單進(jìn)雙排工作狀態(tài)，吸人的混合氣不到高速時(shí)的一半，由于此時(shí)仍然是所有氣缸參與工作，所以發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)十分平穩(wěn)。3.1概述3.1.3配氣機(jī)構(gòu)的工作原理2/19/202418當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)〔如圖3.21〕，ECM就會(huì)向VTEC電磁閥發(fā)出指令開啟工作油道，于是工作油道中的壓力油就推動(dòng)活塞移動(dòng)，壓縮彈簧，這樣主搖臂、中間搖臂和次搖臂就被主同步活塞、中間同步活塞和次同步活塞串聯(lián)為一體，成為一個(gè)同步活動(dòng)的組合搖臂。由于中間凸輪的升程大于另兩個(gè)凸輪，而且凸輪角度提前，故組合搖臂按中間搖臂一起受中間凸輪驅(qū)動(dòng)，主、次氣門都大幅度地同步開閉，因此配氣相位變化了，吸人的混合氣量也增多了，滿足了發(fā)動(dòng)機(jī)全功率時(shí)的進(jìn)氣要求。3.1概述3.1.3配氣機(jī)構(gòu)的工作原理2/19/202419配氣相位是指用發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)角表示進(jìn)、排氣門實(shí)際開啟和關(guān)閉的時(shí)刻和開啟的持續(xù)時(shí)間。配氣相位通常用環(huán)形圖來表示，我們把這種圖稱之為配氣相位圖，如圖3.22所示。

3.1概述3.1.4配氣相位2/19/202420為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的進(jìn)氣充分、排氣徹底，要求氣門具有盡可能大的通過能力，因此發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)、排氣門實(shí)際開啟和關(guān)閉并不恰好在活塞的上、下止點(diǎn)，而是適當(dāng)?shù)奶崆昂瓦t后。進(jìn)氣門提前開啟的目的是：為了保證新鮮氣體或可燃混合氣能順利、充分地進(jìn)入氣缸；而進(jìn)氣門晚關(guān)的目的是：為了在壓縮行程開始時(shí)，利用氣缸內(nèi)的壓力暫低于大氣或環(huán)境壓力，靠進(jìn)氣氣流的慣性使新鮮氣體或可燃混合氣仍可能繼續(xù)進(jìn)入氣缸。這樣，進(jìn)氣門開啟持續(xù)時(shí)間內(nèi)的曲軸轉(zhuǎn)角實(shí)際上就大于了180o。從圖3.22可以看出。排氣門早開的目的是：當(dāng)活塞作功行程接近下止點(diǎn)時(shí)，可燃混合氣的燃燒膨脹已根本結(jié)束，但氣缸內(nèi)的氣體壓力仍然較高，利用此壓力可使氣缸內(nèi)的廢氣迅速地排出；排氣門遲關(guān)的目的是：由于活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)的壓力仍高于大氣壓，利用排氣流的慣性可使廢氣繼續(xù)排出。這樣，排氣門開啟持續(xù)時(shí)間內(nèi)的曲軸轉(zhuǎn)角實(shí)際上也就大于了180o。也可從圖3.22可以看出。由于進(jìn)氣門早開和排氣門晚關(guān)，就會(huì)出現(xiàn)有一段時(shí)間進(jìn)、排氣門同時(shí)開啟的現(xiàn)象。進(jìn)氣門和排氣門同時(shí)開啟的那一段時(shí)間或曲軸轉(zhuǎn)角，我們就把它稱之為氣門重疊時(shí)間或氣門重疊角，氣門重疊角的大小等于進(jìn)氣門早開角與排氣門晚關(guān)角之和。由于氣門的重疊角較小，且新鮮氣體和廢氣流的慣性要保持原來的流動(dòng)方向，所以只要?dú)忾T重疊角取得適宜，就不會(huì)產(chǎn)生廢氣倒流進(jìn)氣管和新鮮氣體隨廢氣排出等問題。發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)不同、轉(zhuǎn)速不同，配氣相位也就不同，最正確配氣相位角是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)的要求，由試驗(yàn)確定的。3.1概述3.1.4配氣相位2/19/2024212、氣門間隙發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，配氣機(jī)構(gòu)的各個(gè)零件，如氣門、挺桿、推桿等都會(huì)受熱膨脹而伸長(zhǎng)，如果氣門及其傳動(dòng)件之間不留間隙，那么在熱態(tài)時(shí)，就會(huì)因受熱膨脹而頂開氣門，破壞氣門與氣門座之間的密封，造成發(fā)動(dòng)機(jī)在壓縮和作功行程中漏氣，而使功率下降。