汽車發動機構造與維修（第2版）汽車發動機構造與檢修（第2版）項目一汽車發動機基本知識項目二發動機曲柄連桿機構構造與

檢修項目三發動機配氣機構構造與檢修項目四汽油發動機燃料供給系統構造與檢修項目五發動機潤滑系統構造與檢修項目六發動機冷卻系統構造與檢修項目七發動機排放控制系統構造與檢修項目八發動機拆裝與維護項目九發動機綜合故障診斷與排除項目十柴油發動機項目三發動機配氣機構構造與檢修任務１發動機配氣機構概述任務２配氣機構構造與檢修任務３氣門組構造與檢修任務４氣門傳動組構造與檢修學習目標?知識目標1．能正確描述發動機的換氣過程；2．能正確解釋充氣效率的概念；3．能簡單分析充氣效率的影響因素；4．能正確說出改善充氣效率的措施。?技能目標能在實車上找出進排氣系統中的主要部件。?素質目標１.通過教學活動，培養學生良好的職業素養，樹立正確的職業道德觀。２.通過教學活動，培養學生自我學習汽車新知識新技術的自學能力，為適應汽車行業崗位的要求打下基礎，提高學生走向社會求職的競爭力。建議課時2～4課時。任務1發動機配氣機構概述一、理論知識準備1．換氣過程1）進氣過程進氣過程是指新鮮空氣從外界進入發動機汽缸內的過程。當進氣門打開時，新鮮空氣經空氣濾清器濾去塵埃等雜質后，沿節氣門通道進入動力腔，再經進氣歧管分配到各個汽缸中；部分發動機冷車怠速運轉時，一部分空氣經附加空氣閥或怠速控制閥繞過節氣門進入汽缸。2）排氣過程排氣過程是指汽缸內混合氣燃燒后生成的廢氣從汽缸內排放到外界的過程。發動機工作過程中，當排氣門打開時，汽缸內的可燃混合氣燃燒后的廢氣，自排氣門排出汽缸后，隨即進入排氣歧管，各缸的排氣歧管匯集后，經過排氣管將廢氣排出。任務1發動機配氣機構概述（1）自由排氣階段。排氣門開始開啟到汽缸內壓力接近排氣管內壓力的時期，稱為自由排氣階段。此時，廢氣流量與排氣管內的壓力無關，只決定于汽缸內的氣體狀態和氣門開啟面積的大小。自由排氣階段排出的廢氣可達60%以上。（2）強制排氣階段。從自由排氣階段結束，活塞上行至上止點，稱為強制排氣階段。由于排氣通道特別是排氣門開啟處的阻力，使強制排氣階段內的汽缸平均壓力比排氣管內平均壓力略高10kPa，且流速越高，阻力與壓差越大，則排氣耗功越多。3）氣門疊開與燃燒室掃氣燃燒室掃氣是指由于氣門疊開，使進氣管、汽缸、排氣管連通起來，使一定數量的新鮮充量直接掃過燃燒室，達到清除廢氣、填充新鮮空氣、降低燃燒室溫度的目的，稱為燃燒室掃氣。任務1發動機配氣機構概述2．配氣相位配氣相位就是用曲軸轉角來表示的進排氣門的實際開閉時刻和開啟的持續時間，如用曲軸轉角的環形圖來表示配氣相位，這種圖形即稱為配氣相位圖。從配氣相位圖上可直接看出進排氣門實際開啟的曲軸轉角（時間）。1）進氣過程曲軸轉角在排氣行程接近終了，活塞到達上止點之前，即曲軸轉到活塞處于上止點位置還差一個角度α時，進氣門便開始開啟，直到活塞過了下止點后又上行，即曲軸轉到活塞下止點位置以后一個角度β時，進氣門才關閉。這里，α稱為進氣提前角，一般為10°～30°；β稱為進氣遲閉角，一般為40°～80°。這樣，整個進氣過程中，進氣門開啟持續時間的曲軸轉角，即進氣持續角為180°＋α＋β，如圖3-1所示。任務1發動機配氣機構概述圖3-1進氣相位圖2）排氣過程曲軸轉角在做功行程接近終了，活塞到達下止點前，排氣門便開始開啟，提前開啟的角度γ稱為排氣提前角，一般為40°～80°。經過整個排氣行程，在活塞越過上止點后，排氣門才關閉，排氣門關閉的延遲角δ稱為排氣遲閉角，一般為10°～30°。這樣，整個排氣過程中，排氣門開啟持續時間的曲軸轉角，即排氣持續角為180°＋γ＋δ，如圖3-2所示。圖3-2排氣相位圖任務1發動機配氣機構概述3）氣門重疊與氣門疊開角由于進氣門早開和排氣門晚關，在排氣終了和進氣剛開始、活塞處于上止點附近時，進、排氣門同時開啟，這種現象稱為氣門重疊。進、排氣門同時開啟過程對應的曲軸轉角，稱為氣門重疊角。氣門重疊角的大小為α＋δ，如圖3-2所示。由于新鮮氣流和廢氣氣流都有各自的流動慣性，在短時間內不會改變流向，只要角度選擇合適，就不會出現廢氣倒流進氣道和新鮮氣體隨廢氣一起排出的現象。氣門重疊期間進氣管、汽缸、排氣管連通起來，可以利用氣流壓力差和慣性清除汽缸內殘余廢氣，增加進氣量。非增壓發動機的進、排氣門重疊角一般為20°～60°，若氣門重疊角過大，很可能會引起廢氣倒流入進氣管的現象。任務1發動機配氣機構概述3．充氣效率1）充氣效率的概念發動機換氣過程中，新鮮混合氣或空氣充滿汽缸的程度，用充量系數（?c）來表示。充量系數是衡量不同發動機性能和進氣過程完善程度的重要指標，又稱充氣效率和容積效率。所謂充量系數就是指發動機每缸每循環實際吸入汽缸的新鮮空氣質量（M）與進氣狀態下理論計算充滿汽缸工作容積的空氣質量（M0）比值。任務1發動機配氣機構概述充氣效率越高，表明進入汽缸內的新鮮空氣或可燃混合氣質量越多，燃燒混合氣可能發出的熱量越大，發動機的功率越大。對一定容積的發動機而言，進氣質量與進氣終了的溫度和壓力有關，進氣的溫度越低和壓力越高，則進氣質量越大，充氣效率越高。但由于進氣系統對氣體造成阻力使進氣終了時的汽缸內壓力下降，又因為上一輪循環中殘余的高溫廢氣，使進氣終了氣體溫度升高，實際進入氣體的質量總小于在一般狀態下的充滿汽缸氣體的質量。也就是說，充氣效率總小于1，一般為0.8～0.9。任務1發動機配氣機構概述2）充氣效率的影響因素（1）殘余廢氣量。發動機每個工作循環殘余廢氣量的多少，可用殘余廢氣系數來衡量，殘余廢氣系數是指每循環進氣過程結束時，缸內殘余廢氣量與每循環實際進入缸內的新鮮充量之比（質量或體積比）。發動機缸內的殘余廢氣系數與其壓縮比、進氣壓力、配氣正時等有關。汽油機的壓縮比低，進氣有節流，氣門重疊角較小，所以殘余廢氣系數較高，通常在7%～20%。柴油機由于壓縮比高，氣門重疊角大，沒有進氣節流，所以殘余廢氣系數小，增壓柴油機更低。（2）進氣門關閉時汽缸內的壓力。進氣門關閉時汽缸內壓力越高，說明此時汽缸內的氣體密度越大，一定體積條件下氣體密度越高，氣體的質量也就越大。因此，進氣門關閉時汽缸內的壓力越高充氣效率就越高。任務1發動機配氣機構概述（3）進氣門關閉時汽缸內氣體溫度。進氣門關閉時汽缸內溫度越高，說明此時汽缸內的氣體密度越小，一定體積條件下氣體密度越小，氣體的質量也就越小。因此，進氣門關閉時汽缸內的溫度越高充氣效率就越低。（4）進排氣相位角。進排氣相位角會影響換氣質量，其中氣門重疊角直接影響燃燒室的掃氣，最終影響殘余廢氣量及充氣效率。合理的進氣相位角有利于減小殘余廢氣系數，提高充氣效率。（5）壓縮比。壓縮比是影響發動性能的重要參數之一，壓縮比越高殘余廢氣量就越少，充氣效率就越高。