第四章 配气机构
配气机构的主要功用是按发动机的工作循环和点火次序要求，定时开肩和关闭各缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气及时进入气缸，燃烧废气及时从气缸内排出。发动机在使用中，由于各零件磨损，改变了配气机构的工作状况，减小了气门最大开度和开启时间，从而影响发动机的工作。会使发动机的动力性和经济性下降，甚至使发动机的运转和起动都不正常。
CA6102发动机和EQ6100-1发动机都是顶置式气门机构，由气门组和气门传动组组成。CA6102发动机气门结构图如图4-1，E06101J-1发动机气门机构如图4-2。
图4-1 CA6102发动机配气机构零件图 1-凸轮轴；2-凸轮轴止推垫片；3-隔圈；4-紧固止推垫片螺栓；5-弹簧垫圈；6-半圆键；7-凸轮轴正时齿轮；8-锁紧垫圈；9-螺母；10-凸轮轴前后轴颈衬套；11-凸轮轴中轴颈衬套；12-进气门；13-排气门；14-气门帽；1 5-气门弹簧；16-气门弹簧座；17-旋转套(已取消)；18-气门锁块；19-气门导管；20-气门导管油封；21-挺杆：22-推杆；23-球形接头；24-碗形接头；25-前挺杆导向体；26-后挺杆导向体；27-定位环；28-紧固挺杆导向体螺栓；29-弹簧垫圈；30-进气门座；31-排气门座；32-摇臂轴；33-碗形塞；34-摇臂；35-摇臂衬套；36-调整螺钉；37-锁紧螺毋；38-定位弹簧；39-摇臂轴前后支座；40-摇臂轴中支座；41-摇臂轴中间支座；42-摇臂轴紧固螺钉；43、44-摇臂轴支座螺栓
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图4—2东风EQ140配气机构零件图 1-气门摇臂支座；2-定位掸簧；3-摇臂；4-定位螺钉；5-中间摇臂支座；6-摇臂轴；7-气门锁块；8-气门脚间隙调整螺丝；9-掸簧座；10-气门弹簧；11-进气门挡油罩；12-气门导管；13-推杆；14-进气门；15-进气门座圈；16-排气门座圈；17-排气门；18-挺杆；19-挺杆衬套；20-正时齿轮；21-凸轮轴止推凸；22-正时齿轮隔圈；23-凸轮轴承；24-凸轮轴 根据气门的安装位置不同，分为顶置式和侧置式两种。见图4-3、图4-4。
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图4—3硬置气门式配气机构 1-气缸盖；2-气门导管；3-气门；4、5-气门弹簧； 6-弹簧座；7-锁片；8-气门室罩；9-摇臂轴；10-摇臂； 11-锁紧螺母；12-调整螺钉；13-推杆；14-挺杆； 15-凸轮轴 图4—4侧置气门式配气机构 1-气缸盖；2-气缸垫；3-气门；4-气门导管：5-气缸体；6-气门弹簧；7-气缸壁；8-气门弹簧座；9-锁销；10-调整螺钉；11-锁紧螺母；12-挺杆；13-挺杆导管；14-凸轮轴
第一节 配气机构机件的修理
一、气门组
气门组件包括气门、气门弹簧、气门弹簧座、气门锁块、气门导管、旋转套和气门导管油封等件。
1．气门磨损、弯曲和歪曲的原因
发动机在运动中，气门不停地开启和关闭，由于气门与气门座的相互撞击、敲打，引起工作面的起槽和变宽。排气门还要承受高温气体的冲击，会使工作面氧化熔蚀，出现斑点和凹陷。气门杆在气门导管内不断摩擦，使配合间隙增大，而在管内晃动，引起气门头部的偏磨，关闭不严而漏气。气门经过长期的工作，还将发生头部锥形工作面和杆部及下端面的磨损，都是正常磨损的结果。 · 63 ·