為了消除這種現(xiàn)象，通常配氣機(jī)構(gòu)在常溫裝配時(shí)，須留有一定的間隙，這個(gè)間隙就稱為氣門間隙。有的發(fā)動(dòng)機(jī)采用液力挺桿，由于在挺桿內(nèi)油壓、柱塞和彈簧作用下可自動(dòng)調(diào)節(jié)氣門間隙，故不需要預(yù)留氣門間隙。氣門間隙的大小由發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠根據(jù)試驗(yàn)確定，如果間隙過小，發(fā)動(dòng)機(jī)在熱態(tài)下可能會(huì)漏氣，導(dǎo)致功率下降，甚至將氣門燒壞；如果氣門間隙過大，那么傳動(dòng)零件之間以及氣門與氣門座之間將產(chǎn)生撞擊并發(fā)出響聲，一方面加劇了零件的磨損，同時(shí)也會(huì)使氣門開啟的持續(xù)時(shí)間減少，氣缸的充氣及排氣情況變壞。3.1概述3.1.4配氣相位2/19/202422氣門組一般由氣門、氣門座、氣門導(dǎo)管、氣門彈簧、氣門彈簧座、氣門鎖片〔鎖銷〕等零件組成，如圖3.23所示。3.2氣門組的構(gòu)造與檢修3.2.1氣門組的構(gòu)造2/19/2024231、氣門氣門又稱氣閥，它是由圓形且?guī)в绣F面的頭部和圓柱形的桿部組成。氣門頭部的錐面用來與氣門座的內(nèi)錐面配合，以保證密封；氣門桿部同氣門導(dǎo)管配合，為氣門運(yùn)動(dòng)起導(dǎo)向作用?！?〕氣門的工作條件及材料①氣門頭部的工作溫度很高，進(jìn)氣門可達(dá)570-670K；排氣門更高，可達(dá)1050-1200K。②氣門頭部要承受氣體壓力、氣門彈簧力及傳動(dòng)組零件慣性力的作用。③冷卻和潤(rùn)滑條件差。④接觸氣缸內(nèi)燃燒生成物中的腐蝕介質(zhì)。因此，要求氣門必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐熱、耐腐蝕、耐磨能力。但是由于進(jìn)、排氣門的工作條件有所不同，因此使用的材料也有所區(qū)別。進(jìn)氣門的材料一般采用合金鋼〔如鉻鋼或鎳鉻鋼等〕，排氣門由于熱負(fù)荷大，一般采用耐熱合金鋼〔硅鉻鋼、硅鉻鉬鋼等〕；有的排氣門為了降低本錢，頭部采用耐熱鋼，而桿部用鉻鋼，然后將二者焊在一起。3.2氣門組的構(gòu)造與檢修3.2.1氣門組的構(gòu)造2/19/202424〔2〕氣門的結(jié)構(gòu)氣門由頭部和桿身兩局部構(gòu)成。①氣門頭部氣門頭部的形狀有平頂、凸頂和凹頂三種結(jié)構(gòu)型式，如圖3.24所示。平頂氣門的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、受熱面積小，應(yīng)用最多；凸頂氣門的受熱面積和剛度較大，但其排氣阻力小，適用于排氣門；凹頂氣門的頭部與桿部有較大的過渡圓弧，氣流阻力小，但其頂部受熱面積大，所以僅用作進(jìn)氣門。為了保證氣門頭部與氣門座緊密貼合和導(dǎo)熱，氣門頭部與氣門座接觸的工作面有較高的加工精度和外表粗糙度，并有與氣門桿部同心的錐形斜面。這一錐面與氣門頂平面的夾角稱為氣門錐角，如圖3.25所示。常見的氣門錐角有30o和45o二種，一般做成45o。3.2氣門組的構(gòu)造與檢修3.2.1氣門組的構(gòu)造2/19/202425②氣門桿部氣門桿部的圓柱形外表須經(jīng)磨光，并與氣門導(dǎo)管保持正確的配合間隙，以減少磨損和較好地散熱性。桿身末端的結(jié)構(gòu)隨氣門彈簧座的固定方式不同而異，其末端開有槽(裝鎖片)和孔(裝鎖銷)，如圖3.26所示。3.2氣門組的構(gòu)造與檢修3.2.1氣門組的構(gòu)造2/19/202426〔3〕氣門油封因?yàn)闅忾T桿和氣門導(dǎo)管之間必須有間隙，為了防止機(jī)油從氣門桿處進(jìn)入氣缸，在進(jìn)氣門桿部還加裝了防油裝置，如圖3.28所示。主動(dòng)式油封是一些小油封，緊密地貼在氣門桿的周圍，通過小的彈簧或卡子保持在氣門桿上。被動(dòng)式油封包括O形圈和傘狀氣門桿油封。3.2氣門組的構(gòu)造與檢修3.2.1氣門組的構(gòu)造2/19/2024272、氣門座氣門座的作用是靠其內(nèi)錐面與氣門外錐面的緊密貼合密封氣缸。它的安裝位置因氣門布置型式的不同而不同，頂置式的氣門座位于氣缸蓋上；側(cè)置式的氣門座位于氣缸體上平面。氣門座有與缸體制成一體的；也有為了增加其強(qiáng)度、耐熱性、耐腐蝕性和耐磨性，那么另外用合金鋼或合金鐵鑄制成氣門座，采用過盈配合鑲?cè)霘飧左w(氣缸蓋)中，這能延長(zhǎng)其使用壽命。氣門座帶有一定的錐角，錐角的大小可與氣門密封錐角相同或略大些〔約0.5o-1o〕，如圖3.29所示，這樣可使氣門與氣門座在研磨后形成一條較窄的座合面密封帶。它們的接觸最好為線接觸，這樣有利于兩者之間的密封。