【教学任务书】

（续）

【项目实施建议】

（续）

【项目实施】

一、气门组件的构造认识

1.概述

（1）配气机构的作用 配气机构的作用是根据发动机工作循环和点火次序，适时地开启和关闭各缸的进、排气门，使纯净空气或空气与燃油的混合气及时地进入气缸，废气及时地排出。

（2）配气机构总体组成 以顶置双凸轮轴同步齿形带传动的配气机构（见图4-1）为例，它主要由气门组件（有进气门组件9和排气门组件11，含进、排气门，进、排气门座，气门弹簧，气门锁夹，气门导管等），气门驱动机构（液压挺柱8）、进气凸轮轴6和排气凸轮轴10以及凸轮轴传动机构（含曲轴正时带轮1、凸轮轴传动带轮5、同步齿形带3、张紧轮4）等组成。

（3）配气机构工作原理 发动机工作时，通过同步齿形带3带动进、排气凸轮轴旋转。当进气凸轮轴的进气凸轮克服气门弹簧力作用压下进气门时，进气门开启，开始进气；当进气凸轮轴转到凸轮的基圆段时，该进气门在气门弹簧作用下回位，关闭进气门，进气停止。排气门的开闭原理与进气门类似。

图4-1 配气机构总体

1—曲轴正时带轮 2—中间轴正时带轮 3—同步齿形带 4—张紧轮 5—凸轮轴传动带轮 6—进气凸轮轴 7—凸轮 8—液压挺柱 9—进气门组件 10—排气凸轮轴 11—排气门组件

四冲程发动机每完成一个工作循环，各缸的进、排气门需要开闭一次，即需要凸轮轴转过一圈，而曲轴需要转两圈。曲轴转速与凸轮轴转速之比（传动比）为2：1。

（4）充气效率 新鲜空气或可燃混合气被吸入气缸越多，则发动机可能发出的功率越大。新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度，用充气效率η_v表示，它是指在每个循环中，实际进入气缸的充量与进气状态下充满气缸工作容积的理论充量的比值。η_v越高，表明进入气缸的新鲜空气越多，可燃混合气燃烧时可能放出的热量也就越大，发动机的功率越大。即

η_v=M/M₀

式中 M——进气过程中，实际充入气缸的进气量；

M₀——在进气状态下充满气缸工作容积的进气量。

一般情况下发动机充气效率η_v总是小于1。η_v的大致范围是：

四冲程汽油机 0.7～0.85。

四冲程非增压柴油机 0.75～0.90。

四冲程增压柴油机 0.90～1.05。

充气效率与进气终了压力、进气终了温度及气缸内残余废气量有关。减少进气系统流通阻力，如壁面光滑平直的进、排气管道，气流流通阻力小可提高进气终了压力。使用多进气门机构可以有效提高进气终了压力，并使气缸内残余废气量减少。如上海柴油机厂生产的6135Q-1型车用柴油机，由二气门改为四气门后，15min标定功率由154kW提高到194kW，最大转矩由784N·m提高到920N·m，燃油经济性和排气温度得到相应的改善。目前，中小排量以上的轿车发动机已普遍采用4气门结构。

发动机增压，可以较大幅度地提高进气终了压力，有效改善发动机性能。另外，在使用中，应特别注意对空气滤清器的清洁和维护，以保证进气畅通，提高充气效率。

进气终了温度越高，充入气缸中的工质密度越小，新鲜充量越少。因此，进、排气管道分置于气缸盖的两侧，适当加大气门重叠角，有利于降低进气终了温度。

2.配气机构的形式

（1）按照气门的布置形式分类

1）气门顶置式。气门位于气缸盖上的配气机构称为气门顶置式配气机构，它由凸轮、挺柱、推杆、摇臂、气门和气门弹簧等组成。该配气机构的特点是进气阻力小、燃烧室结构紧凑、气流搅动大且能达到较高的压缩比，因此目前国产的汽车发动机都采用气门顶置式配气机构。

2）气门侧置式。气门位于气缸体侧面的配气机构称为气门侧置式配气机构，它由凸轮、挺柱、气门和气门弹簧等组成，省去了推杆、摇臂等零件，简化了结构。由于该配气机构的进、排气门在气缸的一侧，压缩比受到限制，进、排气门阻力较大，发动机的动力性和高速性均较差，因此逐渐被淘汰。气门顶置式配气机构和气门侧置式配气机构如图4-2所示。

（2）按照凸轮轴的布置位置分类

1）凸轮轴下置式。凸轮轴置于曲轴箱内的配气机构称为凸轮轴下置式配气机构。其中，气门组零件包括气门、气门座圈、气门导管、气门弹簧、气门弹簧座和气门锁夹等；气门传动组零件则包括凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴、摇臂轴座和气门间隙调整螺钉等。