2．气门顶及气门杆弯曲的检验
气门顶的裂纹，爆破和熔蚀烧损，以及锥形工作面因磨损而造成的凹槽、斑痕、气孔和折断等，均可以通过一般目视的方法检查、确定。气门杆的磨损可通过外径干分尺进行测定。
图4—5气门杆弯曲的检验 1-气门；2-百分表；3-顶针；4-平极；5-V形块
气门杆的弯曲和因气门杆弯曲而造成的气门顶部的歪曲和偏头，可用百分表来测定，如图4—5所示。将气门杆全部置于V形铁块上，用手转动气门杆，并用百分表测量杆部和头部。若气门杆弯曲度超过0.03mm，或头部的摆差超过0.05mm时，均应进行校正或修理。
进、排气门杆磨损后，其圆度和圆柱度如超过0.03mm；或直径减小到超过允许尺寸时，或用手摸有明显的阶梯形感觉时，应将其磨削到修理尺寸或镀铬修复到标准尺寸。 3．气门杆与气门导管磨损的检验
将气门置于气门导管孔内，使气门顶高出座口8～1Omm，在气缸体的适当位置安装百分表，使其量头触点抵住气门头的边缘，如图4—6所示，然后将气门头部沿百分表触点方向往复推动。百分表上测得摆差的一半，即是气门杆与导管孔间的近似间隙。
图4—6气门杆与气门导曾间隙的检验 1-缸体；2-百分表；3-气门；4-气门导管
气门杆与气门导管的配合间隙如表4—1。
表4—1 常见车型气门杆与导管的间隙 (mm) 续表 · ·
4.气门杆与气门导管的修配
气门杆与气门导管的配合间隙，一般用气门门导管铰刀（如图4-7）进行铰削相配合。
铰削时，应根据气门杆直径大小选择和调整好铰刀，吃刀量不能过大，铰刀要保持平正，边铰边试配，直至达到正确的配合。一般的经验作法是：将气门杆和导管擦拭干净，在
气门杆上涂上一层薄机油，放入导管内上下拉动几次，然 后松手，气门能借本身的重量徐徐下降，认为配合适当。
图4-7 气门导管铰刀
5．气门工作面的光磨
气门工作面(锥形斜面)，可用光磨和锉磨两种方法进行磨削加工。
光磨是在气门磨光机上进行，如图4—8所示。首先检查砂轮工作面的平整度，再根据气门杆外径选择适当夹心，正确地夹紧气门，按气门的规定角度调整夹架。
先开动夹架的电动机，察看气门是否有摇摆现象，气门无摇摆时，再开动砂轮电动机，进行磨光。
当把旧痕缺陷全部磨去时，再用“00”号砂布磨光气门工作面。
锉磨气门工作面是用台钻床或车床的夹头或卡盘夹住，开动电动机，用细平锉刀沿气门原来的工作面角度，将麻点、凹陷、斑痕等缺陷锉去，最后在锉刀上包一层细砂布将气门工作面进一步磨光。 6．气门座的修配
气门与气门座装配、修理数据见表4—2。
图4—8气门座磨光机 图4—9气门座铰刀 1-15°座面键刀；2-45°细刃铰刀：3—45°粗 面铰刀；4-75°座面铰刀；5-导杆；6-铰刀把手
气门座一般是用铰削的方法修配，气门座铰刀如图4—9所示。一副气门座铰刀是由导杆和把手以及几种不同直径、不同角度的铰刀组成的，其规格如表4—3。
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表4—3气门座铰刀规格 铰削时，铰刀是以插入气门导管内的铰刀导杆来定中心的，以保证铰出的气门座中心与气门导管中心相重合，因此，要求气门导管镶入后和气门杆相配后，再进行气门的铰削，其工艺顺序如下： ①选择铰刀导杆
②砂磨硬化层 ③初铰
