配气机构常见故障诊断与维修 陈兴涛 43

天津职业技术师范大学

（成人高等教育）

毕 业 论 文

题 目 配气机构常见故障诊断与维修

学生姓名 陈兴涛 年 级 20091207135 教学单位 专 业 汽车检测与维修技术 指导教师

评定成绩

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目录

一、天津工程师范学院成人高等教育毕业论文

1.配气机构的概述................................... 错误！未定义书签。

1.1功用......................................................... 3 1.2具备的性能................................................... 3 1.3形式......................................................... 3 1.4工作过程..................................................... 4 2.配气机构常见故障诊断与维修........................................ 4

2.1配气机构早期损坏的主要原因：................................. 4 2.2配气机构故障三例............................................. 5 2.3. 配气机构的故障与排除 ....................................... 6 3.影响发动机性能的简要分析.......................................... 7

3.1气门数和气缸对发动机性能的影响............................... 7 3.2配气机构对发动机性能的影响................................... 8 结束语：………………………………………………………………………………8 致谢：.............................................................. 9 参考文献：.......................................................... 9

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配气机构常见故障诊断与维修

陈兴涛

【摘 要】配气机构的性能及其密封性直接影响发动机的充气效率、空燃比，乃至影响发动机的性能。配气机构就像人类的呼吸系统，可想而知，它对整个发动机来讲重要性是不言而喻的，为了更好的去理解发动机的工作过程和工作原理，就应该对其配气机构应有更深一步的学习。论文主要从配气机构的组成、工作原理及分类方面进行层层阐述，后查阅资料及自己在实习过程中遇到的问题加以总结。最后对其估故障的部位进行逐个分析判断直到找到故障所在的部位并对其进行维修。

【关键词】：配气机构 故障

1.配气机构的概述

1.1功用

配气机构的作用是及时的将可燃混合气吸入气缸和及时的将气缸中的废气排出，以保证发动机的正常工作。配气机构是实现发动机进气过程和排气过程控制机构，它的作用是按照发动机的正常工作次序按时打开和关闭进、排气门，使新鲜空气或可燃混合气进入气缸把燃烧后的废气从气缸内排出。配气机构要有足够的气体流通面积，要保证适时的开启与关闭进排气孔，使废气充分地排出干净，尽可能地吸进新鲜可燃混合气，配气机构要求简单，工作可靠，调整维修方便。 1.2具备的性能

1.2.1在各种工况下工作时获得最佳的进气量，以保证发动机在各种工况下工作时发出最好的性能。

1.2.2发动机在全负荷下工作时，需获得最大功率和扭矩，这就要求在此工况下，配气机构应保证获得最大进气量。 1.3形式

1.3.1按照凸轮轴的布置位置分：凸轮轴下置式，凸轮轴中置式，和凸轮轴上置式。（如图1）

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1.3.2按曲轴和凸轮轴的传动方式分：齿轮传动链条传动和齿带传动三种型式。

(1) 齿轮传动：传动简单可靠、噪声小，广泛用在下置凸轮轴的传动中。 (2) 链传动：用在顶置凸轮轴布置形式中，一般装有导链板和张紧轮等装置。 缺点：寿命差，噪声较大，结构质量也较大。

优点：布置容易。若传动距离较长时，可用两级链传动.

(3) 齿带传动：广泛用于现代高速轿车用汽油机和柴油机，噪声小、工作可靠、成本低。

1.4工作过程

(1)气门打开：当气缸的工作循环需要将气门打开进行换气时，由曲轴通过正时齿轮驱动凸轮轴旋转，使凸轮轴上的凸轮凸起部分通过挺柱、推杆、调整螺钉，推动摇臂摆转，摇臂的另一端便向下推开气门，同时使弹簧进一步压缩。

（2）气门关闭：当凸轮的凸起部分的顶点转过挺柱以后，气门在其弹簧张力的作用下，开度逐渐减小，直至最后关闭，进气或排气过程即告结束。压缩和作功行程中，气门在弹簧张力作用下严密关闭，使气缸密闭。

由于四冲程发动机每完成一个工作循环，曲轴转两圈，而各缸只进、排气一次，也即凸轮轴只需转一圈，所以曲轴与凸轮轴的传动比为2：1。

图1

2.配气机构常见故障诊断与维修

2.1配气机构早期损坏的主要原因

（1）维修质量差在维修作业中突出的问题是气门与气门座工作面加工质量达不到要求，造成工作面烧蚀、凹陷而早期损坏；凸轮轴轴承在刮削中其配合间隙、接触面积、各轴承同心度达不到要求，加速磨损，出现异响造成早期损坏；气门导管在更换新件时，铰削质量达不到规定要求，直接影响气门及气门座使用寿命。

