二、配气机构的维修
(一)气门组的检修
1.气门的检修
气门在使用过程中,会产生头部密封锥面磨损及受高温气体烧蚀、杆部磨损和弯曲。
在修理气门锥面之前应先检查气门杆。弯曲超过0.03mm要进行校正和修整。校正后,用磨气门机磨削气门头部锥面。磨削时要注意锥面角度(45°或30°),磨削后气门边缘厚度不得小于0.8mm。杆部磨损可更换导管或杆部镀铬修复到标准直径。
2.气门座的检修
气门座如有松动、下沉、裂纹则要更换,如无上述故障而仅有斑点可进行铰削或磨削。
1)气门座的镶配
镶配前先拉出旧气门座,清理座孔,测出座孔的实际尺寸,据此镶配合金铸铁制成的新气门座。
气门座镶入可用冷缩的方法,将气门座放入冷却箱中冷至203K(-70℃)左右,待气门座冷缩后取出,放入气门座孔中。也可用热胀法,将气门座孔加热至373K(100℃)左右,将气门座涂上甘油与黄丹粉混合的密封剂,迅速压入,然后检查修整气门座高出部分。
2)气门座的铰削和磨削
气门座有3个不同角度的面,中间为45°或30°的密封面,上、下两个面分别为15°和75°的修正面。铰削或磨削时要用3种相应角度的锥形铰刀或锥形砂轮。铰削或磨削的工艺如下:
(1)铰削(磨削)前的准备工作:根据气门角度和气门导管内径选择铰刀和铰刀杆并先铰削硬化层。铰削硬化层时,在铰刀下垫上砂布进行。
(2)用45°或60°粗铰刀(或砂轮)粗铰(磨)密封面。
(3)用75°铰刀(或砂轮)铰(磨)上修正面。
(4)用15°铰刀(或砂轮)铰(磨)下修正面。
(5)用45°或60°细铰刀(或砂轮)细铰(磨)密封面。
在铰削或磨削过程中要进行试配,气门与气门座的接触带应在密封锥面中部略偏下位置,如接触带在距密封锥面上沿有1mm以上时允许使用。如不符合要求应加以修正,修正方法是用75°或15°铰刀(或砂轮)加工上、下修正面。接触带偏下的加工下修正面,接触带偏上的加工上修正面。
3.研磨气门
气门座经铰削或磨削后还需进行研磨,以增强气门与气门座的密封性。气门的研磨方法可用机磨或手工研磨。
下面介绍手工研磨法:
(1)清洗气门、气门座和气门导管,按气门的顺序号将气门插入气门导管中。在插入气门前先在气门锥面上涂上一层薄薄的研磨膏。
(2)用带橡皮碗的木柄捻子吸住气门头,或在气门杆上套一只软弹簧,用起子插在气门头部槽内进行研磨。
(3)研磨时,手腕着力,但用力不要太大,一面上、下移动手柄,使气门紧压气门座,同时转动手柄,变换气门与气门座相对研磨位置,确保研磨均匀。
(4)边磨边检查,当气门座与气门工作面出现一条整齐、连续、无斑点的接触环带时(环带部位要在中部略偏下一点),洗净气门及气门座,换用细研磨膏再磨,磨到接触带整齐且呈无光泽灰色环带时(环带宽度,进气门应为1.2~1.5mm,排气门应为1.5~2.3mm),洗净气门及气门座上的研磨膏。
(5)将气门锥面涂上机油再研磨几分钟,洗去机油,进行密封性试验。
研磨过程要防止研磨膏掉入气门导管。
4.气门与气门座的密封性检验
检验的方法有以下几种:
(1)画线检查:在气门锥面上用软铅笔每隔4mm画一条线,然后将气门放入相配的气门座,略用力压住气门头部,并转动约1/4圈后取出气门,检查铅笔线断裂情况,若所有线条被均匀切断为好,若有线条未断,则应重磨。
(2)涂红丹油检查:在气门锥面上均匀涂上一层红丹油(或轴承蓝),将气门放入相配的气门座,略加压力将气门转动约1/4圈,取出气门检查,如红丹油(或轴承蓝)被整齐地揩干净为好,否则应重磨。
(3)气压检查:用带有气压表的专门检查器检查。把气门及气门座洗净,对号将气门放在气门座上,将检查器的空气室罩在气门上方(注意与缸体或缸盖间的密封),压紧气室,用手握挤橡皮球往气室充气并观察气压表,当表上指针指向58.8~68.6kPa(0.6~0.7kg·f/cm)时,保压半分钟,表上压力不下降,说明密封性良好。
5.气门弹簧的检查
气门弹簧在使用中变形或弹力下降将影响气门的关闭紧密度。