初铰的顺序如图4-10所示。应按a、b、c、d的顺序进行。初铰后，应用光磨过的相配气门进行试配。要求接触面应在气门工作斜面的中下部，宽度应为1.5～2.Omm，如图4-11所示。
图4—10气门座铰削顺序 (a)-用45°粗刃铰刀粗铰45°斜面硬表层；(b)-用75°铰刀铰削15°上斜面，缩小和改变接触面。（c）-用15°铰刀铰削75°下斜面，缩小和改变接触面；（d）-用45°细刃铰刀细铰45°斜面 图4—11气门与气门座接触 最后要进行精铰，用45°的细刃铰刀或铰刀垫上细砂布再次作精细的修磨(铰)。以提高接触面的质量和光洁度。
7．气门座的光磨
图4—12气门座的磨削
气门座除用铰刀铰削外，还可用磨光机的砂轮进行磨削，如图4—12所示。磨光机的基本原理与铰削气门座大致相同，不同的是，它是砂轮代替了铰刀，用电动机代替了手工铰削，所以作业速度快、质量高，特别是用于修磨硬度高的气门座效果更好。 8．气门与气门座的研磨
在汽车二级保养中，如发现气缸压力不足，在发动机拆修中发现气门密封带模糊不
清时，以及在更换气门导管、气门座或修磨气门、铰(磨)削气门座后，需研磨气门。 · 67 ·
研磨方法有机动和手工两种，一般采用手工的方法，简介如下：
研磨前，应清洁气门、气门座及气门导管。并在气门上按顺序做出记号，以免错乱。 在气门杆上套一个细软弹簧，如图4-13所示，在气门斜面上涂抹一层薄薄的粗研磨砂，同时在气门杆上涂上润滑油，将气门杆插入导管内。
使用气门研磨起子或橡皮捻子将气门与座往复旋转进行研磨。在研磨中应小时提起和转动气门，变换气门与座的相对位置，以保证研磨均匀。
图4—13手工研磨气门 (a)-用橡皮捻子；(b)-用螺丝起子 1-橡皮碗；2-木柄；3-起子；4-弹簧
当气门工作面与气门座工作面磨出一条整齐而无斑痕、麻点的接触环带时，可换用细研磨砂继续研磨。直到工作面上出现一条整齐的灰色无光的环带时，再洗去细研磨砂，涂上润滑油，继续研磨几分钟即可。 9．气门与气门座的密封性检验
在研好的气门锥面上，用软铅笔均匀地(约每隔4mm划一条线)划上若干条线，如图4-14a所示，与气门座工作面相接触，并转动气门1／8～1／4圈，然后取出气门，检查铅笔线条。如铅笔线条被切断，如图4-14b所示，则表示密封良好；如果有线条未断，则表示密封不严，需要重新研磨。
图4—14用铅笔划线检查 图4-15用气门密封检验器检验气门密封情况 1-气门；2-气压表；3-空气容筒；4-与橡皮球 相通的气孔；5-橡皮球 另外也可用带有气压表的专用装置——气门密封性检验器(图4-15所示)检查。检查时先将空气容筒紧密地压在气门座的缸体上，再捏(压缩)检验球，使空气容筒内具有5.88～6.86kPa(0.6～0.7kg／cm2)的压力，如果在半分钟内，气压表的读数不下降，则
表示密封性良好。 二、气门弹簧
气门弹簧经过长期使用后，由于受力压缩产生塑性变形，促使弹性疲劳而缩短自由长度，弹力不足，簧身歪斜以至变形和折断。气门弹簧自由长度缩短和弹力不足都将影响配气的正确性和气门关闭的严密性。 · 68 ·
图4-16气门弹簧
图4—16是东风EQ6100发动机气门弹簧的零件图。表4—4也列出了CA6120型汽油机气门弹簧的技术要求。
表4—4气门弹簧的技术要求 1．气门弹簧的检验修理
气门弹簧不允许有任何折断或裂纹。检验的项目是弹簧的自由长度、端面垂直度、弹簧中心线弯曲度(直度)与压缩长度。 可参见表4—4和图4—17。 在大修中，气门弹簧的自由长度通常允许缩短3％～4％，在相等的压缩长度下磅秤读数(即负荷)允许下降7％-8％。
