第八節(jié)發(fā)動機異響診斷配氣相位的測量與調(diào)整

1、第三章、配氣機構(gòu)的構(gòu)造與維修第三章、配氣機構(gòu)的構(gòu)造與維修 一、配氣機構(gòu)的作用與組成 二、配氣機構(gòu)工作原理 三、配氣機構(gòu)的分類 四、配氣機構(gòu)主要組件結(jié)構(gòu)原理 五、配氣相位 六、配氣相位的測量與調(diào)整功用：功用：配氣機構(gòu)是控制內(nèi)燃機進、排氣過程的機構(gòu)。 按汽缸的發(fā)火順序和汽缸中的工作過程，適時開啟和關(guān)閉進氣門及排氣門，進入新鮮空氣，排出廢氣。工作條件：工作條件：轉(zhuǎn)速高，若n=1000，四沖程，500次，以很高而變化的速度工作，慣性力和熱負荷大，且潤滑不良，零件磨損大。要求：要求：1.定時準確； 2.有足夠大的氣體流通面積； 3.振動，噪音??； 4.工作可靠，壽命長； 5.結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。一、配氣

2、機構(gòu)的作用與組成 2、組成： (以頂置雙凸輪軸齒形皮帶傳動的配氣機構(gòu)（右圖3-1）為例) 氣門組件氣門組件（含進排氣門、進排氣門座、氣門彈簧、氣門鎖夾、氣門導(dǎo)管等） 氣門驅(qū)動機構(gòu)氣門驅(qū)動機構(gòu)（液壓挺柱） 凸輪軸凸輪軸 凸輪軸傳動機構(gòu)凸輪軸傳動機構(gòu)（含曲軸正時皮帶輪、凸輪軸傳動皮帶輪、齒形皮帶、張緊輪等 圖3-1 配氣機構(gòu)總體總成1-曲軸正時皮帶輪 2-中間軸正時皮帶輪 3-齒形皮帶 4-張緊輪 5-凸輪軸傳動皮帶輪 6-進氣凸輪軸 7-凸輪 8-液壓挺柱 9-進氣門組件 10-排氣凸輪軸 11-排氣門組件 齒形皮帶3帶動進排氣凸輪軸旋轉(zhuǎn)，克服氣門彈簧力作用壓下進氣門，進氣門開啟，開始進氣。 各

3、缸進、排氣門開閉的時刻取決于各進、排氣凸輪的相對位置及進排氣凸輪軸與曲軸的相對位置。二、配氣機構(gòu)的工作原理圖3-1 配氣機構(gòu)總體總成1-曲軸正時皮帶輪 2-中間軸正時皮帶輪 3-齒形皮帶 4-張緊輪 5-凸輪軸傳動皮帶輪 6-進氣凸輪軸 7-凸輪 8-液壓挺柱 9-進氣門組件 10-排氣凸輪軸 11-排氣門組件 按氣門的布置可分為：頂置式氣門和側(cè)置式氣門 按凸輪軸的位置可分為：上置式凸輪，下置式凸輪。 按曲軸和凸輪軸的傳動方式可分為：齒輪傳動、鏈條傳動以及同步帶傳動三、配氣機構(gòu)的分類 1.按氣門的布置位置分按氣門的布置位置分 側(cè)置式：側(cè)置式：氣門布置在氣缸的一側(cè)。使燃燒室結(jié)構(gòu)不緊湊，熱量損失大

4、，氣道曲折，進氣流通阻力大，從而使發(fā)動機的經(jīng)濟性和動力性變差，已被淘汰。(教材131) 頂置式頂置式：氣門布置在氣缸蓋上(教材131、右圖)。 2. 按凸輪軸布置位置分按凸輪軸布置位置分（上置凸輪軸、中置凸輪軸、下置凸輪軸三種） （1）下置凸輪軸配氣機構(gòu)）下置凸輪軸配氣機構(gòu)（圖3-2）：凸輪軸1布置在曲軸箱上，由曲軸正時齒輪驅(qū)動。 優(yōu)點：凸輪軸與曲軸距離近，傳動方便。 缺點：傳動距離遠，傳動組件多，慣性大，加劇了零件的震動和磨損。圖3-2 下置凸輪軸配氣機構(gòu)1-凸輪軸 2-挺柱 3-推桿 4-搖臂軸 5-鎖緊螺母 6-調(diào)整螺釘 7-搖臂8-氣門鎖夾 9-氣門彈簧座 10-氣門彈簧 11-氣門導(dǎo)

