汽车发动机机械系统检修汽车发动机机械系统检修学习任务九：气门组的拆装与检查学习任务九：气门组的拆装与检查知识点：掌握气门组的组成及各组成局部的功用知识点：掌握气门组的组成及各组成局部的功用技能点：掌握气门组拆装的正确步骤及气门组的技能点：掌握气门组拆装的正确步骤及气门组的 检查方法检查方法任务介绍任务介绍任务介绍任务介绍 气门驱动组气门驱动组组成：凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂组成：凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂功用：定时驱动气门使其开闭功用：定时驱动气门使其开闭气门组气门组组成：气门、气门座、气门弹簧、组成：气门、气门座、气门弹簧、气门导管、锁片气门导管、锁片功用：维持气门的关闭功用：维持气门的关闭相关知识相关知识相关知识相关知识配气机构的组成配气机构的组成气门组的主要部件气门组的主要部件组成：气门、气门座、气门导管、气门弹簧、弹簧座、锁片组成：气门、气门座、气门导管、气门弹簧、弹簧座、锁片等零件组成。等零件组成。1 1、气门、气门组成：头部和杆部组成：头部和杆部功用：头部用来密封气缸的进、排气通道；杆部用来为气功用：头部用来密封气缸的进、排气通道；杆部用来为气门的运动导向。门的运动导向。头部头部杆部杆部结构简单，制造方便，结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较吸热面积小，质量也较小，进、排气门都可采小，进、排气门都可采用。用。平顶式平顶式凹顶式喇叭顶凹顶式喇叭顶进气阻力小，但其顶部受进气阻力小，但其顶部受热面积大，适用于进气门。热面积大，适用于进气门。气门头部气门头部1头部顶面形状：平顶、凹顶、凸顶头部顶面形状：平顶、凹顶、凸顶凸顶式球面顶凸顶式球面顶其刚度大，排气阻力小，其刚度大，排气阻力小，废气去除效果好，但球形废气去除效果好，但球形的受热面积大，适用于排的受热面积大，适用于排气门。气门。2气门锥角气门锥角气门头部与气门圈座接触的锥面与气门顶部平面的夹角。气门头部与气门圈座接触的锥面与气门顶部平面的夹角。锥角作用：锥角作用：1能获得较大的气门座合压力，以提高密封性和导热性；能获得较大的气门座合压力，以提高密封性和导热性；2气门落座时有自动定位作用；气门落座时有自动定位作用；3防止气流拐弯过大而降低流速；防止气流拐弯过大而降低流速；4气门落座时能挤掉接触面的沉积物，即有自洁作用。气门落座时能挤掉接触面的沉积物，即有自洁作用。进气门：一般为进气门：一般为30，原因是在相同气门升程情况下，锥角，原因是在相同气门升程情况下，锥角小时进气阻力小；但由于头部边缘较薄，刚度差，密封性及小时进气阻力小；但由于头部边缘较薄，刚度差，密封性及导热性均差。导热性均差。排气门：一般为排气门：一般为45，因其热负荷较大。，因其热负荷较大。气门头部直径越大，气门口通道截面就越大，进、排气气门头部直径越大，气门口通道截面就越大，进、排气阻力就越小。通常进气门头部直径大于排气门。另外，阻力就越小。通常进气门头部直径大于排气门。另外，排气门稍小些，还不易变形。排气门稍小些，还不易变形。3 3气门头部直径气门头部直径气门的杆部起导向、散热作用。气门的杆部起导向、散热作用。较高的加工精度，外表经过热处理和磨光，保证较高的加工精度，外表经过热处理和磨光，保证同气门导管的配合精度和耐磨性。同气门导管的配合精度和耐磨性。