但壓縮比過高容易引起爆燃。（6）進氣狀態。外界大氣的氣體壓力和溫度將直接影響充氣量的多少，進氣溫度越低和壓力越高，則進氣質量越大，充氣效率越高。任務1發動機配氣機構概述二、任務實施1．準備工作（1）準備上汽大眾朗逸轎車1輛，大眾EA211發動機1臺。（2）準備1套車輛室內外防護件套。（3）常用工具1套。2．注意事項（1）禁止私自起動車輛。（2）按安全操作規程使用舉升機。（3）放置車輪擋塊，防止車輛溜動。任務1發動機配氣機構概述3．操作步驟（1）將學生分成兩個實訓小組，每組確定一名組長。（2）集體觀看四沖程發動機換氣過程視頻。（3）按照以下工作任務單的引導，完成發動機進排氣系統的認知。①本次實訓所用的發動機型號是什么?②您所看到的發動機系統部件有哪些?③請對照發動機實物說出并指示發動機的進氣流通路徑?④對照實物指出哪些部件會影響發動機的充氣效率?⑤您所看到的發動機系統部件有哪些?⑥請對照發動機實物說出并指示發動機的廢氣排放流通路徑?⑦對照實物指出哪些部件會影響發動機的殘余廢氣量?（4）完成實訓任務后，對工作過程進行自我評價，提交實訓工作單，接受指導老師的技能考核。（5）整理并清潔工作場所，清點和收拾所用工具、設備、資料，交回實訓室。任務1發動機配氣機構概述三、評價與反饋1．自我評價（1）通過本學習任務的學習你是否已經知道以下問題：①發動機的進氣過程是怎樣的?②發動機的排氣過程是怎樣的?③發動機的進氣系統部件有哪些?④發動機的排氣系統部件有哪些?（2）影響發動機換氣質量的部件有哪些?（3）通過本學習任務的學習，你認為自己的知識和技能還有哪些欠缺?簽名：______________年____月____日任務1發動機配氣機構概述任務1發動機配氣機構概述四、技能考核標準（表3-2）任務1發動機配氣機構概述任務2配氣機構構造與檢修學習目標?知識目標1．能正確敘述配氣機構的功能和分類；2．能正確描述配氣機構的主要部件結構與工作原理。?技能目標1．能規范對配氣機構主要部件進行檢修；2．能規范對配氣機構正時鏈或皮帶進行裝配。?素質目標1.通過對發動機配氣機構的檢修,培養學生嚴謹的工作態度和精益求精的工匠精神。2.通過技能實訓、工位整理,培養學生良好的職業道德和敬業精神,弘揚中華傳統美德。建議課時2～4課時。2．配氣機構的類型1）按氣門的布置形式分類（1）氣門頂置式配氣機構。氣門頂置是目前應用最廣泛的一種配氣機構形式，如圖3-3所示。進氣門和排氣門都倒掛在汽缸蓋的燃燒室頂上。當汽缸需要換氣時，凸輪軸上的凸輪通過氣門傳動組件向下推開氣門，同時使彈簧進一步壓縮，氣門開啟。當凸輪軸上的凸輪轉過挺柱以后，氣門在彈簧張力的作用下逐漸關閉。壓縮和做功行程中，氣門在彈簧張力的作用下嚴密關閉。圖3-3氣門頂置式配氣機構任務2配氣機構構造與檢修（2）氣門側置式配氣機構。如圖3-4所示，氣門側置式配氣機構的氣門頭部向上，布置于缸體一側，氣門開啟時向上運動。這種機構形式的配氣機構具有結構簡單、造價低、維修方便等優點。但由于其氣門側置造成燃燒室結構不緊湊，進氣道拐彎多，進氣阻力大，導致發動機動力性與高速性較差、經濟性不高。目前，這種配氣機構已趨于淘汰。圖3-4氣門側置式配氣機構任務2配氣機構構造與檢修2）按凸輪軸的布置形式分類凸輪軸的布置形式根據凸輪軸在機體中安裝位置的不同，分為下置式、中置式和頂置式三種，如圖3-5所示。圖3-5凸輪軸布置形式任務2配氣機構構造與檢修（1）下置式。凸輪軸裝在曲軸箱內，直接由凸輪軸正時齒輪與曲軸正時齒輪相嚙合，由曲軸帶動。大多數載貨汽車和大中型客車的發動機都采用這種結構形式。氣門組由氣門、氣門導管、氣門彈簧、氣門彈簧座、氣門鎖片等組成。氣門傳動組由凸輪軸、凸輪軸正時齒輪、挺柱、推桿、搖臂、搖臂軸等組成。（2）中置式。凸輪軸位于汽缸體的上部，為了減小氣門傳動機構的往復運動的質量，對于高轉速的發動機，可將凸輪軸的位置移到汽缸體的上部，由凸輪軸經過挺柱直接驅動搖臂而省去推桿。該形式的配氣機構因曲軸與凸輪軸的中心線距離較遠，一般要在中間加入一個中間齒輪———惰輪。（3）頂置式。凸輪軸布置在汽缸蓋上。凸輪軸直接通過搖臂來驅動氣門，沒有挺柱和推桿，使往復運動的質量大為減小，對凸輪軸和氣門彈簧的要求也最低，因此，它適用于高速強化發動機。任務2配氣機構構造與檢修3）按凸輪軸傳動方式分類按照凸輪軸傳動形式可分為鏈傳動、齒形帶傳動和齒輪傳動三種，如圖3-6所示。四沖程發動機每完成一個工作循環，曲軸旋轉兩圈，各缸的進、排氣門各開啟一次，即凸輪軸只轉一圈，所以曲軸與凸輪軸的傳動比為2∶1。齒輪傳動的優點是傳動的準確性和可靠性好，但是噪聲較大。鏈傳動的優點是傳動阻力小，可靠性高，但是噪聲也大，需要潤滑。齒形帶傳動的優點是噪聲小，無須潤滑，但是壽命略差。任務2配氣機構構造與檢修圖3-6凸輪軸傳動方式任務2配氣機構構造與檢修4）按氣門數分類按發動機每缸氣門數量的不同，可分為二氣門、四氣門、五氣門配氣機構，如圖3-7所示。圖3-7發動機氣門數任務2配氣機構構造與檢修3．氣門間隙發動機工作時，配氣機構零部件由于受熱溫度升高產生熱膨脹，如果運動件之間在冷態時沒有間隙或間隙過小，熱態時由于運動件受熱膨脹，容易引起氣門關閉不嚴，使發動機在壓縮和做功行程漏氣，導致功率下降，嚴重時還會造成起動困難。為消除這種現象，通常發動機冷態裝配時，在氣門與傳動機構中留有適當的間隙，以補償受熱后的熱膨脹量，這一間隙通常稱氣門間隙，如圖3-8所示。圖3-8氣門間隙任務2配氣機構構造與檢修氣門間隙的大小一般由發動機制造廠根據實驗確定。進氣門的間隙一般為0.25～0.30mm，排氣門由于溫度高，一般為0.30～0.35mm。如果間隙過小，發動機在熱態可能關閉不嚴而漏氣，使發動機功率下降。如果間隙過大，則使氣門有效升程減少，使實際進氣充量系數下降，此外還加大了傳動件之間的沖擊，使配氣機構噪聲增大。使用液力挺柱的發動機，挺柱的長度能自動變化，補償氣門的熱膨脹量，所以不需要預留氣門間隙，同時也減小了配氣機構的振動、噪聲，也因此被廣泛用在發動機中。任務2配氣機構構造與檢修4．配氣機構的工作過程如圖3-9所示，以凸輪軸上置式配氣機構為例說明配氣機構的工作過程。圖3-9配氣機構工作過程任務2配氣機構構造與檢修（1）凸輪軸凸輪基圓部分與挺柱接觸時，挺柱不升高，氣門處于關閉狀態。（2）當凸輪軸轉動時，凸輪凸起部分與挺柱接觸，將挺柱壓下，挺桿推動氣門克服氣門彈簧力使氣門打開。（3）當凸輪軸繼續轉動，凸輪凸起部分轉過挺柱后又恢復凸輪基圓與挺柱接觸。凸輪不再驅動挺柱，氣門在彈簧張力作用下，開度逐漸減小，直至關閉，恢復到關閉狀態。