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配气机构


一、配气机构的结构特点

配气机构的基本结构如图2-91所示。

配气机构主要由气门组和气门传动组组成。现以DA462发动机为例,其配气机构组成元件分解图如图2-92所示。气门组由进气门11、排气门12、气门弹簧13、气门锁片16、气门弹簧座17、气门杆油封18、气门弹簧垫圈19和压装在气缸盖上的气门导管组成。气门传动组主要由同步带轮、凸轮轴总成2、摇臂轴7和摇臂轴弹簧10等组成。

该型发动机凸轮轴总成的后端设有驱动分电器的齿轮3和驱动燃油泵的偏心轮4。DA465或F10A发动机的配气机构与DA462的基本相同,只是前者没有在凸轮轴的后端设偏心轮,因其燃料供给系装用的是电动汽油泵,而后者装用的是机械驱动膜片式汽油泵。

昌河系列微型汽车配气机构有如下特点:

(1)采用顶置凸轮轴(SOHC)式配气机构,凸轮轴安装在气缸盖上,由曲轴通过同步带驱动。它与普通的顶置式配气机构不同,其凸轮轴上的凸轮直接驱动摇臂,即省去了作往复运动的挺杆和推杆。这样,使进、排气门与曲轴的随动性更好,发动机的结构也更加紧凑。

(2)凸轮轴与摇臂轴都支承在气缸盖上,与普通顶置式配气机构相比,结构更加坚固,因此大大减少了配气机构的噪声。

(3)每缸一个进气门,一个排气门。进气门直径为φ31.6mm,排气门直径为φ27.6mm。每个进(排)气门配备一根不等螺距的气门弹簧。进、排气门呈“V”形布置。进、排气门中心线与气缸中心线成20°角,进、排气门中心线互成40°角。这种气门布置形式有利于发动机的换气,使气缸中的废气排除得更彻底。

发动机配气相位如图2-93所示。进、排气门的开启持续角均为310°,进、排气门的重叠角为98°,进、排气门的最大升程均为7.934mm。[TOP]

二、配气机构的检修

(一)配气机构的拆装

配气机构各元件的拆装均无需事先拆卸发动机,其具体操作步骤请参阅发动机拆装的有关内容。

(二)气门的检修

(1)清除气门头上的积炭。

(2)检视气门锥形工作面及气门杆的磨损、烧蚀及变形情况,视情更换气门。

(3)检查气门头的厚度,如图2-94所示。气门头厚度的标准值与极限值见表1所示。如果测得的气门厚度H小于极限值,则应更换气门。

表1 CH1010和CH1018系列微型汽车气门头厚度(mm)

数据

项目

标准值

极限值

进气门

0.8-1.2

0.6

排气门

0.7

(4)检查气门尾部端面。该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,可用油石修磨。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形铁和平板,如
图2-95所示检查每个气门工作锥面的斜向圆跳动值。测量时,将V形铁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0.08 mm,如果测量值超过极限值,则需更换气门。

(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2-96所示将气门2支承在V形铁1上并用百分表3将其两端校成等高,然后检测气门杆外圆素线的最高点。当素线是中凸中凹时,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。

(三)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2-97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如表2-4所示。

表2-4 CH1010和CH1018系到微型汽车气门杆与气门导管直径及其配合间隙(mm)

注:括号内为CH1018A类微型汽车的数据(其余数据相同)

该间隙的大小亦可通过百分表测量气门杆尾部的偏摆量间接地判断。如图2-98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0.12 mm,排气门为0.16 mm。如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。如无新件,对磨损变小的气门杆可用镀铅再磨削的方法恢复其尺寸和配合间隙。若更换气门导管后使配合间隙过小,可用7mm的气门导管内孔铰刀(专用工具09916-34520)铰大气门导管的内径。

(3)气门导管的更换。如经上述检测需更换气门导管,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(专用工具09916-44511)和锤子拆下,把导管拆下后,使用12 mm的气门导管座铰刀(专用工具09916-37310)镀大导管座孔,除去毛边。

气门导管的修理级别(加大)有三级:第一级为12.070-12.081 mm;第二级为12.090-12.101mm;第三级为12.110-12.121mm。

因新导管的外径与气缸盖上的导管孔有0.030-0.061mm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机油,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组件1和2CCH1010系列、CH1018类:专用工具09916-57310和09916-57320;CH1018A类:专用工具09916-57321和9917-88210)及锤子将气门导管轻轻敲入气门导管座孔内,如图2-99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,对于CH1010系列和CH1018类微型汽车应为16.5±0.1mm对于CH1018A类微型汽车应为14mm。