2．弹簧压力的调整
在重铰(磨)气门座后，由于气门相对气门座会有所“下陷”，使弹簧的压力下降。因此，往往采用在弹簧下垫以适当厚度垫片的方法加以补偿，一般不超过3mm。 三、凸轮轴的检验和修理 1．凸轮轴的检验
(1)凸轮轴弯曲的检验：凸轮轴的弯曲的检查应以两端轴颈为支点，用V形铁支承，或将凸轮轴安装于车床两顶针间，用百分表的触针顶在中间轴颈上检查，如图4—18所示。其径向跳动量不得大于0.03mm，当超过0.10mm时，可采用冷压法校正。
图4-17弹簧弹力简易测量装置 1-台秤刻度盘；2-台钻钻孔深度标尺；3-台钻手柄； 4-丁字形压板；5-被测量弹簧；6-台秤台面； 7-台钻工作台面
(2)凸轮的检查：凸轮的检验，可用样板或外径千分尺进行，凸轮表面有击伤、麻点、毛糙以及凸轮升程低于极限值时，应进行修理。
(3)凸轮轴轴颈的检验：凸轮轴轴颈的圆度及圆柱度应不大于0.03mm。 · 69 ·
图4—18凸轮轴弯曲的检验
2．凸轮轴的修理
凸轮的修理应在专用机床上进行。凸轮轴轴颈的修理尺寸如表4—5。
表4—5凸轮轴轴颈修理尺寸 （mm) 3．凸轮轴轴承的修理
CA6102和EQ6100-1两种发动机凸轮轴的布置均采用下置式，凸轮轴由5个轴颈支承在缸体的轴承孔中。凸轮轴承减磨层采用巴氏合金，凸轮轴承与凸轮轴颈的配合间隙见表4—6。
表4—6 凸轮轴承与凸轮轴颈的配合间隙 (mm) 四、正时齿轮
发动机工作时，正时齿轮的主要损伤是轮齿磨损，齿隙增大，工作中产生噪音。凸 轮轴上的正时齿轮与曲轴上的正时齿轮要保持合理的安装位置，以实现发动机配气正时，其安装记号见图4—19。
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图4—19配气正时记号
凸轮轴上由正时齿轮与曲轴上的正时齿轮成对使用，更换时也需成对更换，其啮合间隙为0.1～0.30mm，沿齿轮圆周。互成120°分三点测量，彼此差值不超过0.06mm。 为了凸轮轴的轴向移动，在凸轮轴正时齿轮与凸轮轴第一轴前端之间装有一倒角向内的隔圈，隔圈外装有紧固在缸体前端的止推凸缘，用以凸轮轴的轴向移动。凸轮轴的轴向间隙由隔圈与止推凸缘的厚度差来决定，如图4—20。合理的轴向间隙两种发动机（CA6102和EQ6100)均为0.08～0.208mm，检验时可直接测量止推凸缘与隔套的厚度或用
厚薄规检查，如图4-21，如果止推凸缘磨损过甚造成凸轮轴轴向间隙过大时，可更换标准厚度的止推凸缘。
图4—20凸轮轴止推凸缘与隔套 1-正时齿轮；2-止推凸缘；3-紧固螺母； 4-锁紧垫片；5-凸轮轴；6-隔圈 第二节配气相位
图4—21凸轮轴轴向间隙的检查 汽车经过长期的运行，发动机凸轮轴上的进、排气凸轮的原有几何形状因磨损而变 形；有时新换的凸轮轴因正时达不到应有的要求；或正时齿轮的键槽及正时记号的不准 确等，以致使原有的配气相位，受到了破坏，致使发动机的动力下降，油耗增加，水温 升高等不良现象。因此，在发动机的修理过程中，对配气机构应进行全面的测量和检查。
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配气相位的检验和调整
配气相位就是进、排气门的实际开闭时刻，常用配气相位图来表示，如图4-22所示。从图上可以看出，进、排气门的实际开闭总是在活塞处于上下止点前或后的一个时刻开闭，其目的是：
