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气缸盖与配气机构



一、气缸盖

气缸盖的功用是密封气缸,构成燃烧室空间和进排气通道,在其上装置气门组、喷油器、预燃室和涡流室等零部件。

(一)气缸盖结构

气缸盖承受着很大的热应力,为保证它能可靠地工作,应采用导热性好、膨胀系数小和高温疲劳强度高的材料,使其能很好地承受热负荷的反复作用。在结构上保证热点的良好冷却,使各处温度尽可能均匀,尽量减少热应力。4G54发动机气缸盖的结构如2-034所示。

4G64发动机气缸盖结构2-035所示。

6G72发动机气缸盖结构2-036所示。

4G56发动机气缸盖结构2-037所示。

(二)气缸盖的损伤与检查

1.气缸盖裂纹

气缸盖最容易产生裂纹的部位是进、排气门口间的鼻梁处。因该处是最热的三角地带,受热面要膨胀,但受周围金属的制约而产生压缩应力和应变,若超过材料的弹性极限,并保持一定的时间,金属将因蠕变而造成塑性变形。如果温度降低,周围金属便收缩,使原来产生塑性变形的部位又产生拉应力,若拉伸应力超过材料本身的强度极限就立即产生裂纹。

裂纹的检查方法:将气缸盖水孔密封,只留有一个口,将气缸盖放入水槽,然后从所留口通392kPa的压缩空气,什么地方冒泡,则说明该处有裂纹。

2.气缸盖翘曲引起气缸盖翘曲的原因很多,除热负荷和热应力的因素外,由于拆卸时气缸盖螺栓紧固顺序和条件不当,也会引起气缸盖变形。其检查方法如2-038所示,用直尺按图中AB、……方向检查气缸盖密封垫表面的平整度。4G544G646G724D56发动机气缸盖平整度标准值均为0.05mm,极限值为0.2mm。如超过极值,应修正。

3.气门的磨损

气门杆的磨损或其它损伤情况,如2-039 (a)所示,如果在杆头有凹痕,可用油石或其它手段修正,但这种修正必须限制于最小范围内。

2-039 (b)所示,检查气门面以校核接触情况,如果接触不良,应用面修整器进行修面。气门座接触应在气门面中心保持均匀接触。如果边缘尺寸超过极限值,应更换气门。4G544G646G72发动机的边缘尺寸标准值为1.2mm(进气)2.0mm(排气),极限值为0.7mm (进气)1.5mm(排气)4D56发动机的边缘尺寸标准值为2.0mm,极限值为1.0mm

4.气门弹簧

2-040所示,检查每只气门弹簧的自由高度,如果超过极限值,应更换。

4G546G72发动机气门弹簧的自由高度标准值为49.8mm,极限值为48.8mm (标记白色)4G64的标准值为:47.5mm,极限值为46.5m (标记:绿色)4D56发动机的标准值为:49.1mm,极限值为48.1mm

2-040所示,用直尺检验每只气门弹簧的直角度。如超过极限,应更换。上述发动机气门弹簧直角度标准值均为2°,极限值均为4°。

5.气门导向

2-041所示,检查气门导向和气门杆之间的间隙,如超过极限值,应更换气门导向或气门,或更换两者。

4544D56发动机该标准值为0.03-0.06mm (进气)0.05-0.09mm (排气),极限值为:

0.1mm (进气)0.15mm (排气)6G724G64发动机的标准值为:0.02m-0.06mm (进气)0.05-

0.09mm (排气),极限值为:0.1mm (进气)0.15mm (排气)

