配气机构气门组机构概述拆装与检修

气门头部的结构特点
• （1）气门头部形状有平顶、球面顶和喇叭形顶。 • （2）气门头部与杆身连接处有较大的圆角过渡，以减小
气流阻力和应力集中。 • （3）气门头部与气门座互配。 • （4）进气门头部直径大于排气门，以增大进气量，提高
动力性。
气门头部的形状
气门头部各种结构形式比较
结构形式
结构特点
应用
wk.baidu.com平顶式
结构简单，制造方便，吸 热面积小，质量轻。
进、排气门都可采 用。
强度高，排气阻力小，废 适用于排气门， 凸顶式 气的清除效果好，质量和 （球面顶） 惯性力大，加工较复杂。
凹顶头部与杆部的过渡部 凹顶式 分具有一定的流线形，可 （喇叭顶） 以减少进气阻力，顶部受
热面积大。
适用于进气门，不 宜用于排气门。
气门叠开角的选择 气门叠开角——进、排气门同时开启过程中的曲
轴转角。
• 由于新鲜气流和废 气流的流动惯性都 比较大，在气门叠 开时不会改变流向。 只要气门重叠角选 择适当，就不会有 废气倒流入进气管 和新鲜气体随同废 气排出的可能性， 有利于换气。
6、配气正时错误所造成的后果
• 由于安装不正确或同步齿形带跳齿等原因造成配 气正时错误，轻则引起进气不充分、排气不彻底， 导致发动机动力下降，严重时造成顶弯或顶坏气 门。
气门密封面锥角
5、气门杆身的结构
• 功用——导向、传热。 • 结构特点——表面加工精度高，耐磨性好。
6、气门尾部
• 功用——连接气门弹簧座，承受驱动力。 • 结构特点：
• （1）与气门弹簧座采用锁片或锁销固定。 • （2）气门尾部有环槽作为防脱装置。
不同类型的气门杆环槽
气门与气门弹簧座的固定方式
• 2、结构特点——利用一根出气管接通曲轴箱，
出气口的一端制成斜切口，切口背向汽车行驶方 向。
3、工作原理
• 利用汽车行驶和冷 却风扇的气流，在 出气口处形成一定 真空度，产生吸力， 将气体从曲轴箱抽 出，并直接排入大 气中。同时，新鲜 的空气从小空气滤 清器经加机油管进 入，以形成对流。
4、应用——主要用于柴油机中。
一、配气机构的组成
二、配气机构的分类
齿轮传动 链传动
带传动
按每缸气门数目分
二气门式 三气门式 四气门式 五气门式
三、气门的布置形式
• （一）气门顶置式配气机构 • 1、结构特点——气门位于活塞顶上方。
2、组成构造
凸轮轴下置
凸轮轴上置
3、工作原理
（二）气门侧置式配气机构 • 1、结构特点——气门布置在气缸的一侧。
3、带传动
三种传动方式比较
单缸气门数及布置
• 一般发动机采用每缸两个气门，现代汽车 发动机多采用每缸多气门。
• 多气门布置的特点：
• （1）减小气门直径，提高工作可靠性。 • （2）提高充量系数，进气充分，排气彻底。 • （3）减小气门升程。 • （4）有利于改善HC和CO的排放。 • （5）结构复杂，布置困难。
• 进、排气门都早开晚关
• 目的：进气充分，排气彻底。
进气门配气相位的选择
• 进气门早开：是为了
保证进气行程开始时， 进气门已经开大，新鲜 气体能够顺利地充入气 缸。
• 进气门晚关：利用进
气气流的流动惯性和压 力差，继续进气。
排气门配气相位的选择
• 排气门早开：利用缸
内外较大压差，有利于 排气。
动作 机械故障
不动作 电路故障
5.1.6燃油蒸发排放控制系统的检修
机械故障
EVAP阀卡滞、脏堵：
打开时，有真空，否则堵； 关闭时，大气压，否则漏
Pa
漏气： 目测软管是否良好。
5.1.6燃油蒸发排放控制系统的检修 电路故障
Ω
规定一致
12V
V
波/灯
试灯应闪亮
炭罐电磁阀控制电路
案 案例：碳罐清洗电磁阀卡滞。
ECU
数字信号
实 践 技 能
5.1.5燃油蒸发排放控制系统的故障
5.1.6燃油蒸发排放控制系统的检修
5.1.5燃油蒸发排放控制系统的故障
故障：不该打开时打开，影响空燃比（浓），发动机动力下降，怠速 不稳。该打开时不打开，排放不合格。
5.1.6燃油蒸发排放控制系统的检修
满足条件，阀是否打开；不满足条件，阀是否关闭 诊断仪执行器检测是否动作
2、气门弹簧的结构特点——圆柱螺旋弹簧
3、气门弹簧的材料——合金弹簧钢
