多缸发动机配气机构的构造维修.docx

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多缸发动机配气机构的构造维修

《汽修》专业工艺、实习一体化教学

课题授课计划

2010至2011学年度上学期第周第1页

审批意见

（签字）年月日

授课班级

本课题需课日

实施日期

天

月日至月日

课题名称：

课题二、配气机构的构造维修

目的要求：

1、正确理解并掌握配气机构的构造组成与工作原理；

2、掌握配气机构的拆装、调整与气门间隙及相关概念；

重点难点：

重点：

配气机构的构造组成与工作原理；

难点：

配气机构、气门间隙的拆装、调整。

设备、工具、教具等：

　四缸柴油发动机、教具机、常用工具、

气门、凸轮轴、挂图等。

相关工艺知识：

授课内容

授课时间

编写日期

指导教师

周永钢

课题图样及技术要求、课日授课计划（附后）

时间

教学内容

教法

10＇

45＇

一、组织教学：

1．考勤、检查同学着装；

2．强调安全文明生产的基本要求；

3．明确实习任务。

二、相关工艺知识：

（一）、配气机构的功用及组成；

按照发动机的工作顺序和工作循环的要求，定时开启和关闭各缸的进、排气门，使新气进入气缸，废气从气缸排出。

气门式配气机构由气门组和气门传动组两部分组成，每组的零件组成则与气门的位置、凸轮轴的位置和气门驱动形式等有关。

凸轮轴的位置有下置式、中置式和上置式3种。

1.凸轮轴置于曲轴箱内的配气机构为凸轮轴下置式配气机构。

其中气门组零件包括气门、气门座圈、气门导管、气门弹簧、气门弹簧座和气门锁夹等；气门传动组零件则包括凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴、摇臂轴座和气门间隙调整螺钉等。

2.凸轮轴置于机体上部的配气机构被称为凸轮轴中置式配气机构。

3.凸轮轴置于气缸盖上的配气机构为凸轮轴上置式配气机构（OHC）。

气门驱动形式有摇臂驱动、摆臂驱动和直接驱动三类。

1.摇臂驱动、单凸轮轴上置式配气机构；

2.摆臂驱动、凸轮轴上置式配气机构；

3.直接驱动、凸轮轴上置式配气机构；

作业：

配气机构的功用及组成。

集合点名集体进行讲解。

板书、挂图、举例合并讲解与引导。

时间

教学内容

教法

45＇

（二）、配气相位及气门间隙。

1.以曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻及其开启的持续时间称作配气相位。

进气门在进气行程上止点之前开启谓之早开。

进气门在进气行程下止点之后关闭谓之晚关。

排气门在作功行程结束之前，即在作功行程下止点之前开启，谓之排气门早开。

排气门在排气行程结束之后，即在排气行程上止点之后关闭，谓之排气门晚关。

由于进气门早开和排气门晚关，致使活塞在上止点附近出现进、排气门同时开启的现象，称其为气门重叠。

2.气门间隙

发动机在冷态下，当气门处于关闭状态时，气门与传动件之间的间隙称为气门间隙。

发动机工作时，气门及其传动件，如挺柱、推杆等都将因为受热膨胀而伸长。

如果气门与其传动件之间，在冷态时不预留间隙，则在热态下由于气门及其传动件膨胀伸长而顶开气门，破坏气门与气门座之间的密封，造成气缸漏气，从而使发动机功率下降，起动困难，甚至不能正常工作。