下置凸轮轴由曲轴定时齿轮驱动。发动机工作时，曲轴通过定时齿轮驱动凸轮轴旋转。当凸轮的上升段顶起挺柱时，经推杆和气门间隙调整螺钉推动摇臂绕摇臂轴摆动，压缩气门弹簧使气门开启。当凸轮的下降段与挺柱接触时，气门在气门弹簧力的作用下逐渐关闭。

图4-2 气门顶置式配气机构和气门侧置式配气机构

四冲程发动机每完成一个工作循环，每个气缸进、排气一次。这时曲轴转两周，而凸轮轴只旋转一周，所以曲轴与凸轮轴的转速比或传动比为2∶1。

该配气机构的主要缺点是气门和凸轮轴相距较远，因而气门传动件较多，结构较复杂，发动机高度也有所增加。

2）凸轮轴中置式。与凸轮轴下置式配气机构的组成相比，凸轮轴中置式配气机构减少了推杆，从而减轻了配气机构的往复运动质量，增大了机构的刚度，更适用于较高转速的发动机。

3）凸轮轴上置式。凸轮轴上置式配气机构有两种结构：一种是凸轮轴直接通过摇臂来驱动气门，这样既无挺柱，又无推杆，往复运动质量大大减小，此结构适用于高速发动机；另一种是凸轮轴直接驱动气门或带液力挺柱的气门，此种配气机构的往复运动质量更小，特别适用于高速发动机。

凸轮轴下置式、凸轮轴中置式和凸轮轴上置式配气机构如图4-3所示。

图4-3 凸轮轴下置式、凸轮轴中置式和凸轮轴上置式配气机构

（3）按照曲轴和凸轮轴的传动方式分类 按照曲轴和凸轮轴传动方式的不同，配气机构分为齿轮传动式、链条传动式和齿带传动式三种形式，如图4-4所示。

图4-4 齿轮传动式、链条传动式和齿带传动式配气机构

（4）按照每缸气门数目分类 一般发动机都采用每缸两个气门，即一个进气门和一个排气门的结构。为了改善换气，在可能的条件下，应尽量加大气门的直径，特别是进气门的直径。但是由于燃烧室尺寸的限制，气门直径最大一般不能超过气缸直径的一半。当气缸直径较大，活塞平均速度较高时，每缸一进一排的气门结构就不能保证良好的换气质量。因此，在很多新型汽车发动机上多采用每缸四气门结构，即两个进气门和两个排气门，如图4-5所示。目前还有四气门、五气门、八气门等。

3.配气机构的组成

配气机构包括气门组和气门传动组，如图4-6所示。

图4-5 四气门式配气机构

4.气门间隙

气门间隙是指气门完全关闭时，气门杆尾端与摇臂或挺柱之间的间隙（注：凸轮的凸起部分不顶挺柱）。它的作用是补偿气门受热后的膨胀量。

不同的机型，气门间隙的大小不同。根据实验确定，一般冷态时，排气门间隙大于进气门间隙，进气门间隙约为0.25～0.3mm，排气门间隙约为0.3～0.35mm。

若间隙过大，则进、排气门开启滞后，缩短了进、排气时间，降低了气门的开启高度，改变了正常的配气相位，使发动机因进气不足、排气不净而导致功率下降；此外，还使配气机构零件的撞击增加，磨损加快。

若无间隙或间隙过小，则在发动机工作后，零件受热膨胀而将气门推开，使气门关闭不严，造成漏气，功率下降，并使气门的密封表面严重积炭或烧坏，甚至导致气门撞击活塞。气门间隙的调整如图4-7所示。

图4-6 配气机构的组成

图4-7 气门间隙的调整

二、配气相位

配气相位是指用曲轴转角表示的进、排气门的开闭时刻和开启的持续时间。通常用环形配气相位图来表示，如图4-8所示。

图4-8 配气相位示意图

1.理论上的配气相位分析

理论上进气行程、压缩行程、做功行程、排气行程各占180°，也就是说进、排气门都是在上、下止点开闭，延续时间都是曲轴转角180°。但实际表明，简单的配气相位对实际工作是很不适应的，它不能满足发动机对进、排气门的要求。

原因是实际发动机曲轴转速很高，活塞每一行程历时都很短，当转速为5600r/min时，一个行程只有60/（5600×2）=0.0054s，就是转速为1500r/min，一个行程也只有0.02s，这样短的进气或排气过程，会使发动机进气不足，排气不净。可见，理论上的配气相位不能满足发动机进气充分、排气干净的要求，那么，实际的配气相位又是怎样满足这个要求的呢？下面就进行详细的分析。

2.实际的配气相位分析

为了使发动机进气充足、排气干净，除了从结构上进行改进外（如增大进、排气管道），还可以从配气相位上想点办法，如使气门早开晚闭，延长进、排气时间。

（1）气门的早开晚闭 从示功图中可以看出，活塞到达进气行程下止点时，由于进气吸力的存在，气缸内气体压力仍然低于大气压，因此在大气压的作用下气缸仍能进气；另外，此时进气流还具有较大的惯性。由此可见，进气门晚关可以增加进气量。

