第三章配气机构的构造与维修概要

配气机构工作原理
当驱动机构带动凸轮轴旋转时， 凸轮通过挺柱、推杆和绕摇臂轴摆动 的摇臂使气门按相应于凸轮的运动规 律运动，在一定时间，克服作用在气 门上的弹簧的作用力打开气门，并在 气门弹簧力的作用下关闭气门，达到 气体更换的要求。
配气相位
配气相位 用曲轴转角表示的进、排气门的实际开 闭时刻和开启的持续时间。 用曲轴转角的环形图来表示配气相位，这 种图称为配气相位图。
气门侧置式
2．按凸轮轴的布置位置 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
齿轮传动式
链条传动式
齿带传动式
4．按每缸气门数目
二气门式
多气门式
它可以直接 驱动沿气缸体纵 向排成一列的两 个气门，也可以 通过摇臂或摆杆 驱动气门，为了 减小气门的侧向 力，凸轮轴与气 门杆顶部间没有 气门导筒或摆杆。
气门及导管。
更换气门导管时，应首先确定导管有无台肩或 开口锁环。有台肩的气门导管(如桑塔纳汽车)应注 意压出导管的方向；有开口锁环的气门导管应先取 出开口锁环，然后用专用铳子或压床将气门导管按 规定方向打出或压出导管的方向。对铝合金缸盖， 则应放在水中加热至80～100℃后再用铳子铳出导 管。
拆下导管后，应用百分表检测汽缸盖上气门导 管的承孔内径，当承孔内径在标准范围之内时，选 用标淮导管进行镶配；当承孔内径大于标准时，应 对承孔进行加工，即用铰刀扩孔，一般加大尺寸 0.03～0.05 mm，同时选用加大尺寸的导管与承孔 镶配。若承孔直径超过最大极限尺寸，则应更换新
1、进气持续角为180°+α+β。 2、排气持续角为180‘+丫十ξ 。 3、气门重叠角为α+ ξ 。
1．进气门的配气相位
进气提前角为10°—30° 进气迟后角为40°—80° 进气持续角为180°+α+β
2．排气门的配气相位
排气提前角γ 活塞到达下止点前排气门提前开启的角度 排气迟后角ξ 活塞越过上止点后排气门才延迟关闭的角度ξ 排气持续角为180‘+丫十ξ
气门导管作用
使气门作直线运动
保证气门与气门座 正确贴合。 在气门杆与气缸盖 之间起导热作用。
为了改善气门和 气门座密封面的工作 条件，可设法使气门 在工作中能相对气门 座缓慢旋转。这样可 使气门头沿圆周温度 均匀，减小气门头部 热变形。
气门组主要部件的检修 气门的检修 发动机在运转过程中，气门工作条件相当苛刻，除承受
座圈。
座圈的材料和硬度的选择一般是选用合金铸铁 或球墨铸铁，也有选用合金钢的，但座圈的硬度一 般低于工作面的硬度。
由于气门座圈与汽缸盖的材料不同，受热后膨 胀系数也不同，因此，对它们之间的配合尺寸应很 好地选择，使镶入后的座圈在工作时不易发生扭曲 和松脱。由于座圈的工作温度比汽缸盖高，座圈将 受到压缩应力，若座圈材料强度不够或断面太小， 压缩应力超过材料屈服应力时，座圈将会扭曲松脱 造成事故。根据经验，座圈壁厚一般取其内径尺寸
3．气门的叠开
进气门在上止点前即开启，而排气门在上止点后才关闭， 出现的在一段时间内排气门与进气门同时开启的现象。
气门重叠角 重叠的曲轴转角α+ ξ
第四节 气门组的构造和检修
气门组作用
应保证气门能够实现气缸的密封
要求
(1)气门头部与气门座贴合严密； (2)气门导管与气门杆的上下运动有良好的导向； (3)气门弹簧的两端面与气门杆的中心线相垂直，
冲击性交变载荷外，当气门出现跳动或气门间隙过大时，载 荷将显著增大，再加上气门导管的润滑条件较差，易造成气 门及头部变形、磨损，从而导致密封不严。特别是排气门， 在高达900℃的温度下工作，排气时废气又以极高的流速冲 刷着气门，从而产生强烈的腐蚀作用，气门工作面容易被氧 化、熔蚀，出现凹斑点。气门与气门座长时间的相互撞击， 造成气门工作面起槽、座圈工作面变宽，致使气门密封性下 降。气门常见的损伤有：气门杆的磨损和弯曲、气门工作面
良好的接触，保持气门密封性。
发动机在长期工作中，由于高温气体的冲刷和 交变载荷的冲击(尤其是排气门)，使气门工作面出 现斑点或凹槽，从而影响气门的密封性。气门工作 面修整需用专用气门光磨机，按技术标准对气门工 作面进行修磨，以恢复原来的形状。气门进行光磨 后，还需要对气门头部边缘的厚度进行检查，若光 磨后边缘过薄，在工作中气门头部易于变形或烧毁，
圆柱面素线的直线度误差进行检测.