5、管 12-氣門 13-氣門座 （2）中置凸輪軸配氣）中置凸輪軸配氣機構(gòu)機構(gòu)（圖3-3）：凸輪軸1布置在曲軸箱上。與下置凸輪軸相比，省去了推桿，由凸輪軸經(jīng)過挺柱直接驅(qū)動搖臂，減小了氣門傳動機構(gòu)的往復(fù)運動質(zhì)量，適應(yīng)更高速的發(fā)動機。圖3-3 中置凸輪軸配氣機構(gòu)1-凸輪軸 2-挺柱 3-支架 4-調(diào)整螺釘 5-搖臂 6-搖臂軸 7-鎖夾8-氣門彈簧座 9-氣門彈簧 10-氣門導(dǎo)管 11-氣門（3）上置凸輪軸配氣機構(gòu)）上置凸輪軸配氣機構(gòu) 凸輪軸直接布置在氣缸蓋上，直接通過搖臂或凸輪來推動氣門的開啟和關(guān)閉。這種傳動機構(gòu)沒有推桿等運動件，系統(tǒng)往復(fù)運動質(zhì)量大大減小，非常適合現(xiàn)代高速發(fā)動機，尤其轎車發(fā)動機。根據(jù)

6、頂置氣門凸輪軸的個數(shù)，又分為單頂置凸輪軸（SOHC）和雙頂置凸輪軸（DOHC）兩種。單頂置凸輪軸（圖3-14）僅用一根凸輪軸同時驅(qū)動進、排氣門，結(jié)構(gòu)簡單，布置緊湊。雙頂置凸輪軸驅(qū)動由兩根凸輪軸分別驅(qū)動進、排氣門。有兩種布置形式，一種是凸輪通過搖臂驅(qū)動氣門（圖3-15）；另一種是凸輪直接驅(qū)動氣門（圖3-11），這種雙凸輪軸布置有利于增加氣門數(shù)目，提高進排氣效率，提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速，是現(xiàn)代高速發(fā)動機配氣機構(gòu)的主要形式。 3. 按曲軸和配氣凸輪軸的傳動按曲軸和配氣凸輪軸的傳動方式分（方式分（分為齒輪傳動、鏈條傳動和齒帶傳動三種）。 （1）齒輪傳動）齒輪傳動（圖3-6） 齒輪上都有正時記號，裝配時必須按要

7、求對齊。 多采用斜齒輪，嚙合平穩(wěn)，減少噪音。 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)及工藝簡單，拆裝方便，工藝可靠。 缺點：對于上置式凸輪軸采用齒輪傳動時，中間齒輪數(shù)多，增加了復(fù)雜性和重量。圖3-6凸輪軸的齒輪傳動1-曲軸正時齒輪 2-凸輪軸正時齒輪 3-凸輪軸 4-挺柱 5-推桿 6-搖臂座7-搖臂軸 8-搖臂 9-氣門 （2）鏈傳動（圖3-7） 優(yōu)點是布置容易，若傳動距離較遠時，還可用兩級鏈傳動。缺點是結(jié)構(gòu)質(zhì)量及噪聲較大，鏈的可靠性和耐久性不易得到保證。圖3-7凸輪軸的鏈傳動1-曲軸鏈輪 2-油泵驅(qū)動鏈輪 3-液力張緊裝置 4-凸輪軸鏈輪 5-導(dǎo)鏈板 6-鏈條 （3）齒帶傳動 現(xiàn)代高速發(fā)動機廣泛采用齒形帶傳動(圖3-

