发动机配气机构 1

第24讲

第三章 配气机构的构造与维修

3.1 配气机构的构造

一.功用与分类

(一)功用:按工作循环及顺序要求,定时开闭进、排气门。

(二)分类组成: 图3-1~ 图3-5

分类:按有无门分:气孔(口)式、气门+气口式、气门式

按气门的布置方式分:侧置式(淘汰)、顶置式

按凸轮轴布置方式分:下、中、上置凸轮轴(上置式无挺柱、推杆、摇臂)

按凸轮轴的传动分:齿轮(上、中、下凸轮轴),链或带传动

按每缸气门数分:双、多气门。图3-6 、图3-7

按凸轮轴数量分:单凸轮、双凸轮轴(图3-8)

组成:气门组,驱动、传动组

(三)气门的排列

1.双气门 沿机体纵向

相邻两缸同名气门合用一气道、进排气交错排列——有利缸盖冷却

2.多(4)气门及排列方式

同名气门排成两列,一根凸轮轴,T形驱动件,对中要求严

同名气门排成一排,二根凸轮轴

二.配气相位

(一)定义及作用:

定义:曲轴转角表示进、排气门开闭时刻及开启持续时间。

理论上:气门在一止点开,另一止点闭,曲轴转角180º。

实际上:转速高,为使进气足、排气尽,配气相位角>180º。

(二)气门的早开迟闭

进气门:早开、迟闭——进气足

排气门:早开、迟闭——排气尽

(三)气门提前角、迟闭角、持续角、重叠角 图3-10

1.提前角——气门开始开启→止点所经历的曲轴转角

进:α=10º~30º

排:γ=40º~80º

2.迟闭(后)角——止点→全闭所经历的曲转角

进:β=20º~60º

排:δ=10º~30º

3.气门开启持续角

进:180+α+β=210º~270º

排:180+γ+δ=230º~290º

4.气门重叠(迭开或无效)角

进排气门同时开启的时间对应的曲轴转角=α+δ=20º~60º

气门叠开是否会出现废气倒流、新气随废气排出?

气门开启初始和终了开度仅15º曲轴转角,时间极短,气流惯性,不易改变方向。

三.配气相位的确定及影响因素

合理的配气相位根据结构、型式、技术强化程度、转速等试验确定。

同一发动机,转速不同,配气相位也应不同,n↑→αγβδ↑,目前仅少数发动机(丰田VVT-i、本田VTEC)能部分实现。

影响配气正时变化的因素:

安装错位、零件精度、配气机构各机件的磨损

第25讲 配气机构的主要零件和组件

3.2气门组的主要机件

一.气门组的功用与组成

功用:确保气门关闭严密

组成:包括气门、气门座、气门导管及气门弹簧等。

二.气门组的主要零部件

(一)气门头

形状:菌形

材料: 进气门,普通合金(铬或镍铬)钢,300~400℃

排气门,耐热合金(硅锰)钢800~900℃

结构:头、杆、尾

(二)气门头与气门门座的配合

1

.气门座:

单独制造,特殊铸铁、特殊工艺压装,损坏时可更换

缸盖直接镗孔,热处理而成。

气门头与座孔的密封面:三锥面(15º、30º或45º、75º),与气门配对研磨

密封环带:位置,工作斜面中部偏向杆,宽1.5~2.0mm

2.气门头尺寸、形状及区别: 图3-12

进排门一样大——排气门有记号

进气门凹坑、排气门平顶

排气门球面、进气平顶

进气大、排气小

3.气门下陷量:较气门座孔低(下陷量视机型定)

(三)气门杆与气门导管

功用:确保气门与座对中贴合、导向、导热。

配合间隙:0.05~0.12mm。

过大晃动、偏斜、关闭不严,过小,膨胀发卡。

导管外圆与缸盖过盈配合

(四)气门杆尾部:

固定气门弹簧座、锁片或锁销、

(五)气门弹簧:使气门迅速关闭,严密贴合。一大一小,一正一反。

3.3气门驱动(传动)组

一.气门驱动(传动)组的功用与组成

功用:控制气门的开启时刻和开启高度。

凸轮轴、正时齿轮、挺柱、挺柱导管、推杆和摇臂总成等。

二.气门驱动组的主要零部件

(一) 凸轮轴

1.凸轮轴的构造及特点

(1)凸轮

①排列。同名凸轮排列与工作顺序一致;两相邻作功缸同名凸轮夹角=作功间隔角/2 ②凸轮轮廓 与气门运动规律一致

AE圆弧——基圆,挺柱或气门杆不动,气门全闭。

AB、DE——缓冲段(气门间隙)

AC——开启→最大

CE——最大→全闭

三个重要位置:A、C、E决定开启时刻、最大开度、持续角。

磨损后靠模修复。

③异名凸轮由配气相位决定

在凸轮轴上相对角位置θ=90°+(β+γ-α-δ)/4。

压缩止止点呈“八”字、排气上止点倒“八”字。

(2)凸轮轴轴颈

全支承:轴颈数=缸数+1

(1)结构

轴颈大于凸轮最大向径,且前大后小

非全支承:轴颈数

轴套——衬套(铜套或粉末冶金套)支承,配对铰削

轴套有油孔与机体油道、压力润滑

(3)机油泵齿轮

带动机油泵、分电器、

点火信号发生器

偏心轮——驱动汽油泵

油泵凸轮(单缸柴油机,特例190排气凸轮为双凸轮)

2.凸轮轴的轴向定位

定位:防止轴向窜动,干扰工作。

措施:止推片(图)、止推套、止推螺钉。

3.凸轮轴的驱动——配气正时 挂图

(1)下置式凸轮

汽油机:一对正时齿轮

柴油机:曲轴、凸轮轴、喷油泵正时齿轮、平衡块、中间正时齿轮。

(2)中置式凸轮轴

汽油机:曲轴正时齿轮、过桥齿轮(惰性轮)、凸轮轴正时齿轮

柴油机:曲轴、凸轮轴、喷油泵正时齿轮、平衡块、中间正齿轮。

正时齿轮的特点:

多为斜齿轮,凸轮轴齿轮为胶木

有严格装配记号,应检查校对

转速比2:1 齿数比:1:2。 特例:190 4:1 , 2:1

(4)顶置式凸轮轴——链或带传动、装紧装置(自动或手动),记号。

(二)气门挺柱与推杆

1.挺柱

(1)功用 凸轮轴的转动——上下往复运动

(2)结构特点

形式:圆柱形(筒形)、菌形、杯式(BJ492Q)、滚轮式

与推杆接触处呈球面(凹坑或球头)

侧置式气门或中置凸轮轴挺柱有调整螺钉

与凸轮接触处:1~3mm偏距或呈球面,上下运动时产生旋转——磨损均匀。

液力挺柱。

2.推杆

功用:传力、上下运动兼微量转动

结构:空心细长杆,两端呈球头或凹坑

(三)摇臂与摇臂组

1.摇臂及摇臂弹簧

普通双臂扛杆(长、短臂比=1.3~1.5:1,增大气门开度)

2.摇臂轴与衬套

3.摇臂轴支座

三.可变气门简介 (如本田ACCORD和凌志LS400)

配气相位随转速、负荷、水温、车速等自动调节。

(一)气门定时和气门升程控制机构 (简称VTEC)

主、次进气门,主、次凸轮和主、次摇臂。中间摇臂、中间凸轮。

三摇臂并列,均可在摇臂轴上转动,中摇臂不与任何气门接触。

中凸轮按双进、双排气门最佳工况设计,升程最大;

主凸轮按单进、双排气门开闭,低速工况设计,升程小于中间凸轮;

次凸轮按怠速工况设计,升程最小,稍高于基圆,由次摇臂控制。

三摇臂在近气门端均有一油缸。缸内装有正时、主、中间和次同步活塞,由油压控制。

VTEC控制原理如图

不工作时,正时、主、中、次同步活塞在自缸内。正时活塞一端和液压油道相通,油道开闭由ECU、VTEC电磁阀控制。

低速时,ECU无指令,油道内无油压,活塞于各自油缸,各摇臂独运动。主摇臂紧随主凸轮开闭主进气门,供给低速混合气;次凸轮迫使次摇臂微微起伏,次进气门微微开闭;中摇臂对任气门不起作用。发动机处单进、双排气门工况,吸入混气不足高速的一半。

