任务情境
一、任务描述
一辆丰田卡罗拉 GL 型轿车,进厂报修时的故障现象:发动机排气管“放炮”。经初步检查怀疑配气机构故障,你的主管让你对配气机构进行拆检,你能完成吗?
二、任务提示
根据故障现象,需要对配气机构进行检查。
任务目标
一、知识目标
(1)能描述气门传动组的组成;
(2)能描述气门传动组的拆装步骤;
(3)能描述气门传动组的检修方法及数据。
二、能力目标
(1)能进行气门传动组的拆装;
(2)能进行气门传动组的检修。
必备知识
一、基本知识
1.配气机构的认识
配气机构是发动机的重要组成部分,在发动机缸体、活塞、曲轴等部件不变的情况下,装配不同的配气机构可能对发动机性能产生巨大的影响。配气机构包括进、排气门,凸轮轴,进、排气歧管等,如图 3-1-1 所示。配气机构本身也是燃烧室的一部分,它的形状决定了压缩比等因素。以大众 EA113 发动机为例,同样的排量,有每缸2气门型号,也有每缸5气门型号,这就对性能产生了很大影响。
图3-1-1 气门室控制进、排气的主要部件
配气机构的主要作用是根据发动机的工作情况,适时地开启和关闭各气缸的进、排气门,以使新鲜混合气体及时充满气缸,废气得以及时排出气缸外。
配气机构包括气门传动组和气门组两部分。本任务介绍气门传动组的组成、拆装和检修方法。
2.气门传动组
气门传动组主要包括凸轮轴(含正时齿轮)、挺柱、推杆、摇臂、正时皮带(链条)等,如图 3-1-2所示。
(1)凸轮轴。
图3-1-2 气门转动组
凸轮轴是一根有多个“尖桃”形凸轮的金属杆,用于驱动气门来实现气门的开启和关闭,如图3-1-3所示。凸轮轴依据位置的不同有底置式和顶置式之分,其中底置式凸轮轴需要通过推杆、摇臂等对气门间接控制,转速通常较慢,无法胜任高转速时的需求,输出功率则相对较低,目前已逐渐被顶置式取代。顶置式凸轮轴的结构拉近了其与气门间的距离,除了减小底置式长距离往返运动的能量损失外,还使得原本运转较慢的气门开闭动作更为活跃。
图3-1-3 凸轮轴实物
凸轮轴在曲轴的带动下不断旋转,凸轮便不断地下压气门(摇臂或挺柱),从而实现控制进、排气门开启和关闭的功能,如图3-1-4所示。
图3-1-4 凸轮轴的结构及其在发动机内部的布置
气门的开启和关闭主要依靠凸轮轴的周期性旋转下压,凸轮轴的旋转运动主要由曲轴通过正时皮带(或正时链条)驱动,即凸轮轴的动力来源来自曲轴。四冲程发动机完成一个工作循环即曲轴转两圈(720°),每缸进、排气门各开启一次,故凸轮轴只需转一圈即可,因此曲轴转速与凸轮轴转速之比为 21∶。
①当凸轮轴上的凸轮基圆部分与挺柱接触时,挺柱不升高,气门处于关闭状态。
②当凸轮轴上的凸起部分(尖桃)与挺柱接触时,将挺柱顶起,挺柱通过推杆使摇臂绕摇臂轴摆动,摇臂的另一端向下推动气门,压缩气门弹簧,将气门头部推离气门座而打开。
③当凸轮的顶点转过挺柱后,便逐渐减小了对挺柱的推力,气门在其弹簧张力的作用下,开度逐渐减小直至关闭,使气缸密封。
从上述工作过程可以看出,气门的开启是通过气门传动组来驱动的,而气门的关闭则是由气门弹簧来完成的,如图 3-1-5 所示。气门的开闭时刻与规律完全取决于凸轮的轮廓曲线形状。
图3-1-5 气门传动
凸轮轴常见的故障主要是异常磨损,原因为机油泵若使用时间过长会出现供油压力不足的现象,使得位于发动机润滑系统顶端的凸轮轴润滑状况不良,特别是凸轮顶端和气门上方液压挺柱的润滑如若不良,便会减小双方的间隙,会出现晚开进气门、早关排气门的情况,大大影响了进排气效率,降低了发动机的功率和扭矩输出。
(2)挺柱。
挺柱的作用是将凸轮的推力传给推杆或者气门杆。
挺柱常见的形式有筒式和滚轮式两种,如图 3-1-6 所示。大多数发动机采用筒式挺柱,滚轮式挺柱多用于大型柴油机中。筒式挺柱的下端设有油孔,以便将流入挺柱内的机油引到凸轮表面进行润滑。挺柱常用镍铬合金铸铁或冷激合金铸铁制造,其摩擦表面应经热处理后精磨。