气门杆与气门导管磨损的检修 气门在导管中滑动时会发生互相摩擦，由于气 门与导管的工作条件比较差，较易产生磨损，从而 使间隙增大，失去导向作用，造成气门偏斜关闭不 严和漏气。特别是排气门，当高温废气通过导管间 隙时，使气门及导管过热，加速它们之间的磨损， 还可能造成导管中的润滑油烧结，使气门卡死而不 起作用。 检测气门杆与导管的磨损时，用外径千分尺和 内径千分表在全长范围内分段测量气门导管内、外 径，以及测量气门杆直径以确定气门杆与导管的配 合间隙。其最大间隙如超过极限值时，应更换新的
率和扭矩越大。
与进气终了时气缸内的压力和温度有关。
进气终了压力愈高，温度愈低，充气效率愈
高。
配气机构组成
气门组 气门、气门座、气门 导管、气门弹簧、气门 弹簧座、锁紧装置。
传动组 挺柱、推杆、摇臂、 摇臂轴。
驱动组 凸轮轴、凸轮轴轴 承、止推装置。
气门式配气机构的分类
1．按气门的布置形式
气门顶置式
第三章配气机构的构 造与维修概要
第一节 概述
源自文库
功用 据发动机工作循环或发火次序的要求，定时打
开和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜可及时进 入气缸，废气及时从气缸排出，保证发动机在各 种工况下工作时发挥最好的性能。
充气效率
新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度吸人
的新鲜空气或可燃混合气越多，发动机发出的功
的 8%～15%，高度取厚度的2倍
为了防止气门座圈松动和保证热量传递，座圈 必须与承孔过盈配合，全长接触。镶配气门座圈的 方法有两种，即热镶和冷镶。
热镶气门座圈时，应将缸盖或承孔加热到 100℃左右，在座圈外表面涂上甘油与红丹粉混合 的密封剂，垫上软金属迅速将座圈打入承孔；冷镶 时，将座圈放到液态氮中冷却到-40℃，取出后用同 样的方法迅速将气门座圈打入承孔。一般冷镶法比 热镶法的可靠性更高。
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，质量和惯性力大，加工较复
杂。
气门弹簧座固定方式 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
镶好座圈后，按上述方法进行铰削，以得到需
要的工作面。
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
若其厚度小于极限尺寸时则应更换气门。
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
。 线的最高点，依次读数并记录
图3-17 气门杆直线度误差检测 (a) 测微法；(b) 光隙法
当气门杆弯曲时，在各测量部位读数中， 同一纵向截面内的最大读数与最小读数之差 为轴截面上素线的直线度误差。旋转测量时， 按上述方法量取若干条素线，取其中最大的
误差值即为气门杆直线度的误差。 也可使用图3-17(b)所示的光隙法对气门
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。
以保证气门头在气门座上不偏斜； (4)气门弹簧的弹力能使气门能迅速关闭，