3.2氣門組的構(gòu)造與檢修3.2.1氣門組的構(gòu)造2/19/2024283、氣門導(dǎo)管氣門導(dǎo)管的作用是保證氣門能沿其本身軸線作上、下運(yùn)動(dòng)，此外，氣門導(dǎo)管還具有導(dǎo)熱作用。氣門導(dǎo)管的外形及安裝，如圖3.30所示。它為圓柱形管，其外外表有較高的加工精度、較低的粗糙度，與缸蓋(體)的配合有一定的過盈量，以保證良好地傳熱和防止松脫。氣門導(dǎo)管的內(nèi)孔是在氣門導(dǎo)管被壓人氣缸蓋〔氣缸體〕后再精鉸，以保證氣門與氣門導(dǎo)管的精確配合間隙。為了防止過多的機(jī)油進(jìn)入導(dǎo)管，導(dǎo)管上端面內(nèi)孔處不應(yīng)倒角，外側(cè)面帶有一定錐度，以防止積油。另外為了防止氣門導(dǎo)管在使用過程中脫落，有的發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)氣門導(dǎo)管用卡環(huán)定位，這樣導(dǎo)管的配合過盈量可小些。3.2氣門組的構(gòu)造與檢修3.2.1氣門組的構(gòu)造2/19/2024294、氣門彈簧氣門彈簧的作用在于保證氣門的回位。當(dāng)氣門關(guān)閉時(shí)，保證氣門及時(shí)關(guān)閉并與氣門座緊密貼合，同時(shí)也防止氣門在發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)時(shí)因跳動(dòng)而破壞密封性；當(dāng)氣門開啟時(shí)，保證氣門不因運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力而脫離凸輪。氣門彈簧一端支承在缸蓋或缸體上，另一端壓靠在氣門彈簧座上。為了防止氣門彈簧工作時(shí)產(chǎn)生共振，采用了多種設(shè)計(jì)，包括使用更強(qiáng)的彈簧、不等螺距彈簧、雙彈簧等，3.2氣門組的構(gòu)造與檢修3.2.1氣門組的構(gòu)造2/19/2024301、氣門與氣門座的配合要求氣門與氣門座的配合是配氣機(jī)構(gòu)的重要環(huán)節(jié)，它影響到氣缸的密封性，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性關(guān)系極大。氣門與氣門座的配合要求是：〔1〕氣門與氣門座圈的工作錐面角度應(yīng)一致。為改善氣門與氣門座圈的磨合性能，磨削氣門的工作錐面時(shí)，其錐面角度比座圈小0.50～10?！?〕氣門與座圈的密封帶位置在中部靠?jī)?nèi)側(cè)。過于靠外，使氣門的強(qiáng)度降低；過于靠?jī)?nèi)，會(huì)造成與座圈接觸不良?！?〕氣門與座圈的密封帶寬度應(yīng)符合原設(shè)計(jì)規(guī)定，一般為1.2～2.5mm。排氣門大于進(jìn)氣門的寬度；柴油機(jī)大于汽油機(jī)的寬度。密封帶寬度過小，將使氣門磨損加??；寬度過大，容易燒蝕氣門?！?〕氣門工作面與桿部的同軸度誤差應(yīng)不大于0.05mm?！?〕氣門桿與導(dǎo)管的配合間隙應(yīng)符合原廠規(guī)定。3.2氣門組的構(gòu)造與檢修3.2.2氣門組的檢修2/19/2024312．氣門的檢修氣門常見的耗損有：氣門工作面磨損與燒蝕；氣門桿部的磨損；氣門桿的彎曲變形等?！?〕氣門工作面的檢修氣門工作面磨損起槽或燒蝕出現(xiàn)斑點(diǎn)，應(yīng)進(jìn)行光磨。氣門光磨是在氣門光磨機(jī)上進(jìn)行的，光磨后，氣門工作錐面的徑向圓跳動(dòng)誤差一般應(yīng)不大于0.01mm，外表粗糙度應(yīng)小于1.25μm?！?〕氣門桿的檢修①用外徑分厘卡檢測(cè)氣門桿的磨損，測(cè)量部位如圖3.32所示。通常與氣門桿尾端未磨損局部比照測(cè)量，假設(shè)超過0.05mm，或用手觸摸有明顯的階梯形成感覺時(shí)，應(yīng)更換氣門。3.2氣門組的構(gòu)造與檢修3.2.2氣門組的檢修2/19/202432②用千分表檢查氣門桿的彎曲變形，圖3.33所示，假設(shè)表針擺差超過0.06mm，應(yīng)校直或更換。③氣門桿尾端磨損凹陷應(yīng)磨平，氣門全長(zhǎng)及磨削量應(yīng)符合規(guī)定要求。3.2氣門組的構(gòu)造與檢修3.2.2氣門組的檢修2/19/2024333、氣門座的檢修〔1〕鉸修氣門座，其鉸削工藝如下，如圖3.34所示。①根據(jù)氣門導(dǎo)管內(nèi)徑選擇鉸刀導(dǎo)桿，導(dǎo)桿以輕易插入氣門導(dǎo)管內(nèi)，無松曠為宜。②把砂布?jí)|在鉸刀下，磨除座口硬化層，以防止鉸刀打滑并延長(zhǎng)鉸刀使用壽命。③用與氣門錐角相同的粗鉸刀鉸削工作錐面，直到凹陷、斑點(diǎn)全部除去，并保證有2.5mm以上的完整錐面為止。④氣門座和氣門的選配，用相配的氣門進(jìn)行涂色試配，觀察印跡。