4、减小或消除弹簧共振的措施
• （1）提高气门弹簧的自然振动频率。 • （2）采用不等螺距弹簧。 • （3）采用双气门弹簧。 • （4）采用加阻尼摩擦片的等螺距单弹簧。
5、气门弹簧座
（四）气门导管
1、气门导管的功用——导向、传热
采用镶嵌式气门座。 • （5）当在气缸盖上直接加工出来的气门座能满足
工作性能要求时，最好不用镶嵌式气门座。
3、气门座圈的材料
• 一般选用耐热钢或合金铸铁。
4、气门座圈与气门座圈孔的配合
• 气门座圈与气门座圈孔采用较大的过盈配 合，可采用热装法或冷装法装配。
（三）气门弹簧
• 1、气门弹簧的功用
• （1）使气门自动回位，保证气门的密封。 • （2）吸收冲击振动的能量。
配气正时错误所造成的后果
第三部分 配气机构的零部件结构 认识
气门传动组
气门组
一、气门组
气门组零件的基本组成
（一）气门
1、气门的工作条件
• （1）受热严重，散热困难。 • （2）承受惯性冲击力。 • （3）在腐蚀介质中工作。 • （4）润滑条件差。
2、性能要求
• 足够的强度和刚度，耐高温、耐冲击、耐腐蚀、 耐磨损。
玉柴YC6105QC发动机采用的自然通风方式
（二）强制通风
• 1、通风方式——从曲轴箱抽出的气体导入发
动机的进气管，吸入气缸再燃烧。
• 2、结构特点——专设强制通风装置。
• 现代汽油机曲轴箱一般都设有强制性通风装置。 • 可延长机油的使用期限，减轻零件磨损和腐蚀，
以利于提高发动机的经济性，减少排气污染。
配气机构拆装与调整
1、 配气机构在发动机中位置及连接关系
• 2、配气机构的功用
• 按照发动机工作循环的需要，定时开启、关闭进、 排气门。
• （1）在进气过程中，向气缸内供给可燃混合气或新 鲜空气。
• （2）在压缩和作功过程中，保证气缸的密封。 • （3）在排气过程中，及时排出废气。
配气机构的布置及传动
4、气门导管的结构特点
• （1）圆柱形管，内外表面加工精度高，内表面精铰。 • （2）外表面与气缸盖过盈配合，内表面与气门杆身
间隙配合（0.05~0.12mm)。
气门油封的安装
• 为防止机油通过气门与气门导管的缝隙中漏入燃 烧室，有的发动机气门导管上安装气门油封。
气门的旋转
• 为改善气门与气门座密封面的工作条件， 使气门与气门座受力均匀、受热均匀，阻 止沉积物的形成，可设法使气门在工作中 能相对气门座缓慢旋转。
1、非加强型EVAP系统 ECU只能监测是否净化，不能 监测是否泄漏
5.1.3燃油蒸发排放控制系统的组成
排放压力控制阀 活性炭罐 诊断开关 净化电磁阀
5.1.4燃油蒸发排放控制系统的工作原理
空燃比闭环控制。发动机起动超过规定时间；冷 却液温度高于规定值；发动机转速高于规定值。
排放压力控制阀 活性炭罐 诊断开关 净化电磁阀
2、凸轮轴中置式
特点：
曲轴与凸轮轴之间采用齿轮 传动或链轮传动，可减少气门 传动机构的往复运动质量。
3、凸轮轴上置式
• 特点：曲轴与凸轮轴
之间传动路线长，气 缸盖拆卸困难，往复 运动惯性力小，适用 于高速发动机。
五、凸轮轴的传动方式
齿轮传动 链传动 带传动
1、齿轮传动
2、链传动
3、工作原理
• 依靠气缸内的进气吸 力，将曲轴箱内的气 体经出气口、空气滤 清器等强制吸入气缸 内参加燃烧。同时， 新鲜空气经销空气滤 清器、加机油管进入 曲轴箱，强迫曲轴箱 内的气体更新。
曲轴箱通风演示动画
4、应用——主要用于汽油机中。
（三）带流量控制阀（PCV阀）的曲轴箱 通风装置
1、PCV阀的安装部位——进气管中。
3、曲轴箱通风——使曲轴箱与外界大气相通。
4、曲轴箱通风的作用
• （1）防止曲轴箱内气压过高，机油渗漏。 • （2）把渗入曲轴箱油蒸气引入气缸内燃烧。 • （3）防止油蒸气稀释机油而变质。
5、曲轴箱通自强风然制方通通式风风
（一）自然通风
• 1、通风方式——从曲轴箱抽出的气体直接导
入大气中的通风方式称为自然通风。
• 3）四气门发动机多采用篷形燃烧室，火花 塞布置在燃烧室中央，有利于燃烧。
四气门的安装
四气门的驱动
四气门在气缸盖上的布置
单缸5气门配气机构
五气门在气缸盖上的布置
七、气门驱动形式
第二部分 配气正时