图3-1-6 挺柱
目前,越来越多的发动机(尤其是轿车发动机)采用了长度随温度而微量变化的液力挺柱,而不采用预留气门间隙的方法,如图 3-1-7 所示。
图3-1-7 液力挺柱
液力挺柱的挺柱体内装有柱塞、支承座、弹簧和单向球阀等,如图 3-1-8 所示。
图3-1-8 液力挺柱的结构
柱塞和支承座被弹簧压向上方,使支承座始终与推杆(或气门杆)接触,并保持挺柱底面与凸轮紧密接触。
发动机工作时,机油从气缸盖油道经挺柱体侧面的油孔流入,并充满挺柱体内腔。
液力挺柱的工作原理(见图 3-1-9)如下:
当气门关闭时,柱塞弹簧使柱塞连同支承座紧靠着推杆(或气门杆),整个气门传动组件之间不存在间隙。
在气门打开的过程中,凸轮推动挺柱体和柱塞上移,柱塞受到气门弹簧的阻力而不能马上上移,导致油压升高,球阀将阀门关闭。由于油液的不可压缩性,整个挺柱如同一个刚体一样上移,将气门打开。
图3-1-9 液力挺柱的工作原理图
在此期间,柱塞与挺柱体之间的间隙也会存在一些油液泄漏,但不影响气门的正常打开。
在气门关闭的过程中,挺柱下移,由于仍受到凸轮和气门弹簧两方面的顶压,高压油腔仍保持高压,球阀仍处于关闭状态,液力挺柱仍是一个刚性体,直至气门完全关闭为止。
气门关闭以后,柱塞弹簧将挺柱体继续向下推动一个微小的行程(补偿由于油液泄漏而造成的柱塞与挺柱体的下降),此时球阀打开,低压油腔的油液进入高压油腔内补充泄漏掉的油液。
气门受热膨胀伸长时,通过柱塞与挺柱体间隙泄漏一部分,柱塞与挺柱体产生相对运动,从而使挺柱自动“缩短”,保证气门关闭紧密。
当气门冷却收缩时,弹簧将柱塞向上推动,球阀打开,低压油腔油液进入高压油腔,挺柱自动“伸长”,可保持配气机构无间隙。
(3)推杆和摇臂。
采用下置式凸轮轴的配气机构,利用推杆将挺柱传来的力传给摇臂。它是气门机构中最易弯曲的零件,要求有很高的刚度。在动载荷大的发动机中,推杆应尽量做得短些,如图3-1-10 所示。
图3-1-10 推杆
推杆可以是实心的,也可以是空心的。钢制实心推杆,一般与球形支座锻成一个整体,然后进行热处理。硬铝棒制成的推杆,推杆两端配以钢制的支承。钢管推杆是钢管制成的推杆。硬铝推杆的球头是直接锻成,然后经过精磨加工的。钢管推杆的球支承则是压配的,并经淬火和磨光,以保证其耐磨性。
摇臂(见图 3-1-11)实际上是一个双臂杠杆,用来将推杆传来的力改变方向,作用到气门杆端以推开气门。摇臂的两边臂长的比值(称为摇臂比)为 1.2~1.8,其中长臂一端是推动气门的。端头的工作表面一般制成圆柱形,当摇臂摆动时可沿气门杆端面滚滑。这样可以使二者之间的力尽可能沿气门轴线作用。摇臂内还钻有润滑油道和油孔。在摇臂的短臂端螺纹孔中旋入用以调节气门间隙的调节螺钉,螺钉的球头与推杆顶端的凹球座相接触。
图3-1-11 摇臂
摇臂通过衬套空套在摇臂轴上,而摇臂轴又支承在支座上,摇臂上还钻有油孔。摇臂轴为空心管状结构,机油从支座的油道经摇臂轴内腔和摇臂中的油道流向摇臂两端进行润滑。为了防止摇臂的窜动,在摇臂轴上每两摇臂之间都装有定位弹簧,如图 3-1-12 所示。
图3-1-12 摇臂组件
(4)正时皮带与正时链条。
正时皮带或链条(见图 3-1-13 和图 3-1-14)是发动机凸轮轴和曲轴的连接件,当发动机从静止由起动机转动曲轴时,正时皮带便也开始工作,通过与曲轴的配合,来调节发动机进、排气门开启或关闭的时间,以保证气缸能够正常吸气和排气。正时链条上的几个明显的标记,按照严格的技术要求和工艺标准安装对准后,便可以实现曲轴和凸轮轴间的良好配合,从而确定进、排气门开启和关闭的时间,以完成燃料化学能向曲轴动能的转变。
图3-1-13 链条传动的正时机构
图3-1-14 正时皮带