接觸環(huán)帶應(yīng)在氣門和斜面的中部靠里位置，假設(shè)過上或過下，可用15o或75o錐角的鉸刀鉸削。⑤最后用與工作面角度相同的細(xì)刃鉸刀進(jìn)行精鉸，并在鉸刀下墊細(xì)砂布磨修，以降低氣門座工作外表粗糙度。3.2氣門組的構(gòu)造與檢修3.2.2氣門組的檢修2/19/2024343.2氣門組的構(gòu)造與檢修3.2.2氣門組的檢修2/19/202435〔2〕氣門座鉸削完畢后，一般還要進(jìn)行磨削，磨削工藝如下：①根據(jù)氣門工作面錐度和尺寸選用砂輪。②修磨砂輪工作面到達(dá)平整并與軸孔同軸度公差在0.025mm之內(nèi)。③選擇適宜的定心導(dǎo)桿，卡緊在氣門導(dǎo)管內(nèi)，磨削時(shí)，導(dǎo)桿應(yīng)不轉(zhuǎn)動(dòng)。④光磨時(shí)應(yīng)保證光磨機(jī)正直，并輕輕施加壓力，光磨時(shí)間不宜太長(zhǎng)，要邊磨邊檢查。3.2氣門組的構(gòu)造與檢修3.2.2氣門組的檢修2/19/202436〔3〕氣門的研磨1〕手工研磨①研磨前應(yīng)先用汽油清洗氣門、氣門座和氣門導(dǎo)管，將氣門按順序排列或在氣門頭部打上記號(hào)，以免錯(cuò)亂。②在氣門工作錐面上涂上一層薄薄的粗研磨砂，同時(shí)在氣門桿上涂以機(jī)油，插入氣門導(dǎo)管內(nèi)。③利用螺絲刀或橡皮捻子按圖3.35將氣門作往復(fù)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與氣門座進(jìn)行研磨，注意旋轉(zhuǎn)角度不宜過大，并不時(shí)地提起和轉(zhuǎn)動(dòng)氣門，變換氣門與座相對(duì)位置，以保證研磨均勻。④當(dāng)氣門工作面與氣門座工作面磨出一條較完整且無斑痕的接觸環(huán)帶時(shí)，可以將粗研磨砂洗去，換用細(xì)研磨砂，繼續(xù)研磨。當(dāng)工作面出現(xiàn)一條整齊的灰色的環(huán)帶時(shí)，再洗去細(xì)研磨砂，涂上潤(rùn)滑油，繼續(xù)研磨幾分鐘即可。3.2氣門組的構(gòu)造與檢修3.2.2氣門組的檢修2/19/2024372〕機(jī)器研磨①將氣缸蓋清洗干凈，安放在氣門研磨機(jī)工作臺(tái)上。②在已配好的氣門工作面涂上一層研磨膏，在氣門桿部涂上機(jī)油并裝入氣門導(dǎo)管內(nèi)，調(diào)整各轉(zhuǎn)軸，對(duì)正氣門座孔。③連接好研磨裝置，調(diào)整氣門升程，進(jìn)行研磨。一般研磨10min-15min即可。研磨好的工作面應(yīng)成為一條光澤完整的圓環(huán)。3.2氣門組的構(gòu)造與檢修3.2.2氣門組的檢修2/19/202438〔4〕氣門的密封性檢查1〕劃線法①檢查前將氣門及氣門座清洗干凈，在氣門工作面上用軟鉛筆沿徑向均勻地劃上假設(shè)干條線。②然后與相配氣門座接觸，略壓緊并轉(zhuǎn)動(dòng)氣門45o～90o，取出氣門，觀察鉛筆線條；如鉛筆線條均被切斷，如圖3.36所示，那么表示密封良好，否那么，應(yīng)重新研磨。2〕拍擊法將氣門與相配氣門座輕輕敲擊幾次，觀察接觸帶，如有明亮的連續(xù)光環(huán)，即為合格。3〕涂紅丹油在氣門工作面上涂抹上一層軸承藍(lán)或紅丹油，然后用橡皮捻子吸住氣門在氣門座上旋轉(zhuǎn)1／4圈，再將氣門提起，假設(shè)軸承藍(lán)或紅丹布滿氣門座工作面一周而無間斷，又十分整齊，即表示密封良好。4〕滲油法可用煤油或汽油澆在氣門頂面上，5min內(nèi)視氣門與座接觸處是否有滲漏現(xiàn)象，如無滲漏即為合格。3.2氣門組的構(gòu)造與檢修3.2.2氣門組的檢修2/19/202439〔5〕氣門座的鑲換當(dāng)氣門座有裂紋、松動(dòng)、燒蝕或磨損嚴(yán)重；或經(jīng)屢次加工修理，使新氣門裝入后，氣門頭部頂平面仍低于氣缸蓋燃燒室平面2mm以上，應(yīng)鑲換新的氣門座，其工藝要點(diǎn)如下：1〕拆卸舊氣門座。注意，不要損傷氣門座承孔。2〕選擇新氣門座。用外徑千分尺測(cè)量氣門座外徑，用內(nèi)徑量表測(cè)量氣門座承孔內(nèi)徑，并根據(jù)氣門座和缸蓋承孔的材質(zhì)選擇適宜過盈量(一般在0.07mm-0.17mm)。3〕氣門座的鑲換。將檢查合格的新氣門座進(jìn)行冷卻，時(shí)間不少于10min，同時(shí)加熱氣門座承孔，然后在氣門座外側(cè)涂上一層密封膠，將氣門座壓入承孔中。3.2氣門組的構(gòu)造與檢修3.2.2氣門組的檢修2/19/2024404、氣門導(dǎo)管的檢修〔1〕氣門導(dǎo)管的檢查氣門導(dǎo)管的檢查方法一般有兩種，可根據(jù)情況需要選擇下面檢查方法：①首先測(cè)量氣門導(dǎo)管的內(nèi)徑，如圖3.37所示。將所測(cè)結(jié)果減去氣門桿的標(biāo)準(zhǔn)直徑及標(biāo)準(zhǔn)間隙，所得的差值即為氣門導(dǎo)管的磨損量。