配气机构的检修
配气机构的功用是按发动机的点火顺序和每个气缸的工作过程的要求,定时地开启和关闭各气缸的进、排气门,使可燃混合气及时进入气缸,燃烧后的废气及时排出气缸。
进、排气门实际的开、闭时刻用曲轴转角来表示,称为配气相位。用曲轴转角的环形图表示配位相位,该图就称配气相位图,桑塔纳发动机进、排气门开启和关闭时刻如表2-4
桑塔纳发动机配气相位
机型 进气门 排气门
开启 关闭 开启 关闭
YP型 上止点前4° 下止点后46° 下止点后44° 上止点后6°
JV型 上止点前1° 下止点后37° 下止点后42° 上止点后2°
桑塔纳发动机的配气机构为气门顶置式、凸轮轴顶置式,凸轮轴的传动为齿带式。
配气机构由气门组和气门传动组所组成。
一、气门传动组的检修
气门传动组包括凸轮轴、挺杆、正时齿轮及凸轮轴承等, 1.凸轮轴构造、拆卸、检查与维修
1)凸轮轴的构造
凸轮轴的功用是控制各缸的进、排气门按发动机的工作顺序和时间及时开闭。桑塔纳发动机凸轮轴置于气缸盖上,这样使其结构简单、惯量小、刚度大,有利于提高发动机的转速。
凸轮轴由进、排气凸轮和凸轮轴颈组成。凸轮轴上共有八个凸轮,每缸进、排气凸轮各一个。其排列形式从前往后依次为排、进、排、进、进、排、进、排。凸轮轴上有五道轴颈,为全支承型式。并利用第五道轴承盖的两个侧面进行轴向定位。
凸轮轴由曲轴用3/8英寸、宽20毫米的同步齿形胶带传动。这种齿形胶带传动,不仅传动精确、同步性好、使用速度范围大,而且不需润滑、传动效率高、张紧力小、噪音低、传动机构简单,并且便于拆装。
2)凸轮轴的拆卸、检查与维修
(1)凸轮轴的拆卸顺序
①拆下空气滤清器;
②拆下皮带盘固定螺栓,取下皮带盘;
③拆下正时齿轮上、下护罩;
④将曲轴置于第一缸上止点位置,放松并取下齿形胶带,
⑤拆下凸轮轴齿轮,并取出齿轮的半圆键;
⑥拆下气门室罩盖;
⑦拆下135道轴承盖,再对角交替拆下2、4道轴承盖,即可抬下凸轮轴。
(2)凸轮轴的检查与修理
①将凸轮轴清洗干净,检查有元裂纹,键槽有无磨损或损坏,严重磨损或有裂纹应更换。
②在车床上用千分表检查凸轮轴的同心度,允许极限为0.01毫米。
③用外径测微器检查轴颈和凸轮高度的磨损情况(标准轴颈为26毫米,凸轮总升程10.0毫米)。轴颈磨损可采用涂镀方法修复,凸轮高度低于允许值时,应更换凸轮轴。更换凸轮轴时,应注意不同的标记。 YP型发动机的凸轮轴在第1和第3凸轮上各有一个坯圈,箭头所示。JV型发动机凸轮轴在第1凸轮J上有一个坯圃,并且在第1和第2凸轮之间有一圈蓝漆记号,箭头所示。自1983年10月起也有在第3凸轮上留有坯圈,在第3、4凸轮之间涂有白漆。
2.挺杆的构造、工作、拆卸与检修
挺杆在凸轮轴、凸轮与气门杆之间。凸轮的传动是通过挺杆传给气门。
1)挺杆的构造与工作原理
1987年以前生产的桑塔纳发动机配气机构的挺杆是机械式。挺杆的顶面有凹槽,凹槽用于装气门间隙调整垫片。在挺杆的上方有个存油槽,从凸轮轴颈出来的油流人存油槽。当凸轮轴旋转时,凸轮尖端与油面接触。这样由于气门间隙调整垫片几乎浸没在油里而得到润滑,不仅润滑凸轮,而且气门间隙调整垫片下面的挺杆也得到润滑。机械式气门挺杆在装配时必须选择适当厚度的调整垫片,以便保持规定的气门间隙。如垫片磨损应予更换。