從上述工作過程可以看出，氣門的開啟是通過氣門傳動組的作用而完成的，而氣門的關閉則是由氣門彈簧來完成的，氣門的開閉時刻與規律完全取決于凸輪的輪廓曲線形狀。每次氣門打開時，壓縮彈簧為氣門關閉積蓄能量。任務2配氣機構構造與檢修二、任務實施下面以大眾EA211發動機配氣機構為例來說明正時皮帶拆裝的方法。1．準備工作（1）準備發動機臺架，準備潤滑油、擦拭紙、清潔劑。（2）準備常用工具，專用工具固定曲軸皮帶輪扳手S3415、固定卡具CT80009、曲軸墊圈T10368、定位扳手T10172、凸輪軸固定工具T10477、30mm特殊扳手、T10499、13mm環形扳手、T10500。2．技術要求與注意事項（1）正確使用專用工具。（2）曲軸螺栓拆開或松動時，禁止轉動曲軸，以免頂氣門。（3）拆卸正時皮帶前，用記號筆標出其運行方向。任務2配氣機構構造與檢修3．操作步驟1）拆卸（1）用S3415及CT80009固定曲軸皮帶輪，用Hazet6294-1將其螺栓拆除，如圖3-10所示。圖3-10拆卸曲軸皮帶輪任務2配氣機構構造與檢修（2）將T10368套入螺栓中并擰入曲軸皮帶輪孔中，按順序拆下凸輪軸罩蓋、曲軸前罩蓋、中間罩蓋。（3）如圖3-11所示，用T10172固定進氣凸輪軸皮帶輪，擰松固定螺栓1，并用同樣的方法擰松排氣凸輪軸。圖3-11正時齒形帶拆卸任務2配氣機構構造與檢修（4）皮帶輪的固定螺栓，此兩個凸輪軸正時皮帶的固定螺栓松開一圈，如圖3-11所示；松開張緊輪固定螺栓1，用T10499松開偏心張緊輪2。（5）將正時齒形帶拆下。2）裝配（1）拆下第一缸火花塞，放入長條形工具（如螺絲刀），旋轉曲軸，找到曲軸的第一缸上止點大概位置。然后順時針轉動曲軸，使其轉過第一缸上止點270°左右。（2）將缸體上用于密封“1缸上止點”孔的鎖定螺栓擰出，裝入T10340并以30N·m的力矩擰緊。然后將曲軸沿順時針方向轉動，至限位位置。任務2配氣機構構造與檢修（3）用凸輪軸定位工具T10477將凸輪軸固定在上止點位置，如圖3-12所示。圖3-12正時帶拆卸任務2配氣機構構造與檢修（4）更換凸輪軸皮帶輪固定螺栓，并將其擰上，但不要擰緊，使凸輪軸皮帶輪能在凸輪軸上轉動，但不能晃動。（5）安裝張緊輪，使張緊輪的凸耳（如箭頭所示）嵌入在汽缸蓋的鑄造孔內，如圖3-13所示，張緊輪的固定螺栓用手擰緊。圖3-13正時帶張緊輪任務2配氣機構構造與檢修（6）按下列順序裝上齒形帶：曲軸齒形帶輪、張緊輪、排氣凸輪軸皮帶輪、進氣凸輪軸皮帶輪、導向輪。（7）用T10499將張緊輪的偏心輪2沿順時針方向轉動，直到指示針3位于缺口右側10mm處（目的是使皮帶繃緊），接著逆時針轉動偏心輪2，直到指示針3正好位于缺口中間。將偏心輪2保持在該位置上同時用T10500擰緊固定螺栓1，如圖3-14所示。圖3-14正時帶張緊任務2配氣機構構造與檢修（8）用T10172/2和T10172將凸輪軸皮帶輪的固定螺栓1、2擰緊至50N·m，擰緊此2螺栓的反作用力，必須由T10172/2和T10172承受。（9）拆卸T10477和T10340，并安裝缸體上密封上止點孔的鎖定螺栓。任務2配氣機構構造與檢修3）檢查（1）拆下1缸火花塞，放入長條形工具（如螺絲刀），旋轉曲軸，找到曲軸的1缸上止點大概位置。然后順時針轉動曲軸，使其轉過1缸上止點270°左右。（2）將缸體上用于密封“1缸上止點”孔的鎖定螺栓擰出，裝T10340并以30N·m的力矩擰緊。然后將曲軸沿順時針方向轉動，至限位位置。（3）T10494可以很容易地安裝到凸輪軸的上止點位置，并能用固定螺栓輕易地擰到底，則正時調整正確，否則，需重新調整正時。（4）完成實訓任務后，對工作過程進行自我評價，提交實訓工作單，接受指導老師的技能考核。（5）整理并清潔工作場所，清點和收拾所用工具、設備、資料，交回實訓室。任務2配氣機構構造與檢修三、評價與反饋1．自我評價（1）通過本學習任務的學習你是否已經知道以下問題：①配氣機構的功用是什么?②配氣機構的類型及特點有哪些?③配氣相位的概念和作用是什么?④配氣機構常見故障與診斷有哪些?（2）EA211發動機正時帶拆裝的專用工具有哪些?（3）EA211發動機正時帶拆裝的注意事項有哪些?（4）通過本學習任務的學習，你認為自己的知識和技能還有哪些欠缺?簽名：______________年____月____日任務2配氣機構構造與檢修任務2配氣機構構造與檢修四、技能考核標準（表3-4）任務2配氣機構構造與檢修任務2配氣機構構造與檢修任務3氣門組構造與檢修學習目標?知識目標1．能正確說出氣門組的主要組成部件；2．能正確描述氣門組主要部件的作用與工作原理；3．能描述氣門組常見的檢修內容。?技能目標能規范對氣門組進行拆裝。素質目標1.通過對發動機配氣機構的檢修,培養學生嚴謹的工作態度和精益求精的工匠精神:2.通過技能實訓、工位整理,培養學生良好的職業道德和敬業精神,弘揚中華傳統美德。建議課時2～4課時。一、理論知識準備氣門組主要由氣門、氣門彈簧、氣門鎖片、氣門導管、氣門座等組成，如圖3-15所示。氣門是用來封閉汽缸和進氣道的。氣門由頭部和桿身兩部分組成，頭部用來封閉進排氣道。桿身用來在氣門開閉過程中起導向作用。氣門是氣門組中最為重要的部件，分為進氣門和排氣門。通常情況下，進氣門的直徑要大于排氣門，主要是為了增加進氣量，來提高燃燒效率，從而獲得更好的動力輸出。圖3-15氣門組的組成任務3氣門組構造與檢修1．氣門1）氣門的工作條件氣門的工作條件非常惡劣。首先，氣門直接與高溫燃氣接觸，受熱嚴重，而散熱困難，因此，氣門溫度很高。其次，氣門受氣體力和氣門彈簧力以及配氣機構運動件的慣性力的作用，使氣門落座時受到沖擊。再次，氣門在潤滑條件很差的情況下以極高的速度啟閉，并在氣門導管內作高速往復運動。此外，氣門由于與高溫燃氣中有腐蝕性的氣體接觸而受到腐蝕。2）氣門材料進氣門一般用中碳合金鋼制造，如鉻鋼、鉻鉬鋼和鎳鉻鋼等。排氣門則采用耐熱合金鋼制造，如硅鉻鋼、硅鉻鉬鋼、硅鉻錳鋼等。任務3氣門組構造與檢修3）氣門結構汽車發動機的進、排氣門均為菌形氣門，由氣門頂部和氣門桿兩部分構成，如圖3-16所示。氣門頭部由氣門頂部和密封錐面組成，而氣門桿身尾端的結構主要取決于氣門彈簧座的固定方式。圖3-16氣門的結構任務3氣門組構造與檢修氣門頂部有平頂、凹頂和凸頂等形狀，如圖3-17所示。目前應用最多的是平頂氣門，其結構簡單，制造方便，受熱面積小，進、排氣門都可采用。圖3-17氣門頂面任務3氣門組構造與檢修氣門與氣門座或氣門座圈之間靠錐面密封。氣門錐面與氣門頂面之間的夾角稱為氣門錐角。進、排氣門的氣門錐角一般均為45°，只有少數發動機的進氣門錐角為30°，如圖3-18所示。氣門錐角使氣門在關閉時有自動定位作用，能夠擠掉接觸面的沉積物，同時還能獲得較大的壓合力，提高密封性和導熱性。氣門桿是一個圓柱形的桿，一端與頭部相連，另一端安裝彈簧座。氣門桿有較高的加工精度，其與氣門導管保持合適的配合間隙，以減小磨損，并起到良好的導向和散熱作用。圖3-18氣門錐角任務3氣門組構造與檢修4）每缸氣門數現代高性能汽車發動機普遍采用每缸3～5個氣門，其中尤以四氣門發動機為數最多。四氣門發動機每缸2個進氣門，2個排氣門。其突出的優點是氣門流通面積大，進氣充分排氣徹底，提高發動機的轉矩和功率。其次是每缸4個氣門，每個氣門的頭部直徑較小，每個氣門的質量減輕，運動慣性力減小，有利于提高發動機轉速。任務3氣門組構造與檢修2．氣門導管氣門導管的作用是起導向作用，保證氣門做直線運動，使氣門與氣門座能正確貼合。此外，氣門導管還在氣門桿與汽缸體之間起導熱作用，如圖3-19所示。