②將氣門提起至氣缸蓋平面15～20mm的高度，把百分表架固定于氣缸蓋上，百分表?xiàng)U頂觸在氣門頂部邊緣處，來回推動(dòng)氣門，百分表指針差值即為氣門與導(dǎo)管的配合間隙如圖3.38所示。根據(jù)配合間隙可計(jì)算出氣門導(dǎo)管的磨損量?！?〕當(dāng)氣門導(dǎo)管磨損嚴(yán)重，會(huì)使氣門桿與氣門導(dǎo)管的配合間隙超過限度，應(yīng)予以更換。3.2氣門組的構(gòu)造與檢修3.2.2氣門組的檢修2/19/2024415、氣門彈簧的檢修〔1〕檢查氣門彈簧是否出—現(xiàn)斷裂或裂痕現(xiàn)象，如有應(yīng)當(dāng)更換?！?〕檢查氣門彈簧在自由狀態(tài)下，支承面對(duì)彈簧中心線的垂直度；如圖3.39所示?！?〕測(cè)量氣門彈簧的自由長(zhǎng)度是否符合標(biāo)準(zhǔn)，如圖3.40所示，假設(shè)低于極限值應(yīng)予以更換?！?〕檢查氣門彈簧最小安裝彈力，如圖3.41所示。3.2氣門組的構(gòu)造與檢修3.2.2氣門組的檢修2/19/202442氣門傳動(dòng)組件的作用是按規(guī)定的配氣相位定時(shí)地驅(qū)動(dòng)氣門開閉，并保證氣門有足夠的開度和適當(dāng)?shù)臍忾T間隙。氣門傳動(dòng)組件是指從正時(shí)齒輪開始至驅(qū)動(dòng)氣門動(dòng)作的所有零件，它一般包括凸輪軸驅(qū)動(dòng)件、凸輪軸、氣門挺桿、推桿、搖臂及搖臂軸總成等。3.3氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造與檢修3.3.1氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造2/19/2024431、凸輪軸凸輪軸的作用是驅(qū)動(dòng)和控制發(fā)動(dòng)機(jī)各缸氣門的開啟和關(guān)閉，使其符合發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序、配氣相位及氣門開度的變化規(guī)律等要求。此外，有些汽油發(fā)動(dòng)機(jī)還用它來驅(qū)動(dòng)汽油泵、機(jī)油泵和分電器等。它是氣門驅(qū)動(dòng)組件中最主要的零件。凸輪軸主要由凸輪和凸輪軸軸頸組成。凸輪分為進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪兩種，用來驅(qū)動(dòng)氣門的開啟與關(guān)閉。軸頸對(duì)凸輪軸起支承作用。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的下置式凸輪軸還有用于驅(qū)動(dòng)汽油泵的偏心輪和驅(qū)動(dòng)機(jī)油泵及分電器的螺旋齒輪。3.3氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造與檢修3.3.1氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造2/19/202444〔1〕凸輪的輪廓凸輪的輪廓應(yīng)保證氣門開啟和關(guān)閉的持續(xù)時(shí)間符合配氣相位的要求，且使氣門有適宜的升程和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，每種型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪具有不同的輪廓形狀。3.3氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造與檢修3.3.1氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造2/19/202445〔2〕凸輪的相對(duì)角位置凸輪軸上各缸的進(jìn)氣凸輪〔或排氣凸輪〕稱為同名凸輪，同名凸輪的相對(duì)角位置與凸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向、各缸的工作順序和作功順序有關(guān)。從凸輪軸的前端來看，各缸同名凸輪的相對(duì)角位置按發(fā)動(dòng)機(jī)作功順序逆凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向排列，如圖3.44所示，其夾角為作功間隔角的1/2。即四缸發(fā)動(dòng)機(jī)為900，六缸發(fā)動(dòng)機(jī)為600。同一氣缸的進(jìn)、排氣凸輪稱為異名凸輪，它是由發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相位和凸輪軸的轉(zhuǎn)向決定的。