橡胶材质的正时皮带随着工作时间的增长,容易发生磨损或老化,使皮带接触面发生较大的变形。若长期不更换,皮带很容易发生跳齿或断裂现象,导致发动机不能正常工作,便会出现怠速不稳、加速不良或打不着车的情况。因此为了安全起见,一定要按照厂家的要求,在规定周期内对皮带进行更换。不过随着制造技术水平的提高,部分发动机的皮带已被链条所替代。正时链条由强度较大的钢材制成,金属的强度要远远大于橡胶,这就使其变形程度大大降低,跳齿和断裂现象发生的几率微乎其微。
3.气门间隙检查与调整
(1)机械挺柱(挺筒)式气门间隙的检查与调整。
气门间隙应符合原厂规定。在二级维护时,应对气门间隙进行检查和调整。以下介绍几种调整方法。
①气门间隙的二次调整法——“双排不进法”。
其中的“双”指该缸的进、排气门间隙均可调;“排”指该缸仅排气门间隙可调;“不”指进、排气门间隙均不可调;“进”指该缸的进气门间隙可调。
二次调整法的操作程序(以 6 缸发动机为例)如下:
a.从飞轮壳上的检视孔中顺时针拨动飞轮齿环,至飞轮上的“1-6缸”标记与固定在飞轮壳内的指针对准,说明1、6缸均处在上止点位置。
b.检查第一缸两气门摇臂能否绕轴颈微摆,若第一缸进、排气门摇臂均能摆动,则第一缸处于压缩上止点。
c.按“双、排、不、进”原则检查,调整气门间隙。
d.用同样的方法将曲轴再转一圈,确认第 6 缸处于压缩行程上止点后,以“不、进、双、排”原则检查,调整剩余的气门。
几种工作顺序不同的发动机可调气门的排列如表 3-1-1~3-1-5 所示。
表3-1-1 6缸发动机可调气门的排列
表3-1-2 5 缸发动机可调气门的排列
表3-1-3 4 缸发动机可调气门的排列
表3-1-4 8 缸发动机可调气门的排列
表3-1-5 3 缸发动机可调气门的排列
②气门间隙的逐缸调整法。
其调整步骤如下:
a.打开气门室盖,检查哪一缸的进、排气门均处于关闭状态(如是凸轮轴上置式,则看哪一缸进、排气门凸轮的基圆对准气门杆)。
b.可检查与调整该缸进、排气门的间隙。
c.转动曲轴,以同样的方法检查其余各缸气门的间隙。
③气门间隙的调整方法。
a.拆下摇臂室罩,盘车至适当位置,使用专用扳手和螺丝刀,松开气门调整螺钉的锁紧螺母,将适当厚度的塞尺插入气门杆与摇臂之间,拧动调整螺钉,使塞尺被轻轻压住,抽出时稍有压力即可。在使用专用气门调节扭矩扳手时,先松开调整螺钉的锁紧螺母,将适当厚度的塞尺插入气门杆与摇臂之间,再用专用扭矩扳手拧紧调节螺钉。
b.调好后拧紧锁紧螺母,然后用塞尺复查一次。
(2)液力挺柱式气门间隙的检查。
液力(或称液压)挺柱不需要调整,但在大修发动机时需注意以下几点:
①若下部压力室没有机油,切勿来回活动液压挺柱柱塞。
②用清洁发动机机油加注液压挺柱。
注意:避免刮擦到液压挺柱的枢轴球面。
③用清洁发动机机油润滑气缸盖中的液压挺柱,注满液压挺柱后,切勿使液压挺柱倒置或柱塞朝下。
④将液压挺柱安装到气缸盖上,将足量发动机机油涂到液压挺柱的枢轴球面上,如图3-1-15 所示。
图3-1-15 安装液压挺柱
二、基本技能
下面以丰田卡罗拉1ZR-FE发动机为例,介绍气门传动组的拆装及检修步骤。
(1)准备工作。
①防护装备:工作服、工作帽、手套、劳保鞋。
②实训设备:1ZR-FE 发动机一台或同类发动机。
③手工工具:拆装工具一套、维修螺栓等。
④量具:塞尺、游标卡尺、外径千分尺、塑料间隙规等。
⑤专用工具:曲轴固定工具SST 09213-58013、09330-00021,正时盖油封安装工具SST 09223-22010。
⑥材料准备:翼子板布和前格栅布、三件套、抹布、机油、汽油等。
(2)气门传动组的拆卸。
①将 1 号气缸设置到 TDC/压缩。
a.转动曲轴皮带轮,直到其凹槽与正时链条盖上的正时标记“0”对准,如图 3-1-16 所示。
b.如图 3-1-17 所示,检查并确认凸轮轴正时齿轮和链轮上的各正时标记和位于 1 号和2 号轴承盖上的各正时标记是否对准。如果没有对准,则转动曲轴 1 圈(360°),对准正时标记。
图3-1-16 曲轴皮带轮记号