(四)气门座的检修

1.气门座外观的检查

(1)外观检视气门座,气门座如松动、下沉则需更换;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。

(2)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。在气门工作面上,涂一层红丹油或轴承蓝,将气门置于相配的气门座上略用力压住气门头并转动1/4圈,涂上的红丹油或轴承蓝应被整齐地揩干净。检查被揩干净的红丹油部分的宽度,此即气门与气门座的接触环带。要求进、排气门接触环带宽度W为1.3-1.5mm,如图2-100所示。如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,则必须铰削或磨削气门座,最后研磨。

①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:

a.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,调整定心杆使它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。

b.粗铰。选用与气门工作面角度相同的粗铰刀,置于导杆上,如图2-101(a)所示。进气门座先用75°角的铰刀铰15°角的下口,再用30°角的铰刀铰60°角的上口,然后再用45°角的铰刀铰削45°角的接触面,如图2-101(b)所示。排气门座先铰15°角的下口,再铰75°角的上口,然后铰削45°角的接触面,如图2-101(c)所示。铰削时,双手用力要均衡,用力不要过大。有时由于受气门座工作面硬化层的影响,铰刀出现打滑现象,此时可用砂布垫于铰刀下砂磨气门座,而后再进行铰削。

c.试配。粗铰后,应用光磨过的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上部,以保证进、排气门的密封性和排气门的散热。

若接触环带偏于气门座上部,应再铰60°角(进气门座)或75°角(排气门座)的上口。若接触面偏于气门座下部,则应铰削15°角的气门座下口。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。

d.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。

②气门座的磨削:气门座的磨削主要是利用砂轮代替铰刀,以小型电机代替手动进行磨削。使用光磨机修磨气门座的速度快、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:

a.选择砂轮。根据气门工作面的角度,选择合适的砂轮。

b.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。

c.光磨。开动电机,保持电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。

③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。

a.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,变换气门对气门座的相对位置,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机油,再研磨几分钟,洗去机油,进行密封性检查。气门研磨后应打上顺序号,以免装错。

b.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机油装入导管内。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。


(五)气门弹簧的检查

(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(如图2-102所示),其标准长度为48.9mm,使用限度为47.6mm。其检查亦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时,应更换新件。

(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(如图2-103所示),标准气门弹簧压缩至长度为40mm时,相应压力应为236-276N。如压缩至40mm时,相应压力小于220N,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(如图2-104所示),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。

(六)摇臂轴、摇臂与摇臂轴弹簧的检修

(1)检视摇臂和调整螺钉的磨损,如图2-105所示。调整螺钉的端头1如磨损严重,应更换调整螺钉。摇臂与凸轮的接触面3如磨损严重或调整螺钉螺纹孔损坏,则应更换摇臂。

(2)检查摇臂轴的弯曲变形。使用V形铁和百分表检查摇臂轴的弯曲变形,如图2-106所示。与检查气门杆弯曲变形的方法类似,用摇臂轴外圆素线的直线度表示其弯曲程度。直线度极限值为0.06mm。如直线度超限,可用冷压校正法校正或更换摇臂轴。

(3)检查摇臂轴与摇臂孔的配合间隙。使用外径千分尺和内径百分表测量摇臂轴的直径和摇臂孔的内径(如图2-107所示),其差值即为两者的配合间隙,各数值应满足表2-5所示的要求。

如果配合间隙超过极限值,则应视摇臂轴直径和摇臂孔内径情况更换摇臂轴或摇臂,或者两者都更换。

(七)凸轮轴的检修

(1)外观检视凸轮工作面。检视凸轮工作面是否有擦伤和疲劳剥落现象。凸轮工作面的擦伤是沿滑动方向上产生的小擦痕,而后将发展成为严重的粘着损伤。如有上述现象,则应更换凸轮轴。

(2)检查凸轮的磨损。凸轮的磨损程度可用外径千分尺测量凸轮的高度H来判断,如图2-108所示。进、排气凸轮的标准高度为例36.14Image111.gif (932 字节) mm,使用限度为36.100 mm。如果被测凸轮高度H小于使用限度,可用修磨或堆焊后光磨的方法予以修复,或者更换凸轮轴。

(3)检查汽油泵驱动偏心轮的磨损。对于CH1010系列、CH1018类微型汽车机械式驱动汽油泵,其汽油泵驱动偏心轮的磨损亦可使用外径千分尺通过测量其偏心方向上的高度来判断。其标准高度为33.20+0.05mm,使用极限值为33.00 mm。如测量值小于使用极限值时,亦可使用修磨或堆焊后光磨的方法修复,或者更换凸轮轴。