8、1)。齒形帶用氯丁橡膠制成，中間夾有玻璃纖維和尼龍織物，以增加強度。齒帶的張力可以由張緊輪進行調(diào)整。這種傳動方式可以減小噪聲，減少結(jié)構(gòu)質(zhì)量和降低成本。 4.按每缸氣門的數(shù)目分按每缸氣門的數(shù)目分 有2氣門、3氣門、4氣門和5氣門。 多氣門結(jié)構(gòu)（35氣門），使發(fā)動機的進排氣流通截面積增大，提高了充氣效率，改善了發(fā)動機的動力、經(jīng)濟性能和排放性能。 配氣機構(gòu)主要由氣門組件、凸輪軸組件、凸輪軸傳動機構(gòu)和氣門驅(qū)動機構(gòu)組成。1氣門組件氣門組件（教材132-133） 由氣門、氣門座、氣門導(dǎo)管、氣門彈簧、氣門鎖夾等零件組成。四、配氣機構(gòu)主要組件的結(jié)構(gòu)原理（1）氣門）氣門：頭部、桿身和帶密封錐面的氣門盤組成。氣門

9、盤頂面的形狀有凸頂、平頂和凹頂（圖3-20）。平頂結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，吸熱面積小，質(zhì)量也小，應(yīng)用最多；凸頂?shù)膭偠却?，受熱面積也大，用于某些排氣門；凹頂氣門質(zhì)量小，慣性小，與桿部的過渡有一定的流線形，可以減小進氣阻力，常用作進氣門。氣門盤有一密封錐面，其錐角一般為3045。氣門桿與彈簧連接方式:鎖夾式鎖夾式（圖3-21a）:有兩個半圓形錐形鎖夾4。鎖銷式鎖銷式（圖3-21b）：在氣門桿端有一個安裝一個鎖銷。圖3-20 氣門頂形狀a）平頂 b）凹頂c）凸頂圖3-21 氣門彈簧座的固定方式a）鎖夾固定 b）鎖銷固定1-氣門桿 2-氣門彈簧 3-彈簧座 4-鎖夾 5-鎖銷 （2）氣門座）氣門座：氣缸蓋

10、的進、排氣道與氣門錐面相貼合的部位稱為氣門座（右圖所示）?？稍跉飧咨w上直接鏜出，但大多數(shù)是用耐熱合金鋼單獨制成座圈（稱氣門座圈），壓入氣缸蓋（體）中，以提高使用壽命和便于維修更換。 （3）氣門導(dǎo)管和油封）氣門導(dǎo)管和油封：氣門導(dǎo)管（右圖所示）的作用是在氣門作往復(fù)直線運動時進行導(dǎo)向?qū)颍员ＷC氣門與氣門座之間的正確配合與開閉。當(dāng)凸輪直接作用于氣門桿端時，承承受側(cè)向作用力受側(cè)向作用力并起傳熱傳熱作用。 氣門與氣門導(dǎo)管間留有0.050.12mm的微量間隙。該間隙過小，會導(dǎo)致氣門桿受熱膨脹與氣門導(dǎo)管卡死；間隙過大，會使機油進入燃燒室燃燒。為了防止過多的潤滑油進入燃燒室，有的在氣門導(dǎo)管上安裝有橡膠油封。

11、（4）氣門彈簧）氣門彈簧：作用是保證氣門復(fù)位保證氣門復(fù)位。氣門彈簧多為圓柱形螺旋彈簧（圖3-22）。發(fā)動機裝一根氣門彈簧時，采用不等距彈簧（圖3-22b），以防止共振。裝兩根彈簧時(圖3-22c)，彈簧內(nèi)、外直徑不同，旋向不同，它們同心安裝在氣門導(dǎo)管的外面，不僅可以提高彈簧的工作可靠性，防止共振的產(chǎn)生，還可以降低發(fā)動機的高度。 圖3-22 氣門彈簧a) 等螺距彈簧b) 不等螺距彈簧 c)雙彈簧 2.凸輪軸組件凸輪軸組件（圖3-23） 由凸輪軸7、凸輪軸襯套6和止推凸緣4等組成（對于下置凸輪軸的汽油機，還加工有驅(qū)動機油泵、分電器的螺旋齒輪9和驅(qū)動汽油泵的偏心輪8）。圖3-23凸輪軸組件1-螺栓