进气门早开，可使进气一开始就有一个较大的通道面积，可增加进气量。

在做功行程快要结束时，排气门打开，可以利用做功的余压使废气高速冲出气缸，排气量约占50%。排气门早开，势必造成功率损失，但因气压低，损失并不大，而早开可以减少排气所消耗的功，又有利于废气的排出，所以总功率仍是提高的。

从图4-8所示配气相位示意图中可以看出，活塞到达上止点时，气缸内废气压力仍然高于外界大气压，加之排气气流的惯性，排气门晚关可使废气排得更净一些。

由此可见，气门具有早开晚关的可能，那么气门早开晚关对发动机实际工作又有什么好处呢？

进气门早开：增大了进气行程开始时气门的开启高度，减小了进气阻力，进而增加了进气量。

进气门晚关：延长了进气时间，在大气压和气体惯性力的作用下增加了进气量。

排气门早开：借助气缸内的高压自行排气，大大减小了排气阻力，使排气干净彻底。

排气门晚关：延长了排气时间，在废气压力和废气惯性力的作用下，使排气干净彻底。

（2）气门重叠 由于进气门早开、排气门晚关，进气门在上止点前开启而排气门在上止点后关闭，势必造成在同一时间内两个气门同时开启的现象，这个现象称为气门重叠，把两个气门同时开启时间相当的曲轴转角称为气门重叠角。在这段时间内，可燃混合气和废气是否会乱窜呢？答案是不会的，这是因为：一方面，进、排气流各自有自身的流动方向和流动惯性，而重叠时间又很短，不至于混乱，即吸入的可燃混合气不会随同废气排出，废气也不会经进气门倒流入进气管，而只能从排气门排出；另一方面，进气门附近有降压作用，有利于进气。

（3）进、排气门的实际开闭时刻和持续时间 在排气行程接近终了时，活塞到达上止点前，即曲轴转到离上止点还差一个角度α，进气门便开始开启，进气行程直到活塞越过下止点后β时，进气门才关闭。整个进气过程延续时间相当于曲轴转角180°+α+β。

α——进气提前角，一般α=10°～30°。

β——进气延迟角，一般β=40°～80°。

所以，进气过程曲轴转角为230°～290°。

同样，做功行程接近终了时，活塞在下止点前排气门便开始开启，提前开启的角度γ一般为40°～80°，活塞越过下止点后δ时排气门关闭，δ一般为10°～30°，整个排气过程相当曲轴转角180°+γ+δ。

γ——排气提前角，一般γ=40°～80°。

δ——进气延迟角，一般δ=10°～30°。

所以，排气过程曲轴转角为230°～290°。

气门重叠角α+δ=20°～60°。

三、配气机构的主要零部件

1.气门组

（1）组成 气门组由气门、气门座、气门导管、气门弹簧、锁片和卡簧组成，有的进气门还设有气门旋转机构，如图4-9所示。

（2）气门组的工作条件与材料 气门组能承受热负荷、机械负荷、冲击但冷却、润滑困难。

为了保证气门的正常工作，除了在结构上采取措施外，还应当选用耐热、耐蚀、耐磨的材料。根据进、排气门工作条件的不同，进气门采用一般合金钢（如40Cr和35CrMo等）即可，而排气门则要求用高铬耐热钢（如40Cr10Si2Mo和42Cr9Si2等）制造。

图4-9 气门组的组成

2.气门

气门是保证发动机工作性能良好和可靠性、耐久性的重要零件之一。对气门的主要要求是，在任何情况下都必须保证燃烧室的气密性。气门由头部和杆部组成，如图4-10所示。

（1）气门顶

气门顶的形状如图4-11所示。

① 球面顶。这种气门顶面具有最大的强度，但吸热面大，质量也大。球面对排气阻力有利，适于作排气门。

② 喇叭形顶。这种气门顶与杆部过渡具有一定的流线形，可减少进气阻力，但受热面大，一般用在高功率和赛车发动机上作进气门。

③ 平顶。这种气门顶吸热量少，制造简单，若用较大一点圆弧连接，则流动阻力也小，因此是所有发动机中最常用的形式。

④ 改良形内凹顶。它是介于喇叭形顶与平顶之间的一种形式。它在制造上比喇叭形顶有改进，因此也有应用。

图4-10 气门的组成

图4-11 气门顶的形状

（2）气门锥角 气门与气门座之间的配合面做成锥面，如图4-12所示，以便落座时自行对正中心，接触良好。气门密封锥面并不是以全宽参加工作，从降低热负荷出发，希望接触带宽些，但接触带过宽时，工作面接触压力下降，杂物和硬粒卡在气门锥面与气门座面之间不能很好地碾碎，妨碍密封性。为了保证密封可靠，气门与气门座相配研磨后，要求得到1～2mm宽的密封带。气门锥角对气门头部与气门座的密封性和导热性以及气门的刚度都有影响，一般多采用45°，有的采用30°，个别情况下也有用60°或15°的。