(4)检查凸轮轴的弯曲变形。将V形铁置于平板上,将凸轮轴置于V形铁上,如图2-109所示使用百分表测量凸轮轴中间支承的径向圆跳动。轻轻地回转凸轮轴一周,百分表指针的读数差即为凸轮轴的径向圆跳动值。其极限值为0.l0mm,若测量值超过极限值,则应进行冷压校正或更换凸轮轴。凸轮轴校直后,其径向圆跳动应不大于0.04mm。

(5)检查凸轮轴轴颈的磨损。使用外径千分尺利用“两点法”测量每前个凸轮轴轴颈的直径,如图2-110所示。即在轴颈的两个不同截面上分别测量两垂直方向的直径尺寸(得到4个测量值),同时使用内径百分表利用“两点法“测量气缸盖上凸轮轴轴颈承孔的内径(每个承孔得4个测量值)。轴颈直径和轴颈承孔内径标准值如表2所列,用所测轴颈承孔内径减去相应轴颈直径即得轴颈与轴颈承孔的配合间隙。该间隙标准值为0.050-0.09lmm,使用极限值为0.150mm。如果该配合间隙超过极限值,则应更换凸轮轴,必要时,更换气缸盖。

(6)检查凸轮轴轴向间隙(止推间隙)。凸轮轴轴向间隙是靠止推板来保证的。测量该间隙时,可用撬杠拨动凸轮轴作轴向移动,用塞尺或百分表进行测量,如图2-111所示。该间隙标准值为0.050-0.150mm,使用极限值为0.300mm。如果测量值超限,则视情更换止推板或凸轮轴。

(八)同步带和同步带轮的检查

(1)检查同步带和同步带轮有无磨损和裂纹,必要时,进行更换。检查时,不可弯折同步带。同步带、同步带轮和同步带张紧轮不得沾有油和水。

(2)同步带松紧度的检查。检查同步带松紧度是否符合要求,如图2-112所示。使用推压计9,用30N(3.0kg)的力推压同步带驱动侧的中间,其挠度L应为5.5-6.5mm。否则应拧松同步带张紧轮固定螺钉7和螺塞3改变张紧轮8的位置予以调整。

表2凸轮轴轴颈直径与轴颈承孔内径(mm)

截面

凸轮轴轴颈直径

轴颈承孔内径

A

43.425-43.450

(44.225-44.250)

43.500-43.516

(44.300-44.325)

B

43.625-43.650

(44.225-44.250)

43.700-43.716

(44.300-44.325)

C

43.825-43.850

(44.025-44.050)

43.900-43.916

(44.100-44.125)

D

44.025-44.050

(43.825-43.850)

44.100-44.116

(43.900-43.925)

E

44.225-44.250

(43.625-43.650)

44.300-44.316

(43.700-43.725)

F

(43.425-43.450)

(43.500-43.525)

注:表格中括号内为CH1010系列、CH1018类微型汽车的数据。

(九)气门间隙的检查与调整

气门间隙是指调整螺钉1与气门杆3之间的间隙A,如图2-113所示。昌河系列微型汽车发动机冷态时,进、排气门间隙为0.13-0.18mm,热态时为0.23-0.28mm。

气门间隙的检查调整有两次检调法和逐缸检调法两种。

1.两次检调法

气门间隙的两次检调法的步骤如下:

(1)从气缸盖罩上拆下曲轴箱通风软管,拆下气缸盖罩。

(2)从离合器外壳上拆下点火正时检查窗橡皮塞。

(3)拆下分电器盖。

(4)顺时针方向转动曲轴(从发动机前端看),当分火头将要指向分电器盖第一缸高压线位置时,再慢转曲轴,使飞轮上的冲印标记“T”处的直线2与离合器外壳上的直线标记1对齐,如图2-114所示。此即第一缸压缩行程上止点位置。

(5)将气门编号。如若将气门按如图2-115所示的顺序编号,则此时可检调气门1、2、5和7的气门间隙。即第一缸进、排气门均可调,第二缸可检调进气门,第三缸可检调排气门。