由于氣門早開遲閉，且角度不等，故異名凸輪夾角要由配氣相位圖求得。3.3氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造與檢修3.3.1氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造2/19/202446〔3〕凸輪軸的軸向定位為防止凸輪軸軸向竄動(dòng)，影響配氣機(jī)構(gòu)正常工作，凸輪軸必須有軸向定位措施。常用的定位裝置有：止推軸承、止推片、止推螺釘?shù)?，如圖3.45所示。3.3氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造與檢修3.3.1氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造2/19/202447〔4〕凸輪軸與曲軸的正時(shí)為了讓氣門的開、閉與曲軸的位置保持正確的關(guān)系，凸輪軸必須根據(jù)曲軸設(shè)定正時(shí)。為了到達(dá)這一目的，人們采用了多種方法。采用一組正時(shí)齒輪，一個(gè)裝在曲軸上，一個(gè)裝在凸輪軸上。這些齒輪通過鍵連接安裝在曲軸和凸輪軸上，鍵將齒輪保持在軸上的正確位置。在裝配曲軸和凸輪軸時(shí)，只要對(duì)齊這兩個(gè)齒輪上的點(diǎn)，就能保證兩者之間正確的位置關(guān)系，如圖3.46所示。圖3.47桑塔納AJR發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)標(biāo)記頂置凸輪軸也是通過對(duì)齊軸上的標(biāo)記來設(shè)置正時(shí)的，如圖3.47所示桑塔納AJR發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸同步帶輪上的標(biāo)記必須對(duì)準(zhǔn)同步帶防護(hù)罩上的標(biāo)記；曲軸V型帶輪上的標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)第一缸上止點(diǎn)標(biāo)記。3.3氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造與檢修3.3.1氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造2/19/2024482、挺柱挺柱的作用是將凸輪的推力傳給推桿或氣門。它安裝在氣缸體或氣缸蓋上相應(yīng)處鏜出的導(dǎo)向孔中，常用鎳鉻合金鑄鐵或冷激合金鑄鐵制造。挺柱常用的型式有：整體式挺柱、滾輪式挺柱和液壓挺柱?！?〕整體式挺柱整體式挺柱以一個(gè)整體零件的形式傳遞運(yùn)動(dòng)，它是為輕型氣缸設(shè)計(jì)的，常見的形式有菌形挺桿、平面挺桿和筒形挺桿三種，如圖3.48所示。3.3氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造與檢修3.3.1氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造2/19/202449〔2〕滾輪式挺柱滾輪式挺柱與整體式挺柱很相似，如圖3.49所示，區(qū)別在于下部裝有滾輪，通過滾輪在凸輪軸上滾動(dòng)而不是滑動(dòng)，降低了摩擦力，而且載荷分配更均勻，主要用于高壓縮比的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和賽車發(fā)動(dòng)機(jī)上。以上兩種挺柱的發(fā)動(dòng)機(jī)都必須有調(diào)整氣門間隙的措施。氣門間隙解決了材料熱膨脹對(duì)氣門工作的影響，但在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)發(fā)生撞擊而產(chǎn)生噪聲。為了解決這一矛盾，有些發(fā)動(dòng)機(jī)采用了液壓挺柱。3.3氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造與檢修3.3.1氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造2/19/202450〔3〕液壓挺柱液壓挺柱外形及結(jié)構(gòu)如圖3.50所示。由挺柱體、油缸、柱塞、球形閥、壓力彈簧等組成。3.3氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造與檢修3.3.1氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造2/19/202451挺柱體外圓柱面上有一環(huán)形油槽，油槽內(nèi)有一進(jìn)油孔與低壓油腔相通，反面上有一鍵形槽將低壓油腔與柱塞上部相通。