汽车配气机构拆装详解

【任务描述】在学习配气机构的拆装之后，能够识别配气机构的零部件总成，能够掌握配气机构的拆

装流程，并且能够提高选用常用工具、量具的熟练度。

【理论知识】

一、配气机构的功用

配气机构的功用是按照气缸工作顺序和工作过程的要求，准时地开闭进、排气门，向气缸供给可燃混合气（汽油机）或新鲜空气（柴油机）并及时排出废气，使换气过程最佳。

二、配气机构的组成

发动机的配气机构是由气门组和气门传动组两大部分组成的。气门组的作用是封闭进、排气门。气门传动组的作用是使进、排气门按配气相位规定的时刻打开和闭合，并且保证要有足够的开度。

1.气门组

配气机构中的气门组主要由气门、气门座、气门导管和气门弹簧等零件组成，如图3-28所示。

2.气门传动组

所有汽车发动机都使用了一根或多根凸轮轴和各种类型的气门驱动机构，即气门传动组。

气门传动组由凸轮轴挺柱、推杆和摇臂总成等组成，使进、排气门按照配气相位规定的时间开启与关闭。

三、配气机构的工作过程

凸轮轴是通过正时齿轮由曲轴驱动的。以凸轮轴下置式配气机构为例，说明其工作过程。

1）凸轮轴凸轮的基圆部分与挺柱接触时，如图3-29a所示，挺柱不升高，气门处于关闭状态。

图3-28 气门组的组成

1—锁片 2—气门弹簧座 3—气门弹簧 4—气门导管 5—气门 6—气门座 7—密封圈

图3-29 配气机构工作过程

a）气门关闭 b）气门打开

1—摇臂 2—弹簧 3—气门 4—凸轮 5—推杆 6—摇臂 7—凸轮凸起

2）当凸轮轴转动时，凸轮的凸起部分与挺柱接触，将挺柱顶起，通过推杆调整螺钉使摇臂绕摇臂轴摆动，摇臂的长端向下压动气门，克服气门弹簧力使气门打开，如图3-29b所示。

3）当凸轮轴继续转动时，凸轮的凸起部分转过挺柱后又恢复为凸轮基圆与挺柱接触，凸轮不再向上顶动挺柱，气门在弹簧力的作用下，开度逐渐减小，直至关闭，恢复到图3-29a所示状态。

由此可见，气门的开启是通过气门传动组的动作来完成的，而气门的关闭是由气门弹簧来完成的。气门的开闭时刻和规律完全取决于凸轮的轮廓曲线形状。

【技能训练】

一、配气机构的拆卸

桑塔纳轿车的配气机构装配在气缸盖上，其发动机气缸盖的分解图如图3-30所示。

1）拆下上、下齿形带护罩。松开齿形带张紧轮，转动偏心轴，使齿形带松弛，取下齿形带。

2）拆下气缸盖罩，取下气缸盖罩压条、密封条及密封垫。

注意：拆卸气缸盖罩紧固螺母时，要分多次逐渐松开。

3）拆下机油反射罩。

4）在凸轮轴轴承盖上作好顺序号，拆下凸轮轴轴承。拆下凸轮轴和正时齿轮及半圆键。

5）按气缸顺序拆下各液力挺柱，并作好顺序记号，按顺序摆放。

6）拆卸气缸盖。

7）用专用工具压下气门弹簧，取下气门锁片、气门弹簧和气门锁片座圈。

8）拆下气门及气门油封。

9）分解完毕后，将零件进行清洗和分类。

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图3-30 桑塔纳轿车发动机气缸盖的分解图

1—加油口盖 2—气缸盖罩密封条 3—气缸盖密封条 4—凸轮轴正时同步带轮 5—凸轮轴 6—气缸衬垫 7—气缸盖 8—气缸盖螺栓 9—半圆键 10—机油发射罩 11—气缸盖罩压条 12—气缸盖罩

二、配气机构的装配

1）安装气门。装上气门后，在气门导管上装新的气门油封。安装气门油封时，应先套上塑料保护套，最好用专用工具压入。气门杆部先涂以润滑油，插入导管中不要损伤油封。装上气门弹簧和气门锁片后，用橡胶锤轻敲几下，以确保气门锁片安装可靠（凡是使用过的锁片不许再使用）。