保证气门紧压在气门座上。
气门结构 头部和杆部两部分 工作条件
要求
气门头部工作温度很高， 承受气体压力、气门弹簧力以 及传动组零件惯性力的作用， 冷却和润滑条件较差 气门必须具有足够的强度、刚度、
耐热、耐磨能力。
图3-10气门顶部形状 (a) 平顶气门；(b) 喇叭形顶气门；(c) 球面顶气门
降，即可认为配合松紧合适。
气门工作面的检修 为了保证气门工作面与座孔密封，应使 气门与气门座之间形成理论上的线接触，以 提高工作面的比压，从而使压力分布均匀， 增加气门的密封性，同时加快气门的研磨速 度。一般将气门工作面与气门座工作面制成 不同的角度，使其实现线接触。大部分发动 机的气门工作面斜角比气门座工作面斜角小 0.5°～1°，但有些发动机的气门面斜角比 气门座工作面斜角大0.5°，这个斜角称为气 门干涉角。由于干涉角的存在，气门工作面 或气门座工作面发生磨损时，仍能保持两者
缸盖。
镶配气门导管时，应在选配好的导管外 径涂上少量机油，铝合金缸盖需在水中加热 至80～100℃，然后用铳子从缸盖上面向燃烧 室方向打入气门导管并安装卡环。镶入时， 要求气门导管上端与汽缸盖平面有一定的端 面距离。距离过小会增加进气阻力，距离过
大则会影响气门和导管的散热效果。
导管装好后，导管内孔应用专用长 刃铰刀铰销导管内孔，边铰边测量，以 便取得与气门杆合适的配合间隙。检查 气门杆与气门导管的配合松紧度时，先 将气门杆和气门导管孔擦干净，在气门 杆上涂一层机油，放入导管内，上下拉 动几次后，气门借助自身的重量慢慢下
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
如果更换新气门座圈，应先用端面铣刀 铣座圈上的平面。铣削时，应注意铣刀直径 不得大于座圈外径，以免破坏汽缸盖的燃烧
室容积，影响发动机的压缩比。
镶气门座圈 气门座经过多次铰削后，会使直径增大而工作 面下陷。当气门在气门座上的下陷深度达到一定程 度后，会改变燃烧室的形状和容积，从而改变了发 动机的压缩比。若气门顶平面相对座圈周围平面下 陷2 mm或座圈有裂纹，应更换新的气门座圈。 在更换新的气门座圈之前，若基体上未曾镶过 气门座圈的，应先铣出或镗出气门座圈承孔(应在专 用铣床上用特殊的刀具进行)。镗刀带有定位杆，把 定位杆插入气门导管内作为刀具的定位基准，保证 座圈与气门导管同轴。若原来镶有座圈，应拉出旧
的磨损和氧化熔蚀、气门杆端部磨损及头部变形。
1) 气门杆弯曲变形的检测及调校 气门杆的弯曲变形容易造成气门头部偏斜而 关闭不严或气门卡死在气门导管中失去作用。
气门杆弯曲变形可用检测气门杆直线度误差 的方法进行测量，具体操作方法如图3-17所示。 图3-17(a)为测微法检测气门杆的直线度误差，方 法是将气门支撑在置于板上的等高V形架上，用 百分表在全长范围内检测，每次都应找到外圆素
的车型有不同的要求。
如果接触带过宽，可用60°和20°铰刀 进行修整；如果接触带偏向气门工作面的大 头，可用20°和45°铰刀进行修正，操作时 先铰45°斜面，再铰20°斜面，直至接触带 向小头移动至标准位置；如果接触带偏向气 门工作面的小头，可用60°和45°铰刀进行 修正，其方法同上。最后用45°细铰刀精铰 接触带，以提高其接触面光洁度，如图340(b)所示。