第3章配气机构的构造与检修
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第三章 配气机构的构造与检修
面的同轴度。
铰销时，应先用粗砂布垫在气门铰刀下 进行砂磨，去掉气门座口的硬化层，然后用 粗刃铰刀进行粗铰。用力一定要均匀、平稳， 直到把沟槽、斑点铰去为止，再用细铰刀进 行精铰，之后再进行气门口接触带的调整， 用磨修好的气门在工作斜面上涂上红丹油进 行试配。将气门装入导管，使气门与气门座 口接触并作定向定位转动。最后取出气门， 检查气门与座口的接触位置和宽度，接触带 压在气门斜面的中下部，接触带宽度对不同
气门座的检修 气门座和气门一样，在发动机工作 时承受着交变载荷的冲击，很容易产生 塑性变形和磨损，尤其是排气门座还承 受着高温气流的冲刷腐蚀，常出现气门 座氧化烧蚀斑点、工作面磨损变形变宽、 工作面出现裂纹、气门座圈松动等现象， 导致气门密封不严，影响发动机的正常 工作。
气门座圈的铰配 气门座圈出现斑点、沟槽或变形、变宽 时，可用专用气门座绞刀进行修复。 为实现气门工作面与气门座圈的线接触， 气门座口需有三个斜面。如天津夏利发动机 的气门座圈各斜面与座圈上平面成60°、 45°、20°三个角度，其中45°角的斜面为 工作斜面，其余两个斜面是为了调整工作面 的宽度和位置的，如图3-18(a)所示。
平顶：结构简单，制造方便，吸热 面积小，质量小，进、排气门均可采用。 喇叭形顶：适用于进气门，进气阻 力小，但受热面积大。 球面顶：适用于排气门，强度高， 排气阻力小，废气的清除效果好，但受 热面积大定方式 常用的结构是用剖分或两半的锥形锁 片来固定弹簧座，有的用锁销来固定
图3-18 气门座铰削
(a) 倾斜角；(b) 铰削顺序
铰削气门座口时，应将气门导管和气门 座口清洗干净，并以气门导管轴线作为基准 加工气门座口，从而保证气门导管与气门座 工作面的同轴度。因此，当以气门导管作为 定位基准时，必须选用合适的铰刀杆与气门 导管相配合，铰刀杆插入导管孔时，不能出 现摇摆和倾斜的现象，否则会铰偏。如果在 修理中更换了新气门导管，那么必须在气门 杆与气门导管修配好后，再进行气门座的铰 销，这样才能保证气门导管孔与气门座工作
铰销时，应先用粗砂布垫在气门铰刀下 进行砂磨，去掉气门座口的硬化层，然后用 粗刃铰刀进行粗铰。用力一定要均匀、平稳， 直到把沟槽、斑点铰去为止，再用细铰刀进 行精铰，之后再进行气门口接触带的调整， 用磨修好的气门在工作斜面上涂上红丹油进 行试配。将气门装入导管，使气门与气门座 口接触并作定向定位转动。最后取出气门， 检查气门与座口的接触位置和宽度，接触带 压在气门斜面的中下部，接触带宽度对不同
气门座的检修 气门座和气门一样，在发动机工作 时承受着交变载荷的冲击，很容易产生 塑性变形和磨损，尤其是排气门座还承 受着高温气流的冲刷腐蚀，常出现气门 座氧化烧蚀斑点、工作面磨损变形变宽、 工作面出现裂纹、气门座圈松动等现象， 导致气门密封不严，影响发动机的正常 工作。
气门座圈的铰配 气门座圈出现斑点、沟槽或变形、变宽 时，可用专用气门座绞刀进行修复。 为实现气门工作面与气门座圈的线接触， 气门座口需有三个斜面。如天津夏利发动机 的气门座圈各斜面与座圈上平面成60°、 45°、20°三个角度，其中45°角的斜面为 工作斜面，其余两个斜面是为了调整工作面 的宽度和位置的，如图3-18(a)所示。
平顶：结构简单，制造方便，吸热 面积小，质量小，进、排气门均可采用。 喇叭形顶：适用于进气门，进气阻 力小，但受热面积大。 球面顶：适用于排气门，强度高， 排气阻力小，废气的清除效果好，但受 热面积大定方式 常用的结构是用剖分或两半的锥形锁 片来固定弹簧座，有的用锁销来固定
