汽车气门传动组拆装检修实训-项目成果

项目目的

1）熟练掌握气门传动组的拆装方法。

2）掌握凸轮轴的检修方法。

项目内容

8A⁃FE发动机气门传动组的拆卸。

相关知识

发动机工作过程中，气门的开启依靠气门传动组驱动实现，气门驱动形式有摇臂驱动、摆臂驱动和直接驱动三种类型。

1.摇臂驱动的配气机构

摇臂驱动的配气机构，曲轴带动凸轮转动，凸轮轴推动液压挺柱，液压挺柱推动摇臂，摇臂再驱动气门；或凸轮轴直接驱动摇臂，摇臂驱动气门，如图3⁃48所示。

图3⁃48 摇臂驱动的配气机构

1—排气门 2—摇臂 3—液压挺柱 4—凸轮轴 5—摇臂轴 6—进气门

2.摆臂驱动的配气机构

摆臂驱动气门的配气机构比摇臂驱动式刚度更好，更有利于高速发动机，因此在汽车发动机上的应用广泛，如CA4883、SH680Q、克莱斯勒A452、奔驰QM615、奔驰M115等发动机均为单上置凸轮轴（SOHC）摆臂驱动式配气机构；本田B20A、日产VH45DE、三菱3G81、富士EJ20等发动机都是双上置凸轮轴（DOHC）摆臂驱动式配气机构，如图3⁃49所示。

3.直接驱动的配气机构

在这种形式的配气机构中，凸轮通过吊杯形机械挺柱驱动气门或通过吊杯形液压挺柱驱动气门，如图3⁃50所示。与上述各种形式的配气机构相比，直接驱动的配气机构的刚度最大，驱动气门的能量损失最小，因此，在高度强化的汽车发动机上得到广泛的应用，如奥迪、捷达、桑塔纳、马自达6、欧宝V6、奔驰320E，依维柯8140.01等均为直接驱动的配气机构。

气门传动组主要包括挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴、凸轮轴、正时带轮和止推装置等零件。

（1）推杆 推杆处于挺柱和摇臂之间，其作用是将挺柱传来的运动和作用力传递给摇臂。在凸轮轴下置式配气机构中，推杆是一个细长杆件，加上传递的力很大，所以极易发生弯曲。因此，要求推杆有较好的纵向稳定性和较大的刚度。由中碳钢制成的实心推杆，两端的球头或球座与推杆锻成一个整体，如图3⁃51a所示；由硬铝棒制成的推杆，两端配以钢制支承，如图3⁃51b所示；推杆也可以用冷拔无缝钢管制造，两端焊上球头和球座，如图3⁃51c所示。

（2）摇臂 摇臂的一端压在气门杆上，另一端压在挺柱上作为摇臂的支点。摇臂的中间安装有滚轮，凸轮轴上的凸轮压在滚轮上，直接驱动凸轮，利用摇臂的杠杆作用，打开或关闭气门。

图3⁃49 摆臂驱动的配气机构

a）单上置凸轮轴 b）双上置凸轮轴

1—摆臂支座 2、8—摆臂3 —弹簧扣 4—气门间隙调整块 5—气门间隙调整螺钉 6—锁紧螺母 7—摆臂支座

图3⁃50 直接驱动的配气机构

a）单上置凸轮轴 b）双上置凸轮轴

1—气门座圈 2—气门 3—气门导管 4—凸轮轴 5—吊杯形机械挺柱 6—气门弹簧座 7—气门弹簧 8—吊杯形液压挺柱

（3）挺柱 挺柱的作用是将凸轮的推力传递给推杆或气门，承受凸轮旋转时传来的切向力，并传给发动机机体。挺柱分为机械挺柱和液压挺柱。

现代轿车发动机的配气机构广泛采用液压挺柱。液压挺柱主要由单向阀、活塞弹簧、带内置油道的活塞及壳体组成。挺柱体由圆桶和上端盖焊接而成，下端封闭的油缸外圆柱面与挺柱导向孔配合，内圆柱面与柱塞配合。球阀被补偿弹簧压靠在柱塞下端面的阀座上。

挺柱体内部的低压油腔通过挺柱顶背面的键形槽与柱塞上方的低压油道相通。当挺柱在运动过程中，挺柱体上的环形槽与缸盖上的斜油孔对齐时，缸盖油道内的润滑油通过量油孔、斜油孔和环形油槽进入低压油腔。柱塞下端油缸内部的空腔，称为高压油腔。当球阀打开时，高压油腔与低压油腔相通。由于高、低压油腔都充满了油液，补偿弹簧还可以使油缸与柱塞相对运动，保持挺柱顶面与凸轮紧密接触。油缸下端面与气门杆下端面紧密接触。

