一、任务目标
通过本任务学习，应能：
（1）描述气门组的结构组成。
（2）描述气门、气门导管、气门弹簧、气门锁片的功用。
（3）依据汽车维修操作要求，规范、熟练地完成配气机构的气门组拆装作业。
二、知识描述
1．气门组组成
如图4－62所示，气门组主要由气门、气门导管、气门油封、气门弹簧、弹簧座、气门锁片组成。气门组件应保证气门与气门座在活塞压缩、做功行程中实现气缸的密封。
图4－62 气门组组成
2．气门结构及功用
如图4－63所示，气门由头部、杆部和锁止部分组成，包括气门头部、气门杆、锁片环槽等。气门密封锥面的锥角，称为气门锥角，一般为45°或30°。气门边缘应保持一定的厚度，一般为1～3mm。气门杆为圆柱形，在气门导管中不断进行往复运动。
如图4－64所示，气门是燃烧室的组成部分，在活塞压缩、做功过程中密封气缸。同时，气门在进气、排气行程中打开或关闭进／排气道。
图4－63 气门结构
图4－64 气门功用
3．气门导管功用
如图4－65所示，气门导管的功用是导向，保证气门做直线往复运动，使气门与气门座能正确贴合。此外，气门导管还在气门杆与气缸盖之间起导热作用。
图4－65 气门导管功用
图4－65 气门导管功用（续）
4．气门油封结构和功用
如图4－66所示，气门油封由金属外壳和锁紧弹簧组成，金属外壳的油封唇部与气门导管咬合在一起，用于发动机气门导管的密封。气门油封有两大作用：一是防止汽油、空气的混合气体以及排放废气泄漏；二是防止发动机机油进入燃烧室。
图4－66 气门油封结构
5．气门弹簧功用
如图4－67所示，气门弹簧的功用是克服在气门关闭过程中气门及传动件的惯性力，防止各传动件之间因惯性力的作用而产生间隙，保证气门及时落座并紧紧贴合，防止气门发生跳动，破坏其密封性。
6．气门锁片功用
如图4－68所示，气门锁片的功用是使气门与气门弹簧座紧密贴合，防止气门在运动过程中脱落。
三、任务实施
（一）实施方案
1．质量要求
参照厂家的质量标准要求。
图4－67 气门弹簧功用
图4－68 气门锁片功用
2．组织方式
每四位同学一组，按照企业岗位操作规范认识2007款卡罗拉1．6L／AT轿车1ZR－FE发动机上配气机构的气门组，对气门组进行拆装作业。每组作业时间为____分钟。
3．作业准备
（1）技术要求与标准：
①拆下气门油封后需更换新的气门油封。
②安装前要对相关部件进行清洁和润滑。
（2）设备器材：如图4－69所示。
（3）场地设施：带消防设施的场地。
（4）设备设施：2007款卡罗拉1．6L／AT轿车1ZR－FE发动机一台、发动机台架、工具车、标保工具车、零件车、垃圾桶。
图4－69 设备器材
（5）耗材：干净抹布、泡沫清洁剂。
（二）操作步骤
1．拆卸气门组
（1）拆卸气缸盖
①从气缸盖两边到中间，按对角的顺序，用10mm双六角套筒、接杆、指针式扭力扳手，分步均匀地松开10个气缸盖螺栓，如图4－70所示。用棘轮扳手拆下螺栓，用磁力吸棒吸取10个平垫圈，如图4－71所示。
图4－70 松开螺栓
图4－71 使用磁力吸棒
注意事项
✧螺栓拆卸顺序不正确可导致气缸盖翘曲或开裂。
②如图4－72所示，使用头部缠有胶带的螺丝刀，撬动气缸盖和气缸体之间的部位，拆下气缸盖。
图4－72 使用缠有胶带的螺丝刀
注意事项
✧按照维修手册规定位置进行撬动。
③如图4－73所示，用铲刀将气缸垫从气缸体上铲下。
图4－73 拆卸气缸盖衬垫
（2）拆卸气门弹簧
①如图4－74所示，将拆下的气缸盖平放在垫木上，使用气门拆装钳逐步压紧气门弹簧使气门锁片露出。
②如图4－75所示，使用磁力吸棒依次取出每个气门中的两个气门锁片。