图3-18 气门座铰削
(a) 倾斜角；(b) 铰削顺序
铰削气门座口时，应将气门导管和气门 座口清洗干净，并以气门导管轴线作为基准 加工气门座口，从而保证气门导管与气门座 工作面的同轴度。因此，当以气门导管作为 定位基准时，必须选用合适的铰刀杆与气门 导管相配合，铰刀杆插入导管孔时，不能出 现摇摆和倾斜的现象，否则会铰偏。如果在 修理中更换了新气门导管，那么必须在气门 杆与气门导管修配好后，再进行气门座的铰 销，这样才能保证气门导管孔与气门座工作
《汽车发动机构造与维修》配气机构的构造与维修
a）气门关闭；b）气门打开；c）气门关闭
3.2 气门组的零件结构
配气机构中气门组主要有气门、 气门座、气门导管、气门弹簧等 零件组成。
凸轮轴下置式配气机构
3.2.1 气门
1.气门的作用 2.气门的工作条件 3.气门的材料 4.气门的构造
3.2.2 气门座
1.气门座的作用 2.气门座的形式与材料
1. 配气相位的检查 2. 配气相位的调整
图3-40 顶置气门式配气相位的测量
3.7 配气机构常见故障诊断与排除
配气机构传动链长、零件多，旋转、往复运动频繁， 运动规律特殊，润滑条件相对较差，工作中由于磨损 使各配合副、摩擦副的间隙增大，都会影响到发动机 的技术性能。
3.7.1 气门脚响 3.7.2 气门漏气 3.7.3 凸轮轴响 3.7.4 液力挺柱故障
1）按气门布置形式 侧置气门式、顶置气门式。
2）按凸轮轴的布置形式 下置式、中置式、上置式。
3）按凸轮轴的传动方式 正时齿轮传动、链传动、齿形带传动。
4）多气门配气机构 顶置双凸轮轴发动机（四气门）； 特点 提高进排气效率、质量减轻、火花塞中心布置； 驱动方式 直接驱动、摇臂驱动。
3.1.3 配气机构的工作过程
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午12时50分21秒上午12时50分00:50:2120.12.16
一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.12.1620.12.1600:5000:50:2100:50:21Dec-20
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年12月16日 星期三12时50分21秒 Wednes day, December 16, 2020
相信命运，让自己成长，慢慢的长大 。2020年12月16日星 期三12时50分21秒 Wednesday, December 16, 2020
3.2 气门组的零件结构
配气机构中气门组主要有气门、 气门座、气门导管、气门弹簧等 零件组成。
凸轮轴下置式配气机构
3.2.1 气门
1.气门的作用 2.气门的工作条件 3.气门的材料 4.气门的构造
3.2.2 气门座
1.气门座的作用 2.气门座的形式与材料
1. 配气相位的检查 2. 配气相位的调整
图3-40 顶置气门式配气相位的测量
3.7 配气机构常见故障诊断与排除
配气机构传动链长、零件多，旋转、往复运动频繁， 运动规律特殊，润滑条件相对较差，工作中由于磨损 使各配合副、摩擦副的间隙增大，都会影响到发动机 的技术性能。
3.7.1 气门脚响 3.7.2 气门漏气 3.7.3 凸轮轴响 3.7.4 液力挺柱故障
1）按气门布置形式 侧置气门式、顶置气门式。
2）按凸轮轴的布置形式 下置式、中置式、上置式。
3）按凸轮轴的传动方式 正时齿轮传动、链传动、齿形带传动。
4）多气门配气机构 顶置双凸轮轴发动机（四气门）； 特点 提高进排气效率、质量减轻、火花塞中心布置； 驱动方式 直接驱动、摇臂驱动。