图3-1-17 正时标记
②拆卸曲轴皮带轮。
a.如图 3-1-18 所示,用 SST(SST 09213-58013、09330-00021)固定皮带轮位置并松开皮带轮螺栓。
注意:安装 SST 时要检查其安装位置,以防止 SST 安装螺栓接触正时链条盖分总成。
b.如图 3-1-19 所示,拆下曲轴皮带轮和皮带轮螺栓。
图3-1-18 固定曲轴皮带轮
图3-1-19 拆卸曲轴皮带轮
③拆卸 1 号链条张紧器总成。
如图 3-1-20 所示,拆下 2 个螺母、托架、张紧器和衬垫。
注意:不要在不使用链条张紧器的情况下转动曲轴。
④拆卸正时链条盖分总成。
a.如图 3-1-21 所示,拆下 19 个螺栓。
图3-1-20 拆卸张紧器总成
图3-1-21 拆卸正时链条盖螺栓
提示:拆卸正时链条盖分总成时,需要拆卸发动机支架、机油滤清器支架、相关的O形圈、固定螺栓、冷却液泵及衬垫。
b.如图 3-1-22 所示,用螺丝刀撬动正时链条盖和气缸盖或气缸体之间的部位,拆下正时链条盖。
注意:不要损坏正时链条盖、气缸体和气缸盖的接触面。
提示:使用螺丝刀之前,请在螺丝刀头部缠上胶带。
c.如图 3-1-23 所示,拆下 3 个 O 形圈。
图3-1-22 拆下正时链条盖
图3-1-23 拆下 3 个 O 形圈
⑤拆卸链条张紧器导板。
如图 3-1-24 所示,拆卸链条张紧器导板。
图3-1-24 拆卸链条张紧器导板
⑥拆卸1号链条振动阻尼器。
如图 3-1-25 所示,拆下 2 个螺栓和 1 号链条振动阻尼器。
⑦ 拆卸链条分总成。
a.用扳手固定住凸轮轴的六角头部分,并逆时针旋转凸轮轴正时齿轮总成,以松开凸轮轴正时齿轮之间的链条,如图 3-1-26 所示。
图3-1-25 拆卸链条振动阻尼器
图3-1-26 固定凸轮轴
b.链条松开时,将链条从凸轮轴正时齿轮总成上松开,并将其放置在凸轮轴正时齿轮总成上。
提示:确保将链条从链轮上完全松开。
c.顺时针转动凸轮轴,使其回到原来位置,并拆下链条,如图 3-1-27 所示。
⑧拆卸 2 号链条振动阻尼器。
如图 3-1-28 所示,拆下 2 个螺栓和 2 号链条振动阻尼器。
图3-1-27 拆卸链条分总成
图3-1-28 拆下 2 号链条振动阻尼器
⑨ 拆卸凸轮轴正时齿轮总成。
如图 3-1-29 所示,固定凸轮轴的六角头部分的同时,拆下凸缘螺栓,然后拆下凸轮轴正时齿轮总成。
注意:
a.拆下凸轮轴正时齿轮前,确保锁销已松开。
b.不要拆下另外 4 个螺栓,如图3-1-30所示。
图3-1-29 拆卸凸轮轴正时齿轮
图3-1-30 凸轮轴正时齿轮螺栓
c.将凸轮轴正时齿轮总成从凸轮轴上拆下时,要使其保持水平。
⑩拆卸排气凸轮轴正时齿轮总成。
如图 3-1-31 所示,固定凸轮轴的六角头部分的同时,拆下凸缘螺栓,拆下排气凸轮轴正时齿轮总成。
注意:
a.如图 3-1-32 所示,不要拆下另外 4 个螺栓。
图3-1-31 拆卸排气凸轮轴正时齿轮
图3-1-32 排气凸轮轴正时齿轮螺栓
b.将排气凸轮轴正时齿轮总成从凸轮轴上拆下时,要使其保持水平。拆卸凸轮轴轴承盖。
a.按如图 3-1-33 所示的顺序,均匀地拧松并拆下 10 个轴承盖螺栓。
图3-1-33 凸轮轴轴承盖螺栓拆卸的顺序
b.如图3-1-34所示,均匀地拧松并拆下 15 个轴承盖螺栓。
注意:曲轴处于水平状态的同时均匀地拧松螺栓。
c.如图 3-1-35 所示,取下 5 个轴承盖。
图3-1-34 拆卸凸轮轴轴承盖螺栓
图3-1-35 取下凸轮轴轴承盖
提示:如图 3-1-36 所示,按正确的顺序摆放拆下的零件。拆卸凸轮轴。
如图 3-1-37 所示,小心拆下凸轮轴。
图3-1-36 摆放凸轮轴轴承盖的顺序
图3-1-37 拆下凸轮轴
拆卸 2 号凸轮轴。
如图 3-1-38 所示,小心拆下 2 号凸轮轴。拆卸气门摇臂。