(6)旋转曲轴360°,未调的气门3、4、6和8这时均可检调。即第二缸可检调排气门,第三缸可检调进气门,第四缸进、排气门均可检调。


(7)气门间隙检查是用塞尺片塞入气门间隙中进行的,如
图2-116所示。

(8)经检查如气门间隙不符合规定,则应进行调整。调整时,应先用扳手松开锁紧螺母,再利用旋具调整螺钉。旋入调整螺钉时,气门间隙减小;反之,旋出调整螺钉时,气门间隙增大。气门间隙值调整至规定值后,应一面用旋具固定住调整螺钉,一面将锁紧螺母以15-19N·m(1.5-1.9kgf·m)的拧紧力矩拧紧。

(9)用塞尺复查气门间隙值,如不合格,应重新进行调整。

(10)装上气缸盖罩,并按规定力矩拧紧其固定螺栓,再装上曲轴箱通风软管。

(11)装上分电器盖。

2.逐缸检调法

气门间隙的逐缸检调法,哪一气缸进、排气门可检调,是根据凸轮轴同步带轮键槽位置予以判断的,其检调步骤如下:

(1)同两次调整法的第(1)步。

(2)顺时针转动曲轴,使凸轮轴同步带轮键槽处于下、左、上和右的位置时,分别可以检调第一缸、第三缸、第四缸和第二缸的进排气门,如图2-117所示。

(3)同两次检调法的第(7)、(8)、(9)和(10)步。[TOP]

三、配气机构的故障诊断与排除

配气机构的故障主要有配气相位失准和配气机构异响。配气相位失准主要是同步带安装位置不正确或同步带齿形磨损引起滑转,遇此故障应立即更换同步带,并按发动机拆装的有关内容重新安装同步带。配气机构异响的故障诊断与排除如下所述。

(一)凸轮轴响

1.现象

(1)在发动机上部发出有节奏较钝重的“嗒嗒”声。

(2)中速时明显,高速时响声杂乱或消失。

2.原因

(1)凸轮轴轴向间隙过大,产生轴向窜动。

(2)凸轮轴有弯、扭变形。

(3)凸轮工作表面磨损。

(4)凸轮轴轴颈磨损,径向间隙过大。

3.诊断与排除

(1)按上节有关内容检查凸轮轴轴向间隙。如其轴向间隙过大,则应更换止推板;严重时,应更换凸轮轴。

(2)如凸轮轴轴向间隙正常,则表明有凸轮轴弯扭变形、此轮磨损或凸轮轴轴颈磨损等不良现象。此时,应分解配气机构,查明具体原因,视情更换凸轮轴。

(二)气门脚响

1.现象

(1)发动机怠速时,气缸盖罩内发出有节奏的“嗒嗒嗒”的响声。

(2)发动机转速升高,响声增大。

(3)发动机温度变化或作断火试验,响声不变。

2.原因

(1)气门间隙调整不当

(2)气门杆尾端与气门间隙调整螺钉磨损。

(3)气门间隙调整螺钉的锁紧螺母松动。

(4)凸轮磨损或摇臂圆弧工作面磨损。

3.诊断与排除

(1)拆下气缸盖罩,检查气门间隙调整螺钉的锁紧螺母是否松动;检查气门间隙值,并视情重新调整。

(2)检查气门杆尾部端面和调整螺钉的磨损情况,必要时更换气门或调整螺钉。

(3)检查凸轮与摇臂圆弧工作面的磨损情况,视情更换凸轮轴或摇臂。

(三)气门弹簧晌

1.现象

(1)发动机怠速时有明显的“嚓嚓”的响声。

(2)各转速下均有清脆的响声,多根气门弹簧不良,机体有震抖现象。

2.原因

气门弹簧过软或折断。

3.诊断与排除

(1)拆下气缸盖罩,用旋具撬住气门弹簧,若弹簧折断可明显地看出。弹簧折断应予以更换。

(2)仍用旋具撬住气门弹簧,怠速运转发动机,若响声消失,即为该弹簧过软。弹簧如过软,必须更换。

(四)气门座圈响

1.现象

(1)有节奏的类似气门脚响,但比气门脚响的声音大很多。

(2)发动机转速一定时,响声时大时小,并伴有破碎声。

(3)发动机中低速运转时,响声较清脆,高速时响声增大且变得杂乱。

2.原因

(1)气门座圈和气缸盖气门座圈座孔配合过盈量不足。

(2)气门座圈镶入气缸盖气门座圈座孔后,滚边时没有将座圈压牢。

(3)气门座圈粉末冶金质量不佳,受热变形以致松动。

3.诊断与排除

拆下气缸盖罩,经检查不是气门脚响和气门弹簧响,即可断定为气门座圈响。分解配气机构后进一步检查,必要时,铰削气门座圈座孔,更换松动的气门座圈,并保证其压入后有足够的过盈量。[TOP]


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