3.1.3 配气机构的工作过程
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午12时50分21秒上午12时50分00:50:2120.12.16
一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.12.1620.12.1600:5000:50:2100:50:21Dec-20
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第3章 配气机构构造与维修
第3章配气机构构造与维修教学重点1.了解配气机构作用；2.熟悉配气机构结构；3.掌握配气机构的检修方法；4.掌握配气机构拆装方法。
教学难点1.配气相位图；2.发动机密封性检测。
3.1.1 配气机构作用按照发动机各缸的作功次序和每一气缸工作循环的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，配合发动机各缸实现进气、压缩、作功和排气的工作过程。
3.1.2 配气机构的组成（图3-1）1.气门组：密封气缸进排气道2.气门传动组：使进排气门按配气相位规定的时刻开闭，并保证有足够的开度。
图3-13.1.3 配气机构的工作过程：凸轮轴转动时，凸轮圆柱面（基圆）部分与挺柱接触时，挺柱不升高，气门关闭。
当凸轮凸起部分与挺柱接触时，将使挺柱顶起，气门被打开。
当凸轮最大凸起处与挺柱接触时，气门达到最大开度。
随后，凸轮与挺柱接触表面凸起开始逐渐变小，气门在气门弹簧作用下开始上升关闭。
配气机构的工作过程.swf3.1.4 配气机构布置形式及驱动方式1.配气机构按气门的布置位置不同可分为：顶置式气门、侧置式气门。
2.按凸轮轴的位置可分为：凸轮轴下置式、凸轮轴中置式、凸轮轴上置式。
3.按曲轴和凸轮轴的传动方式可分为：齿轮传动式、链条传动式、同步齿形带传动式等。
3.2 配气相位3.2.1定义：发动机进排气门实际开启与关闭时刻和开启持续时间。
通常用气门开启与关闭时相对于上、下止点曲拐位置的曲轴转角来表示配气相位。
3.2.2 进气门配气相位1.进气提前角α：在排气行程接近终了时，活塞到达上止点之前，即曲拐转到离上止点位置还差一个角度α时，进气门便开始开启。
2.进气迟后角β：在进气行程曲拐转到活塞到达下止点位置时，进气门并未关闭，而是曲拐转过下止点后一个角度β，活塞上行进入压缩行程时，进气门才关闭。
3.2.3 排气门配气相位1.排气提前角δ：作功行程接近终了，活塞到达下止点之前，即曲拐转到距下止点位置还差一个角度δ时，排气门便开始开启。
2.排气迟后角γ：排气行程曲拐转到活塞到达上止点位置时，排气门并未关闭，而是在曲拐转过上止点后一个角度γ，活塞下行进入进气行程时，排气门关闭。
配气机构的构造与检修
3、按曲轴和凸轮轴的传动方式分类 曲轴和凸轮轴之间的动力传递方式有三种，分别为齿轮式、链条
式和正时皮带式。 （1）齿轮传动：如图3.8所示。为了使齿轮啮合平顺，减小噪声和磨 损，配对正时齿轮多用斜齿并用不同材料制成。为了保证配气正时， 齿轮上都有正时记号，装配时必须使记号对齐。 （2）链条传动：如图3.9所示。正时齿轮通过链条驱动凸轮轴，在链 条侧面有张紧机构和链条导板，利用张紧机构可以调整链条的张力。 （3）正时皮带传动：如图3.10所示。是用氯丁橡胶齿形皮带代替链条 传动，它的优点是噪声更小、质量更轻、包角更大、啮合量更大、工 作更可靠、且不需要润滑、松紧度更便于调整。
配气机构的构造与检修
3.1 概述
3.1.3 配气机构的工作原理