氣門導管的工作溫度較高，約200℃，氣門桿在其中運動，僅靠配氣機構飛濺出來的機油進行潤滑，易磨損，所以氣門導管大多數是用灰鑄鐵、球墨鑄鐵等制造的。氣門導管外圓柱面經過機加工后壓入汽缸蓋，為了防止氣門導管在使用中松脫，有的發動機氣門導管用卡環定位。氣門桿與氣門導管之間有0.05～0.12mm間隙，使氣門桿能在導管中自由運動。圖3-19氣門導管任務3氣門組構造與檢修3．氣門座氣門座的作用是防止氣門直接撞擊汽缸蓋而引起汽缸蓋過度磨損，并接受氣門傳來的熱量，依靠其內錐面與氣門錐面緊密貼合來密封汽缸。對于鑄鐵缸蓋，氣門座通常直接在缸蓋上鏜出，如圖3-20所示。該種氣門座散熱效果好，耐高溫，但不耐磨，不便修理。而對于鋁質缸蓋，通常在缸蓋上鑲嵌氣門座，如圖3-21所示。氣門座材料應采用在工作溫度下塑性變形較小而硬度較高的合金材料，一般采用合金鑄鐵、球墨鑄鐵，也有采用合金鋼的。任務3氣門組構造與檢修圖3-20整體式氣門座圖3-21鑲嵌式氣門座任務3氣門組構造與檢修4．氣門彈簧氣門彈簧的作用是保證氣門關閉時能緊密地與氣門座貼合，防止氣門在發動機振動時發生跳動，破壞其密封性，并克服在氣門開啟時配氣機構產生的慣性力，使傳動件始終受凸輪控制而不相互脫離。氣門彈簧多為圓柱形螺旋彈簧，其材料為高碳錳鋼冷拔鋼絲，加工后熱處理，鋼絲表面要磨光、拋光或用噴丸處理。為了防止生銹，表面鍍鋅。氣門彈簧的一端支承在汽缸蓋或汽缸體上，而另一端則壓靠在氣門桿端的彈簧座上，彈簧座用鎖片固定在氣門桿的末端。許多發動機的氣門彈簧采用等螺距圓柱形螺旋彈簧，如圖3-22a）所示。但由于等螺距氣門彈簧的工作頻率與其固有的振動頻率相等或為整數倍時，氣門彈簧容易發生共振，造成氣門反跳，嚴重時甚至會使彈簧折斷。因此，為防止共振的發生，有些發動機采用變螺距氣門彈簧、雙氣門彈簧或錐形氣門彈簧等。任務3氣門組構造與檢修圖3-22氣門彈簧任務3氣門組構造與檢修（1）變螺距氣門彈簧。還有一些高性能汽油機采用變螺距氣門彈簧。變螺距氣門彈簧的固有頻率不是定值，從而可以避開共振，如圖3-22b）所示。（2）雙氣門彈簧。高速發動機多數是一個氣門有同心安裝的內、外兩個氣門彈簧，如圖3-22c）所示。這樣能提高氣門彈簧工作可靠性，即不但可以防止共振，而且當一個彈簧折斷時，另一個還可維持工作。此外還能使氣門彈簧的高度減小。當裝用兩個氣門彈簧時，彈簧圈的螺旋方向應相反，這樣可以防止折斷的彈簧圈卡入另一個彈簧圈內。（3）錐形氣門彈簧。錐形氣門彈簧的外形結構呈錐形，其剛度和固有振動頻率是沿彈簧軸線方向變化的，因此，可以消除發生共振的可能性，如圖3-23所示。圖3-23錐形氣門彈簧任務3氣門組構造與檢修5．氣門鎖片氣門鎖片位于氣門尾部，其作用是固定氣門，防止氣門脫落掉入汽缸。它通常和上氣門彈簧座配合使用。氣門鎖片內表面有多種形狀，相應地氣門尾端也有各種不同形狀的氣門鎖片槽，如圖3-24所示。圖3-24氣門鎖片任務3氣門組構造與檢修二、任務實施下面以大眾EA211發動機為例說明氣門組拆裝方法。1．準備工作（1）準備發動機汽缸蓋、拆裝桌、常用工具、氣門拆裝鉗、小一字螺絲刀、專用工具3047A和3121。（2）準備潤滑油脂、毛巾、手套、清潔劑。2．技術要求與注意事項（1）操作過程中防止彈簧彈出。（2）氣門、油封、液力挺柱不能互換。任務3氣門組構造與檢修3．操作步驟1）拆卸（1）將汽缸蓋可靠放置在工作臺上，并墊上毛巾。（2）拆下凸輪軸。（3）取出各缸的液力挺柱（注意：拆卸時在液力挺柱上做好標記，不能互換）。（4）用氣門彈簧鉗壓下氣門座，取出氣門鎖片。（5）慢慢松開氣門彈簧鉗，取出氣門彈簧，按順序擺放好。（6）取出各缸的進、排氣門（注意：拆卸時氣門需要做好記號，按順序擺放）。（7）用專用工具3047A取出氣門油封，如圖3-25所示。圖3-25取出氣門油封任務3氣門組構造與檢修（8）用專用工具3121取出氣門導管，如圖3-26所示。圖3-26取出氣門導管任務3氣門組構造與檢修2）裝配（1）安裝氣門導管。將氣門導管涂上機油后用專用工具從凸輪軸一側壓入汽缸蓋，并且要壓到規定位置。注意：安裝氣門導管前應檢查座孔和導管是否合格；導管安裝為過盈配合，用專用工具3121壓入。（2）安裝氣門油封。此時要檢查氣門油封規格是否符合要求。（3）安裝氣門。安裝氣門前要在氣門桿上涂上機油，檢查氣門是否符合規格要求，在安裝的時候注意不要把進、排氣門的位置裝錯位，如果使用的是原車的舊氣門，則要注意各缸的氣門不可互換。（4）裝入氣門彈簧，安裝前檢查氣門彈簧的高度是否符合要求，是否有變形、裂紋和折斷損壞的現象。任務3氣門組構造與檢修（5）裝入氣門彈簧墊片。（6）用專用工具壓下氣門彈簧墊（注意：在安裝前應檢查彈簧墊、鎖片是否有磨損、變形、裂紋等損壞情況，安裝新的鎖片時應檢查規格是否符合要求）。（7）裝入彈簧鎖片。（8）裝液力挺柱時，要注意液力挺柱不可互換。（9）完成實訓任務后對工作過程進行自我評價，提交實訓工作單，接受指導老師的技能考核。（10）整理并清潔工作場所，清點和收拾所用工具、設備、資料，交回實訓室。任務2配氣機構構造與檢修三、評價與反饋1．自我評價（1）通過本學習任務的學習你是否已經知道以下問題：①氣門組的主要組成部件有哪些?②氣門組主要組成部件的作用與原理是什么?③氣門的主要檢修內容有哪些?④如何進行氣門座的研磨?⑤如何進行氣門密封性的檢查?（2）發動機氣門組拆裝的工具有哪些?（3）發動機氣門組拆裝的注意事項有哪些?（4）通過本學習任務的學習，你認為自己的知識和技能還有哪些欠缺?簽名：______________年____月____日任務3氣門組構造與檢修任務3氣門組構造與檢修四、技能考核標準（表3-6）任務3氣門組構造與檢修任務4氣門傳動組構造與檢修學習目標?