③如图4－76所示，拆卸气门拆装钳，并依次取下气门弹簧座和气门弹簧。
（3）拆卸气门
如图4－77所示，将气缸盖侧立放置在垫木上，取下进、排气门。
（4）拆卸气门油封
如图4－78所示，将气缸盖平放在垫木上，选择油封拆卸专用尖嘴钳拆下气门油封。
图4－74 使用气门拆装钳压紧弹簧
图4－75 使用磁力吸棒去除气门锁片
图4－76 取下弹簧座和气门弹簧
图4－77 取下进、排气门
2．安装气门组
（1）安装气门油封
①如图4－79所示，使用压缩空气清洁新的气门油封。
图4－78 拆卸气门油封
图4－79 清洁气门油封
②如图4－80所示，在新的气门油封上涂抹一薄层发动机机油。
③如图4－81所示，使用导管将气门油封压紧在各气门导管上。
（2）安装气门
①如图4－82所示，将气缸盖侧立在垫木上，使用压缩空气清洁表面及气门导管。
②如图4－83所示，依次在进、排气门的气门杆端处涂抹一薄层发动机机油，并按顺序装入。
（3）安装气门弹簧
①如图4－84所示，将气缸盖平放在垫木上，依次安装气门弹簧及弹簧座。
②如图4－85所示，用气门拆装钳压紧气门弹簧，使气门端部环槽露出。
图4－80 涂抹发动机机油
图4－81 使用导管
图4－82 清洁气门导管
图4－83 涂抹发动机机油并按顺序装入
图4－84 安装弹簧座
图4－85 使用气门拆卸钳子
③如图4－86所示，安装气门锁片，缓慢松开气门拆装钳使两个气门锁片可靠落座。取下气门拆装钳。
图4－86 安装气门锁片
④如图4－87所示，使用塑料锤轻敲气门杆顶部，以确保气门锁片、气门弹簧等安装到位。
图4－87 用塑料锤轻敲气门杆
（4）安装气缸盖
①如图4－88所示，将衬垫放在气缸体表面上，并使印有批次号的一面朝上。
图4－88 安装气缸盖衬垫
注意事项
✧清除接触面的所有机油。
✧确保衬垫按正确的方向安装。
②如图4－89所示，对准定位销，将气缸盖平稳放到气缸体上。
图4－89 对准定位销
③在螺栓的螺纹和与垫圈相接触的螺栓头下的部位，涂抹一薄层发动机机油。
注意事项
✧在对准定位销时注意气缸盖不要滑动，以免定位销损坏气缸盖下平底面。
④如图4－90所示，将螺栓和平垫圈安装至气缸盖。
注意事项
✧不要将垫圈掉到气缸盖里。
⑤如图4－91所示，从气缸盖中间到两边按对角线的顺序，用10mm双六角套筒、接杆、棘轮扳手，分步均匀对10个气缸盖固定螺栓和平垫圈进行预紧。再选用扭力扳手进行紧固，将螺栓紧固至49N·m。
图4－90 安装平垫
图4－91 预紧螺栓
⑥用油漆在气缸盖螺栓前端做标记。
⑦如图4－92所示，将气缸盖螺栓再次用指针式扭力扳手旋转紧固90°，然后再旋转紧固45°。
图4－92 紧固螺栓
四、知识小结
1．气门组组成
气门组主要由气门、气门导管、气门油封、气门弹簧、弹簧座、气门锁片组成。
2．气门作用
气门由气门头部、气门杆、锁片环槽等组成。它的作用是在活塞压缩、做功过程中密封气缸，在进气、排气行程中打开或关闭进排气通道。
3．气门弹簧的功用
气门组中气门导管为气门的运动导向，同时还为气门杆散热；气门弹簧的功用是使气门及时关闭，并保证气门与气门座紧密贴合，防止气门发生跳动；气门锁片用来保证气门与气门弹簧紧密贴合，防止气门在运动过程中发生脱落。
4．气门组件拆卸作业的主要步骤
拆卸气缸盖、拆卸气门弹簧、拆卸气门、拆卸气门油封。（安装时按照相反的顺序。）
五、任务评价
（一）理论评价
1．判断题
（1）气门的作用是专门负责向发动机内输入燃料并排出废气。（ ）
（2）拆卸气门弹簧座时，用空气喷枪吹入空气，用磁棒拆下气门弹簧座。（ ）
（3）将进气门油封安装至排气侧，不会产生影响。（ ）