1987年以后生产的桑塔纳发动机,其配气机构采用了液压式挺杆。它取消了气门间隙调整垫片。由于气门间隙不用调整,就使装配、使用、保养十分方便。挺杆磨损更换新品。采用液压式挺杆,由于挺杆与凸轮总是接触的,因此消除了由于气门间隙过大而引起的冲击和噪音,并且减少了凸轮型面与挺杆端面的磨损。液压挺杆的构造它是由挺杆体、油缸、柱塞和弹簧等组成。挺杆体中部有一道环形油槽,与气缸盖上的斜油孔对齐,所以气缸盖上主油道的油通过量油孔、斜油孔及环形油槽进入低压油腔。在挺杆体顶板的背面有一条键形槽,将油引入柱塞上面的低压油腔。油缸下端与气门杆端面直接接触,柱塞顶部与挺杆体背面接触。柱塞下端是球形阀座,与球形阀配合。当球形阀开启时,球形阀上下是一个通腔,而球形阀关闭时,则球形阀的上部是低压腔,球形阀的下部是高压腔。球形阀的下面有柱塞回位弹簧,在回位弹簧的作用下,使挺杆端面和凸轮轮廓线保持紧密接触。
液压挺杆的工作原理当挺杆顶面位于凸轮的基圆时,补偿了气门间隙。机油通过气缸盖主油道、量油孔、斜油孔进入挺杆中部环形油槽,再由环形油槽中的油孔进入低压油腔,随着凸轮轴的转动,挺杆下移,柱塞也随之下降。当挺杆中部的环形油槽离开了斜油孔位置时,不再进油。由于球形阀紧压在阀座上,低压油腔与高压油腔被分隔开,高压油腔中的油被压缩,油压升高,而机油几乎是不可压缩的,这样油缸和柱塞就成为一个刚性的整体,开始推动气门打开,直到挺杆运动到下止点。挺杆到下止点后开始上行。由于在气门弹簧和凸轮的作用下,高压油腔继续保持封闭状态,直至上升到凸轮的基圆处时。气缸盖上的斜油孔与挺杆中部环形油槽对上,机油进入挺杆的低压油腔。这时挺杆顶面再无凸轮压力,气门也落座关闭,高压油腔中的高压油和柱塞回位弹簧一起推动柱塞上行,油压下降使球形阀离开阀座,机油从低压油腔进入高压油腔,高、低油腔的压力得到平衡。挺杆顶面和凸轮基圆紧密接触,气门间隙得以补偿。
2)挺杆的拆卸与检修
(1)挺杆的拆卸步骤
①拆下气门室罩;
②拆下凸轮轴轴承盖并抬下凸轮轴;
③通过气缸盖上的孔取出挺杆,并在挺杆上做出记号,以防各缸装错。
(2)挺杆的检修
①机械式挺杆在维修中首先检查气门间隙调整垫片和挺杆凹槽的磨损情况,如磨损严重,会影响挺杆的正常工作。然后检查挺杆与挺杆孔的配合间隙,其正常间隙为0.12毫米。检查方法是将挺杆提起少许(在挺杆工作行程范围内)摇晃,如果有明显的间隙感觉,则表明挺杆与孔磨损严重,应予修复或更换。
②液压挺杆在维修中首先检查挺杆顶部的磨损情况,如磨损出现沟槽,应更换新品;然后检查挺杆与挺杆孔的配合间隙;再检查柱塞与油缸的配合情况。柱塞和油缸是一对精密偶件,其配合间隙不得大于0.005毫米。间隙过大,挺杆在工作中会从间隙中渗油,影响挺杆的正常工作。检查时将液压挺杆浸泡在洗油中,推拉柱塞若干次,排出腔内空气。如果不能把腔内空气排净,可将挺杆分解后再装复。把排出空气后的液压挺杆放在试验台上,在柱塞上施加196牛(20千克力)的力,使其下滑2毫米左右之后,再测量它下降1毫米的时间。
在20℃的条件下,其标准值为1-65秒/毫米。如果低于标准值,应更换液压挺杆。
二、气门组的检修
气门组包括气门、气门导管、气门座、气门弹簧、座圈、锁片及挡油封等。
1.气门的检修
气门为平顶式,结构简单、制造方便、吸热面积小。为使进气充分,进气门直径比排气门直径大。进、排气门直径如表2-5
表2-5 桑塔纳发动机进、排气门直径(毫米)
机型 气门直径
进气门 排气门
YP型 34.00 31.00
JV型 38.00 33.00
进、排气门锥角均为5度,气门杆端制有环形凹槽,用于安装气门锁片。
1)气门的拆卸
凸轮轴和挺杆取下后,使用专用工具拆下气门锁片,取出锁片座圈和气门弹簧,取出气门并在气门头顶上打上记号,以免装错。
2)气门的检查与修理
(1)检查气门杆的弯曲度。指针偏差超过0.05毫米时应进行校正或更换。