知識目標1．能正確敘述氣門傳動組的功用；2．能正確敘述氣門傳動組部件的結構與工作原理；3．能正確說出凸輪軸外觀檢查的內容。?技能目標1．能規范對凸輪軸彎曲度與磨損量進行檢測；2．能規范對凸輪軸軸向間隙進行檢測。?素質目標1.通過對氣門傳動組的檢修,培養學生團結協作、安全生產、規范操作的職業素養,弘揚勞動精神、奮斗精神、奉獻精神;2.通過教學活動,培養學生精益求精的工匠精神建議課時2～4課時。一、理論知識準備氣門傳動組件主要包括凸輪軸及其傳動機構、挺柱、推桿和搖臂機構等零部件。它的作用是按照發動機工作循環和點火次序開啟或關閉氣門，并保證氣門有足夠的開度和適當的氣門間隙，如圖3-27所示。圖3-27氣門傳動組任務4氣門傳動組構造與檢修1．凸輪軸凸輪軸是氣門傳動組中的主要部件，其作用是驅動氣門組件并控制氣門的開閉及其升程的變化規律。凸輪軸通過軸承支承在汽缸蓋上，凸輪軸由發動機前部的正時齒輪、正時鏈條或正時齒形帶驅動。凸輪軸上有許多油孔，用來潤滑凸輪和氣門組件。在四沖程發動機上，由于凸輪軸驅動齒輪的齒數是曲軸正時齒輪齒數的2倍，所以凸輪軸的轉速是曲軸轉速的1/2。任務4氣門傳動組構造與檢修1）凸輪軸構造凸輪軸的主體是一個與汽缸組長度相同的圓柱形棒體。上面有若干個凸輪，用于驅動氣門，如圖3-28所示。凸輪軸的一端是軸承支撐點，另一端與驅動輪相連接。凸輪的側面呈雞蛋形，其設計的目的在于保證汽缸充分地進氣和排氣，具體來說就是在盡可能短的時間內完成氣門的開、閉動作。另外考慮到發動機的耐久性和運轉的平順性，氣門也不能因開閉動作中的加減速過程產生過多過大的沖擊，否則，就會造成氣門的嚴重磨損、噪聲增加或是其他嚴重后果。因此，凸輪和發動機的功率、轉矩輸出以及運轉的平順性有很直接的關系。任務4氣門傳動組構造與檢修圖3-28頂置式凸輪軸結構任務4氣門傳動組構造與檢修2）凸輪軸分類按凸輪軸數目的多少，可分為單頂置凸輪軸和雙頂置凸輪軸兩種。（1）單頂置凸輪軸。單頂置凸輪軸在汽缸蓋上用一個凸輪軸，直接驅動進、排氣門，它具有結構簡單，適用于高速發動機，如圖3-29所示。一般采用的中置凸輪軸，即凸輪軸在汽缸側面，由正時齒輪直接驅動。為了把凸輪軸的轉動變換為氣門的往復運動，必須使用氣門推桿來傳遞動力。這樣，往復運動的零件較多，慣性質量大，不利于發動機高速運動。而且，細長的推桿具有一定的彈性，容易引起振動，加速零件磨損，甚至使氣門失去控制。圖3-29單頂置凸輪軸任務4氣門傳動組構造與檢修（2）雙頂置凸輪軸。雙頂置凸輪軸是在缸蓋上裝有兩個凸輪軸，一個用于驅動進氣門，另一個用于驅動排氣門，如圖3-30所示。采用雙頂置凸輪軸對凸輪軸和氣門彈簧的設計要求不高，特別適用于氣門V形配置的半球形燃燒室，也便于和四氣門配氣機構配合使用。圖3-30雙頂置凸輪軸任務4氣門傳動組構造與檢修3）凸輪軸潤滑凸輪軸在發動機工作時高速旋轉，凸輪軸軸頸與軸承以及凸輪與挺柱間的摩擦都需要良好的潤滑。凸輪軸內部加工有潤滑油道，軸頸加工有潤滑油孔，潤滑系統主油道的潤滑油進入凸輪軸內部油道，從潤滑油孔處流出，對凸輪軸軸頸和凸輪軸軸承進行潤滑，如圖3-31所示。對于凸輪軸軸承處的潤滑，軸承間隙對潤滑效果影響很大。如果間隙過大，潤滑油就會從軸承間隙中泄漏出來，造成軸頸處潤滑不良。圖3-31凸輪軸的潤滑任務4氣門傳動組構造與檢修4）凸輪軸傳動凸輪軸與曲軸之間的常見傳動方式包括鏈傳動式、齒形帶傳動式以及齒輪傳動式。（1）鏈傳動式。鏈傳動常見于頂置凸輪軸與曲軸之間，但其工作可靠性和耐久性不如齒輪傳動，如圖3-32所示。鏈條一般為滾子鏈，工作時，應保持一定的張緊度，不使其產生振動和噪聲，為此，在鏈傳動機構中裝有導鏈板并在鏈條松邊裝有張緊器。圖3-32鏈傳動式任務4氣門傳動組構造與檢修（2）齒形帶傳動式。齒形帶傳動式多用于上置式凸輪軸的傳動，如圖3-38所示，齒形帶式傳動與齒輪和鏈傳動相比，具有噪聲低、質量輕、成本低、工作可靠和不需要潤滑等優點。另外，齒形帶伸長量小，適合有精確正時要求的傳動。為了確保傳動可靠，齒形帶保持一定張緊力，為此，在齒形帶傳動機構中也設置張緊器。圖3-38齒形帶傳動式任務4氣門傳動組構造與檢修（3）齒輪傳動式。下置凸輪軸和中置凸輪軸與曲軸之間的傳動大多采用圓柱形正時齒輪傳動，如圖3-39所示。一般從曲軸到凸輪軸只需要一對齒輪傳動，如果傳動齒輪直徑過大，可以再增加一個中間惰輪。為了嚙合平穩并降低工作噪聲，正時齒輪大多采用斜齒輪。圖3-39齒輪傳動式任務4氣門傳動組構造與檢修5）凸輪軸升程凸輪升程通常指相對于凸輪軸軸線來講，凸輪頂尖上升到最高點與下行到最低點之間的距離，如圖3-34所示。凸輪升程越大，就意味著在進氣行程中進入汽缸的混合氣就越多，發動機的功率就越大；在排氣行程中排出的廢氣也會更徹底。有些發動機的進排氣凸輪軸升程、規格相同，進排氣凸輪軸可以互換使用。但是如果發動機的進排氣凸輪軸升程不同，則進排氣凸輪軸規格也不會相同，因此，進排氣凸輪軸不能互換。圖3-34凸輪任務4氣門傳動組構造與檢修6）整體式凸輪軸整體式凸輪軸是將凸輪軸與罩殼集成為一體，其由鋁合金壓鑄而成并且與兩個凸輪軸一起形成一個不可分的模塊。也就是說，不能單獨更換凸輪軸或罩殼，如圖3-35所示。為了降低摩擦，每個凸輪軸上承受齒形帶傳動裝置最大負荷的第一個軸承是向心球軸承。另外，凸輪軸箱還用于固定凸輪軸調節閥N205、霍爾傳感器G40以及曲軸箱通風止回閥。任務4氣門傳動組構造與檢修圖3-35整體式凸輪軸任務4氣門傳動組構造與檢修2．氣門挺柱挺柱是凸輪的從動件，其功用是將來自凸輪的運動和作用力傳給推桿或氣門，同時還承受凸輪所施加的側向力并將其傳給機體或汽缸蓋。有的發動機的挺柱直接裝在汽缸體上相應處鉆出的導向孔中，也有的發動機的挺柱裝在可拆式的挺柱導向體中。挺柱工作時，其底面與凸輪接觸。由于接觸面積小，接觸應力較大，因此，摩擦和磨損都相當嚴重。此外，在凸輪不變方向的側向力作用下，還加重了起導向作用的挺柱側表面與挺柱口的偏磨。因此，挺柱工作面應該耐摩擦并有良好的潤滑。制造挺住的材料有碳鋼、合金鋼、鎳鉻合金鑄鐵和冷激合金鑄鐵等。挺柱可分為機械挺柱和液力挺柱兩大類。任務4氣門傳動組構造與檢修1）機械挺柱機械挺柱多采用球面或滾輪式挺柱，可顯著減少摩擦力和側向力。某些凸輪軸頂置的轎車發動機，其挺柱體上部裝有調整墊片，用于調整氣門間隙。凸輪在旋轉中對挺柱推力的方向是固定不變的，為使挺柱底面與凸輪接觸面的磨損均勻，避免挺柱外圓表面與導向孔之間形成單面磨損，在設計上采取了圖3-42所示的結構措施。