如图 3-1-39 所示,拆下 16 个气门摇臂。
图3-1-38 拆下 2 号凸轮轴
图3-1-39 拆下气门摇臂
提示:按正确的顺序摆放拆下的零件。
拆卸气门间隙调节器。
如图 3-1-40 所示,从气缸盖上拆下 16 个气门间隙调节器(液力挺柱)。
图3-1-40 拆下气门间隙调节器
提示:按正确的顺序摆放拆下的零件。
拆卸1 号凸轮轴轴承。
如图 3-1-41 所示,拆下 2 个 1 号凸轮轴轴承。
图3-1-41 拆下 1 号凸轮轴轴承
拆卸 2 号凸轮轴轴承。
如图 3-1-42 所示,拆下 2 个 2 号凸轮轴轴承。
图3-1-42 拆下 2 号凸轮轴轴承
拆卸凸轮轴壳分总成。
a.如图 3-1-43 所示,拆下 2 个螺栓。
图3-1-43 拆下凸轮轴壳螺栓
b.如图 3-1-44 所示,用螺丝刀撬动气缸盖和凸轮轴壳之间的部位,拆下凸轮轴壳。
图3-1-44 拆下凸轮轴壳
注意:不要损坏气缸盖和凸轮轴壳的接触面。
提示:使用螺丝刀之前,请在螺丝刀头部缠上胶带,如图 3-1-45 所示。
图3-1-45 凸轮轴壳撬动位置
(3)气门传动组的安装和检测。
①安装凸轮轴壳分总成。
a.如图 3-1-46 所示,清洁凸轮轴壳分总成。
图3-1-46 清洁凸轮轴壳分总成
b.如图 3-1-47 所示,连续涂抹密封胶。密封直径为 3.5~4.0 mm(0.138~0.158 in)。注意:
• 清除接触面的所有机油。
• 在涂抹密封胶后 3 min 内安装凸轮轴壳分总成。
• 安装后至少 2 h 内不要启动发动机。
c.如图 3-1-48 所示,将凸轮轴壳分总成安装至气缸盖上,安装两个螺栓。
图3-1-47 涂抹密封胶
图3-1-48 安装凸轮轴壳
②凸轮轴检测。
a.凸轮轴的径向跳动检测。
如图 3-1-49 所示,将凸轮轴放在 V 形块上,使用百分表测量中心轴颈的径向跳动量。最大径向跳动为 0.04 mm,如果径向跳动大于最大值,则更换凸轮轴。
b.凸轮凸角检测。
如图3-1-50所示,使用螺旋测微仪测量凸轮凸角高度。
标准高度为 44.336~44.436 mm,最小高度为 44.186 mm,如果凸轮凸角高度小于最小值,则更换凸轮轴。
图3-1-49 凸轮轴的径向跳动检测
图3-1-50 凸轮凸角检测
c.凸轮轴轴颈检测。
如图 3-1-51 所示,使用螺旋测微仪测量轴颈的直径。1 号轴颈标准值为 34.449~34.465 mm,其他轴颈标准值为 22.949~22.985 mm。如果轴颈直径不符合规定,则检查油膜间隙。
图3-1-51 检查凸轮轴轴颈
d.凸轮轴轴向间隙检测。
如图 3-1-52 所示,安装凸轮轴,来回移动凸轮轴的同时,用百分表测量轴向间隙。
图3-1-52 检查凸轮轴轴向间隙
标准轴向间隙:进气为 0.06~0.155 mm,排气为 0.06~0.155 mm;最大轴向间隙:进气为 0.017 mm,排气为 0.017 mm。
如果轴向间隙大于最大值,则更换凸轮轴壳。如果止推面损坏,则更换凸轮轴。
e.凸轮轴油膜间隙检测。
清洁轴承盖和凸轮轴轴颈,将凸轮轴放到凸轮轴壳上,将塑料间隙规摆放在各凸轮轴轴颈上(见图 3-1-53),安装轴承盖,如图 3-1-54 所示。
图3-1-53 放置塑料间隙规
图3-1-54 安装轴承盖
注意:不要转动凸轮轴。
拆下轴承盖,测量塑料间隙规最宽处(见图 3-1-55)。油膜间隙标准值:凸轮轴1号轴颈为 0.03~0.063 mm,凸轮轴其他轴颈为 0.035~0.072 mm。最大油膜间隙:凸轮轴1号轴颈为 0.085 mm,凸轮轴其他轴颈为 0.09 mm。
注意:检查完后要完全拆下塑料间隙规,如果油膜间隙大于最大值,则更换凸轮轴。如有必要,则更换气缸盖。
③安装气门间隙调节器总成。
如图 3-1-56 所示,安装气门间隙调节器。
图3-1-55 测量油膜间隙
图3-1-56 安装气门间隙调节器