12、2-墊圈 3-正時齒輪 4-止推凸緣 5-止推座 6-凸輪軸襯套 7-凸輪軸 8-驅(qū)動汽油泵的偏心輪 9-驅(qū)動分電器的螺旋齒輪 10-凸輪軸軸頸 11-凸輪 發(fā)動機的工作順序判斷（圖3-24）：從凸輪軸前端看，轉(zhuǎn)動方向為逆時針，則可判斷出該發(fā)動機的工作順序為1-2-4-3。 為了防止凸輪軸軸向竄動，需要進行軸向定位(圖3-25)，止推片2安裝在正時齒輪1和凸輪第一軸頸3之間，且留有一定間隙。調(diào)整止推片的厚度，可控制其軸向間隙大小。圖3-24 四缸發(fā)動機凸輪軸圖3-25凸輪軸的軸向定位1-正時齒輪 2-止推片 3-凸輪軸頸 3.氣門驅(qū)動機構(gòu)氣門驅(qū)動機構(gòu) 是將凸輪軸的旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)闅忾T往復(fù)運動的機構(gòu)

13、。主要由氣門挺柱、導(dǎo)管、推桿、搖臂、搖臂軸、氣門間隙調(diào)整螺釘和液壓挺柱等組成（圖3-2）圖3-2 下置凸輪軸配氣機構(gòu)1-凸輪軸 2-挺柱 3-推桿 4-搖臂軸 5-鎖緊螺母 6-調(diào)整螺釘 7-搖臂8-氣門鎖夾 9-氣門彈簧座 10-氣門彈簧 11-氣門導(dǎo)管 12-氣門 13-氣門座 進、排氣門實際開啟和關(guān)閉的時刻以曲軸轉(zhuǎn)角表示即為配氣定時，也稱配配氣相位氣相位。用環(huán)形圖表示配氣相位稱為配氣相位圖配氣相位圖（圖3-34）。五、配氣相位圖3-34圖3-34配氣相位圖1.進氣提前角進氣提前角 發(fā)動機從進氣門打開時刻到活塞行至上止點所轉(zhuǎn)過的曲軸轉(zhuǎn)角。其目的是為了保證進氣開始時

14、，進氣門已開啟較大，增加進入氣缸的新鮮氣體或可燃混合氣。非增壓發(fā)動機進氣提前角一般在040CA。該角度過小，進氣充量增該角度過小，進氣充量增加少；該角度過大，又會導(dǎo)致廢氣流入進氣管加少；該角度過大，又會導(dǎo)致廢氣流入進氣管。 2進氣遲后角進氣遲后角 是指活塞從下止點行至進氣門完全關(guān)閉的曲軸轉(zhuǎn)角。其目的是利用進氣氣流慣性和壓力差繼續(xù)進氣。非增壓發(fā)動機進氣遲后角一般在4070CA。該角度過小，進氣氣該角度過小，進氣氣流慣性未能得到充分利用，降低了進氣充量；而該角度過流慣性未能得到充分利用，降低了進氣充量；而該角度過大，進氣氣流慣性已用完，會導(dǎo)致已經(jīng)進入氣缸的新鮮充大，進氣氣流慣性已用完，會導(dǎo)致已經(jīng)進

15、入氣缸的新鮮充量又被排出。量又被排出。 3排氣提前角 從排氣門打開到活塞行至下止點所轉(zhuǎn)過的曲軸轉(zhuǎn)角。其目的是利用廢氣壓力，使氣缸內(nèi)廢氣排得更干凈。但排氣提前角也不宜過大，否則將造成做功能力損失。非增壓發(fā)動機一般在4555 CA。 4排氣遲后角 指活塞從上止點到排氣門完全關(guān)閉所轉(zhuǎn)過的曲軸轉(zhuǎn)角。其目的是利用排氣氣流性慣性使廢氣排除更干凈。非增壓發(fā)動機該角度一般在10 35 CA。過大會造成排出的廢氣又被吸入氣缸。 5. 氣門重疊角 由于進、排氣門的早開和遲閉，就會有一段時間內(nèi)進、排氣門同時開啟的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為氣門重疊，重疊的曲軸轉(zhuǎn)角稱為氣門重疊角。適宜的氣門重疊角，可以利用氣流壓差和慣性清除殘