將挺柱底面做成一定的錐度形狀，如圖3-36a）所示，使凸輪與挺柱的接觸點偏離挺柱中心軸線；或挺柱中心軸線偏離凸輪對稱軸線布置，如圖3-36b）所示，挺柱在凸輪的推力作用下，沿導向孔上升的同時，挺柱還繞其中心軸線旋轉，使挺柱底面與凸輪表面、挺柱外圓表面與導向孔內表面磨損均勻；采用滾輪式挺柱，如圖3-36d）所示，則將凸輪與挺柱的滑動摩擦變為滾動摩擦，進一步降低了凸輪、挺柱的摩擦磨損。任務4氣門傳動組構造與檢修圖3-36機械挺柱任務4氣門傳動組構造與檢修2）液力挺柱挺柱體由圓桶和上端蓋焊接而成。油缸外圓柱面與挺柱體的油缸導向孔配合，油缸內圓柱面與柱塞配合。球閥被補償彈簧壓靠在柱塞下端面的閥座上。挺柱體內部的低壓油腔通過挺柱頂背面的鍵形槽與柱塞上方的低壓油腔相通。挺柱工作中，挺柱體上的環形槽與缸蓋上的斜油孔對齊時，缸蓋主油道內的潤滑油經量油孔、斜油孔和環形油槽進入低壓油腔。柱塞下端油缸內部的空腔，稱為高壓油腔。當球閥打開時，高壓油腔與低壓油腔相通，如圖3-37所示。任務4氣門傳動組構造與檢修圖3-43液力挺柱任務4氣門傳動組構造與檢修無論是高壓油腔還是低壓油腔，都充滿了油液。補償彈簧還可以使油缸與柱塞做相對運動，保持挺柱體頂面與凸輪緊密接觸。油缸下端面與氣門桿端面緊密接觸，整個配氣機構無間隙。在氣門打開的過程中，凸輪推動挺柱體和柱塞下移，油缸受到氣門彈簧的阻力而不能馬上下移，導致油壓升高，球閥將閥門關閉。由于油液的不可壓縮性，整個挺柱如同一個剛體一樣下移，將氣門打開。在此期間，挺柱和油缸之間的間隙會有部分油液泄漏，但不影響氣門的正常打開。在氣門關閉的過程中，挺柱上移，由于仍受到凸輪和氣門彈簧兩方面的頂壓，高壓油腔仍保持高壓，球閥仍處于關閉狀態，液力挺柱仍是一個剛性體，直至氣門完全關閉為止。氣門關閉以后。補償彈簧將柱塞和挺柱體繼續向上推動一個微小的行程（補償由于油液泄漏而造成的柱塞與挺柱體的下降），同時高壓油腔油壓下降，球閥打開，低壓油腔的油液進入高壓油腔內補充油液的泄漏。氣門關閉時，挺柱體上的環形油槽與缸蓋上的斜油孔對齊，潤滑系統的油液進入挺柱低壓油腔內。任務4氣門傳動組構造與檢修氣門受熱膨脹伸長時，通過柱塞與油缸之間的間隙，高壓油腔內的油向低壓油腔泄漏，柱塞與油缸產生相對運動，挺柱自動“縮短”，保證氣門關閉緊密。氣門冷卻收縮時，補償彈簧將柱塞與挺柱體向上推動，球閥打開，低壓油腔油液進入高壓油腔，挺柱自動“伸長”，可保證“零氣門間隙”。任務4氣門傳動組構造與檢修3．推桿推桿只應用在凸輪軸下置式配氣機構中，其作用是將從凸輪經過挺柱傳來的推力傳給搖臂，它是氣門機構中最易彎曲的零件。它是一個細長桿件，處于挺柱和搖臂之間，要求有很高的剛度，在動載荷大的發動機中，推桿應盡量地做得短些，如圖3-38所示。對于缸體與缸蓋部是鋁合金制造的發動機，其推桿最好用硬鋁制造。推桿可以是實心或空心的鋼制推桿，一般是同球形支座鍛成一個整體，然后進行熱處理。圖3-38推桿任務4氣門傳動組構造與檢修4．搖臂與搖臂軸搖臂是一個雙臂杠桿，它將推桿傳來的力改變方向，作用到氣門桿端以推開氣門。搖臂兩邊臂長不相等，比值為1.2～1.8，其中長臂一端是推動氣門的。搖臂在擺動過程中承受很大的力矩，因此，搖臂應有足夠的強度和剛度。搖臂一端加工有螺紋孔，用來擰入氣門間隙調整螺栓，另一端加工成圓弧面，與推桿末端球面相配合。搖臂的結構如圖3-38所示。搖臂軸為空心管狀結構，機油從支座的油道經搖臂軸內腔和搖臂中的油道流向搖臂兩端進行潤滑。為了防止搖臂的竄動，在搖臂軸上每兩搖臂之間都裝有定位彈簧。任務4氣門傳動組構造與檢修圖3-39搖臂結構任務4氣門傳動組構造與檢修5．隨動滾指氣門驅動機構隨動滾指是目前比較先進的氣門傳動技術，其特點是噪聲小、低摩擦。目前在上汽大眾及其他品牌均有應用，如圖3-40所示。圖3-40隨動滾指氣門驅動機構任務4氣門傳動組構造與檢修凸輪軸凸輪與搖臂上的滾輪相接觸，在凸輪驅動搖臂時，滾輪是滾動的。這種驅動方式可以減少凸輪與搖臂的磨損，同時減輕了氣門傳動組工作時的噪聲。另外，隨動滾指技術采用了液壓調節裝置，可以自動調整氣門間隙。1）液壓支撐元件液壓支撐元件的作用是支撐滾柱式凸輪隨動裝置和液壓氣門舉升裝置。支撐元件與機油通道相連通，主要由活塞、汽缸、活塞彈簧元件組成。在機油室的下部，有一個組合了小球的壓力彈簧，形成了一個止回閥，如圖3-41所示。圖3-41液壓支撐元件任務4氣門傳動組構造與檢修2）機構潤滑潤滑油通過支撐件中的機油通道，流經支撐元件和滾柱式凸輪隨動裝置，以及凸輪和凸輪滾柱之間，機油通過滾柱式凸輪隨動裝置上的油道注入凸輪滾柱，如圖3-42所示。圖3-42潤滑原理圖任務4氣門傳動組構造與檢修3）氣門間隙調節當氣門存在間隙時，柱塞被柱塞彈簧從汽缸中彈出，直到使滾輪貼到凸輪之上，在柱塞被彈出時，下油室中的油壓減小，止回閥打開，機油進入下油室。當下油室和上油室之間的壓力達到平衡時，止回閥被關閉，以達到消除氣門間隙的目的，如圖3-43所示。圖3-43氣門間隙調整任務4氣門傳動組構造與檢修4）驅動氣門當凸輪緊貼滾輪時，下油室中的壓力上升，由于封閉的機油不可壓縮，柱塞無法被繼續壓入液壓缸，如同一個剛性元件，支撐滾輪搖臂，使相應的氣門打開。因為在凸輪滾柱和支撐元件之間的杠桿臂長小于氣門與支撐元件之間的臂長，較小的凸輪可以實現較大的氣門升程，如圖3-44所示。圖3-44氣門驅動任務4氣門傳動組構造與檢修二、任務實施（一）凸輪軸磨損量與彎曲度檢測1．準備工作（1）準備已拆下的凸輪軸。（2）準備V形塊支承、拆裝桌、外徑千分尺、百分表、磁性表座。2．技術要求與注意事項（1）凸輪軸支撐要確保穩定。（2）外徑千分尺使用前檢查校對。任務4氣門傳動組構造與檢修3．操作步驟（1）清潔凸輪軸、V形塊。（2）將V形塊置于平面上，確保平穩。（3）將凸輪軸兩端主軸頸置于V形塊的V形槽中。（4）安裝磁性表座及百分表，使得百分表測量頭與凸輪軸中間處軸徑垂直并接觸，預壓1mm。（5）緩慢轉動凸輪軸，觀察百分表數值變化情況。大針所指最大值與最小值之差即為凸輪軸的徑向圓跳動量，其值的1/2即為凸輪軸的同軸度，如圖3-45所示。圖3-45凸輪軸彎曲度檢測任務4氣門傳動組構造與檢修（6）記錄彎曲度數值。（7）用外徑千分尺測量凸輪基圓直徑，并筆錄。（8）用外徑千分尺測量基圓到凸輪頂部高度，并記錄。（9）基圓直徑與凸輪高度之差即為凸輪升程，測量凸輪升程可以診斷凸輪的磨損程度。（10）用外徑千分尺測量各主軸徑圓度誤差，并記錄數值。差值應符合相關發動機維修手冊標準，如圖3-46所示。圖3-46凸輪軸軸徑檢測任務4氣門傳動組構造與檢修