当发动机高速运转时（如图3.21），ECM就会向VTEC电磁阀发出指 令开启工作油道，于是工作油道中的压力油就推动活塞移动，压缩弹簧， 这样主摇臂、中间摇臂和次摇臂就被主同步活塞、中间同步活塞和次同 步活塞串联为一体，成为一个同步活动的组合摇臂。由于中间凸轮的升 程大于另两个凸轮，而且凸轮角度提前，故组合摇臂按中间摇臂一起受 中间凸轮驱动，主、次气门都大幅度地同步开闭，因此配气相位变化了， 吸人的混合气量也增多了，满足了发动机全功率时的进气要求。
配气机构的构造与检修
3.1 概述
3.1.3 配气机构的工作原理
配气机构的构造与检修
3.1 概述
3.1.3 配气机构的工作原理
（2）工作原理 当VTEC机构不工作时，正时活塞和主同步活塞位于主
摇臂缸内，和中间摇臂等宽的中间同步活塞位于中间摇臂 油缸内，次同步活塞和弹簧一起则位于次摇臂油缸内。正 时活塞的一端和液压油道相通，液压油来自工作油泵，油 道的开启由ECM通过VTEC电磁阀控制。
式和正时皮带式。 （1）齿轮传动：如图3.8所示。为了使齿轮啮合平顺，减小噪声和磨 损，配对正时齿轮多用斜齿并用不同材料制成。为了保证配气正时， 齿轮上都有正时记号，装配时必须使记号对齐。 （2）链条传动：如图3.9所示。正时齿轮通过链条驱动凸轮轴，在链 条侧面有张紧机构和链条导板，利用张紧机构可以调整链条的张力。 （3）正时皮带传动：如图3.10所示。是用氯丁橡胶齿形皮带代替链条 传动，它的优点是噪声更小、质量更轻、包角更大、啮合量更大、工 作更可靠、且不需要润滑、松紧度更便于调整。
配气机构的构造与检修
3.1 概述
3.1.3 配气机构的工作原理
当发动机高速运转时（如图3.21），ECM就会向VTEC电磁阀发出指 令开启工作油道，于是工作油道中的压力油就推动活塞移动，压缩弹簧， 这样主摇臂、中间摇臂和次摇臂就被主同步活塞、中间同步活塞和次同 步活塞串联为一体，成为一个同步活动的组合摇臂。由于中间凸轮的升 程大于另两个凸轮，而且凸轮角度提前，故组合摇臂按中间摇臂一起受 中间凸轮驱动，主、次气门都大幅度地同步开闭，因此配气相位变化了， 吸人的混合气量也增多了，满足了发动机全功率时的进气要求。
配气机构的构造与检修
3.1 概述
3.1.3 配气机构的工作原理
配气机构的构造与检修
3.1 概述
3.1.3 配气机构的工作原理
（2）工作原理 当VTEC机构不工作时，正时活塞和主同步活塞位于主
摇臂缸内，和中间摇臂等宽的中间同步活塞位于中间摇臂 油缸内，次同步活塞和弹簧一起则位于次摇臂油缸内。正 时活塞的一端和液压油道相通，液压油来自工作油泵，油 道的开启由ECM通过VTEC电磁阀控制。
第三章配气机构的构造与维修
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3.1 概述
此外，采用四气门后还可适当减小气门升程，改善配气机构 的性能。四气门的汽油机还有利于改善排放性能。 新型奥迪轿车的V形六缸五气门发动机和捷达FA113型四缸 五气门发动机就采用五气门技术。由于采用了三个进气门， 提高了充气效率，而且燃油消耗低、转矩大及排污少。大多 五气门发动机采用了紧凑浴盆式燃烧室，火花塞位于燃烧室 中心，如图3一10所示。
就配气机构而言，主要是要求其结构有利于减小进气和排气 的阻力，而且进、排气门的开启时刻和持续开启的时间要适 当，使进气和排气都尽可能充分和完善。
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3.1 概述
二、配气机构的组成
发动机的配气机构由气门传动组和气门组组成。 (1)气门传动组:气门传动组是从正时齿轮开始至推动气门动 作的所有零件。主要由正时齿轮、凸轮轴、气门挺柱、推杆、 调整螺钉和锁紧螺母、摇臂、摇臂轴、摇臂轴支架等组成。 其功用是定时驱动气门使其开闭。