高速——(2300r/min~3200r/min、>10km/h,水温>10℃)时, ECU向VTEC电磁阀供电,压力油进入油缸,推动活塞,压缩弹簧;主、中、次摇臂被主、中、次同步活塞串联为一体,。因中凸轮升程大于另两个凸轮,配气定时提前,组合摇臂受中间凸轮驱动,主、次气门都大幅度地同步开闭,配气相位最佳,吸入混合气多,满足高速、大负荷进气要求。

(二)调整凸轮轴转角的可变配气正时系统(VVT-i)

在一定范围内调整进气凸轮轴的转角,优化配气正时。

LS400 8V型4气门发动机。包括凸轮轴正时控制阀、VVT-i控制器、VVT传感器。 两排气凸轮轴由齿形带驱动,与带轮转角固定不变。曲轴、凸轮轴位置、VVT传感器分别检测曲轴、齿形带轮及进气凸轮轴相对于齿形带轮转角。并将检测信号输入ECU,ECU分析处理后,向进气凸轮轴正时控制阀输出控制信号,调节配气相位。

控制过程原理

停机时,凸轮轴正时控制阀使配气相位处于最迟位置。

发动机运转,ECU据曲轴、凸轮轴位置、VVT传感器,向控制阀发出指令,液压油在活塞左侧施压,活塞右移,活塞螺旋花键作用,进气凸轮轴相对正时轮提前一角度,转速降低时,控制阀使液压油在活塞右侧施压,活塞左移,凸轮轴延迟一角。转速恒定,控制阀关闭油道,活塞两侧油压平衡,配气相位维持在某一特定范围,从而达到理想的配气正时。

第26讲

3.3 配气机构的维修

一.气门组零件的检修

(一)气门导管的更换

(二)气门的检修

1.气门的修换 气门耗损达下列情形之一时,应予修校或换新。

气门杆磨损:轿车>0.05mm,货>0.10mm,或有明显台阶形时;气门头圆柱面厚度0.5mm时;

2.工作锥面修磨:

先检校气门杆至要求。

光磨后的气门:大端圆柱面厚度≮lmm,工作锥面径跳误差≯0.01mm,粗造度≮0.25μm,与气门杆部的同轴度误差≯0.05mm。

(三)气门座的检修

1.技术要求:表面无任何损伤、座固定可靠、锥面正确、粗糙度Ra(125~6.3μm);工作面宽度为1.2~2.5mm;下陷量符合要求。

2.工艺要点 气门座损伤严重,下限量超限,应更换座圈。

(1)拉出旧座圈、或在原气门座处按技术要求镗削座孔。

(2)现购座圈应与原机型一致。与座孔过盈量(汽:进气-0.100~-0.05,排气-0.110~-0.050mm);内径(等于气门工作锥面最小直径),高度(低于座孔2.5~3mm);外圆(圆、圆柱度

(3)压入座圈,过盈量大,将盖加热至250~350℃后压入。

3.铰销气门座:工艺如图

选铰刀→砂磨硬化层→45°粗铰工作面→检查下陷量→调整环带位置、宽度→45°铰刀精铰工作面。

注意事项:

铰前,检查气门导管,若磨损量过大,先更换导管。

②铰削时,用力应均匀,防止铰偏。尽量减少铰削量。

(四)气门与气门座的研磨

气门与座圈仅轻微磨损或烧蚀,用研磨气门与座,恢复其密封。

气门座经铰削后,也应研磨。

手工研磨时, 注意事项:

气门与气门座配对研磨,得可互换。

研磨膏不宜过多。

研磨时间不宜过长,拍击力不宜过猛,防环带过宽,出现凹陷。

密封性检验。 观察、渗油、气密

(五)气门弹簧的试验

二.气门传动组的修理

(一)凸轮轴及轴承的检修

外观检查:正时齿轮键槽对称平面,与第一缸进、排气凸轮最大升程的对称平面重合。 磨损检查、变形检查。

(二)凸轮轴的修复

(三)挺柱的检修

(四)摇臂轴和摇臂的检修

摇臂轴弯曲时应校直,校直后其直线度误差≯0.03mm /100mm。

三.正时链轮和链条的检修

1.正时链长度检查

2.正时链轮最小直径检查

3.正时链、正时带的安装

安装正时皮带时,曲轴带轮、正时带轮的正时记号与缸体上正时带轮室的记号对齐。 检查正时带张紧度,用手指在两带轮中间捏住正时带,以手指力量能将正时带捏转90°为合适,不符时,可通过张紧轮调整至要求。

第27、28讲

3.3.3 配气机构的检查与调整

一.气门间隙的检查与调整

(一)逐缸调整法的要领

1.摇转曲轴,找准第1缸压缩上止点位置。

2.检查进、排气门杆与摇臂间隙。若不符合技术要求应予以调整。

调整时,先旋松锁紧螺母,旋出调整螺钉;在气门杆与摇臂间插入厚度与气门间隙相等的塞尺,边拧进调整螺钉,边来回抽动塞尺,至抽动塞尺能抽又有阻力时,锁紧螺母;最后,复查一次。

3.按工作顺序,摇转曲轴180°(4缸机)或120°(6缸机),依次使下一缸处于压缩上止点位置,调整该缸进、排气门间隙。

(二)二次调整法的要领。

1.对记号,找基准缸(摇转曲轴使第1缸活塞处于)压缩上止点。

2.根据工作顺序及配气相位,判断出完全关闭的气门,然后调整这些气门间隙。

以6缸工作顺序为1-5-3-6-2-4的6缸发动机为例,分析如下:

则第1缸处于压缩上止点时,第1缸进、排均关闭,“双”气门可调;

第5缸活塞上行,进气刚完,进压缩,排气门处全闭,“排”气门可调;

第3缸活塞下行,正进气,排气门处全闭,“排”门可调;

第6缸活塞处于排气上止点,进、排气门均开启,进排气门均“不”可调;

第2缸活塞上行,正在排气,进气门全闭,“进”气门可调;

第4缸活塞下行,作功将完,进入排气,进气门处全闭,“进”气门可调。

3.简单易记的方法是:“双、排、不、进”法。

4.摇转曲轴360°,使第1缸处于排气上止点,调整剩下的气门间隙。

5.最后复查一次。

注意事项:

11

二.配气相位的检查与调整

(一)配气相位变化对发动机工作性能的影响

影响:进气不足、排气不畅,换气质量下降;功率降低,燃料消耗增加、怠速不稳、尾气排放超标。

(二)配气相位的检查

1.气门叠开法。 方法要领为:

(1)将第1缸进排气门间隙调整为零;

第1缸处进气门开启临界态;安装上止点仪、配气相位仪,表

针调“0”。

(2)测活塞处上止点前、后0.01mm位置时刻,气门升程高度

hj1和hj2,取均值,即为进气门升程高度hj。

(3)据hj找准活塞上止点,百分表移至排气门,头2mm预压

量。

(4)缓转曲轴至排气全闭,读取活塞排气门闭前高度hp。

(5)由 hj、hp及Δ=hj-hp,对照资料,得配气相位变化。

2.飞轮划线法检查配气相位。

对于给定的发动机,配气相位角、齿数及对应关系均特定。

EQ6100,141个齿,2.55°/齿,α=20°(约7.8齿),δ=20.5°(约8齿)。

(三)配气相位的调整

1.偏移凸轮轴键位法,键的偏移量可按下述公式近似计算:

S=πdφ/720°

偏位键分为正键、顺键(由快调慢)和逆键(由慢调快)三种。

不可装反;否则,将引起配气相位成倍改变。

2.φ>6°时,采用改变凸轮轴正时记号法,调后,在正时齿轮打记号。

三.配气机构异响的故障诊断

实训中进行。

建议:

1.由任课或实训指导教师根据具体情况,通过改变配气机构的结构或配合参数,边演示、边讲解,让学生有更多的切身体验。

2.由教师或引导学生归纳总结:配气机构的异响特征、规律和诊断方法。

12

第24讲

第三章 配气机构的构造与维修

3.1 配气机构的构造

一.功用与分类

(一)功用:按工作循环及顺序要求,定时开闭进、排气门。

(二)分类组成: 图3-1~ 图3-5

分类:按有无门分:气孔(口)式、气门+气口式、气门式

按气门的布置方式分:侧置式(淘汰)、顶置式

按凸轮轴布置方式分:下、中、上置凸轮轴(上置式无挺柱、推杆、摇臂)

按凸轮轴的传动分:齿轮(上、中、下凸轮轴),链或带传动

按每缸气门数分:双、多气门。图3-6 、图3-7

按凸轮轴数量分:单凸轮、双凸轮轴(图3-8)

组成:气门组,驱动、传动组

(三)气门的排列

1.双气门 沿机体纵向

相邻两缸同名气门合用一气道、进排气交错排列——有利缸盖冷却

2.多(4)气门及排列方式

同名气门排成两列,一根凸轮轴,T形驱动件,对中要求严

同名气门排成一排,二根凸轮轴

二.配气相位

(一)定义及作用:

定义:曲轴转角表示进、排气门开闭时刻及开启持续时间。

理论上:气门在一止点开,另一止点闭,曲轴转角180º。

实际上:转速高,为使进气足、排气尽,配气相位角>180º。

(二)气门的早开迟闭

进气门:早开、迟闭——进气足

排气门:早开、迟闭——排气尽

(三)气门提前角、迟闭角、持续角、重叠角 图3-10

1.提前角——气门开始开启→止点所经历的曲轴转角

进:α=10º~30º

排:γ=40º~80º

2.迟闭(后)角——止点→全闭所经历的曲转角

进:β=20º~60º

排:δ=10º~30º

3.气门开启持续角

进:180+α+β=210º~270º

排:180+γ+δ=230º~290º

4.气门重叠(迭开或无效)角

进排气门同时开启的时间对应的曲轴转角=α+δ=20º~60º

气门叠开是否会出现废气倒流、新气随废气排出?

气门开启初始和终了开度仅15º曲轴转角,时间极短,气流惯性,不易改变方向。

三.配气相位的确定及影响因素

合理的配气相位根据结构、型式、技术强化程度、转速等试验确定。

同一发动机,转速不同,配气相位也应不同,n↑→αγβδ↑,目前仅少数发动机(丰田VVT-i、本田VTEC)能部分实现。

影响配气正时变化的因素:

安装错位、零件精度、配气机构各机件的磨损

第25讲 配气机构的主要零件和组件

3.2气门组的主要机件

一.气门组的功用与组成

功用:确保气门关闭严密

组成:包括气门、气门座、气门导管及气门弹簧等。

二.气门组的主要零部件

(一)气门头

形状:菌形

材料: 进气门,普通合金(铬或镍铬)钢,300~400℃

排气门,耐热合金(硅锰)钢800~900℃

结构:头、杆、尾

(二)气门头与气门门座的配合

1

.气门座:

单独制造,特殊铸铁、特殊工艺压装,损坏时可更换

缸盖直接镗孔,热处理而成。

气门头与座孔的密封面:三锥面(15º、30º或45º、75º),与气门配对研磨

密封环带:位置,工作斜面中部偏向杆,宽1.5~2.0mm

2.气门头尺寸、形状及区别: 图3-12

进排门一样大——排气门有记号

进气门凹坑、排气门平顶

排气门球面、进气平顶

进气大、排气小

3.气门下陷量:较气门座孔低(下陷量视机型定)

(三)气门杆与气门导管

功用:确保气门与座对中贴合、导向、导热。

配合间隙:0.05~0.12mm。

过大晃动、偏斜、关闭不严,过小,膨胀发卡。

导管外圆与缸盖过盈配合

(四)气门杆尾部:

固定气门弹簧座、锁片或锁销、

(五)气门弹簧:使气门迅速关闭,严密贴合。一大一小,一正一反。

3.3气门驱动(传动)组

一.气门驱动(传动)组的功用与组成

功用:控制气门的开启时刻和开启高度。

凸轮轴、正时齿轮、挺柱、挺柱导管、推杆和摇臂总成等。

二.气门驱动组的主要零部件

(一) 凸轮轴

1.凸轮轴的构造及特点

(1)凸轮

①排列。同名凸轮排列与工作顺序一致;两相邻作功缸同名凸轮夹角=作功间隔角/2 ②凸轮轮廓 与气门运动规律一致

AE圆弧——基圆,挺柱或气门杆不动,气门全闭。

AB、DE——缓冲段(气门间隙)

AC——开启→最大

CE——最大→全闭

三个重要位置:A、C、E决定开启时刻、最大开度、持续角。

磨损后靠模修复。

③异名凸轮由配气相位决定

在凸轮轴上相对角位置θ=90°+(β+γ-α-δ)/4。

压缩止止点呈“八”字、排气上止点倒“八”字。

(2)凸轮轴轴颈

全支承:轴颈数=缸数+1

(1)结构

轴颈大于凸轮最大向径,且前大后小

非全支承:轴颈数

轴套——衬套(铜套或粉末冶金套)支承,配对铰削

轴套有油孔与机体油道、压力润滑

(3)机油泵齿轮

带动机油泵、分电器、

点火信号发生器

偏心轮——驱动汽油泵

油泵凸轮(单缸柴油机,特例190排气凸轮为双凸轮)

2.凸轮轴的轴向定位

定位:防止轴向窜动,干扰工作。

措施:止推片(图)、止推套、止推螺钉。

3.凸轮轴的驱动——配气正时 挂图

(1)下置式凸轮

汽油机:一对正时齿轮

柴油机:曲轴、凸轮轴、喷油泵正时齿轮、平衡块、中间正时齿轮。

(2)中置式凸轮轴

汽油机:曲轴正时齿轮、过桥齿轮(惰性轮)、凸轮轴正时齿轮

柴油机:曲轴、凸轮轴、喷油泵正时齿轮、平衡块、中间正齿轮。

正时齿轮的特点:

多为斜齿轮,凸轮轴齿轮为胶木

有严格装配记号,应检查校对

转速比2:1 齿数比:1:2。 特例:190 4:1 , 2:1

(4)顶置式凸轮轴——链或带传动、装紧装置(自动或手动),记号。

(二)气门挺柱与推杆

1.挺柱

(1)功用 凸轮轴的转动——上下往复运动

(2)结构特点

形式:圆柱形(筒形)、菌形、杯式(BJ492Q)、滚轮式

与推杆接触处呈球面(凹坑或球头)

侧置式气门或中置凸轮轴挺柱有调整螺钉

与凸轮接触处:1~3mm偏距或呈球面,上下运动时产生旋转——磨损均匀。

液力挺柱。

2.推杆

功用:传力、上下运动兼微量转动

结构:空心细长杆,两端呈球头或凹坑

(三)摇臂与摇臂组

1.摇臂及摇臂弹簧

普通双臂扛杆(长、短臂比=1.3~1.5:1,增大气门开度)

2.摇臂轴与衬套

3.摇臂轴支座

三.可变气门简介 (如本田ACCORD和凌志LS400)

配气相位随转速、负荷、水温、车速等自动调节。

(一)气门定时和气门升程控制机构 (简称VTEC)

主、次进气门,主、次凸轮和主、次摇臂。中间摇臂、中间凸轮。

三摇臂并列,均可在摇臂轴上转动,中摇臂不与任何气门接触。

中凸轮按双进、双排气门最佳工况设计,升程最大;

主凸轮按单进、双排气门开闭,低速工况设计,升程小于中间凸轮;

次凸轮按怠速工况设计,升程最小,稍高于基圆,由次摇臂控制。

三摇臂在近气门端均有一油缸。缸内装有正时、主、中间和次同步活塞,由油压控制。

VTEC控制原理如图

不工作时,正时、主、中、次同步活塞在自缸内。正时活塞一端和液压油道相通,油道开闭由ECU、VTEC电磁阀控制。

低速时,ECU无指令,油道内无油压,活塞于各自油缸,各摇臂独运动。主摇臂紧随主凸轮开闭主进气门,供给低速混合气;次凸轮迫使次摇臂微微起伏,次进气门微微开闭;中摇臂对任气门不起作用。发动机处单进、双排气门工况,吸入混气不足高速的一半。