（11）完成實訓任務后對工作過程進行自我評價，提交實訓工作單，接受指導老師的技能考核。（12）整理清潔工作場所，清點收拾所用工具、設備、資料，交回實訓室。（二）凸輪軸軸向間隙檢測1．準備工作（1）準備發動機臺架。（2）準備通用工具、百分表、磁性表座、一字螺絲刀。2．技術要求與注意事項（1）撬動凸輪軸時不宜過度用力。（2）磁性表座安裝可靠，百分表使用前檢查校對。3．操作步驟（1）拆卸凸輪軸罩蓋及附件。（2）拆下凸輪軸，拆卸液力挺柱。（3）安裝凸輪軸。任務4氣門傳動組構造與檢修（4）傳動鏈輪端裝上軸承蓋，凸輪軸皮帶輪端裝上雙軸承蓋，固定螺栓按標準力矩擰緊。（5）將磁性表座及百分表固定在缸蓋上。（6）用一字螺絲刀軸向撥動凸輪軸，觀察百分表指針的變化情況，并記錄，如圖3-47所示。（7）進、排氣凸輪軸軸向間隙磨損極限不得大于0.2mm。（8）完成實訓任務后對工作過程進行自我評價，提交實訓工作單，接受指導老師的技能考核。（9）整理清潔工作場所，清點收拾所用工具、設備、資料，交回實訓室。圖3-47用一字螺絲刀撥動凸輪軸任務4氣門傳動組構造與檢修三、評價與反饋1．自我評價（1）通過本學習任務的學習你是否已經知道以下問題：①氣門傳動組的主要組成部件有哪些?②氣門傳動組的功用有哪些?③氣門傳動組主要組成部件的作用與原理是什么?④凸輪軸外觀檢測的主要內容有哪些?⑤正時皮帶如何使用與檢查?（2）發動機凸輪軸檢測的工量具有哪些?（3）發動機凸輪軸檢測的注意事項有哪些?（4）通過本學習任務的學習，你認為自己的知識和技能還有哪些欠缺?簽名：______________年____月____日任務4氣門傳動組構造與檢修任務4氣門傳動組構造與檢修四、技能考核標準（表3-8）任務4氣門傳動組構造與檢修任務4氣門傳動組構造與檢修中國的汽車搖籃——中國一汽中國一汽被譽為新中國汽車工業的搖籃,這里研發制造出第一輛汽車、第一輛東風牌小轎車、第一輛紅旗牌高級轎車。中國一汽開創了新中國汽車工業從無到有的新紀元,邁出了走向汽車強國的堅實步伐。舉全國之力,三年建成投產;從零起步,打開新中國汽車工業的開端。1956年7月13日,第一輛國產解放牌貨車總裝下線,為中國不能造汽車的歷史畫上句號:1958年5月12日,第一輛國產轎車東風金龍駛出試制車間,開啟自主造轎車的歷程……中國一汽已成長為全球知名汽車制造商,位居世界500強企業前列:到2022年底累計產銷汽車超5400萬輛,實現營業收入79881億元;近5年紅旗品牌銷量增長65倍,品牌價值達到1155億元:解放品牌連續12年領跑行業,品牌價值達到1187億元。THANKYOU汽車發動機構造與維修（第2版）汽車發動機構造與檢修（第2版）項目一汽車發動機基本知識項目二發動機曲柄連桿機構構造與

檢修項目三發動機配氣機構構造與檢修項目四汽油發動機燃料供給系統構造與檢修項目五發動機潤滑系統構造與檢修項目六發動機冷卻系統構造與檢修項目七發動機排放控制系統構造與檢修項目八發動機拆裝與維護項目九發動機綜合故障診斷與排除項目十柴油發動機項目四

汽油發動機燃料供給系統構造與檢修

任務１汽油發動料供給系統概述任務２燃油噴射系統構造與檢修任務３空氣供給系統構造與檢修任務４電子控制系統構造與檢修任務５提高進氣性能的控制系統學習目標?知識目標1．能正確敘述汽油發動機燃料供給系統的組成及作用；2．能簡單敘述汽油發動機燃燒過程及燃燒的影響因素；3．能簡單敘述可燃混合氣濃度對發動機性能關系。?技能目標能在車上正確找出汽油發動機燃料供給系統的部件。?素質目標1.通過教學活動,培養學生形成較強的崗位安全責任意識、環保意識、質量意識和經濟意識;2.通過對發動機燃料供給系統結構認知,培養學生良好的語言表達能力與社會溝通能力。建議課時2～4課時。任務1汽油發動機燃料供給系統概述一、理論知識準備1．汽油發動機燃料供給系統作用及組成1）作用汽油機燃料供給系統的主要作用是將汽油和空氣按一定比例均勻混合成可燃混合氣，再根據發動機各種不同工況的要求，向發動機汽缸內供給不同濃度和不同量的可燃混合氣，以便在臨近壓縮終了時點火燃燒而放出熱量燃氣膨脹做功，最后將汽缸內廢氣排至大氣中。2）組成汽油發動機燃料供給系統由空氣供給系統、燃油噴射系統和電子控制系統組成。任務1汽油發動機燃料供給系統概述（1）空氣供給系統。空氣供給系統的作用是向發動機提供與負荷相適應的清潔的空氣，同時測量和控制進入發動機汽缸的空氣量，使它們在系統中與噴油器噴出的汽油形成空燃比符合要求的可燃混合氣。空氣供給系統的組成和工作流程如圖4-1所示。圖4-1空氣供給系統的組成和工作流程任務1汽油發動機燃料供給系統概述（2）燃油噴射系統。燃油噴射系統的作用是用電動燃油泵向噴油器提供足夠壓力的汽油，噴油器根據來自ECU的控制信號，向進氣歧管內進氣門上方噴射定量的汽油。燃油噴射系統的組成和工作流程如圖4-2所示。圖4-2燃油噴射系統的組成和工作流程任務1汽油發動機燃料供給系統概述（3）電子控制系統。電子控制系統的作用是接收來自表示發動機工作狀態的各個傳感器輸送來的信號，根據ECU預置的程序，對噴油時刻、噴油量等進行確定和修正，并輸出控制信號給相應的執行器，以實現對發動機的最佳控制。電子控制系統的工作示意圖如圖4-3所示。圖4-3電子控制系統工作示意圖任務1汽油發動機燃料供給系統概述2．汽油發動機燃燒過程1）汽油機正常燃燒火花塞跳火點燃可燃混合氣，形成火焰中心。火焰按一定速度連續地傳播到整個燃燒室的空間。在此期間，火焰傳播速度及火焰前鋒的形狀均沒有急劇變化，這種狀況稱為正常燃燒。圖4-4所示為汽油機燃燒過程展開示功圖，它以發動機曲軸轉角為橫坐標，汽缸內氣體壓力為縱坐標。圖中虛線表示只壓縮不點火的壓縮線。燃燒過程的進行是連續的，為分析方便，按其壓力變化的特征，可將汽油機的燃燒過程分為三個階段。圖4-4汽油機的燃燒示功圖任務1汽油發動機燃料供給系統概述（1）著火延遲期。從火花塞跳火開始到形成火焰中心為止這段時間，稱為著火延遲期，如圖4-4中階段Ⅰ所示。從點火時刻起到活塞到達壓縮上止點，這段時間內曲軸轉過的角度稱為點火提前角，用θig表示。

（2）明顯燃燒期。從火焰中心形成到汽缸內出現最高壓力為止這段時間，稱為明顯燃燒期，如圖4-4中階段Ⅱ所示。