（3）气门直径 进气门直径一般大于排气门直径。这是由于进气阻力对发动机动力性的影响比排气阻力大得多（尤其对于汽油机而言）。在受限制的燃烧室空间（考虑到燃烧室的紧凑性、发动机的尺寸等）内布置的进、排气门，显然应当适当加大进气门直径，并适当减小排气门直径。有时为了加工简单，把进、排气门直径做成一样，在这种情况下，往往在排气门头部刻有排气标记，以防装错。气门头部到气门杆的过渡圆弧一般都比较大，这样能减小气流阻力，同时又能增加强度，改善气门头部的散热。

图4-12 气门锥角

（4）气门杆部 气门杆部用来在气门运动时作导向、承受侧压力，并传递走一部分热量。气门杆的圆柱形表面需磨光。有的发动机排气门杆加粗，以利于传热，降低排气门的温度。但出于工艺上的考虑，绝大多数发动机的进、排气门杆都制成一样粗。

气门杆有较高的加工精度和较低的表面粗糙度，与气门导管保持较小的配合间隙，以减小磨损，并起到良好的导向和散热作用。气门尾端的形状决定于上气门弹簧座的固定方式。采用剖分成两半且外表面为锥面的气门锁夹来固定上气门弹簧座，结构简单，工作可靠，拆装方便，因此得到了广泛的应用。气门锁夹内表面有多种形状，相应地气门尾端也有各种不同形状的气门锁夹槽，如图4-13所示。

图4-13 气门尾端的形状

1—气门尾端 2—气门锁夹克 3—卡块 4—圆柱销

在某些高度强化的发动机上采用中空气门杆的气门，旨在减轻气门质量和减小气门运动的惯性力。为了降低排气门的温度，增强排气门的散热能力，在许多汽车发动机上采用钠冷却气门。这种气门是在中空的气门杆中填入一半金属钠。因为钠的熔点是97.8℃，沸点为880℃，所以在气门工作时，钠变成液体，在气门杆内上、下激烈地晃动，不断地从气门头部吸收热量并传给气门杆，再经气门导管传给气缸盖，使气门头部得到冷却。充钠排气门如图4-14所示。

（5）每缸气门数 一般发动机每个气缸有两个气门，即一个进气门和一个排气门。进气门头部直径比排气门大15%～30%，目的是增大进气门通道截面积，减小进气阻力，增加进气量。凡是进气门和排气门数量相同时，进气门头部直径总比排气门大。每缸两气门的发动机又称两气门发动机。现代高性能汽车发动机普遍采用每缸三、四、五个气门，其中尤以四气门发动机为数最多。

四气门发动机每缸两个进气门、两个排气门，其突出的优点是气门通道截面积大，进、排气充分，进气量增加，发动机的转矩和功率得以提高；其次是每缸四个气门，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；最后，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。

图4-14 充钠排气门

（6）气门座与气门座圈 气门头有一密封锥面b，它与气门座密封锥面配合，起到密封气道的作用。气门密封锥面与顶平面之间的夹角α称为气门锥角，其锥角α一般为45°，有些车为了增大气流的流通面积，使进气充分，将进气门锥角做成30°。工作中，由于气门与气门座之间的撞击及高温气体作用，使密封锥面容易产生磨损和凹陷，应注意修磨或更换新件。多数发动机的进气门的头部直径比排气门的大。气门头的边缘厚度a一般为1～3mm，以减少工作中由于气门与气门座之间的冲击损坏或高温气体烧蚀。气门密封锥面如图4-15所示。

为保证起到良好的密封作用，装配前应将气门头与气门座的密封锥面互相研磨，使其接触时不漏气。研配好的气门不能互换。

气门座与气门共同执行密封功能，可以直接在气缸盖（气门顶置时）或气缸体（气门侧置时）上镗出，也可以用耐热钢、球墨铸铁或合金铸铁单独制成，然后压入气缸盖或气缸体相应的孔中，后者称为镶嵌式气门座。

气门座的锥角由三部分组成（见图4-16a），其中45°（30°）的锥面与气门密封锥面贴合。要求密封锥面的贴合宽度b₁为1～2.5mm，以保证一定的座合压力，使密封可靠，同时又有一定的导热面积；有些发动机的气门锥角比气门座锥角小0.5°～1°，该角称为密封干涉角。密封干涉角有利于磨合期加速磨合，磨合期结束，密封干涉角逐渐消失，恢复了全锥面接触，如图4-16b所示。

图4-15 气门密封锥面

图4-16 气门座锥角与密封干涉角

1—气门 2—气门座(www.daowen.com)

车用汽油机经常在部分负荷下工作，由于节气门开度不大，进气被节流，进气管道中真空度较大，进气门可以经常得到经由气门导管吸入的润滑油的润滑，故可以不镶气门座。而排气门的工作条件就恶劣得多了，因此大多镶有气门座。