高速——(2300r/min~3200r/min、>10km/h,水温>10℃)时, ECU向VTEC电磁阀供电,压力油进入油缸,推动活塞,压缩弹簧;主、中、次摇臂被主、中、次同步活塞串联为一体,。因中凸轮升程大于另两个凸轮,配气定时提前,组合摇臂受中间凸轮驱动,主、次气门都大幅度地同步开闭,配气相位最佳,吸入混合气多,满足高速、大负荷进气要求。

(二)调整凸轮轴转角的可变配气正时系统(VVT-i)

在一定范围内调整进气凸轮轴的转角,优化配气正时。

LS400 8V型4气门发动机。包括凸轮轴正时控制阀、VVT-i控制器、VVT传感器。 两排气凸轮轴由齿形带驱动,与带轮转角固定不变。曲轴、凸轮轴位置、VVT传感器分别检测曲轴、齿形带轮及进气凸轮轴相对于齿形带轮转角。并将检测信号输入ECU,ECU分析处理后,向进气凸轮轴正时控制阀输出控制信号,调节配气相位。

控制过程原理

停机时,凸轮轴正时控制阀使配气相位处于最迟位置。

发动机运转,ECU据曲轴、凸轮轴位置、VVT传感器,向控制阀发出指令,液压油在活塞左侧施压,活塞右移,活塞螺旋花键作用,进气凸轮轴相对正时轮提前一角度,转速降低时,控制阀使液压油在活塞右侧施压,活塞左移,凸轮轴延迟一角。转速恒定,控制阀关闭油道,活塞两侧油压平衡,配气相位维持在某一特定范围,从而达到理想的配气正时。

第26讲

3.3 配气机构的维修

一.气门组零件的检修

(一)气门导管的更换

(二)气门的检修

1.气门的修换 气门耗损达下列情形之一时,应予修校或换新。

气门杆磨损:轿车>0.05mm,货>0.10mm,或有明显台阶形时;气门头圆柱面厚度0.5mm时;

2.工作锥面修磨:

先检校气门杆至要求。

光磨后的气门:大端圆柱面厚度≮lmm,工作锥面径跳误差≯0.01mm,粗造度≮0.25μm,与气门杆部的同轴度误差≯0.05mm。

(三)气门座的检修

1.技术要求:表面无任何损伤、座固定可靠、锥面正确、粗糙度Ra(125~6.3μm);工作面宽度为1.2~2.5mm;下陷量符合要求。

2.工艺要点 气门座损伤严重,下限量超限,应更换座圈。

(1)拉出旧座圈、或在原气门座处按技术要求镗削座孔。

(2)现购座圈应与原机型一致。与座孔过盈量(汽:进气-0.100~-0.05,排气-0.110~-0.050mm);内径(等于气门工作锥面最小直径),高度(低于座孔2.5~3mm);外圆(圆、圆柱度

(3)压入座圈,过盈量大,将盖加热至250~350℃后压入。

3.铰销气门座:工艺如图

选铰刀→砂磨硬化层→45°粗铰工作面→检查下陷量→调整环带位置、宽度→45°铰刀精铰工作面。

注意事项:

铰前,检查气门导管,若磨损量过大,先更换导管。

②铰削时,用力应均匀,防止铰偏。尽量减少铰削量。

(四)气门与气门座的研磨

气门与座圈仅轻微磨损或烧蚀,用研磨气门与座,恢复其密封。

气门座经铰削后,也应研磨。

手工研磨时, 注意事项:

气门与气门座配对研磨,得可互换。

研磨膏不宜过多。

研磨时间不宜过长,拍击力不宜过猛,防环带过宽,出现凹陷。

密封性检验。 观察、渗油、气密

(五)气门弹簧的试验

二.气门传动组的修理

(一)凸轮轴及轴承的检修

外观检查:正时齿轮键槽对称平面,与第一缸进、排气凸轮最大升程的对称平面重合。 磨损检查、变形检查。

(二)凸轮轴的修复

(三)挺柱的检修

(四)摇臂轴和摇臂的检修

摇臂轴弯曲时应校直,校直后其直线度误差≯0.03mm /100mm。

三.正时链轮和链条的检修

1.正时链长度检查

2.正时链轮最小直径检查

3.正时链、正时带的安装

安装正时皮带时,曲轴带轮、正时带轮的正时记号与缸体上正时带轮室的记号对齐。 检查正时带张紧度,用手指在两带轮中间捏住正时带,以手指力量能将正时带捏转90°为合适,不符时,可通过张紧轮调整至要求。

第27、28讲

3.3.3 配气机构的检查与调整

一.气门间隙的检查与调整

(一)逐缸调整法的要领

1.摇转曲轴,找准第1缸压缩上止点位置。

2.检查进、排气门杆与摇臂间隙。若不符合技术要求应予以调整。

调整时,先旋松锁紧螺母,旋出调整螺钉;在气门杆与摇臂间插入厚度与气门间隙相等的塞尺,边拧进调整螺钉,边来回抽动塞尺,至抽动塞尺能抽又有阻力时,锁紧螺母;最后,复查一次。

3.按工作顺序,摇转曲轴180°(4缸机)或120°(6缸机),依次使下一缸处于压缩上止点位置,调整该缸进、排气门间隙。

(二)二次调整法的要领。

1.对记号,找基准缸(摇转曲轴使第1缸活塞处于)压缩上止点。

2.根据工作顺序及配气相位,判断出完全关闭的气门,然后调整这些气门间隙。

以6缸工作顺序为1-5-3-6-2-4的6缸发动机为例,分析如下:

则第1缸处于压缩上止点时,第1缸进、排均关闭,“双”气门可调;

第5缸活塞上行,进气刚完,进压缩,排气门处全闭,“排”气门可调;

第3缸活塞下行,正进气,排气门处全闭,“排”门可调;

第6缸活塞处于排气上止点,进、排气门均开启,进排气门均“不”可调;

第2缸活塞上行,正在排气,进气门全闭,“进”气门可调;

第4缸活塞下行,作功将完,进入排气,进气门处全闭,“进”气门可调。

3.简单易记的方法是:“双、排、不、进”法。

4.摇转曲轴360°,使第1缸处于排气上止点,调整剩下的气门间隙。

5.最后复查一次。

注意事项:

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二.配气相位的检查与调整

(一)配气相位变化对发动机工作性能的影响

影响:进气不足、排气不畅,换气质量下降;功率降低,燃料消耗增加、怠速不稳、尾气排放超标。

(二)配气相位的检查

1.气门叠开法。 方法要领为:

(1)将第1缸进排气门间隙调整为零;

第1缸处进气门开启临界态;安装上止点仪、配气相位仪,表

针调“0”。

(2)测活塞处上止点前、后0.01mm位置时刻,气门升程高度

hj1和hj2,取均值,即为进气门升程高度hj。

(3)据hj找准活塞上止点,百分表移至排气门,头2mm预压

量。

(4)缓转曲轴至排气全闭,读取活塞排气门闭前高度hp。

(5)由 hj、hp及Δ=hj-hp,对照资料,得配气相位变化。

2.飞轮划线法检查配气相位。

对于给定的发动机,配气相位角、齿数及对应关系均特定。

EQ6100,141个齿,2.55°/齿,α=20°(约7.8齿),δ=20.5°(约8齿)。

(三)配气相位的调整

1.偏移凸轮轴键位法,键的偏移量可按下述公式近似计算:

S=πdφ/720°

偏位键分为正键、顺键(由快调慢)和逆键(由慢调快)三种。

不可装反;否则,将引起配气相位成倍改变。

2.φ>6°时,采用改变凸轮轴正时记号法,调后,在正时齿轮打记号。

三.配气机构异响的故障诊断

实训中进行。

建议:

1.由任课或实训指导教师根据具体情况,通过改变配气机构的结构或配合参数,边演示、边讲解,让学生有更多的切身体验。

2.由教师或引导学生归纳总结:配气机构的异响特征、规律和诊断方法。

12


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