气门杆部气门杆部锁销式：用锁销固定，锁销孔锁销式：用锁销固定，锁销孔气门杆尾部：其形状决定于弹簧座固定方式气门杆尾部：其形状决定于弹簧座固定方式锥形锁片式：安装两半锥形锁片，凹槽环槽锥形锁片式：安装两半锥形锁片，凹槽环槽弹簧座固定方式弹簧座固定方式锥形锁片式锥形锁片式 锁片式的锥形锁片被分成两半，合在一起形成一个完整锁片式的锥形锁片被分成两半，合在一起形成一个完整的圆锥结构，弹簧座的中心孔为圆锥孔，用来与锁片的外的圆锥结构，弹簧座的中心孔为圆锥孔，用来与锁片的外圆锥面配合。圆锥面配合。 1-气门导杆；气门导杆；2-气门弹簧；气门弹簧；3-气门弹簧座；气门弹簧座；4-气门锁片气门锁片 固定方法比较简单，将弹簧座连同弹簧一起压下后，固定方法比较简单，将弹簧座连同弹簧一起压下后，把锁销插人气门杆尾部的径向孔内，放松弹簧座后，锁把锁销插人气门杆尾部的径向孔内，放松弹簧座后，锁销正好位于弹簧座的外侧面的凹穴内，防止了弹簧座的销正好位于弹簧座的外侧面的凹穴内，防止了弹簧座的脱出。脱出。 1-气门弹簧座；气门弹簧座；2-气门锁销气门锁销锁销式锁销式气缸盖的进、排气道与气门锥面相座合的部位。气缸盖的进、排气道与气门锥面相座合的部位。气门座气门座作用：与气门头部共同对气缸起密封作用，并接受气门作用：与气门头部共同对气缸起密封作用，并接受气门作用：与气门头部共同对气缸起密封作用，并接受气门作用：与气门头部共同对气缸起密封作用，并接受气门传来的热量，传来的热量，传来的热量，传来的热量，起到对气门散热的作用。起到对气门散热的作用。2.2.气门座气门座直直接接形形成成式式：直直接接在在缸缸盖盖或或缸缸体体上上加加工工出出来来。该该种种形形式式散散热热效效果果好好，使使用用中中不不存存在在脱脱落落造造成成事事故故的的可可能能性性。但但存在不耐高温、不耐磨损、不便于修理更换等缺点。存在不耐高温、不耐磨损、不便于修理更换等缺点。镶镶座座式式: : 大大多多数数发发动动机机的的气气门门座座是是用用耐耐热热合合金金钢钢或或合合金金铸铸铁铁单单独独制制成成座座圈圈，然然后后压压入入气气缸缸盖盖体体中中。它它不不但但耐耐高高温温、耐耐磨磨损损和和耐耐冲冲击击，而而且且使使用用寿寿命命长长，易易于于更更换换。缺缺点点是是导导热热性性差差，加加工工精精度度高高，如如果果与与缸缸盖盖上上的的座座孔孔公公差差配配合合选择不当，还可能发生脱落而造成事故。选择不当，还可能发生脱落而造成事故。1 1 气门座的形成气门座的形成气门座锥角是与气门锥角相适应的，以保证二者紧密座合，可气门座锥角是与气门锥角相适应的，以保证二者紧密座合，可靠地密封。气门座锥角通常为靠地密封。气门座锥角通常为450或或300。 b450（300）1507502气门座锥角气门座锥角气门座锥角通常由三局部构成气门座锥角通常由三局部构成 气门干预角：即气门的锥角比气门座的锥角小气门干预角：即气门的锥角比气门座的锥角小0 00 0 。0.50 10加快了磨合速度，同时也提高了密封加快了磨合速度，同时也提高了密封性；性；自洁作用；自洁作用；防止加工时出现负干预角，使气门暴防止加工时出现负干预角，使气门暴露在炽热燃气中的受热面积增加。露在炽热燃气中的受热面积增加。气门干预角的作用气门干预角的作用: 3 3气门干预角气门干预角3.气门导管气门导管功用功用：给气门的运动作导向，保证气门的往复直线运动给气门的运动作导向，保证气门的往复直线运动和气门关闭时能正确地与气门座贴合，并为气门杆散热和气门关闭时能正确地与气门座贴合，并为气门杆散热。材料材料：用含石墨较多的合金铸铁：用含石墨较多的合金铸铁或粉末冶金材料，能提高自润滑或粉末冶金材料，能提高自润滑作用。作用。工作条件工作条件：高温、磨损严重、润滑困难。：高温、磨损严重、润滑困难。 气门导管的外外表与缸盖的配合有一定的过盈量，以保证良好地传热和防止松脱。