(2)进、排气门杆标准直径为7.97毫米,若磨损超过0.05毫米或用手摸有明显阶梯形感觉的,应更换气门。
(3)气门工作面磨损起槽、变宽或烧蚀出现斑点、凹陷时应光磨修理。光磨时,磨削量尽量小,以延长气门的使用寿命。气门光磨后,其边缘逐渐变薄,工作中容易变形和烧蚀,气门头边缘最小厚度。进气门不得小于0.6毫米,排气门不得小于1.1毫米。否则应更换气门。
3.气门导管的修理首先用精铰刀除去气门导管内积炭,擦净后插入新气门,并将气门提起至气缸盖平面15毫米左右,用千分表检查其摆动量。进气门磨损极限是其摆动量不超过1.0毫米,排气门不超过1.3毫米。否则,应更换气门导管。
气门导管的更换方法:用专用工具先将气门导管压出,带有台肩的导管可从燃烧室压出。然后将新的气门导管外表面涂上机油后,用专用工具从凸轮轴端压入气缸盖。带台肩的气门导管压人时压力不得超过9800牛(1000千克力),否则将压坏台肩。不带台肩的气门导管压入后,露出部分的长度应等于带有台肩的气门导管台肩端的长度。或者先量出旧导管在压出前露出的长度,压入新导管时,露出长度应等于旧导管露出长度。
气门导管与气门的正常配合间隙为0.02-0.04毫米,如间隙过小,可用气门导管铰刀进行铰削,铰削吃刀量不能过大,并且还要用冷却液冷却,边铰边试,以防铰大。
4.气门座的检修
气门座是单独制成后,再镶嵌到气缸盖上。气门与气门座需研磨配合,以保证密封。
(1)检查气门座工作面,若磨损变宽超过2.0毫米,或烧蚀出现斑点、凹陷时,应用铰刀铰削或用光磨机修复。先将烧蚀斑点或凹陷部分铰去,然后用光磨过的气门进行试面,要求座与气门斜面的中下部接触且,宽度为1.2-1.6毫米。如果气门斜面接触位置偏上,应用30·铰刀进行铰削,使接触面下移;如果气门斜面接触面偏下,可用60度铰刀铰削,使接触面上移,。最后用45度铰刀精铰或用细砂布垫在45度铰刀下面进行砂磨,以减小气门座工作面的粗糙度。桑塔纳发动机进、排气门座的锥度均为45度。工作面的宽度进气门为2.0毫米,排气门为2.4毫米。这是因为排气门温度高,接触面宽可增加导热性。
(2)气门座经多次铰削或光磨后,工作面逐渐下陷,影响气门与座的正常配合。如果气门座工作面低于气门座原,面1.5毫米,应更换气门座圈。更换方法:用专用工具拉出旧座圈然后测出与座孔有0.075-0.125毫米过盈的新座圈放在液态的氮罐中,在一196℃条件下冷缩15-20秒后压人气缸盖的座孔中,使其在常温下升温。或者是将气缸盖的座孔用喷灯或气焊枪加热到100℃左右(经验做法:气缸盖加热前,在座孔周围涂上白粉笔粉,加热到白粉变黄时即为100℃左右),然后将座圈迅速冲入,并在空气中冷却。
(3)气门座与气门的配合,要求精度高,密封性好,因此,必须进行研磨。研磨前,先将气门、气门座和气门导管清洗干净,然后在气门正作面上涂一薄层气门砂,气门杆上涂上机油,使气门在气门座上作往复的旋转运动,并且不断地改变气门与座的相对位置,不要用力过大.也不要上下拍打气门。气门研磨后,应检查其密封情况。经验做法是在气门工作面上每8毫米左右画一条线,然后将气门放人气门座,将气门下压并转动少许,若画线全部切断为符合要求。
三、配气机构的安装与调整
1.气门的安装
将气门油封压装于气门导管上,安装时,油封要装到位,并防止油封变形或损坏。装上气门弹簧和锁片座圈,将气门杆涂少量机油后,按原次序插入气门导管内,用专用工具压紧气门弹簧,装上锁片。1981年5月以后装用的是气门杆部三道槽结构的气门。因此,在安装时必须与锁片、锁片座圈配套。
2.凸轮轴的安装凸轮轴的安装顺序:
(1)检查凸轮轴的轴向间隙。先不装挺杆,把凸轮轴装入轴承中,装好第15道轴承盖,用千分表或厚薄规检查其向间隙。轴向间隙的极限值为0.15毫米。轴向间隙合适后,再拆下凸轮轴。
(2)安装气门挺杆。将气门挺杆涂以润滑油,插入相应的各导孔内。
(3)安装凸轮轴。将轴承和轴颈涂上润滑油,把凸轮轴放在轴承孔上。第一缸的凸轮必须朝上,当转动凸轮轴时,曲轴不要置于上止点。装上各轴承盖,上下两半部要对准,然后按拆卸相反的顺序拧紧轴承盖螺栓,其扭矩为20牛·米。
(4)装上凸轮轴油封。在油封的唇边和外圆涂上一层薄机油,用专用导管平整地将油封压入。注意不能压到头,以防堵塞回油孔。
(5)装上凸轮轴正时齿轮。先装半圆键,再压上正时齿轮,拧紧固定螺栓,扭矩为80牛·米。
3.齿形胶带的安装
齿形胶带的安装按下列步骤进行:
(1)将齿形胶带套在曲轴齿轮和中间轴齿轮上;
(2)曲轴三角皮带盘用一个螺栓固定;
(3)凸轮轴正时齿轮上的标记应与气门室罩平面对齐。转动l凸轮轴时,活塞不可位于上止点位置;
(4)曲轴三角皮带盘上止点记号和中间轴齿轮上记号对齐:
(5)将齿形胶带套在凸轮轴正时齿轮上;
(6)所示箭头方向转动张紧轮,以张紧齿形胶带。用拇指和食指捏住凸轮轴齿轮和中间轴齿轮中间的齿形胶带,用力向右翻转,刚好可转90度为合适。否则,可松开张紧轮螺母,进行第二次调整。
4.气门室罩的安装首先将气缸盖和气门室罩密封表面的密封胶清除干净,以防安装后漏油。然后在干净的气缸盖密封表面上涂上密封胶,涂胶层要均匀适量。在密封胶开始固化之前,装上气门室罩。注意不要抱密封胶弄到其他部件上,同时注意气门室罩的固定螺钉不得拧得过紧,其扭矩为6.37牛·米,以免损坏铝合金的气13室罩。为防止气门室罩变形,拧紧螺钉时,通常用交叉的方式进行。
5.气门间隙的检查与调整
发动机配气机构应有正常的气门间隙,以保证发动机的正常工作。如果间隙过大,会使气的行程减小,引起进气不足或排气不畅,并且会造成不正常的响声;气门间隙过小,会使气门关闭不严,造成漏气,容易烧蚀气门与气门座的工作面。因此,必须按规定调整好气门间隙。正常的气门间隙值为:
热发动机(冷却液温度在35℃以下)
进气门 0.25±0.05毫米
排气门 0.45±0.05毫米
冷发动机
进气门 0.20土0.05毫米
排气门 0.40±0.05毫米
气门间隙的调整,是在气门完全关闭,气门挺杆落到最低位置时进行的。调整方法:
(1)逐缸调整法,即转动曲轴至一缸在压缩行程终了时,调整一缸进、排气门,然后转动曲轴,按发动机点火顺序,调整每个缸的进、排气门间隙。
(2)两次调整法,即转动曲轴至一缸处于压缩行程终了时,可调整一缸的进、排气门,二缸进气门,三缸排气门(从前往后数12、4、6气门)。然后转动曲轴至四缸压缩行程终了时,再调整四缸进、排气门、三缸进气门,二缸排气门(从后往前数12、4、6气门)。
机械式挺杆在调整时,先用厚薄规检查其气门间隙,然后用专用工具将挺杆压下,用尖咀钳取出调整垫片,再根据测量结果选择盒中厚度合适的垫片 (垫片厚度从2.85-4.30毫米不等);再用尖咀钳将垫片装人挺杆中,注意有字的一面必须朝下。如果使用了最薄的垫片后,气门间隙仍然调不好,应更换气门。
液压挺杆因取消了调整垫片,能自动补偿气门间隙。当挺杆磨损后应更换。经验做法:将发动机装好后,启动发动机运转至风扇启动,再以2500转/分的转速运转2分钟,如果液压挺杆仍有异响,应拆下气门室盖,旋转曲轴使凸轮朝上,用术质或塑料片下压挺杆。如自由行程超过1.0毫米,应更换液压挺抨。更换新挺杆时,应在发动机停转30分钟之后进行。换上新挺杆后,刚启动发动机时挺杆产生响声是正常的。