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3.1 概述
2.按曲轴到凸轮轴的传动方式分类 顶置式配气机构按曲轴到凸轮轴的传动方式来分类，可分为 齿轮传动、链传动和啮形带传动。 (1)齿轮传动。凸轮轴下置、中置的配气机构大多采用圆柱 形正时齿轮传动。一般从曲轴到凸轮轴的传动只需一对正时 齿轮，如图3一7所示，若齿轮直径过大，可在中间加装一个 惰轮，如YC6105柴油机就用此传动形式。为了啮合平稳， 减小噪声，正时齿轮多用斜齿。在中、小功率发动机上，曲 轴正时齿轮用钢来制造，而凸轮轴正时齿轮则用铸铁或夹布 胶木制造，以减小噪声。
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3.1 概述
3.按每缸气门的数量分类 顶置式配气机构按每缸气门的数量分类，可分为双气门式和 多气门式，具体叙述如下。 一般发动机较多采用一个进气门和一个排气门。其特点是结 构简单，能适应各种燃烧室。但其气缸换气受到进气通道的 限制，故都用于低速发动机。在很多新型汽车发动机上多采 用每缸四气门的结构，即两个进气门和两个排气门，如 12V150Z型柴油机就是这种形式。采用这种形式后，进气 门总的通过断面较大，充气效率较高，排气门的直径可适当 减小，使其工作温度相应降低，提高了工作可靠性。
第三章配气机构构造与维修1
中空气门杆的气门：内装钠冷却空气，风冷发动机和 轿车发动机上得到成功的应用。
气门座与气门座圈：气缸盖上于气门锥面相贴合的部 位叫做气门座，在气缸盖上镶嵌气门座圈可以延长气 缸盖的使用寿命，也有一些铸铁气缸盖不镶气门座圈， 直接在缸上加工出气门座。
气门导管：
功用是对气门的运动导向，保证气门作直线往复运 动，使气门与气门座或气门座圈，能正确贴合，此 外还将气门杆接受的热量部分的 传到气缸盖。 有的发动机不装气门导管，气门直接在气缸盖上加 工出气门杆孔，作为气门的导向孔。
气门导管
卡环 气缸盖
气门座
气门锁片
双顶置凸轮轴布置形式的应用： 国内中高档轿车(如奥迪A6、本田雅阁)、经济型轿车(如金夏利、夏利 2000、美日、优利欧、海马323、杰士达美鹿) 。
DOHC发动机与SOHC发动机相比： SOHC— 中低速性能好，配气不可变，结构简单，成本低。
DOHC— 高速性能好，效率高，易实现可变配气，工艺较复杂、成本较高。
第三章 配气机构 第一节 概述
一、配气机构的功用: 按照发动机每一气缸内 的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关 闭各气缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气 (汽油机)或空气(柴油机)得以及时进入气缸， 废气得以及时从气缸排出。
注：门要开得好，不迟也不早，不多也不少， 既要开得快，又要关得严，还得噪声小！
装配时必须使记号对齐。解放CA1091和东风EQ1090E型载货汽车的配气机构均采用齿轮 传动
链传动
四、气门数目及排列方式
一般发动机都采用每缸两气门，即一个进气门和一个排 气门的结构。 当气缸直径较大，活塞平均线速度较高时，每缸一进一 排的气门结构就不能保证良好的充气效率，因此，在 现代汽车发动机上普遍采用每缸多气门结构。如奔驰 S320（三气门）；POL01.4L型（四气门）；帕萨特 1.8T型、捷达王EA113型(五气门--三个进气门、两 个排气门)。 气门数目的增加，使发动机的进、排气通道的横截面 积大大增加，提高了发动机的充气效率，改善了发动 机的动力性能