16、余廢氣，增加新鮮充量，稱此為燃燒室掃氣。非增壓發(fā)動機氣門重疊角一般為20 80 CA,增壓發(fā)動機一般為80 160 CA，所以增壓發(fā)動機可以有效提高充氣量。 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)不同，轉(zhuǎn)速不同，配氣相位也就不同，最佳的配氣相位角是根據(jù)發(fā)動機性能要求，通過反復(fù)試驗確定。 在使用中，由于配氣機構(gòu)零部件磨損、變形或安裝調(diào)整不當(dāng)，會使配氣相位產(chǎn)生變化，應(yīng)定期進行檢查調(diào)整。 配氣相位失準導(dǎo)致的現(xiàn)象：配氣相位失準導(dǎo)致的現(xiàn)象： 運轉(zhuǎn)無力或不穩(wěn)，油耗增多，容易過熱等現(xiàn)象 。 失準原因：失準原因： 配件質(zhì)量問題和裝配誤差、配氣機構(gòu)傳動機件磨損、配合間隙增大(如凸輪軸正時齒輪和曲軸正時齒輪嚙合間隙、凸輪軸軸向間隙等)，氣

17、門間隙過大或過小，正時齒帶安裝錯誤或磨損嚴重，凸輪表面的不規(guī)則磨損以及凸輪軸的彎曲變形等原因 六、配氣機構(gòu)的測量與調(diào)整 1、配氣相位的測量 核對發(fā)動機經(jīng)長期使用后或修復(fù)后的實際配氣相位是否符合原廠規(guī)定的、理想的配氣相位。 測量方法：就車測量配氣相位法、氣門疊就車測量配氣相位法、氣門疊開法、飛輪控制點劃線法開法、飛輪控制點劃線法1、就車測量配氣相位法、就車測量配氣相位法 (1)儀器準備：分度盤(0360刻度)，上止點檢測儀、百分表。 (2)測量方法 以第一缸進氣門為例，操作步驟如下： 按規(guī)定把氣門間隙調(diào)到標淮值。 在曲軸前端裝上有360刻線的分度盤，在發(fā)動機前蓋板上安裝一根可調(diào)節(jié)的指針。 在第一

18、缸火花塞孔內(nèi)擰入上止點檢測儀，搖轉(zhuǎn)曲軸，利用上止點檢測儀找出第一缸壓縮上止點。 調(diào)整發(fā)動機前蓋板上的指針，使其對準分度盤上的“0”度線開將它固定。 在氣缸蓋上安裝一只百分表，使百分表的觸頭與第一缸進氣門的彈簧上座垂直接觸，并使百分表有一定的預(yù)壓縮量 按曲軸的旋轉(zhuǎn)反方向搖轉(zhuǎn)曲軸，當(dāng)百分表指針停止擺動之瞬時，即為進氣門提前開啟時刻，這時分度盤上被指針所指的刻線到“0”度線的夾角即為進氣提前角。 用同樣的方法檢查第一缸排氣門，可以找到排氣門延遲角。 2氣門疊開法 (1)儀器準備：上止點檢測儀和百分表。 (2)測量方法：以第一缸進、排氣門為例，操作步驟如下： 1)將第一缸進、排氣門間隙調(diào)整為0。 2)

19、順時針轉(zhuǎn)動曲軸，使第一缸活塞處于排氣行程上止點附近進氣門未開啟位置。 3)把上止點檢測儀擰人第一缸火花塞孔，在氣缸蓋上安裝一只百分表，使百分表的觸頭與第一缸進氣門的彈簧上座垂直接觸，調(diào)整表盤，使表針指向“0”。 4)按順時針方向慢慢搖轉(zhuǎn)曲軸，根據(jù)上止點檢測儀，確定活塞到達排氣行程上止點時百分表的讀數(shù)：在活塞到達上止點前0.01mm及超過0.01mm時，分別讀出進氣門座上百分表指示值h1和h2，然后取平均值hj(h1十h2)2，把h作為排氣上止點時進氣門升程高度。 5)根據(jù)進氣門的平均升程高度hj，反過來找準活塞上止點。 6)在找出的上止點位置，再將百分表移到排氣門彈簧上座，使觸頭與彈簧座垂直接