2）检查凸轮轴轴向间隙。检查凸轮轴的轴向间隙，如图3-31所示。测量凸轮轴轴向间隙时，不装液压挺杆，装好1号和5号轴承盖。轴向间隙允许极限值为0.15mm。

3）按照安装顺序装上液力挺柱。

4）安装凸轮轴时，第1缸的凸轮必须朝上。当安装轴承盖时，要保证孔的上、下部分对准。润滑凸轮轴轴承的表面、轴承盖，拧紧紧固螺母，拧紧力矩为20N·m。

5）用专用工具安装凸轮轴前油封时，不要压到底，否则会堵塞油道。

6）放入半圆键，安装凸轮轴正时同步带轮并加以紧固，拧紧力矩为80N·m。

7）曲轴转动到1缸上止点，看飞轮上止点记号。

8）转动凸轮轴使凸轮轴正时齿轮与后罩盖上记号对准。

9）将分火头与壳体上的第1缸上止点记号对准，插入分电盘，固定分电器压盘，扣合分电器盖。

10）沿顺时针方向转动张紧轮，拧紧张紧轮上的紧固螺母，拧紧力矩为45N·m。用手捏住齿形带中间，若正好可转90°，则传动带张紧度符合要求。

11）安装齿形带下护罩，齿形带下护罩螺栓的拧紧力矩为100N·m。装上带轮盘，并以20N·m的力矩拧紧，扣合上护罩。

图3-31 检查凸轮轴的轴向间隙

【知识拓展】

一、三菱MIVEC机构

日本三菱公司为了减少换气损失，更多地提高汽车的动力性能及降低燃油消耗率，研制开发了MIVEC机构（MitsubishiInnovativeValveTimingandLiftElectronicController，三菱电子控制式气门升程正时机构），其三种可变模式如下：停止1缸和4缸进、排气门的工作，选用低速凸轮，只让2缸和3缸工作。选择低速凸轮，可实现适度的升程及短的换气周期，各气缸都工作；而选择高速凸轮，则能够实现较大的升程及长的换气周期，各气缸都工作。

1.MIVEC的构造

配置有MIVEC机构的DOHC式4缸发动机在运转时，根据工况的不同，可以使其中的两个气缸暂时休息。采用两根顶置凸轮轴控制两个进气门及两个排气门的开关。凸轮外形轮廓设计分高速和低速两种。由ECU根据发动机工况的需要，发出指令给专用液压泵及液压电磁阀，使液压油作用到对应凸轮的摇臂液压活塞上，如图3-32所示，将摇臂卡紧在摇臂轴上，使摇臂能跟随凸轮动作，分别实现上述三种工作模式。设置专用液压油泵是为了根据发动机工况需要，在上述三种模式中进行迅速而稳定的切换。

2.MIVEC的工作原理

发动机高速工况下，压力高的液压油进入摇臂轴的右端油道，如图3-32c所示，将活塞H向上推，使高速摇臂5与摇臂轴卡紧在一起，于是高速凸轮通过高速摇臂及T形臂控制气门的开关。此时摇臂轴的左端并无压力高的液压油进入，其中液压活塞L并未被压上去，于是左端低速摇臂并未起作用。

发动机低速工况下，压力高的液压油进入摇臂轴左端油孔，将其中活塞L向上压，使低速凸轮能带动左端低速摇臂2工作。此时右端高速摇臂中的活塞H并无液压油将其压上去，因此不工作，如图3-32d所示。

图3-32 MIVEC的凸轮及摇臂机构

a）结构图 b）工作特性 c）高速凸轮模式 d）低速凸轮模式 e）气门不工作模式 1—T形臂 2—低速摇臂 3—低速凸轮 4—高速凸轮 5—高速摇臂 6—气门 7—活塞L 8—活塞H

当摇臂轴两端都无高压液压油输入时，两个气门都不工作，如图3-32e所示。

该发动机采用MIVEC机构后，两个气缸停止工作时，发动机的换气损失减少了一半，能合理地控制进气涡流，充分利用高速工况下进气门关闭前形成的较高进气脉冲波等。

二、德国电磁控制全可变气门机构（FEV）

德国FEV发动机公司发明的FEV，取消了发动机传统气门机构中的凸轮轴及其从动件，而是利用电磁铁产生的电磁力驱动或控制气门运动，如图3-33所示。其中有上、下两个磁极，一个衔铁固定在气门上，磁极和衔铁之间的距离是气门最大升程的一半。当电磁线圈不通电时，气门处于静止状态而位于最大气门升程的一半。

当下面的磁极通电时，气门开到最大升程。当上面的磁极通电时，气门被关闭。下面的磁极位置可以移动，以此改变气门的升程。这种机构简单，耗能低，除了可以改变进气正时以外，还可以改变进气门的最大升程和升程规律。

应用这种电磁控制全可变气门机构，可以取消节气门，通过控制进气门开启时间来控制发动机的进气量。这可以使换气损失大大降低，也可使气门驱动机构的机械损失降低，尽管增加了电力损失，但汽油机总的损失还是降低了30%左右。

图3-33 电磁控制

全可变气门机构（FEV）

1—电磁铁 2—衔铁 3—电磁线圈 4—弹簧 5—气门