气门导管的下端伸入到进、排气道内。为防止对气流造成阻力，伸入端的外圆做成圆锥状。气门导管与气门杆之间留有的间隙，使气门杆能在导管内自由运动。 4.4.气门弹簧气门弹簧作用作用1 1保证气门自动回位关闭而密封；保证气门自动回位关闭而密封；2 2保证气门与气门座的座合压力；保证气门与气门座的座合压力；3 3吸收气门在开启和关闭过程中传动零件所产生的惯性力。吸收气门在开启和关闭过程中传动零件所产生的惯性力。 采用优质合金钢丝卷绕成螺旋状，弹簧两端磨平，以防采用优质合金钢丝卷绕成螺旋状，弹簧两端磨平，以防止在工作中弹簧产生歪斜；弹簧外表要磨光、抛光或喷丸止在工作中弹簧产生歪斜；弹簧外表要磨光、抛光或喷丸处理提高疲劳强度；弹簧外表还必须经过镀锌、镀铜、处理提高疲劳强度；弹簧外表还必须经过镀锌、镀铜、发蓝或磷化处理防锈。发蓝或磷化处理防锈。气门弹簧的材料气门弹簧的材料形状：圆柱形螺旋弹簧。一端支承在缸盖上，一端支承形状：圆柱形螺旋弹簧。一端支承在缸盖上，一端支承在弹簧座上。在弹簧座上。当气门每分钟开闭的次数与弹簧本当气门每分钟开闭的次数与弹簧本身的固有振动频率相同或成倍数时，身的固有振动频率相同或成倍数时，就出现共振现象，使弹簧的振幅增就出现共振现象，使弹簧的振幅增大，破坏了气门的正常开闭时间，大，破坏了气门的正常开闭时间，弹簧折断。弹簧折断。1)1)提高气门弹簧的自然振动频率，即提高弹簧的刚度：如加提高气门弹簧的自然振动频率，即提高弹簧的刚度：如加粗钢丝直径或减小弹簧的圈径，即粗丝小径。粗钢丝直径或减小弹簧的圈径，即粗丝小径。2)2)2 2采用双气门弹簧：每个气门装两根直径不同、旋向相反采用双气门弹簧：每个气门装两根直径不同、旋向相反的内外弹簧。的内外弹簧。气门弹簧防共振的结构措施气门弹簧防共振的结构措施3 3采用不等螺距气门弹簧采用不等螺距气门弹簧不等螺距的气门弹簧安装时，螺距小的一端应朝向气门头不等螺距的气门弹簧安装时，螺距小的一端应朝向气门头部。部。4) 4) 采用等螺距的单弹簧，在其内圈加一个过盈配合的阻尼采用等螺距的单弹簧，在其内圈加一个过盈配合的阻尼摩擦片来消除共振。摩擦片来消除共振。圆柱等螺距弹簧圆柱等螺距弹簧不等距弹簧不等距弹簧双弹簧布置双弹簧布置1.1.气门组的拆卸气门组的拆卸 拆卸气门组时，必须使用专门的气门弹簧拆卸器进行标准操作。拆卸拆卸气门组时，必须使用专门的气门弹簧拆卸器进行标准操作。拆卸时使用弹簧拆卸器将弹簧座连同已被预紧的弹簧一起压下，使锁销锥时使用弹簧拆卸器将弹簧座连同已被预紧的弹簧一起压下，使锁销锥形锁片处于自由状态，可方便取下。然后再将弹簧座连同弹簧一起慢形锁片处于自由状态，可方便取下。然后再将弹簧座连同弹簧一起慢慢放松，直至弹簧处于完全放松的白由状态，即可轻松取出弹簧座、弹慢放松，直至弹簧处于完全放松的白由状态，即可轻松取出弹簧座、弹簧和气门。簧和气门。 任务实施任务实施 1 1拆下气门挺杆，并按正确的顺序摆放气门挺杆。拆下气门挺杆，并按正确的顺序摆放气门挺杆。2 2用专用维修工具压缩气门弹簧并卸下用专用维修工具压缩气门弹簧并卸下2 2个定位锁片取下气门。如个定位锁片取下气门。如下图，拆下弹簧座圈、气门弹簧。下图，拆下弹簧座圈、气门弹簧。 3 3用尖嘴钳取出油封，如下图。用尖嘴钳取出油封，如下图。4 4用压缩空气和磁性棒，吹气卸下弹簧座，如下图。按正确的顺序用压缩空气和磁性棒，吹气卸下弹簧座，如下图。按正确的顺序排放好气门、气门弹簧、弹簧座和弹簧座圈。排放好气门、气门弹簧、弹簧座和弹簧座圈。5 5气门组零件的放置气门组零件的放置气门组零件拆卸后气门组零件拆卸后, ,应将整套气门组零件按顺序放置好。应将整套气门组零件按顺序放置好。2.2.