图3⁃51 推杆

a）中碳钢推杆 b）硬铝棒推杆 c）无缝钢管推杆

液压挺柱实现了气门零间隙，减小了配气机构工作时产生的撞击和噪声。气门及其传动件因温度升高而膨胀，凸轮或挺柱因磨损而缩短，都会由液压作用来自行调整或补偿。

在气门关闭的过程中，挺柱上移，由于仍受到凸轮和气门弹簧两方面的顶压，高压油腔仍保持高压，球阀仍处于关闭状态，液压挺柱仍是一个整体，直至气门完全关闭为止。在气门打开的过程中，凸轮推动挺柱体和柱塞下移，油缸受到气门弹簧的阻力而不能立即下移，导致高压腔油压升高，球阀将阀门关闭，挺柱成为刚性整体向下移动，将气门打开，如图3⁃52所示。

图3⁃52 液压挺柱的工作原理

（4）凸轮轴 凸轮轴用来驱动和控制各缸气门的开启和关闭，使其符合发动机的工作顺序、配气相位和气门开度的变化规律等要求。

凸轮轴承受周期性的冲击载荷，气门弹簧刚度很大，凸轮与挺柱或摇臂之间的接触面积很小，相对滑动速度也很高，因此，凸轮表面的接触应力很大，凸轮工作表面的磨损比较严重，并且会弯曲变形。凸轮的磨损及弯曲变形会造成配气相位的改变，气门升程的减少。因此凸轮轴应具有足够的硬度和耐磨性。(www.xing528.com)

凸轮轴主要由凸轮、凸轮轴颈等组成，如图3⁃53所示。凸轮分为进气凸轮和排气凸轮，控制气门的开启与关闭。凸轮轴颈起支撑作用，安装在气缸盖上的凸轮轴颈轴承座孔内，用上瓦盖固定，轴颈座孔中有轴承瓦。凸轮轴的前端安装正时齿轮、链轮或传动带轮。凸轮轴上的限位装置限制凸轮轴工作时的轴向窜动。

图3⁃53 凸轮轴构造

设备、工具和材料准备

1）拆装工作台、工具。

2）V形架、百分表、外径千分尺。

操作步骤

1）如图3⁃54所示，用扳手夹持凸轮轴的六角头部分，并松开带轮螺栓，拆下带轮螺栓和凸轮轴正时带轮。

图3⁃54 拆卸凸轮轴正时带轮

2）如图3⁃55所示，转动凸轮轴的六角头部分将副齿轮小孔转上来（它定位主齿轮和副齿轮）。

图3⁃55 转动凸轮轴使副齿轮小孔朝上

3）如图3⁃56所示，拆下进气凸轮轴1号轴承盖的两条螺栓，拆下进气凸轮轴1号轴承盖。

图3⁃56 拆下进气凸轮轴1号轴承盖

4）如图3⁃57所示，使用维修螺栓固定主齿轮、副齿轮。

图3⁃57 使用维修螺栓固定主齿轮、副齿轮

5）按从两边两道轴承盖向中间轴承盖的顺序分几次均匀地拧松8个轴承盖螺栓。

6）拆下4个轴承盖和进气凸轮轴，拆卸进气凸轮轴，图3⁃58为拆卸下的进气凸轮轴轴承盖和进气凸轮轴。

图3⁃58 拆卸下的进气凸轮轴轴承盖和进气凸轮轴

7）转动排气凸轮轴的六角头部分，如图3⁃59所示，使定位销位于排气凸轮轴垂直中心线偏右的位置。使得排气凸轮轴的1、3号气缸凸轮的突起同时顶到各自的挺柱。拆下1号轴承盖上的两个螺栓，取下凸轮轴定位油封和1号轴承盖。

8）按从两边到中间的顺序分3次均匀地旋松8个轴承盖螺栓。拆下4个轴承盖和2排气凸轮轴。图3⁃60为拆卸的排气凸轮轴和排气凸轮。注意，不要用工具或其他物体撬动和用力拆除凸轮轴。

9）如图3⁃61所示，按顺序取下16个挺柱。

图3⁃59 定位销的位置

图3⁃60 拆卸下的排气凸轮轴轴承盖和排气凸轮轴

图3⁃61 拆卸16个挺柱

考核

想一想，做一做

1.气门传动组由哪些零件组成？

2.如何检测凸轮轴的弯曲变形？