柴油机有些是进、排气门均镶座，以提高耐磨性；有些则是进气门镶座、排气门不镶座。这是因为柴油机的排气门经常受到由于燃烧不完全而夹杂在废气中的柴油和润滑油等的润滑而不致强烈磨损，而进气门由于通过导管漏入的润滑油少（柴油机无化油器，进气管内真空度较小，虽然汽车柴油机经常在部分负荷下工作，但柴油机的负荷不是用如汽油机那样的节气门来控制，进气管内的真空度不会因负荷减小而增加）。气门直径又较大，在很高的气体压力作用下挠曲变形较大，致使在密封锥面上发生微量的相对滑动，磨损比较严重。

（7）气门导管和油封 气门导管的作用是在气门作往复直线运动时进行导向，以保证气门与气门座之间的正确配合与开闭。另外，气门导管还在气门杆与气缸盖之间起导热作用。气门导管多用灰铸铁、球墨铸铁或粉末冶金制成。当凸轮直接作用于气门杆端时，承受侧向作用力。气门导管与气缸盖上的气门导管孔为过盈配合，气门导管内、外圆柱面经加工后压入气缸盖中，然后精铰内孔。为防止气门导管在工作中松落，有的采用卡环定位。

气门与气门导管间留有0.05～0.12mm的微量间隙，使气门能在导管中自由运动，适量的配气机构飞溅出来的润滑油由此间隙对气门杆和气门导管进行润滑。该间隙过小，会导致气门杆受热膨胀与气门导管卡死；间隙过大，则会使润滑油进入燃烧室燃烧，产生积炭，加剧活塞、气缸和气门磨损，增加润滑油的消耗，同时造成排气冒蓝烟。为了防止过多的润滑油进入燃烧室，很多发动机在气门导管上安装有橡胶油封（见图4-17）。

（8）气门弹簧 气门弹簧的作用是保证气门回位。在气门关闭时，保证气门及时关闭和紧密贴合，同时防止气门在发动机振动时因跳动而破坏密封；在气门开启时，保证气门不因运动惯性而脱离凸轮。气门弹簧多为圆柱形螺旋弹簧，发动机装一根气门弹簧时，可采用变螺距弹簧（见图4-18），以防止共振。现在有些车装两根弹簧（见图4-19），弹簧内、外直径不同，旋向不同，它们同心安装在气门导管的外面，不仅可以提高弹簧的工作可靠性，防止共振的产生，还可以降低发动机的高度，而且当一根弹簧折断时，另一根还能继续维持工作，不致使气门落入气缸中。

图4-17 气门与气门座

1—气门导管 2—卡环 3—气缸盖 4—气门座

图4-18 变螺距弹簧

图4-19 双气门弹簧

四、气门组的检修与装配

1.配气机构的拆装要点

配气机构的拆卸顺序通常是：首先，从气缸盖上拆下摇臂轴总成；其次，拆下凸轮轴及正时齿轮总成；最后，从气缸盖上拆下气门组的零件。配气机构的安装顺序与拆卸顺序正好相反，只是增加了一道在零件的摩擦表面涂抹润滑油的程序。

气门与气门座是成对配研的，安装时不得错乱。另外，挺柱与挺柱导向孔经过磨合，彼此已经相适，安装时最好也不要错乱。

（1）摇臂轴总成的拆装要点 因为装在摇臂轴上的各摇臂中，有的摇臂正处于压缩气门弹簧使气门打开的状态，这样的摇臂对摇臂轴有一个向上的作用力。所以，在拆卸摇臂轴总成时，要把全部摇臂轴支座的固定螺栓分几次逐渐拧松，使摇臂轴平行地远离气缸盖，安装时也一样，以防拆装不当造成摇臂轴弯曲。

（2）凸轮轴总成的拆装要点

1）确认配气正时记号。拆卸凸轮轴总成前应仔细观察曲轴和凸轮轴正时齿轮的配气正时记号，尤其是在缺少资料的情况下，更有必要。配气正时记号的一般规律是：对于同步齿形带传动或链传动的配气机构，配气正时记号通常分别制在正时同步齿形带轮（或链轮）及其后侧静止不动的壳体件上（见图4-20）。安装时，只要使曲轴和凸轮轴的正时同步齿形带轮（或链轮）上的正时记号分别与其后侧壳体上的记号对准，然后再安装同步齿形带（或链条），即可保证配气正时。对于齿轮传动的配气机构，配气正时记号一般都打在齿轮上（见图4-21），但也有分别打在正时齿轮和正时齿轮室上的。