安装气门组安装气门组 1 1使用专用维修工具推入新油封见图使用专用维修工具推入新油封见图1 1。注意进气门油封是。注意进气门油封是灰色的，排气门油封是黑色的见图灰色的，排气门油封是黑色的见图2 2 。 图图1 安装气门油封安装气门油封 图图2 气门油封的区别气门油封的区别2 2安装气安装气门、弹簧座、气簧座、气门弹簧和簧和弹簧座圈。簧座圈。1一气一气门；2一一弹簧座；簧座；3一气一气门弹簧；簧；4一一弹簧座圈簧座圈3 3使用专用维修工具压缩气门弹簧，并将使用专用维修工具压缩气门弹簧，并将2 2个锁片放置在气门杆周围。个锁片放置在气门杆周围。安装气安装气门锁片片4 4用塑料贴面的锤子，轻轻敲击气门杆顶端，以保证配合完好。用塑料贴面的锤子，轻轻敲击气门杆顶端，以保证配合完好。敲敲击气气门杆杆5 5安装气门挺杆和填隙片。用手检查气门挺杆，气门挺杆应转动安装气门挺杆和填隙片。用手检查气门挺杆，气门挺杆应转动自如。再安装汽缸盖。自如。再安装汽缸盖。 气门出现以下耗损之一时，应予更换：气门出现以下耗损之一时，应予更换：1 1载货汽车的气门杆的磨损量大于，轿车的气门杆的磨损大于，或载货汽车的气门杆的磨损量大于，轿车的气门杆的磨损大于，或出现明显的台阶形磨损。磨损程度测量方法如下图。出现明显的台阶形磨损。磨损程度测量方法如下图。3.3.气门的耗损与检验气门的耗损与检验气门的常见耗损：气门杆部的磨损，气门工作面磨损与烧蚀，以及气门的常见耗损：气门杆部的磨损，气门工作面磨损与烧蚀，以及气门杆的弯曲变形等。气门杆的弯曲变形等。2)2)气门头部边缘的厚度小于气门头部边缘的厚度小于1mm1mm。因为气门头圆柱局部厚度过小会增。因为气门头圆柱局部厚度过小会增大燃烧室容积，影响发动机工作的平稳性，同时使气门头的强度降低；大燃烧室容积，影响发动机工作的平稳性，同时使气门头的强度降低；此外，在气门落入座圈的瞬间，尤其是重型柴油机的气门，在高冲击此外，在气门落入座圈的瞬间，尤其是重型柴油机的气门，在高冲击波的作用下可能会出现振弹，容易引起密封带的烧蚀。波的作用下可能会出现振弹，容易引起密封带的烧蚀。3 3气门尾端的磨损大于。气门尾端的磨损大于。4 4气门杆的直线度误差大于时，应予更换或校直，校直后的直线度气门杆的直线度误差大于时，应予更换或校直，校直后的直线度误差不得大于。气门杆的直线度检查方法如下图。将气门杆部支撑在两误差不得大于。气门杆的直线度检查方法如下图。将气门杆部支撑在两只只V V形支架上，用百分表检查气门杆中部，检查时将百分表触头与气门形支架上，用百分表检查气门杆中部，检查时将百分表触头与气门杆接触，将气门杆转动一周，百分表摆差的一半，即为气门杆的直线度杆接触，将气门杆转动一周，百分表摆差的一半，即为气门杆的直线度误差。误差。4.4.气门座的更换气门座的更换 镶配气门座圈的步骤如下：镶配气门座圈的步骤如下：1)1)拉出旧气门座。拉出旧气门座。2)2)选择新气门座圈。用外径千分尺测量座圈外径，用内径量表测量座选择新气门座圈。用外径千分尺测量座圈外径，用内径量表测量座圈孔内径，选择适宜过盈量，一般在。圈孔内径，选择适宜过盈量，一般在。3)3)气门座圈的镶换。将检验合格的新座圈用干冰或液氯冷却，时间不气门座圈的镶换。将检验合格的新座圈用干冰或液氯冷却，时间不少于少于10min10min，同时将缸盖的座圈承孔用汽油喷灯或在箱式炉中加热至，同时将缸盖的座圈承孔用汽油喷灯或在箱式炉中加热至373373423K423K，同时取出加热的缸盖和冷缩的气门座圈，并在座圈外涂上，同时取出加热的缸盖和冷缩的气门座圈，并在座圈外涂上一层密封胶，将座圈压入承孔内。一层密封胶，将座圈压入承孔内。5.5.