注意:使气门间隙调节器远离灰尘和异物,必要时检查气门间隙调节器。
检查气门间隙调节器的方法如下:
a.将气门间隙调节器放入装有干净的发动机机油的容器中。
b.检查柱塞的运动情况。正常情况时,柱塞能顺畅地上下移动。
④安装气门摇臂。
a.如图 3-1-57 所示,在气门摇臂端部和气门杆盖端上涂抹发动机机油。
b.确保将气门摇臂安装至如图 3-1-58 所示的位置。
图3-1-57 安装气门摇臂
图3-1-58 气门摇臂的安装位置
⑤安装 1 号凸轮轴轴承。
a.如图 3-1-59 所示,清洁轴承的双表面。
b.如图 3-1-60 所示,安装 2 个 1 号凸轮轴轴承。
图3-1-59 清洁轴承
图3-1-60 安装轴承
c.如图 3-1-61 所示,用游标卡尺测量轴承盖边缘和凸轮轴轴承边缘间的距离。尺寸(A、B)为 0.7 mm(0.027 6 in)或更小。
注意:通过测量尺寸 A 和 B,将轴承固定至轴承盖中心,如图 3-1-62 所示。
图3-1-61 检查轴承安装位置
图3-1-62 测量位置
⑥安装2 号凸轮轴轴承。
a.清洁轴承的双表面。
b.如图 3-1-63 所示,安装 2 个 2 号凸轮轴轴承。
c.如图 3-1-64 所示,用游标卡尺测量轴承盖边缘和凸轮轴轴承边缘间的距离。尺寸 A为 1.05~1.75 mm(0.041~0.069 in)。
图3-1-63 安装 2 号凸轮轴轴承
图3-1-64 测量 2 号凸轮轴轴承
注意:通过测量尺寸 A,将轴承固定至轴承盖中心,如图 3-1-65 所示。
⑦安装 2 号凸轮轴。
注意:将 1 缸活塞摇至上止点。
a.清洁凸轮轴轴颈。
b.在凸轮轴轴颈、凸轮轴壳和轴承盖上涂抹一薄层发动机机油。
c.将 2 号凸轮轴安装到凸轮轴壳上,如图 3-1-66 所示。
图3-1-65 2 号轴承安装测量位置
图3-1-66 安装2号凸轮轴
⑧安装凸轮轴。
a.清洁凸轮轴轴颈。
b.在凸轮轴轴颈、凸轮轴壳和轴承盖上涂抹一薄层发动机机油。
c.将凸轮轴安装到凸轮轴壳上,如图 3-1-67 所示。
⑨安装凸轮轴轴承盖。
a.如图 3-1-68 所示,在凸轮轴轴颈、凸轮轴壳和轴承盖上涂抹发动机机油。
图3-1-67 安装凸轮轴
图3-1-68 在凸轮轴部件上涂抹机油
b.如图 3-1-69 所示,确认各凸轮轴轴承盖上的标记和号码,并将其置于正确的位置和方向。
提示:确保凸轮轴的锁销按如图 3-1-70 所示安装。
图3-1-69 安装凸轮轴轴承盖
图3-1-70 凸轮轴锁销安装位置
c.按如图 3-1-71 所示的顺序,紧固 10 个轴承盖螺栓,扭矩为 16 N·m。
图3-1-71 螺栓紧固顺序
⑩紧固凸轮轴壳分总成。
按如图 3-1-72 所示的顺序,紧固 17 个螺栓,扭矩为 27 N·m。
图3-1-72 凸轮轴壳螺栓紧固顺序
注意:
a.安装凸轮轴壳后,确保凸轮凸角按如图 3-1-73 所示安装。
b.如果在安装过程中任何螺栓松动,则拆下凸轮轴壳,清洁安装表面并重新涂抹密封胶。
c.如果在安装过程中因螺栓松动而拆下凸轮轴壳,则应确保先前涂抹的密封胶未进入任何机油通道。
d.安装凸轮轴壳后,消除凸轮轴壳和气缸盖之间渗出的密封胶。
安装凸轮轴正时齿轮总成。
a.检查并确认锁销已安装在凸轮轴上,如图 3-1-74 所示。
图3-1-73 安装凸轮轴壳
图3-1-74 检查并确认锁销已安装在凸轮轴上
b.如图 3-1-75 所示,使直销和键槽不对准,将凸轮轴正时齿轮和凸轮轴放置在一起。
图3-1-75 直销和键槽不对准
注意:不要用力推入凸轮轴正时齿轮总成,这样可能导致凸轮轴锁销端部损坏凸轮轴正时齿轮总成的安装表面。
c.将凸轮轴正时齿轮轻轻推向凸轮轴的同时,按如图 3-1-76 所示方向旋转凸轮轴正时齿轮。将齿轮销进一步推入键槽中。
图3-1-76 旋转凸轮轴正时齿轮