（4）气门锥角一般为30°或45°。（ ）
（5）配气机构由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。（ ）
2．单选题
（1）下述各零件不属于气门组的是（ ）。
A．气门弹簧 B．气门座 C．摇臂轴 D．气门导管
（2）以下哪个步骤不是安装进气门步骤？（ ）
A．在进气门的底部涂抹足量发动机机油
B．将气门、气门弹簧和弹簧座圈安装到气缸盖上
C．用SST和木块压缩弹簧并安装2个座圈锁片
D．用塑料锤轻敲气门杆顶部以确保安装到位
（3）四冲程发动机在压缩行程时，进气门和排气门分别处于什么状态？（ ）
A．开，开 B．开，关 C．关，关 D．关，开
（4）卡罗拉采用的顶置式气门关闭时靠以下哪个部件来实现？（ ）
A．气门弹簧 B．气门导管 C．气门油封 D．气门杆
（5）气门组件拆装过程中，拆卸气门锁片需用到以下哪个工具？（ ）
A．密封胶 B．机油壶 C．磁力吸棒 D．一字螺丝刀
（二）技能评价
表4－4 气门组拆装技能评价
续表
（注：操作正确即得分，操作错误或未进行操作得0分）
学习拓展
1．配气机构类型
如图4－93～图4－96所示，配气机构可以从以下不同的角度进行分类：
图4－93 配气机构类型（按气门布置位置分类）
（1）根据气门布置位置不同分为气门侧置式和气门顶置式。现代汽车发动机均采用气门顶置式。
（2）根据凸轮轴布置形式不同分为凸轮轴上置式、凸轮轴中置式和凸轮轴下置式。凸轮上置式多适用于高速发动机。
图4－94 配气机构类型（按凸轮轴布置形式分类）
图4－95 配气机构类型（按凸轮轴传动方式分类）
图4－96 配气机构类型（按每缸气门数目分类）
（3）根据凸轮轴传动方式不同分为齿形带传动式、链条传动式和齿轮传动式。凸轮中置或下置的配气机构多采用圆柱形定时齿轮传动。凸轮轴上置式多选择链条或链轮传动。高速汽车发动机上广泛采用传动带来代替链轮。
（4）根据每缸气门数目不同分为二气门式、四气门式和五气门式。
2．气门顶部形状
气门顶部有平顶型、凹面型及球面型，如图4－97所示。平顶型气门吸热面小，质量小，进、排气门都可采用，目前使用最多的是平顶式。凹面型气门流动阻力小，但受热面积大，适合做进气门。球面型气门排气阻力小，废气清除效果好，适合做排气门。
图4－97 气门顶部形状
3．气门弹簧结构形式
气门弹簧根据其结构形态不同分为圆柱形螺旋弹簧、双弹簧和变螺距弹簧，如图4－98所示。圆柱形螺旋弹簧上、下螺距及直径相等；双弹簧内外弹簧旋向相反，当一个弹簧发生共振时，另一弹簧起减振作用；变螺距弹簧上、下螺距不等，在弹簧压缩时，螺距较小的弹簧两端逐渐贴合，使有效圈数逐渐减少，为了防止弹簧发生共振。
图4－98 气门弹簧结构形式
4．气门弹簧座固定方式
气门弹簧座两种固定方式为锁销式固定和锁片式固定，如图4－99所示。
图4－99 气门弹簧座固定方式
5．配气相位
配气相位是指用曲轴转角来表示进、排气门实际开闭时间和开启持续时间。通常用相对于上、下止点曲拐位置的曲轴转角的环形图来表示，环形图被称为配气相位图，如图4－100所示。
图4－100 配气相位图
发动机气门实际开闭时刻是早开迟闭，延长进、排气时间，以保证进气充足，废气排放完全。
进气门提前角一般为10°～30°，进气门延迟角一般为40°～80°，如图4－101所示。排气门提前角一般为40°～80°，排气门延迟角一般为10°～30°，如图4－102所示。
图4－101 进气相位图
图4－102 排气
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