1、气门开闭时刻的选择
• 理论上：四行程发动机的进气门在上止点时开启，
在下止点时关闭；排气门在下止点时开启，在上 止点时关闭。
单缸2气门配气机构
两气门与燃烧室的配合
两气门的安装
单缸3气门配气机构
每缸四气门配气机构
• 在多气门发动机中，每缸四气门应用最多。四气 门发动机每缸两个进气门，两个排气门。
突出的优点：
• 1）气门通过断面积大，进、排气充分，进 气量增加，发动机的转矩和功率提高。
• 2）每缸四个气门，每个气门的头部直径较 小，每个气门的质量减轻，运动惯性力减 小，有利于提高发动机转速。
• 排气门晚关：用排气
气流的流动惯性和压力 差，继续排气，使得排 气彻底。
进气门配气相位
• α——进气门提前角 • α=10°~30° • β——进气门延迟角 • β =40°~80° • α+180°+β——进气过程持续角 • 进气过程＞进气行程
排气门配气相位
• γ——排气门提前角 • γ=40°~80° • δ——排气门延迟角 • δ =10°~30° • γ+180°+δ——排气过程持续角 • 排气过程＞排气行程
（二）气门座
• 1、气门座的功用——密封、传热。
2、气门座的结构整镶形体嵌式式式
气门座的结构特点
• （1）气门座锥角与气门锥角相适应。 • （2）气门密封锥面宽度为1~3mm。
气门座结构形式的选择
• （1）汽油机排气门采用镶嵌式气门座。 • （2）柴油机进气门采用镶嵌式气门座。 • （3）有的发动机进、排气门都采用镶嵌式气门座。 • （4）采用铝合金气缸盖的发动机，进、排气门都
案 案例：碳罐清洗电磁阀卡滞。
例 分 •诊断： 析 连接VAG1552故障诊断仪，调取发动机系统的故障码，有两个故
障码：16825 P0441 035 Tank breathing system flow rate faulty （燃油蒸发控制系统流量不正确）和17544 P1136 Bank1 mixture adaption(add) system too lean /sp（混合气自适应过稀 ／偶发）。
2、PCV阀的结构特点
3、工作原理
• 根据发动机工况的变化，改变通风量。
5.1.1燃油蒸发排放控制系统的作用
收集油箱的燃油蒸气，并在适当时刻将其送入进气歧管，进入发动 机燃烧，降低发动机的HC排放污染。
油箱蒸气
CH
一定条件
阀
进气管、汽缸
ECU
5.1.2燃油蒸发排放控制系统的类型
2、加强型EVAP系统 ECU监测是否净化，是否 泄漏
• 实际工作时：发动机曲轴转速很高，活塞每一
行程历时极短，使发动机充气不足或排气不净， 从而使发动机功率下降。
• 措施：使进、排气门都提前打开、延迟关闭，以
改善进、排气状况，从而提高发动机的动力性。
2、什么叫配气相位？
• 配气相位指用曲轴转角表示进、排气门开、 闭时刻和开启持续时间。
3、配气相位的选择
例 分 •车型：2005年帕萨特B5 1.8T自动挡车，带二次空气喷射系统。 析 •症状：发动机经常热启动困难，有时需要踩油门才能很困难地
着车，同时感觉有异味，启动后发动机转速不稳定，需要轰几脚 油才好，冷车启动一切正常。
曾到一4S店维修，而在4S店试车时故障并没有出现，于是该4S 店认为故障的原因是混合气偏浓，清洗了节气门体和喷油器，并 更换了发动机供电继电器。司机接车后开始几天车辆状况比较正 常，但过了几天故障又再次出现。
5.7 曲轴箱强制通风系统（PCV）
1、曲轴箱窜气
• ——发动机工作时，一少部分可燃混合气和废 气经活塞环窜入曲轴箱内。
2、曲轴箱窜气的后果
• （1）机油变稀，性能变坏。 • （2）形成泡沫，影响供油。 • （3）生成酸类，腐蚀机件。 • （4）油底壳内压力和温度升高，造成密封
处渗漏。 • （5）加速机油的老化。
2、结构特点已淘汰
• （1）结构简单。 • （2）燃烧室结构不紧凑。 • （3）进、排气阻力大。 • （4）热量损失大，发动机性能下降。
四、凸轮轴的布置形式
• 1、凸轮轴下置式 • 优点：曲轴与凸轮轴之
间采用齿轮传动，传动 简单可靠，有利于发动 机的布置。
• 缺点：动力传递路线较 长，不适用于高速发动 机。