图4-20 配气正时记号

1—曲轴 2—曲轴正时同步带轮下正时记号 3—凸轮轴 4—凸轮轴同步带轮下正时记号

图4-21 配气正时齿轮上的正时记号

1—凸轮轴正时齿轮 2—喷油泵齿轮 3—惰轮 4—曲轴正时齿轮

2）中、下置式凸轮轴的拆装。无论中、下置式还是上置式凸轮轴，在拆卸时都要首先除其轴向定位。下置式凸轮轴与曲轴的定时齿轮是一对圆柱齿轮，其相互啮合的斜齿与凸轮轴和曲轴的轴线不平行，只有一边转动，一边沿轴向外撬凸轮轴齿轮，才能使其脱离啮合（安装时，对准记号后，也应在转动的同时推压凸轮轴齿轮，使其与曲轴齿轮进入全齿啮合状态为止），然后，用手边转动（防止凸轮和挺柱卡住）边向外抽出凸轮轴。

2.气门组零件的检修

（1）气门的检修

1）通常用如图4-22所示的专用工具拆装气门和气门弹簧。

图4-22 几种拆装气门的专用工具的使用

2）清除气门头上的积炭。检视气门锥形工作面及气门杆的磨损、烧蚀及变形情况，视情况更换气门。

3）检查气门头圆柱面的厚度H，如图4-23所示。对于轿车，一般进气门应大于0.60mm，排气门应大于1mm。

4）检查气门尾部端面。气门尾部端面在工作时经常与气门摇臂碰擦，需检视此端面的磨损情况，有无凹陷现象。不严重时，可用磨石修磨。如果修磨量超过0.5mm，则需更换气门。

5）检查气门工作锥面的斜向圆跳动。使用百分表、V形架和平板，如图4-24所示检查每个气门工作锥面的斜向圆跳动值。测量时，将V形架1置于平板上，使百分表3的触头垂直于气门2的工作锥面，轻轻转动气门一周，百分表读数的差值即为气门工作锥面的斜向圆跳动。为使性能检测准确，需测量若干个斜面，取其中的最大差值作为气门工作锥面的斜向圆跳动值，其极限值为0.08mm。如果测量值超过该极限值，则需更换气门。

图4-23 气门头圆柱面厚度

H—气门头圆面厚度 a—气门锥角（45）°

图4-24 检查气门工作工作锥面的斜向圆跳动

1—V形架 2—气门 3—百分表

6）检查气门杆的弯曲变形。气门杆的弯曲变形常用气门杆圆柱面的素线直线度表示，如图4-25所示将气门2支承在V形架1上，并用百分表3将其两端校成等高，然后性能检测气门杆外圆素线的最高点。当素线是中凸中凹时，在各测量部位的读数中，最大与最小读数差值之半即为该轴向截面的素线直线度误差。当素线不是中凸中凹时，转动气门杆，按上述方法测量若干条素线，取其中的最大误差值之半，作为气门素线的直线度误差。直线度误差值应不大于0.02mm，否则应用手压机校正或更换气门。

图4-25 检查气门杆的弯曲变形

1—V形架 2—气门 3—百分表

图4-26 检查气门杆与气门导管直径及配合间隙

1—外径千分尺 2—内径百分表

图4-27 检查气门杆尾部的偏摆量

1、2—气门尾部推动方向 3—百分表 4—气门

（2）气门导管的检修

1）清洗气门导管。

2）检查气门杆与气门导管的间隙（在气门的弯曲检验合格后进行）。用外径千分尺1测量气门杆的直径，用内径百分表2测量气门导管的直径，如图4-26所示。为使测量准确，需在气门杆和气门导管长度方向测得多个测量值，并注意气门和气门导管的对应性，不得装错；气门杆与气门导管直径及其配合间隙应符合原厂要求。

该间隙的大小也可通过百分表测量气门杆尾部的偏摆量间接地作出判断。如图4-27所示，按原装车要求装好气门，用百分表触头顶住气门杆尾部，按1↔2的方向推动气门4的尾部，观察百分表3指针的摆差。

气门杆尾部偏摆使用极限：进气门为0.12mm，排气门为0.16mm。如果气门杆与气门导管配合间隙或气门杆尾部偏摆超限，则应根据测量的气门杆直径和气门导管内径情况，更换气门或气门导管。

3）气门导管的更换。如经上述性能检测需更换气门导管，则应先选用与气门导管尺寸相适应的铳头，将旧导管在压床上压出或用气门导管拆卸器和锤子拆下，把导管拆下后，使用气门导管座铰刀铰大导管座孔，除去毛边。

因新导管的外径与气缸盖上的导管孔有一定的过盈量，为便于导管压入和防止气缸盖产生变形，在新导管外壁上应涂以发动机润滑油，并均匀地把气缸盖加热至80～100℃，再在压床上将气门导管压入或利用气门导管安装工具及锤子将气门导管轻轻敲入气门导管座孔内，如图4-28所示。上述操作应迅速进行，以便所有气门导管在较均衡的温度下被压进气缸盖内。此时，气门导管的伸出量H为15mm。

（3）气门座的检修

1）外观检查。外观检视气门座，气门座如松动、下沉则需更换，新座圈与座孔一般有0.075～0.125mm的过盈量，将气门座圈镶入座圈孔内，通常采用冷缩和加热法，冷缩法是将选好的气门座圈放入液氮中冷却片刻，使座圈冷缩；加热法是将气缸盖加热100℃左右，迅速将座圈压入座孔内。气门座表面如有斑痕、麻点，则需用专用铰刀或砂轮进行铰削或磨削。