气门座与气门座圈：气缸盖上于气门锥面相贴合的部 位叫做气门座，在气缸盖上镶嵌气门座圈可以延长气 缸盖的使用寿命，也有一些铸铁气缸盖不镶气门座圈， 直接在缸上加工出气门座。
气门导管：
功用是对气门的运动导向，保证气门作直线往复运 动，使气门与气门座或气门座圈，能正确贴合，此 外还将气门杆接受的热量部分的 传到气缸盖。 有的发动机不装气门导管，气门直接在气缸盖上加 工出气门杆孔，作为气门的导向孔。
气门导管
卡环 气缸盖
气门座
气门锁片
双顶置凸轮轴布置形式的应用： 国内中高档轿车(如奥迪A6、本田雅阁)、经济型轿车(如金夏利、夏利 2000、美日、优利欧、海马323、杰士达美鹿) 。
DOHC发动机与SOHC发动机相比： SOHC— 中低速性能好，配气不可变，结构简单，成本低。
DOHC— 高速性能好，效率高，易实现可变配气，工艺较复杂、成本较高。
第三章 配气机构 第一节 概述
一、配气机构的功用: 按照发动机每一气缸内 的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关 闭各气缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气 (汽油机)或空气(柴油机)得以及时进入气缸， 废气得以及时从气缸排出。
注：门要开得好，不迟也不早，不多也不少， 既要开得快，又要关得严，还得噪声小！
装配时必须使记号对齐。解放CA1091和东风EQ1090E型载货汽车的配气机构均采用齿轮 传动
链传动
四、气门数目及排列方式
一般发动机都采用每缸两气门，即一个进气门和一个排 气门的结构。 当气缸直径较大，活塞平均线速度较高时，每缸一进一 排的气门结构就不能保证良好的充气效率，因此，在 现代汽车发动机上普遍采用每缸多气门结构。如奔驰 S320（三气门）；POL01.4L型（四气门）；帕萨特 1.8T型、捷达王EA113型(五气门--三个进气门、两 个排气门)。 气门数目的增加，使发动机的进、排气通道的横截面 积大大增加，提高了发动机的充气效率，改善了发动 机的动力性能
配气机构构造与维修
凸轮轴中置式
凸轮轴上置式
按凸轮轴的位置分类图
3.1 配气机构的概述
（3）按曲轴和凸轮轴的传动方式可分为： 齿轮传动式 链条传动式
同步齿形带传动式等
按曲轴和凸轮轴的传动方式分类图
配气机构图
3.2 气门组构件
一、气门组机件：
1.气门：头部和杆部
（1）头部是封闭气缸的进排气道。 气门头部有凸顶、平顶和凹顶。 气门头部与气门座接触工作面，这一锥面与气门顶平面的夹角为 气门锥角。 气门锥形工作面好处：提高密封性和导热性、自位作用。
四、气门叠开：
进气门在上止点前开启，排气门在上止点后关闭，出现在一段时 间内进排气门同时开启现象。重叠的曲轴转角为： ＋
3.5 发动机密封性检测
一、发动机密封性检测的目的
现象：发动机输出功率小，提速不快，油耗增加等，其影响的重要原 因之一就是密封性变差。对发动机密封性能参数进行检测、综合分析
3.6 配气机构异响的诊断
2.原因分析
3.6 配气机构异响的诊断
3.诊断流程
3.6 配气机构异响的诊断
二、液力气门挺柱响
1.故障现象 发动机发生类似普通机械气门脚响的现象。
3.6 配气机构异响的诊断
2.原因分析
3.6 配气机构异响的诊断
3.排除方法 （1）拆卸机油底壳，检查更换机油泵、集滤器； （2）调整机油液面或更换机油； （3）拆检配气机构；
气门油封
气门油封及气门弹簧图
3.2 气门组构件
4.气门弹簧：使气门自动回位关闭，保证座合压力，克服气门在关 闭过程中各零件产生的惯性力。 一般为高碳锰钢、铬钒钢等冷拔钢丝制成的圆柱形的螺旋弹簧。
为避免产生共振，采用双弹簧结构和变螺距弹簧。