油缸外圓與挺柱體內(nèi)導(dǎo)向孔配合，內(nèi)孔那么與柱塞配合，兩者都有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。油缸底部的壓力彈簧把球形閥壓靠在柱塞底部的閥座上，當(dāng)球閥關(guān)閉柱塞的中間孔時(shí)可將挺柱分成上部的低壓油腔和下部的高壓油腔。當(dāng)球形閥開啟后，那么成為一個(gè)通腔。液壓挺柱與凸輪的接觸面為平面，為了使其在工作中旋轉(zhuǎn)以減小磨損，液壓挺柱中心線與凸輪的對(duì)稱中心線錯(cuò)位1.5mm，同時(shí)凸輪在軸向傾斜0.002～0.02mm，使挺柱在工作過程中能繞其軸線微微轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)凸輪基圓與挺柱接觸時(shí)，壓力彈簧使挺柱頂面和凸輪輪廓線保持緊密接觸，油缸下端面與氣門桿尾部緊密接觸，因此沒有氣門間隙。且挺柱體上的環(huán)形油槽與缸蓋上的斜油孔對(duì)齊，來自氣缸蓋油道的潤(rùn)滑油經(jīng)量油孔、斜油孔和環(huán)形油槽流入挺柱體內(nèi)的低壓油腔，并經(jīng)挺柱反面上的鍵形槽進(jìn)入柱塞上方的低壓油腔。3.3氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造與檢修3.3.1氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造2/19/202452當(dāng)凸輪按圖示方向轉(zhuǎn)過基圓使凸起局部與挺柱接觸時(shí)，挺柱體和柱塞向下移動(dòng)，高壓油腔中的潤(rùn)滑油被壓縮，油壓升高，加上壓力彈簧的作用，使球閥緊壓在柱塞下端的閥座上，這時(shí)高壓油腔與低壓油腔被分隔開。由于液體的不可壓縮性，整個(gè)挺柱如同一個(gè)剛體一樣下移翻開氣門。此時(shí)，挺柱體環(huán)形油槽已離開了進(jìn)油的位置，停止進(jìn)油。當(dāng)挺柱到達(dá)下止點(diǎn)后開始上行時(shí)，由于仍受到氣門彈簧和凸輪兩方面的頂壓，高壓油腔繼續(xù)封閉，球閥也不會(huì)翻開，液壓挺柱仍可認(rèn)為是一個(gè)剛體，直至氣門完全關(guān)閉時(shí)為止。此時(shí)凸輪重新轉(zhuǎn)到基圓與挺柱接觸位置，氣缸蓋油道中的壓力油又重新進(jìn)入挺柱的低壓油腔。同時(shí)，挺柱無凸輪的壓力，高壓油腔內(nèi)的壓力油和壓力彈簧一起推動(dòng)柱塞上行，高壓油腔油壓下降。從低壓油腔來的壓力油推開球閥進(jìn)入高壓油腔，使兩腔連通充滿潤(rùn)滑油。這時(shí)挺柱頂面仍和凸輪緊貼，氣門間隙得到補(bǔ)償。3.3氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造與檢修3.3.1氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造2/19/202453在氣門受熱膨脹時(shí)，柱塞和油缸作軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)，高壓油腔中的油液可經(jīng)過油缸與柱塞間的縫隙擠入低壓油腔，使挺柱自動(dòng)“縮短〞，保證氣門關(guān)閉緊密。當(dāng)氣門冷卻收縮時(shí)，壓力彈簧將液壓缸向下推動(dòng)，而使柱塞與挺柱體向上移動(dòng)，高壓油腔內(nèi)壓力下降，球閥翻開，低壓油腔油液進(jìn)入高壓油腔，挺柱自動(dòng)“伸長(zhǎng)〞，保證配氣機(jī)構(gòu)無間隙。故使用液壓挺柱時(shí)，可以不預(yù)留氣門間隙，也不需調(diào)整氣門間隙。采用液力挺柱，既消除了配氣機(jī)構(gòu)中的間隙，減小了各零件的沖擊載荷和噪聲，同時(shí)凸輪輪廓可設(shè)計(jì)得比較陡一些，使氣門開啟和關(guān)閉速度更快，以減小進(jìn)氣、排氣阻力，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣特性，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。3.3氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造與檢修3.3.1氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造2/19/2024543、推桿推桿的作用是將從凸輪軸經(jīng)過挺桿傳來的力傳給搖臂，下置凸輪軸式配氣機(jī)構(gòu)采用。它是配氣機(jī)構(gòu)中最容易發(fā)生彎曲變形的零件，因此要求它有很高的剛度。推桿為管狀結(jié)構(gòu)，如圖3.51所示。