气门间隙既不能过大，也不能过小。

间隙过小，不能完全消除上述弊病；间隙过大，在气门与气门座以及各传动件之间将产生撞击和响声。

作业：

配气相位及气门间隙概念。

（三）、气门组

1.气门气门的工作条件非常恶劣。

进气门一般用中碳合金钢制造，如铬钢、铬钼钢和镍铬钢等。

排气门则采用耐热合金钢制造，如硅铬钢、硅铬钼钢、硅铬锰钢等。

板书、挂图、举例合并讲解与引导。

时间

教学内容

教法

45＇

⑴汽车发动机的进、排气门均为菌形气门，由气门头部和气门杆两部分构成。

气门顶面有平顶、凹顶和凸顶等形状。

目前应用最多的是平顶气门，其结构简单，制造方便，受热面积小，进、排气门都可采用。

⑵气门与气门座或气门座圈之间靠锥面密封。

气门锥面与气门顶面之间的夹角称为气门锥角。

进、排气门的气门锥角一般均为45°，只有少数发动机的进气门锥角为30°

⑶气门头部接受的热量一部分经气门座圈传给气缸盖；另一部分则通过气门杆和气门导管也传给气缸盖，最终都被气缸盖水套中的冷却液带走。

为了增强传热，气门与气门座圈的密封锥面必须严密贴合。

为此，二者要配对研磨，研磨之后不能互换。

⑷气门杆有较高的加工精度和较低的粗糙度，与气门导管保持较小的配合间隙，以减小磨损，并起到良好的导向和散热作用。

气门尾端的形状决定于上气门弹簧座的固定方式。

采用剖分成两半且外表面为锥面的气门锁夹来固定上气门弹簧座，结构简单，工作可靠，拆装方便，因此得到了广泛的应用。

⑸每缸气门数一般发动机每个气缸有两个气门，即一个进气门和一个排气门。

进气门头部直径比排气门大15％～30％，目的是增大进气门通过断面面积，减小进气阻力，增加进气量。

凡是进气门和排气门数量相同时，进气门头部直径总比排气门大。

每缸两气门的发动机又称两气门发动机。

现代高性能汽车发动机普遍采用每缸三、四、五个气门，其中以四气门发动机为数最多。

板书、挂图、举例合并讲解与引导。

时间

教学内容

教法

45＇

2.气门座与气门座圈气缸盖上与气门锥面相贴合的部位称气门座。

气门座的温度很高，又承受频率极高的冲击载荷，容易磨损。

因此，铝气缸盖和大多数铸铁气缸盖均镶嵌由合金铸铁或粉末冶金或奥氏体钢制成的气门座圈。

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，直接在气缸盖上加工出气门座。

3.气门导管气门导管的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地传给气缸盖。

4.气门弹簧气门弹簧的功用是保证气门关闭时能紧密地与气门座或气门座圈贴合，并克服在气门开启时配气机构产生的惯性力，使传动件始终受凸轮控制而不相互脱离。

1）采用双气门弹簧在柴油机和高性能汽油机上广泛采用每个气门安装两个直径不同，旋向相反的内、外弹簧。

2）采用变螺距气门弹簧某些高性能汽油机采用变螺距单气门弹簧。

变螺距弹簧的固有频率不是定值，从而可以避开共振。

3）采用锥形气门弹簧锥形气门弹簧的刚度和固有振动频率沿弹簧轴线方向是变化的，因此可以消除发生共振的可能性。

作业：

气门组相关概念。

板书、挂图、举例合并讲解与引导。

时间

教学内容

教法

45＇

（四）、气门传动组

1.凸轮轴⑴凸轮轴工作条件及材料

凸轮轴承受周期性的冲击载荷。

凸轮与挺柱之间的接触应力很大，相对滑动速度也很高，因此，凸轮工作表面的磨损比较严重。

⑵凸轮轴构造

凸轮轴是通过凸轮轴轴颈支承在凸轮轴轴承孔内的，因此凸轮轴轴颈数目的多少是影响凸轮轴支承刚度的重要因素。

进、排气门开启和关闭的时刻、持续时间以及开闭的速度等分别由凸轮轴上的进、排气凸轮控制。

凸轮轴上各同名凸轮（各进气凸轮或各排气凸轮）的相对角位置与凸轮轴旋转方向、发动机工作顺序及气缸数或作功间隔角有关。

⑶凸轮轴轴承

中置式和下置式凸轮轴的轴承一般制成衬套压入整体式轴承座孔内，再加工轴承内孔，使其与凸轮轴轴颈相配合。

上置式凸轮轴的轴承多由上、下两片轴瓦对合而成，装入剖分式轴承座孔内。

轴承材料多与主轴承相同，在低碳钢钢背上浇敷减摩合金层。

也有的凸轮轴轴承采用粉末冶金衬套或青铜衬套。

⑷凸轮轴传动机构

凸轮轴由曲轴驱动，其传动机构有齿轮式、链条式及齿形带式。

齿轮传动机构用于下置式和中置式凸轮轴的传动。

为了保证正确的配气定时和喷油定时，在传动齿轮上刻有定时记号，装配时必须对正记号。

链传动机构用于中置式和上置式凸轮轴的传动，尤

板书、挂图、举例合并讲解与引导。

时间

教学内容

教法

45＇

其是上置式凸轮轴的高速汽油机采用链传动机构很多。

齿形带传动机构用于上置式凸轮轴的传动。

为了确保传动可靠，齿形带需保持一定的张紧力，为此在齿形带传动机构中设置由张紧轮与张紧弹簧组成的张紧器。

⑸凸轮轴的轴向定位

上置式凸轮轴通常利用凸轮轴承盖的两个端面和凸轮轴轴颈两侧的凸肩进行轴向定位。

中、下置式凸轮轴的轴向定位通常采用止推板。

止推板用螺栓固定在机体前端面上。

第三种轴向定位的方法是止推螺钉定位。

作业：

凸轮轴相关概念

2.挺柱

⑴挺柱的功用、材料及分类

挺柱是凸轮的从动件，其功用是将来自凸轮的运动和作用力传给推杆或气门，同时还承受凸轮所施加的侧向力，并将其传给机体或气缸盖。

可分为机械挺柱和液力挺柱两大类，每一类中又有平面挺柱和滚子挺柱等多种结构形式。

⑵机械挺柱机械挺柱的结构结构简单，质量轻，在中、小型发动机中应用比较广泛。

⑶液力挺柱

在配气机构中预留气门间隙将使发动机工作时配气机构产生撞击和噪声。

为了消除这一弊端，有些发动机尤其是轿车发动机采用液力挺柱，借以实现零气门间隙。

气门及其传动件因温度升高而膨胀，或因磨损而缩短，都会由液力作用来自行调整或补偿。

3.推杆

板书、挂图、举例合并讲解与引导。

时间

教学内容

教法

2h

30＇

推杆处于挺柱和摇臂之间，其功用是将挺柱传来的运动和作用力传给摇臂。

4.摇臂

摇臂的功用是将推杆和凸轮传来的运动和作用力，改变方向传给气门使其开启。

作业：

气门传动组零部件的相关概念。

三、操作示范：

1、各类拆装工具的正确使用。

2、配气机构各个零部件的拆装方法。

3、配气正时的正确调整方法。

4、气门间隙的正确调整方法。

5、进排气门的正确研磨方法。

四、指导讲解：

1、安全文明生产的遵守情况。

2、配气机构各个零部件的拆装方法的正确性。

3、配气正时和气门间隙调整方法的正确性。

五、课题讲评：

1、课题评定，优者表扬，差者鼓励。

2、总结分析在学习和理解记忆过程中出现的问题。

3、写出本课题的学习心得。

七、课日记事（附后）。

边示范边讲解。

个别与集体相结合进行指导，发现问题及时处理。

总结分析法进行讲解。