注意:不要使凸轮轴正时齿轮朝延迟方向(顺时针)转动。
d.在凸轮轴正时齿轮固定就位时,紧固凸缘螺栓,扭矩为54 N·m,如图 3-1-77 所示。
图3-1-77 固定凸轮轴正时齿轮并紧固凸缘螺栓
e.如图 3-1-78 所示,检查并确认凸轮轴正时齿轮可以朝延迟方向(顺时针)转动,并锁止在最大延迟位置。
图3-1-78 检查并确认凸轮轴正时齿轮动作
安装排气凸轮轴正时齿轮总成,如图 3-1-79 所示。
图3-1-79 对准键槽和直销
a.检查并确认锁销已安装在凸轮轴上。
b.对准键槽和直销,然后将排气凸轮轴正时齿轮和凸轮轴连接起来。
c.将齿轮轻轻地压在凸轮轴上,并转动齿轮。将齿轮销进一步推入键槽中。
注意:一定不要使排气凸轮轴正时齿轮朝延迟方向(顺时针)转动。
d.检查并确认齿轮凸缘和凸轮轴间没有间隙。
e.排气凸轮轴正时齿轮固定住时,拧紧凸缘螺栓,扭矩为 54 N·m,如图 3-1-80 所示。
f.检查排气凸轮轴正时齿轮的锁止情况,确保排气凸轮轴正时齿轮已锁止。
安装 1 号链条振动阻尼器。
如图 3-1-81 所示,用 2 个螺栓安装 1 号链条振动阻尼器,扭矩为 21 N·m。
图3-1-80 固定正时齿轮拧紧排气凸轮轴凸缘螺栓
图3-1-81 安装 1 号链条振动阻尼器
安装 2 号链条振动阻尼器。
如图 3-1-82 所示,用 2 个螺栓安装 2 号链条振动阻尼器,扭矩为 10 N·m。
安装链条分总成。
a.检查 1 号气缸 TDC/压缩,如图 3-1-83 所示。暂时紧固曲轴皮带轮螺栓,逆时针转动曲轴,以使正时齿轮键位于顶部,拆下曲轴皮带轮螺栓,检查每个凸轮轴正时齿轮上的正时标记。
图3-1-82 安装 2 号链条振动阻尼器
图3-1-83 压缩上止点
b.如图 3-1-84 所示,将标记板(橙色)和正时标记对准并安装链条。
提示:
• 确保使标记板位于发动机前侧。
• 凸轮轴侧的标记板为橙色。
• 不要使链条缠绕在凸轮轴正时齿轮总成的链轮周围,只可将其放置在链轮上。
• 将链条穿过 1 号振动阻尼器。
图3-1-84 正时标记对准并安装链条
c.如图 3-1-85 所示,将链条放在曲轴上,但不要使其缠绕在曲轴周围。
图3-1-85 安装链条在曲轴上
d.如图 3-1-86 所示,重新检查正时标记。
图3-1-86 重新检查正时标记
提示:
• 确保使标记板位于发动机前侧。
• 曲轴侧、凸轮轴侧的标记板为橙色。
• 用扳手固定住凸轮轴的六角头部分,并顺时针旋转凸轮轴正时齿轮总成。
• 为了张紧链条,缓慢地顺时针旋转凸轮轴正时齿轮总成,防止链条错位。
• 在 TDC/压缩时,重新检查每个正时标记。
安装链条张紧器导板。
如图 3-1-87 所示,安装链条张紧器导板。
更换正时链条盖油封。
a.如图 3-1-88 所示,用螺丝刀和手锤拆下油封。
图3-1-87 安装链条张紧器导板
图3-1-88 拆卸油封
注意:不要损坏正时链条盖油封。
提示:使用螺丝刀之前,请在螺丝刀头部缠上胶带。
b.如图 3-1-89 所示,在油封唇口上涂抹一薄层通用润滑脂。
c.如图 3-1-90 所示,用 SST(SST 09223-22010)敲入一个新油封,直到其表面与正时齿轮箱边缘齐平。
图3-1-89 油封涂抹润滑脂
图3-1-90 安装油封
注意:
• 使唇口远离异物。
• 不要斜敲油封。
• 确保油封边缘不伸出正时链条盖。
安装正时链条盖分总成。
a.如图 3-1-91 所示,清除所有旧的填料,注意不要将机油滴在正时链条盖、气缸盖和气缸体的接触面上。
b.如图 3-1-92 所示,安装 3 个新 O 形圈。
图3-1-91 清洁正时链条盖
图3-1-92 安装 O 形圈
c.如图 3-1-93 所示,涂抹密封胶,密封直径为 3.0 mm(0.118 in)。
注意:
• 先清除接触面的所有机油。
• 涂抹密封胶后 3 min 内安装链条盖。