气门与气门座密封性的检查。外观检视如良好，则应检查气门与气门座的密封性。常用的检查方法如下：

图4-28 气门杆导管的伸出量

1—气门导管安装器把手 2—气门导管安装器 H—气门导管伸出量

图4-29 用铅笔画法检查气门密封面

① 用软铅笔在气门密封锥面上，顺轴向均匀地画上直线，如图4-29a所示，然后将气门对号入座插入导管中，用气门捻子（橡皮制）吸住气门顶面，将气门上下拍击数次取出，观察铅笔线是否全部被切断，如图4-29b所示。如发现有未被切断的线条，则可将气门再插入原座，转动1～2圈后取出，若线条仍未被切断，则说明气门有缺陷，若线条被切断，则说明气门座有缺陷。应找出缺陷并加以修理。

② 可用红丹着色检查，将红丹涂在气门密封锥面（薄薄一层），再将气门插入原座，用上述同样的方法拍打、研转后取出，观察气门座上密封锥面的红丹印痕是否全部被擦除，判断其密封性是否合格。

③ 把气缸盖平面水平朝上放置，将汽油或煤油倒入装有气门的燃烧室，5min内如密封环带处无渗漏，即为合格。

要求进、排气门接触环带宽度W一般为1～2.5mm，如图4-30所示，排气门大于进气门宽度，柴油机的宽度大于汽油机宽度。如果气门与气门座不能产生均匀的接触环带，或接触环带宽度不在规定的范围内，则当密封带宽度过小时将使气门磨损加剧，当宽度过大时容易使气门烧蚀。这时必须铰削或磨削气门座，并最后研磨，方法如下所述。

2）气门座的铰削。气门座用手工铰削时，因铰刀的尺寸和形状不同，导杆的尺寸也不同。气门座的铰削工艺过程如下：

① 选择刀杆。利用气门导管作定位基准，根据气门导管的内径选择相适应的定心杆直径。定心杆插入气门导管内，调整定心杆使其与气门导管内孔密切配合，以保证铰削的气门座与气门导管中心线重合。

② 粗铰。对于旧气门座，由于受工作面硬化层的影响，铰刀会出现打滑现象，此时可用砂布垫于铰刀下砂磨气门座，而后再进行铰削。先选用与气门工作面角度相同的粗铰刀，置于导杆上，进行铰削，如图4-31a所示；然后，用75°铰刀铰削15°气门座上口，如图4-31b；再用15°的铰刀铰削75°气门座下口，如图4-31c；最后再用45°铰刀铰削45°角的接触面，如图4-31d所示。铰削时，双手用力要均衡，转速要一致，用力不要过大，以防起棱。

③ 试配。粗铰后，应用同一组气门进行试配，查看接触环带所处的位置。接触环带应在气门座的中下部，以保证进、排气门的密封性和排气门的散热。

图4-30 检查气门的接触环带宽度

W——气门的接触环带宽

图4-31 气门铰削顺序

若接触环带偏于气门座上部，则应用75°铰刀再铰气门座上口。若接触面偏于气门座下部，则应用15°铰刀铰削气门座下口。即接触环带偏上铰上口，偏下铰下口。若接触环带宽度达不到要求，则应铰削45°角的工作面。

④ 精铰。选用45°角的细刃铰刀进行精铰或在铰刀下面垫以细砂布进行砂磨。

3）气门座的光磨。气门座的光磨主要是利用砂轮代替铰刀，以小型电动机代替手动进行磨削。使用光磨机修磨气门座，速度快、质量好。特别是当气门座硬度较高时，其修磨效果更好。气门座的磨削工艺过程如下：

① 选择砂轮。根据气门工作面的角度，选择合适的砂轮。

② 安装气门导杆。在气门导管内安装合适的导杆，再将选择好的砂轮装在光磨机上。

③ 光磨。开动电动机，保持电动机中心线处于垂直位置，施以轻轻的压力进行光磨。光磨时间不宜太长，要边光磨边检查。注意有些车的气门不允许光磨，如上海帕萨特气门中有钠，就不允许光磨，修理中只允许研磨。

4）气门的研磨。为进一步提高气门座的密封性，气门与气门座必须进行研磨。气门的研磨有手工研磨法和机动研磨法两种。

① 手工研磨法工艺过程。清洗气门、气门座和气门导管。在气门工作面上涂一层薄的研磨膏，用带橡皮碗的木柄捻子吸住气门头进行研磨。

研磨时手腕着力，不要用力太大，并注意防止研磨膏进入气门导管内。在研磨中应不时地提起和转动气门，变换气门与气门座的相对位置，以保证研磨均匀。

边研磨边进行检查，当气门座和气门工作面出现一条整齐、连续、无斑点的接触环带，同时环带位置和宽度满足要求后，洗净气门和气门座，换用细研磨膏，磨到接触环带整齐且呈无光泽的灰色状时，洗去气门及气门座上的研磨膏。