()气缸盖的维修

1. 缸盖裂纹的维修

一般说来,在与缸体接合平面、贯穿气门导管孔、气门座圈孔、喷油器孔等处有裂纹及冷却水套壁难以接近修理部位出现裂纹时,气缸盖不能修复应报废。

通常在修复之前,必须掌握缸盖材质成分、裂纹部位、形状、长短和壁厚等,以便确定用哪种焊修方法、施焊步骤、焊条、坡口开法和所需设备等。

焊前首先用汽油将裂纹处清洗干净,焊修时可不将气门座圈拆掉,然后开坡口和脂孔。焊好后用手提砂轮磨平。焊后用水压试验方法检查是否有渗漏,若有渗漏应再次补焊。

2. 气门座的维修

2-042所示,修正气门座前,先应检查气门导向和气门间的间隙,若必需应更换气门导向。

采用专用工具或气门座磨头修正气门座特有的宽度和角度。所采用的专用工具号码如下表所示。

气门座维修专用工具

切削刀具角度

专用工具号码

进气

排气

45°

MD998159

MD998158

65°

MD998165

MD998165

30°

MD998175

MD9981754D56MD998173(其余)

修正后,气门和气门座应加研磨剂研磨。

需要时,可按下列步骤更换气门座。如2-043(a)所示,先用切削刀从座圈上切下多余金属,再拆卸座圈。再把气缸盖的气门座孔磨至特大号座圈的外径和高度,适当把气缸盖预热到250℃左右,然后快速把座圈压进气缸盖的孔内。注意如果座圈在室温下安装,气缸盖会被磨碎而且座圈不会装得很合适。安装后,用刀具修整气门座圈。各发动机再镗磨座圈孔径,列于下表内。

座圈再磨孔径

特大号

4G54

4G64

6G72

4D56

进气

排气

进气

排气

进气

排气

进气

排气

0.3

47.300-47.325

40.300-40.325

47.30-47.33

44.30-44.33

40.30-40.33

38.30-38.33

43.300-43.325

37.300-37.325

0.6

47.600-47.625

40.600-40.625

47.60-47.63

40.60-40.63

44.60-44.63

38.60-38.63

43.600-43.625

37.600-37.625

3.气门导向更换

2-044所示,采用专用工具的推杆,用压力把气门导向朝气缸盖下表面推,使它离开位置,把气缸盖的嵌气门导向的镗磨至特大号尺寸(下表)。采用专用工具把气门导向压装到预定高度,气门导向一般应从气缸盖的顶部安装,注意如已卸下标准尺寸的气门导向,切匆再压装标准尺寸的气门导向。气门导向可在室温下进行安装。安装气门导向后,嵌入新气门并检查它们的滑动情况。更换气门导向时,检查气门的接触情况。必要时修正气门座。

4.气门杆密封垫更换

气门杆密封的安装如2-045所示。使用专用工具,轻轻把密封垫敲进到新规定的位置上。注意不要继续使用旧气门杆密封垫。密封垫若安装不妥,会严重影响唇和离心率,造成油漏至气门导向。给每只气门涂上发动机油,把气门嵌入导向中。避免用力把气门嵌入密封垫。嵌入后检查气门是否活动平稳。

5.喷嘴气门总成的安装

喷嘴气门总成的安装,如2-046 (a)所示,气门弹簧端涂色方向对着弹簧止动盘,采用发动油涂喷嘴体的座表面,安装喷嘴气门总成嵌入气缸内,并用手拧紧。采用专用工具和转矩扳手把喷嘴气门装置拧紧到规定值,如2-046 (b)所示。

6.气缸盖衬垫的安装

气缸盖衬垫的安装,如2-047所示,先清洁气缸体和气缸盖衬垫的两表面,如传动链壳衬垫凸出气缸体顶面,应用刀切去凸出部分。用密封剂涂在气缸体和链壳各联接端面。注意在气缸盖衬垫上不用密封剂。