20、觸，并預(yù)壓縮2mm。 7)按順時針方向慢慢搖轉(zhuǎn)曲軸，使排氣門完全關(guān)閉時，從百分表上讀出上止點時排氣門關(guān)閉前的升程高度(即排氣門升程高度hp)。 8)根據(jù)進、排氣門在排氣行程上止點時的升程高度及其相對升程高度差值，對照相應(yīng)機型的配氣相位數(shù)據(jù)表來確定被測發(fā)動機配氣相位快慢度q。 用氣門疊開法(氣門升程法)測量配氣相位，誤差較小，測量計算方便，不必使用分度盤，因此操作比較簡單，但需要知道相應(yīng)機型的配氣相位數(shù)據(jù)表，而一般發(fā)動機的使用說明書不提供配氣相位數(shù)據(jù)表，因此使用有一定的局限性。 表32給出東風(fēng)EQ61001型發(fā)動機配氣相位數(shù)據(jù)表，以供參考。 3飛輪控制點劃線法 (1)儀器準備：鋼尺、百分表。 (

21、2)測量方法 1)拆除火花塞、氣缸蓋罩和離合器底蓋(小油底殼)。 2)搖轉(zhuǎn)曲軸，使第一缸處于壓縮上止點位置，把第一缸進排氣門間隙調(diào)到規(guī)定值。同時，取一鋼直尺緊貼于飛輪殼底面，以飛輪殼底面為基準，在飛輪上劃一條直線作為上止點刻線。 3)緩慢搖轉(zhuǎn)曲軸，在進氣門剛剛開啟的瞬間，停止搖轉(zhuǎn)曲鈾，仍以飛輪殼底面為基準，在飛輪上劃第二條直線作為進氣門開啟線。 4)繼續(xù)饅轉(zhuǎn)曲軸，在排氣門剛剛關(guān)閉的瞬間，停止搖轉(zhuǎn)曲軸。按上述方法，在飛輪上劃出第三條直線作為排氣門關(guān)閉線。 5)根據(jù)三條劃線，分別檢查進氣門開啟線和排氣門關(guān)閉線到上止點刻線的飛輪齒數(shù)，根據(jù)齒數(shù)確定進氣門提前角和排氣門遲閉角。 二、配氣相位的調(diào)整把測得

22、的配氣相位角與原廠規(guī)定的標準比較，有些發(fā)動機的配氣相位不允許有偏差，而有些發(fā)動機則允許有一定的偏差，配氣相位有偏差或偏差超過允許值時應(yīng)予以調(diào)整，使之盡可能地接近原廠標準。調(diào)整配氣相位時，應(yīng)根據(jù)不同情況采取不同的措施：個別氣門開啟和關(guān)閉的時間偏早或偏晚不大時：個別氣門開啟和關(guān)閉的時間偏早或偏晚不大時：調(diào)整該氣門間隙的方法予以解決如各缸進、排氣門開啟和關(guān)閉的時間不符合規(guī)定值且遲早不一：如各缸進、排氣門開啟和關(guān)閉的時間不符合規(guī)定值且遲早不一：通常是由于凸輪磨損嚴重，應(yīng)修磨或更換凸輪軸；如各缸進、排氣門開啟和關(guān)閉的時間都偏晚如各缸進、排氣門開啟和關(guān)閉的時間都偏晚(或偏早或偏早)，而進、排氣持，而進、排氣持續(xù)角都符合規(guī)定要求：續(xù)角都符合規(guī)定要求：凸輪軸與曲軸的相對安裝位置不對；在正時記號對正、正時齒輪嚙合間隙不符合規(guī)定；正時同步帶磨損異常。調(diào)整方法有：偏位鍵法，凸輪軸正時齒輪軸向移位法，錯齒法 1偏位鍵法 通過改變正時齒輪與凸輪軸連接鍵的斷面形狀，可以統(tǒng)一調(diào)早或調(diào)遲配氣相位。將該鍵