（3）后燃期。從最高壓力點開始到燃料基本燃燒完為止，稱為后燃期。這一階段主要是明顯燃燒期內火焰前鋒掃過的區域，部分未燃盡的燃料繼續燃燒，吸附于汽缸壁上的混合氣層繼續燃燒，部分高溫分解產物（CH2、CO等）在膨脹過程中溫度下降又重新燃燒、放熱。任務1汽油發動機燃料供給系統概述2）汽油機不正常燃燒（1）爆燃。在某種條件下（例如壓縮比過高等），汽油機的燃燒會出現不正常。在測量的p-φ示功圖上，壓力曲線出現了高頻大振幅波動，上止點附近的dp/dφ值急劇變動，此時火焰傳播速度和火焰前鋒形狀均發生急劇的變化，稱為爆震燃燒，簡稱爆燃（圖4-5）。任務1汽油發動機燃料供給系統概述圖4-5正常燃燒與爆震燃燒p-φ和dp/dφ圖比較（2）表面點火。表面點火是指不依靠電火花點火，由熾熱表面（如過熱的火花塞電極、排氣門和燃燒室表面的沉積物等）點燃混合氣而引起的不正常燃燒現象。在電火花正常點火之前產生的表面點火稱為早燃；電火花點燃混合氣之后產生的表面點火稱為后燃。表面點火的時刻是不可控制的。早燃時，由于點火表面較大，使火焰傳播速度較高，壓力升高率較大，汽油機工作粗暴，壓縮負功增加，并增加向汽缸壁的傳熱，致使功率下降，氣門、火花塞和活塞等零件過熱，同時進一步加熱熾熱表面，使著火更提前。后燃雖有可能加快燃燒速度，但因其發生在正常火焰傳播的過程中，所以對汽油機影響不大。一般地說，凡是能夠降低燃燒室壓力、溫度和防止積炭等熾熱點形成的因素和條件，都可以抑制和消除表面點火。采用低餾分的燃油和不易結焦的潤滑油是避免熾熱點火的有效措施。任務1汽油發動機燃料供給系統概述3）影響燃燒過程的主要因素（1）燃油。燃油的使用性能對燃燒過程有直接的影響。例如：汽油的蒸發性強，就容易汽化，與空氣混合，使燃燒速度快，且易于完全燃燒。但蒸發性過強，也會使汽油在炎熱的夏季、高原山區使用時，出現供油系統氣阻，甚至發生斷油現象。汽油的辛烷值高，就不容易發生爆燃燃燒。（2）混合氣成分。混合氣成分對燃料能否及時燃燒和火焰傳播速度都有影響。如圖4-6所示，當過量空氣系數λ＝0.85～0.95時，發動機發出最大功率，稱這種混合氣為最大功率混合氣。圖4-6混合氣成分對火焰傳播速度的影響任務1汽油發動機燃料供給系統概述（3）點火提前角。點火提前角大小對汽油機性能有很大影響。如圖4-7所示，為氣門全開、額定轉速下混合氣成分不變時，改變點火提前角，燃燒示功圖的變化。圖4-7不同點火提前角的示功圖1-點火過早；2-點火過遲；3-點火適當任務1汽油發動機燃料供給系統概述（4）發動機轉速。在汽油機一定的節氣門開度下，隨負荷的變化，轉速相應變化，轉速增加時，火焰傳播速度加快。隨轉速增加，壓縮過程所用時間縮短，散熱及漏氣損失減少，壓縮終了汽缸的溫度和壓力較高，使以秒計的燃燒過程縮短。但縮短程度不如轉速增加的比例大，使燃燒過程相當的曲軸轉角增大，以曲軸轉角計的著火延遲期增長。因此，當發動機轉速增加時，應增大點火提前角，減小爆燃傾向。（5）發動機負荷。轉速一定時，隨發動機負荷減小，進入汽缸的新鮮混合氣量減少，而殘余廢氣量基本不變，使殘余廢氣所占比例相對增加。殘余廢氣對燃燒反應起阻礙作用，使燃燒速度減慢。為保證燃燒過程在上止點附近完成，需增大點火提前角。

（6）冷卻液溫度。冷卻液溫度過高時，會使燃燒室壁及汽缸壁過熱，爆燃及表面點火傾向增加。同時，進入汽缸的混合氣因溫度升高、密度下降、充量減少，使發動機動力性、經濟性下降。

（7）壓縮比。提高壓縮比，可提高壓縮行程終了混合氣的溫度、壓力，加快火焰傳播速度。選擇合適的點火提前角，可使燃燒在更小的容積下進行，使燃燒終了的溫度、壓力高。任務1汽油發動機燃料供給系統概述3．可燃混合氣濃度與發動機性能關系1）混合氣成分的表示方法（1）空燃比。將實際吸入發動機中空氣的質量與燃料質量的比值稱為空燃比，用A/F表示。1kg汽油完全燃燒需要空氣14.7kg，故對于汽油機而言，理論空燃比為14.7。若空燃比小于14.7，則為濃混合氣，同理，空燃比大于14.7則為稀混合氣。（2）過量空氣系數。將燃燒1kg燃料實際供給的空氣質量與理論上1kg燃料完全燃燒所需的空氣質量之比稱為過量空氣系數，用符號λ表示。無論使用何種燃料，凡是過量空氣系數λ＝1的可燃混合氣即為理論混合氣，λ<1的為濃混合氣，λ>1的則為稀混合氣。任務1汽油發動機燃料供給系統概述2）可燃混合氣成分對發動機性能的影響發動機功率Pe和燃料消耗率ge都是隨著過量空氣系數λ變化而變化的，如圖4-8所示。（1）理論混合氣（λ＝1）。當λ＝1時，理論上汽缸中所含空氣中的氧正好能使其中的燃料完全燃燒。但實際上，由于汽缸中可燃混合氣的成分不可能絕對均勻地分布，以及殘余廢氣的存在而影響火焰中心的形成和火焰的傳播，而使λ＝1的可燃混合氣不可能得到完全燃燒。（2）稀混合氣（λ>1）。若混合氣過稀（圖4-8中λ>1.11），會因燃燒速度的進一步減小而造成加速性能變壞，發動機輸出功率下降，甚至會出現進氣管回火現象。因此，不能對發動機供給這種過稀的可燃混合氣。（3）濃混合氣（λ<1）。若可燃混合氣過濃（圖4-8中的λ<0.88），因燃燒不完全，產生大量的一氧化碳，在高溫高壓的作用下析出游離的炭粒，導致燃燒室積炭，發生排氣管放炮現象及冒黑煙。任務1汽油發動機燃料供給系統概述圖4-8混合氣成分對發動機性能的影響（發動機轉速不變，節氣門全開）1-燃油消耗率；2-功率任務1汽油發動機燃料供給系統概述（4）燃燒極限。當可燃混合氣太稀（λ≥1.4）以及太濃（λ≤0.4）時，雖能點燃，但火焰無法傳播，導致發動機運轉不穩定，直至熄火。故將此時的λ值分別稱之為火焰傳播下限和火焰傳播上限。以上對相應于圖4-8所示的試驗結果、所作的分析，可簡要地總結于表4-1中。任務1汽油發動機燃料供給系統概述二、任務實施———汽油發動機燃料供給系統結構認知1．準備工作（1）將車輛停放在實訓區域，確保人員和設備的安全。（2）檢查實訓室通風系統設備工作是否正常。（3）準備汽油發動機車輛2輛。2．操作步驟（1）將學生分成2個實訓小組，每組確定一名組長。（2）觀察實訓車輛，燃料供給系統包括空氣供給系統，燃油噴射系統和電子控制系統。（3）觀察實訓車輛的空氣供給系統，認識系統的部件，說出其名稱并記錄。（4）觀察實訓車輛的燃油噴射系統，認識系統的部件，說出其名稱并記錄。（5）觀察實訓車輛的電子控制系統，認識系統的部件，說出其名稱并記錄。（6）完成實訓任務后，對工作過程進行自我評價，提交實訓工作單，接受指導老師的技能考核。（7）整理清潔工作場所，把發動機臺架放回原處。任務1汽油發動機燃料供給系統概述三、評價與反饋1．自我評價（1）通過本學習任務的學習你是否已經知道以下問題：①汽油發動機燃料供給系統的組成及作用有哪些?②汽油發動機燃燒過程及燃燒的影響因素有哪些?③可燃混合氣濃度與發動機性能有什么關系?（2）汽油發動機燃料供給系統結構認知過程認識到了哪些部件?（3）實訓過程完成情況如何?（4）通過本學習任務的學習，你認為自己的知識和技能還有哪些欠缺?簽名：______________年____月____日任務1汽油發動機燃料供給系統概述任務1汽油發動機燃料供給系統概述四、技能考核標準（表4-3）任務1汽油發動機燃料供給系統概述學習目標?知識目標1．能正確敘述燃油噴射系統的功能和分類；2．能正確描述燃油噴