它的兩端壓配成不同的形狀，下瑞頭通常是圓球形，以使與挺柱的凹球形支座相適應(yīng)；上端頭一般制成凹球形，以便與搖臂上的氣門間隙調(diào)整螺釘?shù)那蛐晤^部相適應(yīng)。推桿可以是實(shí)心的，也可以是空心的。使用的材料可以是經(jīng)過熱處理的鋼管，也可以是硬鋁制成。3.3氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造與檢修3.3.1氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造2/19/2024554、搖臂及搖臂組〔1〕搖臂搖臂的作用是將推桿或凸輪傳來的力改變方向〔180o〕，作用到氣門桿端部以推開氣門。搖臂實(shí)際上是一個(gè)中間有圓孔兩邊不等長(zhǎng)的杠桿，此杠桿兩邊的比值〔稱搖臂比〕約為1.2～1.8，其中長(zhǎng)臂一端用來推動(dòng)氣門，短臂一端制成螺紋孔，安裝有氣門間隙調(diào)整螺釘〔使用液力挺桿的發(fā)動(dòng)機(jī)那么沒有〕，在調(diào)整螺釘上還帶有鎖緊螺母，以調(diào)整配氣機(jī)構(gòu)的氣門間隙，如圖3.52所示。搖臂一般用45號(hào)中碳鋼模鍛或球墨鑄鐵精密鑄造而成。為了提高其耐磨性，搖臂的軸孔內(nèi)鑲有青銅襯套或裝有滾針軸承與搖臂軸配合轉(zhuǎn)動(dòng)，有些高速發(fā)動(dòng)機(jī)搖臂采用輕質(zhì)合金鑄鋁，圓弧面上堆焊一層耐磨合金。3.3氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造與檢修3.3.1氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造2/19/202456〔2〕搖臂組搖臂組由搖臂、搖臂軸、搖臂軸支座及定位彈簧等組成，如圖3.53所示。搖臂通過搖臂軸支承在搖臂軸支座上，搖臂軸支座安裝在氣缸蓋上，搖臂軸為空心管狀結(jié)構(gòu)。搖臂與推桿端、搖臂與搖臂軸間的潤(rùn)滑可采用來自挺桿座、挺桿、推桿、搖臂內(nèi)油道或來自氣缸蓋、搖臂內(nèi)孔的壓力機(jī)油潤(rùn)滑。為了防止搖臂的竄動(dòng)，在搖臂軸上每?jī)蓳u臂之間都裝有彈簧。3.3氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造與檢修3.3.1氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造2/19/2024571、凸輪軸的檢修〔1〕凸輪軸的損傷形式凸輪軸常見的損傷是凸輪軸的彎曲變形、凸輪輪廓磨損、支承軸頸外表的磨損以及正時(shí)齒輪驅(qū)動(dòng)件的耗損等。這些耗損會(huì)使氣門的最大開度和發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣系數(shù)降低，配氣相位失準(zhǔn)，并改變氣門上下運(yùn)動(dòng)的速度特性，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等。3.3氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造與檢修3.3.2氣門傳動(dòng)組的檢修2/19/202458〔2〕凸輪軸彎曲變形的檢修凸輪軸的彎曲變形是以凸輪軸中間軸頸對(duì)兩端軸頸的徑向圓跳動(dòng)誤差來衡量，檢查方法如圖3.54所示。將凸輪軸放置在V型鐵上，V型鐵和百分表放置在平板上，使百分表觸頭與凸輪軸中間軸頸垂直接觸。轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪軸，觀察百分表表針的擺差即為凸輪軸的彎曲度。檢查完畢后將檢查結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值比較，以確定是修理還是更換。3.3氣門傳動(dòng)組的構(gòu)造與檢修3.3.2氣門傳動(dòng)組的檢修2/19/202459〔3〕凸輪磨損的檢修凸輪的磨損使氣門的升程規(guī)律改變和最大升程減小，因此凸輪的最大升程減小值是凸輪檢驗(yàn)分類的主要依據(jù)。當(dāng)凸輪最大升程減小值大于0.40mm或凸輪外表累積磨損量超過0.80mm時(shí)，那么更換凸輪軸；當(dāng)凸輪外表累積磨損量小0.80mm時(shí)，可在凸輪軸磨床上修磨凸輪。但是，現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸的凸輪均為組合線型，由于加工精度極高，修理本錢高，所以目前極少修復(fù)，一般更換凸輪軸?！?〕凸輪軸軸頸的檢修用千分尺測(cè)量凸輪軸軸頸的圓度誤差和圓柱度誤差。凸輪軸軸頸的圓度誤差不得大于0.015mm，各軸頸的同軸度誤差不得超過