7.气缸盖螺栓的安装

图2-048所示气缸盖螺栓的安装,按图2-048 (a)所示顺序依次拧紧螺栓,应分2-3次最后把螺栓拧至规定转矩,如图2-048 (b)所示。

如图2-048 (c)所示,采用专用扭力扳手,按规定转矩拧紧喷嘴气门总成在气缸盖上。

8.嘴气门总成

喷嘴气门总成的分解如2-049所示。

喷嘴气门分解要点如2-050所示。

2-050 (a)所示,采用专用工具按气缸号拆卸喷嘴气门总成,但拆卸时扳手不能相对喷嘴中心有倾斜。如2-050 (b)所示,采用钳子小心拆卸气门杆密封,拆出后丢掉,不再重复使用。拆卸锁销如2-050 (c)所示,用专用工具压缩弹簧并拆除或安装锁销。

检验喷嘴气门在喷嘴体上的滑动情况,如果滑动不光滑均匀或间隙过大,应更换整个总成。

9.气门杆密封安装

气门杆密封安装,如2-051所示,采用专用工具和一把掷头,把气门杆密封轻敲人喷嘴体内。注意杆密封安装时不得倾斜。[TOP]

二、配气机构的构造和维修

(一)配气机构的组成与构造

配气机构是一种实现发动机进气过程和排气过程的控制机构。其作用是根据发动机工作次序定时打开或半闭气缸的进、排气门,使新鲜空气进人气缸,排出废气。

6G72发动机的配气机构结构如2-052所示。它主要由两部分组成,即气门组和气门驱动组。

其中气门组主要包括:进、排气门、气门导向、气门弹簧、弹簧座、锁销和气门座等;

气门驱动组主要包括:凸轮轴、挺杆、导向、推杆、摇臂、摇臂轴和轴座等。

2-052所示是顶置气门一凸轮式配置机构,凸轮轴由带齿正时皮带驱动。采用滚子式摇臂大大降低驱动转矩,在摇臂内装有小型液压游隙调整器,可自动调整气门间隙。

液压自动游隙调整器的构造如2-053所示。它用来消除气门的间隙和降低气门驱动装置的噪声。自动游隙调整器可以自动吸收由于发动机不同部件温度和磨损的变化而形成的间隙波动,而经常保持气门间隙为“0”。其工作情况如2-054所示。

1.气门举升开始

2-054 (a)所示,凸轮推摇臂向上,在高压腔内的球由于油液压而立刻受压,因而封住高压腔。

2.气门举升

2-054 (b)所示,在高压腔内油少量经壳体内径和柱塞外径间间隙漏出。

3.气门举升结束

2-054 (c)所示,在柱塞弹簧作用下,壳体回到开始位置。油从储油筒漏进高压腔。

(二)摇臂与凸轮轴的结构与维修

在配气机构中,影响气门开启和关闭变化规律的主要因素是凸轮的形状。因气门升程变化规律决定了气门开启时间-断面大小,直接影响到每一循环进入气缸的充气量;加速度变化规律决定了配气机构惯性和冲击负荷的大小,从而影响配气机构工作的可靠性和耐久性。

凸轮轴依靠正时链轮由曲轴驱动,凸轮轴上按工作顺序排列的凸轮依次推动摇臂。摇臂由铝合金制成,一端为带滚针轴承的滚子,而另一端具有一紧凑的自动游隙调整器(2-055)。采用滚子从动件可大大减小气门驱动转矩、改善发动机性能、抗凸轮磨损和正时带传动的耐久性。

1.摇臂与凸轮轴的结构

4G54发动机摇臂与凸轮轴的结构如2-056所示。

4G64单凸轮轴发动机的摇臂与凸轮轴结构如2-057所示。

4G64双凸轮轴发动机的摇臂与凸轮轴结构如2-058所示。

6G72双凸轮轴前轮驱动发动机摇臂与凸轮轴结构如2-059所示。

2-060所示为6G72双凸轮后轮驱动发动机摇臂和凸轮轴结构。

6G72四凸轮轴发动机凸轮轴、摇臂和轴承盖的结构,如2-061所示。

4D56柴油机摇臂、摇臂轴和凸轮轴的结构如2-062所示。

2.摇臂与凸轮轴的检查与维修

(1)凸轮轴。检查凸轮轴轴颈和凸轮凸台,如超过损坏极限,应更换凸轮轴。测量凸轮高度(2-063),如超过限值,应更换。

4G54发动机的标准值为:

辨别标记:

6:标准值:42.5mmn(进气);极限值42.00mm(进气)

      42.56mm(排气)、极限值42.06mm (排气)

A:标准值:42.43mm (进气),极限值41.93m (进气)

      42.43mm (排气),极限值41.93mm (排气)

464发动机:

辨别标记:

A:标准值35.49mm (进气),极限值34.99mm(进气)

标准值35.mm (排气),极限值3470mm(排气)

C:标准值35.79mm(进气,极限值35.29m(进气)

标准值35.49mm (排气),极限值34.99mm (排气)

D:标准值35.49mm(进、排气),极限值34.99mm (进、排气)

E:标准值35.20mm (进气),极限值34.70mm(进气)

标准值34.91mm (排气),极限值34.70mm(排气)

G:标准值35.79mm (进气),极限值35.29mm (进气)

标准值35.49mm (排气),极限值34.99mm (排气)

上述辨别标记均打印于凸轮轴装链轮的相反端部。

6G72凸轮高度标准值为:35.49mm(进气)34.99mm (排气)

4D56柴油机的凸轮高度标准值为:

35.45-36.65mm (进、排气)

极限值为:36.05mm (进、排气)

6G72发动机凸轮轴安装如2-064(a)(b)(c)所示。把曲轴转到1号气缸上死点位置,检验摇臂在游隙调整器和气门的正确位置,在2-064(a)所示位置装人定位销。如2-064 (b)所示,把拆下的气缸盖底部放置于高约10mm的支架表面上,再依次安装轴承盖。如2-064 (c)所示,左、右侧的凸轮轴是不同的,小心安装不要混淆,左侧凸轮轴的总长度较长。辨别标记为:V表64气;C表示排气。

2-065 (a)所示,安装轴承盖前,应先检验辨别标记号,234号轴承上有前标记(6G72发动机),安装轴承盖时该标记必须和气缸盖上标记对准,图示“I”标记凸轮轴进气侧,“E”标记排气侧。

2-065(b)(c)所示,应分2-3次依次拧紧各轴承盖螺栓,最后拧紧到规定的转矩。

2-066所示是4D56发动机凸轮轴后轴承盖的安装。安装时,应检验辨别标记:轴承盖1一无标记;轴承盖2-2;轴承盖3-3轴承盖4-4;轴承盖5-无标记。

464发动机凸轮轴油封的安装如2-067所示。在油封和沿油封导向直到和气缸盖接触导向内涂上发动机油,用专用工具把油封压装于气缸盖内。

6G72发动机凸轮轴油封的安装如2-068所示。先在凸轮轴油封唇周围涂少量发动机油,然后用专用工具装人油封。

4D56发动机凸轮轴油封的安装如2-069所示。先在油封唇部涂上发动机油,然后用专用工具把新的凸轮轴油封压装人前轴承盖内。

(2)摇臂与摇臂轴。4G54发动机摇臂和摇臂轴的结构和拆装如2-070所示。

4G64发动机摇臂和摇臂轴的结构和拆装如2-071所示。

6G72双凸轮轴发动机的摇臂和摇臂轴结构如2-072所示。

摇臂的检验如2-073所示。检查与凸轮凸台接触的A面,如发生凹痕和磨损,应更换。检查螺钉头B,如磨平,应更换。检查轴孔,如损坏或咬合,应更换,检查油孔,如阻塞,应清洁。

摇臂轴匹配如2-074 (a)所示。右摇臂轴(排气门一侧)与左摇臂轴(进气门一侧)是不相同的,左摇臂轴在其后端上有一凹口。在摇臂轴的前端各有一个匹配标记,促使安装时把轴的螺栓孔与前轴承盖对齐。