(1)变形的检查:一般可用直角尺检查,将弹簧下端平放到直角尺厚的一边,并使其紧靠直角尺薄的一边,用直尺测量弹簧上端螺旋圈距直角尺的距离。一般以不大于1.5mm(α角)为合适。桑塔纳轿车不超过0.5mm。
(2)弹力检查:将弹簧放在弹簧试验器上检查。东风EQ1090E汽车弹簧自由长度59.5mm压缩到51mm时,压力为225.4N(23kg·f);桑塔纳轿车弹簧自由长度不得缩短3%~4%,弹力减弱不得超过规定7%~8%。
6.镶气门导管
气门导管松动或与气门杆配合间隙过大时应更换气门导管,其工艺如下:
(1)取出旧导管:一般用专用工具冷压取出。标致505发动机则要求在353~373K(80~100℃)热水中加热后取出。
(2)选择新导管:新导管的外径一般比旧导管大0.01~0.02mm,内径比气门杆大0.02~0.12mm。
(3)压入导管:将新导管外表擦净涂上机油放置座孔上,徐徐压入,其压入深度应符合规定。东风EQ 1090E汽车导管端面至汽缸盖下平面的距离为mm。
(4)铰削内孔:根据需要用铰刀铰削内孔,改善气门与导管的配合质量。桑塔纳轿车气门与导管的间隙为0.02~0.04mm。东风EQ1090E型汽车气门与导管间隙,进气门0.05~0.08mm,排气门0.05~0.10mm,使用极限进气门0.12mm,排气门0.15mm。
(二)凸轮轴的检修
1.凸轮轴的检查
(1)弯曲检查:将凸轮轴装在车床两顶针间或用“V”形垫铁支住两端轴颈,放在平板上,将百分表触及中部轴颈,转动凸轮轴,表针摆动的最大值和最小值之差的一半为直线度偏差。其数值大于0.05mm时应进行冷压校直。
(2)轴颈检查:用外径千分卡测量各道轴颈的圆度和圆柱度。圆度和圆柱度偏差大于0.015mm时,用磨削方法缩小尺寸修复,每级级差-0.20mm,一般可加工至-1.0mm。
(3)凸轮检查:用样板或外径分厘米卡检查,凸轮高度比标准高度低0.4mm时,应修磨凸轮,低1.0mm时,用堆焊法修复。凸轮起槽或有斑点要用油石修复。桑塔纳轿车凸轮高度低于17.20mm时,应更换凸轮轴。
2.凸轮轴的配合间隙
(1)轴同轴承配合间隙:一般为0.026~0.07mm,最大允许值为0.20mm。东风EQ1090E型汽车为0.06~0.12mm。
(2)凸轮轴轴承内径D的计算:
D=轴颈直径+轴颈与轴承配合间隙+轴承与座孔的配合盈量
(3)凸轮轴轴向间隙:桑塔纳轿车不超过0.15mm,解放CA1091汽车为0.08~0.20mm,东风EQ1090E汽车为0.08~0.208mm,间隙极限为0.30mm。间隙不当,需调整固定突缘的厚度。
(4)正时齿轮啮合间隙:一般为0.03~0.30mm,东风EQ1090E型汽车为0.04~0.30mm。
(三)配气正时和气门间隙调整
1.配气正时调整
配气正时,一般通过正时齿轮对记号安装来保证,如无记号,按下面方法调整:
(1)摇转曲轴使1 、6缸活塞处于上止点位置。
(2)将凸轮轴装入,使1缸凸轮处于上八字,6缸处于下八字,则置凸轮轴相反,即1缸处于压缩终了,进、排气门关闭;6缸处于排气终了,进、排气门叠开。
(3)保持曲轴和凸轮轴位置不变,装合正时齿轮或链条,并做上记号。
2.气门间隙调整
1)单只气门调整(顶置式)步骤
(1)用起子插入调整螺钉槽口内固定调整螺钉,用扳手将调整螺钉的固定螺母松开。
(2)选择与标准气门间隙相同的厚薄规片,插入气门间隙内。
(3)一边转动调整螺钉,一边拉动厚薄规片,当拉动稍有阻力时,停止转动调整螺钉并保持不动,把固定螺母拧紧。
(4)复测一次间隙,如间隙出现变化要进行重调。
2)多缸发动机气门间隙调整方法分逐缸调整法和两次调整法
(1)逐缸调整法:摇转曲轴使被调气门所在缸的活塞处于压缩冲程上止点(进、排气门同时关闭),调整该缸的进、排气门。然后再摇转曲轴使下一缸活塞压缩冲程结束,调下一缸。如此重复,摇一次曲轴调一只缸气门。这种调法浪费时间,但调整的质量较好。
(2)两次调整法:即摇动两次曲轴调完全部气门间隙。
用曲拐配角推算的调整方法:
图2-7为曲拐配角推算法两次调整气门间隙示意图。第一次摇转曲轴使1缸活塞处于压缩冲程结束,按1—5—3—6—2—4的做功顺序6缸处于排气行程结束,5缸压缩60°,2缸排气60°,3缸进气120°,4缸做功120°。
图2-7 气门调整顺序原理图
根据各缸活塞位置和配气相位角,确定各缸进、排气门的开、闭。1缸压缩冲程结束,进、排气门同时关,2缸排气冲程进行了60°,进气门关、排气门开。3缸进气冲程进行了120°,进气门开,排气门关。4缸做功行程进行了120°,进气门关,排气门由于提早打开(解放CA10B汽车排气门早开67°),因此排气门开。5缸压缩冲程进行了60°,排气门关,进气门由于延迟关闭(解放CA10B汽车进气门晚关69°),因此进气门开。6缸排气结束,进、排气门叠开。凡是关闭的气门均可调整,故图2-7可调整1、2、3、5、7、9气门。
第二次摇转曲轴,将曲轴摇转360°,即6缸活塞处于压缩行程结束,可调其余6只气门。
凡1—5—3—6—2—4做工顺序的发动机,各缸气门开闭的规律相同,如表2-3所示。
表2-3 可调气门顺序
上表由于东风EQ 1090E型发动机各缸进排气门排列位置与解放CA 10B发动机不同,故可调气门顺序不同,第一次可调1、2、4 、5、8、9气门,第二次调3、6、7、10、11、12气门。但各缸所调气门的名称则相同。如果将气缸按做工顺序排列,其调整气门的顺序依次为1缸可调进、排气门(调双), 5缸可调排气门,3缸可调排气门,6缸两只气门均不可调,2缸可调进气门,4缸可调进气门,即简称“双—排—不—进”。如4缸发动机做功顺序为1—2—4—3,也可用同样的方法调1缸进、排气门,2缸排气门,4缸不可调,3缸调进气门,即。其余以此类推。
第二次将曲轴摇转360°,使末缸活塞摇到压缩冲程上止点,同时可调第二次未调的另一半气门。
(四)配气相位检查与调整
配气机构零件磨损、变形后会使配气相位发生变化。为使发动机的性能不因此而发生变化,必须对发动机配气相位按时进行检查并视需要加以调整。
1.配气相位的检查
图2-8为配气相位的检查方法之一,其方法如下:
图2-8 配气相位测量
1-摇臂;2-百分表;3-支架;4-气门
(1)摇转曲轴使一缸活塞处于排气冲程结束(气门叠开)。
(2)将百分表装于支架上,支架固定在缸盖上,将百分表的触头抵在摇臂或气门座上,使表针转动1.0~1.5mm并使表盘的“0”位对准指针。
(3)徐徐转动曲轴,使气门由原来位置到完全关闭,观察表针变动量,变动1格相当于0.01mm,并分别做好记录。测进气门时曲轴倒转,测排气门时曲轴顺转。照此测完全部气门的早开、晚关值并加以对照标准进行分析。如测量记录为表2-4第一种情况,各缸进、排气门与座的间隙互有大小,即各缸配气迟早不一,这种情况难以调整,应更换凸轮轴;分析表2-4中第二种情况,各缸进气门与座的间隙都大于各缸排气门与座的间隙,表明各缸配气提早,应适当调迟。反之,应适当提早。
表2-4 进、排气门叠开记录表
2.配气相位调整
(1)改变凸轮轴正时齿轮键槽位置法。
(2)偏移凸轮轴键法。
(3)改变正时齿轮啮合位置法等。
采用第一种方法,要有一定的设备条件。采用第三种方法,调整量很大,当需要调整配气相位角大于6.6°时才能用此法,将正时齿轮调前或推迟一个齿。第二种方法,工艺简单,目前采用较多。
下面介绍偏移凸轮轴键法:将凸轮轴矩形断面键改成阶梯形键,如图2-9所示。
图2-9 配气相位调整
(a)顺键(由快调慢)(b)正键(c)逆键(由慢调快)
这样,使键左、右有所偏移,使凸轮轴与正时齿轮的配合偏移了一个角度。键的偏移量与偏差度和气门与座的间隙之间的关系如表2-5所示,也可按下式计算:
表2-5 气门及气门座间隙与相位角偏差的关系
式中:D——装正时齿轮的轴颈直径。
φ——需要调整的配气相位角度。
如D为30mm,调整1°需偏移0.13mm。
部分汽车的气门间隙如表2-6所示。
表2-6 国产汽车主要车型的气间隙(单位:mm)