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。
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