• 安装正时链条盖分总成后至少 2 h 内不要启动发动机。
d.在正时链条盖上涂抹一条连续的密封胶。
e.如图 3-1-94 所示,安装正时链条盖。
图3-1-93 涂抹密封胶
图3-1-94 安装正时链条盖
f.如图 3-1-95 和图 3-1-96 所示,用 26 个螺栓安装正时链条盖。
扭矩:螺栓 A、E 为 26 N·m,螺栓 B 为 51 N·m,螺栓 C 为 51 N·m,螺栓 D 为10 N·m。
注意:
• 如果接触面潮湿,则在涂抹密封胶前用无油抹布擦拭。
• 涂抹密封胶后 3 min 内安装链条盖,并在 15 min 内紧固螺栓。
• 安装后至少 2 h 内不要启动发动机。
提示:根据需要安装水泵等部件。
如图 3-1-97 所示,安装曲轴皮带轮。
图3-1-95 正时链条盖螺栓紧固的顺序
图3-1-96 紧固正时链条盖
图3-1-97 安装曲轴皮带轮
安装 1 号链条张紧器总成。
a.松开棘轮爪,然后完全推入柱塞,将挂钩固定在销上,以使柱塞位于如图 3-1-98 所示的位置。
图 3-1-98 1 号链条张紧器柱塞位置
注意:确保凸轮固定在柱塞的第一个齿上,使挂钩穿过销。
b.用 2 个螺母安装一个新衬垫、支架和 1 号链条张紧器,扭矩为 10 N·m,如图 3-1-99 所示。
图 3-1-99 安装张紧器
注意:如果安装链条张紧器时,挂钩松开柱塞,则重新固定挂钩。
根据需要安装其他零部件。
三、学习小结
(1)气门传动组主要包括凸轮轴(含正时齿轮)、挺柱、推杆、摇臂、正时皮带(链条)等。
(2)气门传动组的拆装步骤。
(3)气门传动组的检测方法及数据。
四、任务分析
配气机构的气门传动组,如果发现磨损、装配错误等,将导致配气正时错误,检修时应更换损坏的元件,并按装配记号和操作规范安装。
五、自我评估
1.填空题
(1)曲轴转速与凸轮轴转速之比为_________。
(2)图 3-1-100 所示图片中曲轴位置在_________。
图3-1-100 曲轴位置
(3)凸轮轴轴颈油膜间隙测量时的必备工具是_________。
(4)测量气门间隙时必须具备的测量工具是______________。
(5)凸轮轴的主体是一根与气缸组长度相同的圆柱形棒体,上面套有若干个凸轮,用于驱动气门来实现_________和_________。
(6)当凸轮轴上的凸轮基圆部分与挺柱接触时,挺柱不升高,气门处于_________状态。
(7)当凸轮轴上凸起部分(尖桃)与_________接触时,将_________顶起。
(8)当凸轮的转过_________挺柱后,便逐渐减小对挺柱的推力,气门在其弹簧张力的作用下,开度逐渐减小直至关闭,使气缸密封。
2.判断题
(1)凸轮轴的径向圆跳动应不大于 0.03 mm。( )
(2)如果凸轮桃尖高度小于最小值,则对凸轮轴进行修复后可继续使用。( )
(3)如果凸轮轴轴承盖或气缸盖上的凸轮轴轴颈座损坏,应更换气缸盖。( )
(4)在压扁后的塑料间隙规最宽处,与规定值相比较,测得的数值即为凸轮轴轴颈油膜间隙。( )
(5)凸轮轴轴颈是没有轴瓦的。( )
(6)凸轮轴轴承盖紧固没有顺序。( )
(7)当凸轮轴磨损超过标准值后,只能更换不能修复。( )
3.选择题
(1)下列说法正确的是( )。
A.正时链条可以终生不更换 B.正时皮带可以终生不更换
C.只有 A 正确 D.全都不正确
(2)下列说法正确的是( )。
A.液压挺柱可以自动调节气门间隙 B.进气门的气门间隙大
C.气门间隙的测量工具是千分尺 D.新车是没有气门间隙的
(3)下列说话正确的是( )。
A.气门间隙的调整是通过更换气门来实现的
B.气门间隙的调整是通过更换凸轮轴来实现的
C.气门间隙的调整是通过更换挺筒来实现的
D.以上都不正确
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