将气门工作面涂上发动机润滑油，再研磨几分钟，洗去润滑油，进行密封性检查。气门研磨后应打上顺序号，以免装错。

② 机动研磨法。将气缸盖清洗干净，置于研磨机工作台上。在已配好的气门工作面上涂一层研磨膏，将气门杆部涂以发动机润滑油装入导管内。使各气门的座孔对正转轴的垂直位置，连接好研磨手柄，调节气门升程，即可进行研磨。研磨至与手工研磨相同的要求为止。

（4）气门弹簧的检查 气门弹簧的损伤形式有自由长度缩短、弹性减弱、弯曲、扭转、裂纹和折断等。气门弹簧产生上述损伤后，将逐渐减弱气门与气门座之间的接触压力，降低密封性能，并可能产生导响。

1）检查气门弹簧的自由长度L。用游标卡尺1测量气门弹簧2的自由长度（见图4-32）。该检查也可用新旧弹簧对比的经验方法进行。自由长度小于使用限度1.3～2mm时，应更换新件。

图4-32 检查气门弹簧的自由长度

1—游标卡尺 2—气门弹簧

2）检查气门弹簧的弹力。气门弹簧的弹力可用弹簧弹力试验器进行检查（见图4-33），将弹簧压缩至规定长度，如果弹簧弹力的减小值大于原厂规定弹力的10%，则应更换新件。

3）检查气门弹簧端面与其中心轴线的垂直度。将气门弹簧2直立置于平板1上（见图4-34），用直角尺3检查每根弹簧的垂直度。气门弹簧上端和直角尺之间的间隙L即为垂直度的大小，其极限值为2.0mm，如该间隙超限，则必须更换气门弹簧。

图4-33 检查气门弹簧的弹力

1—气门弹簧 2—标尺

图4-34 检查气门弹簧垂直度

1—平板 2—气门弹簧 3—直角尺 L—间隙值

4）裂纹检验。用磁力探伤器进行检验，发现裂纹及时更换。

（5）液压挺柱的检修

1）不解体检查液压挺柱工作是否正常：发动机起动正常，有不规则的气门噪声，低速运转发动机，并使散热器的风扇接通运转一次。增加发动机的转速到2500r/min，并运转2min。如果液压挺柱始终有杂声，找出有缺陷液压挺柱的方法如下：

① 拆下气缸盖罩。

② 沿顺时针方向转动曲轴，直至被检查液压挺柱的凸轮的尖点向上。

③ 用带有楔形尖端的木棒或塑料棒向下压液压挺柱，如图4-35所示。如果在气门打开时的自由行程超过0.1mm，压下液压挺柱感觉有间隙，则要更换液压挺柱。

2）液压挺柱产生噪声的原因。

① 当发动机还没有达到正常工作温度时，能听到液压挺柱噪声；而当发动机热起来之后，这种噪声即消失。这种现象是正常的。

② 如果所有的液压挺柱都有噪声，则可能是由于灰尘或变质粘结的润滑油使其卡住所致；或是因为润滑油质量不良，如起泡沫的润滑油也可能带来这种现象。如果润滑油起泡沫，则在润滑油标尺上也将有泡沫。润滑油中有水以及润滑油油面过高或过低，都可能引起润滑油起泡。当液力柱塞需要调整而调整不当时，也将引起噪声。

③ 如果某个液压挺柱有时发出噪声，则其原因可能是液压挺柱中的柱塞太紧、柱塞弹簧太软或被折断、球阀泄漏、柱塞磨损、锁环安装不当或找不着以及到柱塞的润滑油压力不够。

3）液压挺柱装置拆卸后应竖直放置，以防润滑油从内部流出。其检查方法如下：

① 测量导孔内径，如图4-36所示，液压挺柱与导孔之间的配合间隙不得超过0.1mm，否则应更换液压挺柱或对导孔镶套。

图4-35 检查液压挺柱

图4-36 测量液压挺柱与导孔之间的间隙

② 进行泄漏试验。把排除空气后的液压挺柱放在试验台上，在20℃的环境下，在柱塞上施加20.5N的压力，在滑下2mm左右后，测量其1mm的滑降时间，如图4-37所示。如果测得的值低于标准值，应当更换液压挺柱。

4）液压挺柱使用修理中的注意事项。

① 严格控制发动机润滑油的油面高度。

② 发动机冷起动后应运转一段时间，以使润滑油温度上升，液压挺柱达到正常的工作状态。

③ 如果发现液压挺柱失灵，则应更换新件。

如需拆下液压挺柱时，液压挺柱不允许互换，应在液压挺柱上做标记，标记应做在与凸轮接触面的正方，如图4-38所示。

图4-37 液压挺柱泄漏试验

图4-38 在液压挺柱上做记号