气门导管的更换气门导管的更换 更换的步骤如下：更换的步骤如下：1 1用外径略小于气门导管内孔的阶梯轴捅出气门导管。用外径略小于气门导管内孔的阶梯轴捅出气门导管。2 2选择外径尺寸符合要求的新气门导管。选择外径尺寸符合要求的新气门导管。3 3安装气门导管。用细砂布打磨气门导管承孔口，在承孔内壁与安装气门导管。用细砂布打磨气门导管承孔口，在承孔内壁与 导管外外表涂少许机油，并放正气门导管，垫上铜质的阶梯轴导管外外表涂少许机油，并放正气门导管，垫上铜质的阶梯轴 用压力机或手锤将导管装入承孔内。用压力机或手锤将导管装入承孔内。6.6.气门弹簧的检验气门弹簧的检验 气门弹簧的弹力应在弹簧检验仪上进行检验，当弹簧力的减小值大气门弹簧的弹力应在弹簧检验仪上进行检验，当弹簧力的减小值大原厂规定原厂规定10%10%时，应予更换。气门弹簧弹力降低，将使气门关闭时回弹时，应予更换。气门弹簧弹力降低，将使气门关闭时回弹振抖，不但影响气缸的密封性，也容易烧蚀气门。在无弹簧的原厂数振抖，不但影响气缸的密封性，也容易烧蚀气门。在无弹簧的原厂数据时，一般多采用测量弹簧的自由长度减少值来判断，当其自由度减据时，一般多采用测量弹簧的自由长度减少值来判断，当其自由度减小值超过小值超过2mm2mm时，应予更换。时，应予更换。对气门与气门座的配合要求是：对气门与气门座的配合要求是：1 1、气门与座圈的工作锥面角度应一致。为改善气门与气门座圈的磨合、气门与座圈的工作锥面角度应一致。为改善气门与气门座圈的磨合性能，磨削气门的工作锥面时，其锥面角度比座圈小性能，磨削气门的工作锥面时，其锥面角度比座圈小O.5O.5ll。2 2、气门与座圈的密封带宽度应符合原设计规定，一般为。排气门大、气门与座圈的密封带宽度应符合原设计规定，一般为。排气门大于进气门的宽度；柴油机的宽度大于汽油机的宽度。密封带宽度过小，于进气门的宽度；柴油机的宽度大于汽油机的宽度。密封带宽度过小，将使气门磨损加剧；宽度过大，容易烧蚀气门。将使气门磨损加剧；宽度过大，容易烧蚀气门。3 3、气门工作锥面与杆部的同轴度误差应不大于。、气门工作锥面与杆部的同轴度误差应不大于。4 4、气门杆与导管的配合间隙应符合原厂规定。、气门杆与导管的配合间隙应符合原厂规定。拓展与提高拓展与提高气门的密封性检验气门的密封性检验 方法一：检验前，将气门及气门座清洗干净，在气门锥面上用软铅方法一：检验前，将气门及气门座清洗干净，在气门锥面上用软铅笔均匀地划上假设干条线，每线相隔约笔均匀地划上假设干条线，每线相隔约4mm4mm如图如图a a，然后与相配气，然后与相配气门座接触，略压紧并转动气门门座接触，略压紧并转动气门45459090，取出气门，查看铅笔条。，取出气门，查看铅笔条。如铅笔线条均被切断，如图如铅笔线条均被切断，如图b b所示，那么表示密封良好，否那么，应重所示，那么表示密封良好，否那么，应重新研磨。新研磨。 方法二：将气门与相配气门座轻轻敲击几次，查看接触带，如有明方法二：将气门与相配气门座轻轻敲击几次，查看接触带，如有明亮的连续接触环痕，即为合格。亮的连续接触环痕，即为合格。方法三：在气门工作面上涂抹一层红丹四氧化三铅，然后用橡方法三：在气门工作面上涂抹一层红丹四氧化三铅，然后用橡皮捻子吸住气门在气门座上旋转皮捻子吸住气门在气门座上旋转1/41/4圈，再将气门提起，假设红丹布满圈，再将气门提起，假设红丹布满气门座工作外表而无间断，又十分整齐，即表示密封良好。气门座工作外表而无间断，又十分整齐，即表示密封良好。方法四：可用煤油或汽油浇在气门顶面上，方法四：可用煤油或汽油浇在气门顶面上，5min5min内视气门与座接触内视气门与座接触处是否有渗漏现象，如无为合格。处是否有渗漏现象，如无为合格。