进气门开启的目的，是为了保证活塞到达上止点时已开至最大，新鲜气体能顺利地充入气缸。晚关的目的在于能充分利用气流的惯性，增加进入气缸的混合气(空气)量： 排气门早开的目的，是利用气缸内气体作功终了的压力．使废气大部分在此压力下排出气缸，减小活塞上行时的阻力，还可以防止发动机过热。晚关的目的也是为了充分利用气流的惯性，使废气排出得更加彻底。
对于不同的发动机，由于结构形式、转速各不相同，因而配气相位也不相同。合理的配气相位应根据发动机的性能要求，通过反复地试验确定。 1．配气相位的检验
检验方法是：使用配气相位仪进行。配气相位仪的组成(由气门正时检验仪和极点检测仪组成)，主要是由一个刻有360°的圆盘，盘上的刻度每格精度为1°。其构造如图4—23所示。圆盘中孔套装在曲轴前端，配合千分表(极点检测仪)一起进行测量。 使用时，先拆下皮带轮，将刻度盘套装在曲轴前端，把指针固装在气缸体或正时齿轮盖上。现以顶置式气门发动机为例说明测试方法：
图4—23气门正时检验仪 图4—22汽油机的配气相位 1-曲轴皮带轮轴颈；2-键；3-定心套；4-分度盘毂；5-固定螺母；6-指针；7-分度盘；8-支架；9-螺栓；10-压紧螺母
(1)拆卸全部火花塞和气门室盖，检查校对气门间隙，严格控制气门脚间隙使其符合规定，并使气门间隙一致。
(2)将千分表量头从一缸火花塞孔伸进气缸，摇转曲轴，当活塞处于上止点时，将气门正时检验仪指针指向刻度圆盘“0”位。
(3)移动千分表，将量头顶在一缸进气门或排气门杆端部。正转或反转曲轴，观察气门的正关闭与反关闭时刻以及刻度盘上的指示数值为相应的曲轴转角，即为一缸气门早开晚关的配气相位角。 · 72 ·
(4)按旧缸点火顺序1243；六缸点火顺序1532；八缸点火顺序17658342依次检查其余各缸，可得出此台发动机全部配气相位角的差值。 2．配气相位的调整
通过配气相位的检测，如与原厂设计规定标准不符，则应进行调整。
(1)偏移凸轮轴键法：改变发动机的配气相位或气门开闭的时刻，是借改变固定正时齿轮与凸轮轴的半月键的断面形状来实现的。将该键的矩形断面改制成阶梯形，这样，键的上下有所偏移，使正时齿轮与凸轮轴的配合位置变动了一个与键的偏移量相应的角度。因此，凸轮的转动就使配气相位有所移动。键的偏移量可按需要纠正的配气迟早或气门开度来计算，即
S=
d3602o3.14d3602o
式中 S——键的偏移量(mm)；
d——凸轮轴装键处的断面直径(mm)；
——按所需要调整的气门开度求得的需要调整的配气相位角(度)。 为了便于查对，表3—8列出需要调整气门开度值相当的配气相位角变动数和相应的键的偏移量，以供参考。
在用偏位键固定正时齿轮时，应注意的安装方向，共分三种键，即正键(正时)、 顺键(由快调慢)、逆键(由慢调快)，如图4—24所示。
图4—24键偏移后安装方向 a-正常；b-由快调慢；c-由慢调快 1-顺向；2-逆向
表3—8需调气门开度配气相位角度变动数与偏移量S对照表 续表
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2．改变气门间隙法
改变气门间隙调整的方法，是因陋就简的方法。它是当配气行程过长或过短时，相应地改变气门间隙的大小来适应的，增大间隙，行程缩短；减小间隙，则行程延长。
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