把右和左摇臂轴嵌入凸轮轴前轴承盖中,使各摇臂轴前端的匹配标记与轴承盖的匹配标记对齐,并把螺栓穿过盖和轴,以防轴离开原位。

464发动机摇臂轴的安装如2-075所示,安装时,如图2-075 (a)所示,摇臂轴上4mm小孔应向前方,对着前轴承盖,供进气气门一侧摇臂轴比排气气门侧摇臂轴长13mm

6G72发动机摇臂轴的拆装如2-076所示。如图所示把摇臂轴A和摇臂轴B装人凸轮轴轴承盖No.1内,并在轴承盖和轴内拧入螺钉。

摇臂和轴的组装如2-076所示。轴承盖2号、3号和4号形状相同,为使安装位置正确,应如2-076所示加辨别标记。安装时把摇臂、轴承盖和弹簧安装在摇臂轴上,用螺栓紧固轴承盖和轴。

4G64发动机摇臂安装的辨别标记如2-077所示:1-31号至3号气缸;2-42号至4号气缸。

4D56柴油机摇臂轴的安装如2-078所示。安装时油孔侧应向下,摇臂轴有一个油孔的面向前。2油孔的一端应向后。

(3)游隙调整器的试验与安装

游隙调整器的检验如2-079示。如2-079 (a)所示,用专用工具夹持游隙调整器一道浸人柴油内,轻轻推下钢球,用专用工具(放气金属丝Mm998442)拉动柱塞上、下45次排出空气,拉动专用工具(金属丝),如果下夹持器保持稳固。如果它锁住 (不压紧),则游隙调整器是良好的。如果它不能锁住是压紧的,重复2次,它仍然压紧,则应换新。注意游隙调整器是一个精密部件,不可拆卸,必要时,可用柴油清洗。

2-079 (b)所示,空气泄放后,把游隙调整器装在专用工具(回落试验机MD998440)上。测量柱塞每下降1mm的时间。其标准值为:4-20s/mm (柴油温度在15-20℃时)

游隙调整器的安装如2-080所示。如图所示从下方嵌入游隙调整器,防止柴油从它侧面流出,装好后装上图示专用工具防止它落出。

(4)圆形衬垫的安装,如2-081所示。在圆形衬垫的外周涂上专门的密封剂。(3MATD No.8660或相当),把衬垫装于气缸盖或凸轮盖上。

半圆形衬垫的安装如2-082所示,半圆形衬垫上涂密封剂后,再安装。

(5)波形垫圈的安装。安装波形垫圈的正确方向如2-083所示。安装时,小方向不要搞错。

(6)喷油气门间隙调整(仅指有喷油气门发动机)4G54发动机喷油气门调整。如2-084 (a)(b)所示,调整时,把1号活塞置压缩行程上死点,顺钟向转动曲轴(不可逆钟向)使带轮上凹口对中正时链轮壳上的‘T'标记,检查此时的凸轮链轮上的匹配标记应在指定位置。在图示箭头方向测量喷油气门间隙。该标准值为0.17mm(冷机)

如果喷油气门间隙不合规定值,应松开锁紧螺母,采用塞尺并转动调整螺栓进行调整,如2-085 (b)所示。再用螺杆夹住调整螺栓防止它转动,拧紧锁紧螺母至规定转矩。

曲轴回转360°,曲轴带轮上凹口应与正时链轮壳上‘T'标记对中。检查其他各气门,如不在规定位置,则应按上述步序重新调整。

对于不带喷油气门的发动机,气门间隙调整步序与上述相同,仅2-086 (a)(b)箭头所示间隙标准值不同,4G54发动机的标准值为:0.08mm(进气)0.18mm (排气)

4G64发动机的标准值为:0.08mm (进气)0.18mm (排气)。注意,如果发动装在车辆上,在热机情况下,标准值为:0.15mm (进气)0.25mm (排气)

4D56发动机的气门间隙,如2-087所示,箭头的气门间隙的标准为:进、排气门为0.15mm(冷机)[TOP]


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