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（2）维修数据应用不当：维修中不能科学地选择维修数据是造成机件早期损坏的重要原因。如气门与气门座接触面宽度，规定进气门为1～2.2mm，排气门为1.5～2.5mm。但在维修中，人们往往认为宽一点比窄一点保险，习惯选用上限或接近上限值，因而刚修好的车气门工作面宽度就已接近使用极限了。再如气门脚间隙，一般汽车规定为0.2～0.25mm，但在维护调整中也误认为间隙大一点比小一点好，因此，超上限使用。实际上间隙过大，不但降低了发动机功率，而且还会出现敲击声(气门口自)而早期损坏。

2.2配气机构故障三例

配气机构作为发动机的重要组成部分，其使用寿命本应与发动机整体寿命一致，但在使用中常发现配气机构寿命远远低于发动机整体寿命，尤其是气门、气门座、气门导管等主要机件寿命较短，往往在二、三级维护时，部分机件就已超过了使用极限而需要提前更换，造成极大浪费。下面以捷达豪华型轿车发动机配气机构故障为例进行介绍。

本文列举的 jettaGT(捷达豪华型)轿车的3例故障，都是因配气机构异常而引起的。故障的征兆都是发动机加速不良(发闷)，油耗增高。不过，产生故障的具体原因各不相同。

例1传动链链节数不符合标准

先用VAG1551电脑检测仪查询故障，显示故障代码00515--HALL SENSOR G40

OPEN/SHORT CIRCUIT TO POSITVE(霍尔传感器G40断路或对正极短路)。霍尔传感器产生的信号，可识别发动机第1缸压缩上止点位置，用于顺序喷油和爆震判别控制，还用于识别发动机起动时的第1次点火。在这一信号中断后，发动机电控单元不能正确区别出第1缸和第4缸，此时发动机将失去爆震控制而进人应急运行，从而使发动机功率降低、油耗增高和汽车加速不良。由此看来，故障根源就在故障代码所指示的范围内，而产生此故障代码的可能原因有：霍尔传感器G40与电控单元J220之间的信号连接线(图1)有断路或对正极短路；霍尔传感器G40损坏：霍尔传感器隔板上的窗口位置错位。

图4 G40与J220的连接图

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拔下G40插头，用万用表测量G40插头3个端子的电压。端子1有5V电压，端子2有9-12V电压，端子3为0V(搭铁)，均属正常。此后，又先后换上一个新的G40和J220试车，仍然显示上述故障。根据故障代码的含义分析，故障理应在电控系统上，但也不乏虽有故障代码而电控系统无故障的例子。

据车主讲：该车发动机以前曾因正时标记错位顶过气门，此故障是在换过气缸盖后出现的。在检查正时标记无误后，拆下气门室盖，仔细检查两凸轮轴之间的装配情况，发现两凸轮轴之间的传动链(该发动机的排气凸轮轴由曲轴通过齿形带驱动，进气凸轮轴由排气凸轮轴通过传动链驱动，并由一个液压的兔维护张紧器对传动链进行正确的张紧)链节数为15个，而标准的传动链链节数为16个。换上标准的传动链，故障彻底排除。

例2正时带轮定位键断裂

用VAG1551电脑检测仪检测无故障代码。路试结果，故障确实存在。在检查点火和燃油系统无异常的情况下，把检查重点放在配气机构。拆下气门室罩盖，准备检查排气凸轮轴与正时带轮的连接部分，以及气门与气门座的密封情况。当拆下排气凸轮轴正时带轮后发现正时带轮上的定位键已断裂，致使凸轮轴上的正时带轮与凸轮轴在径向产生相对位移，这就造成发动机配气相位相对滞后。

例3配气故障检修

有一辆东风EQ1090型汽车在行使途中,突然发现加不起油,功率不足而且排气管有|“吐、吐”声,还听到气门处有串气

驾驶员停车检查:先看油路：油面正常，加速量孔及主量孔喷油良好，进油管畅通。后查电路：高压线无松脱现象，抽出高压线跳火，火花很强烈。用起子搭火花塞检查发现是发现第五缸不工作，拆开后汽缸盖气门室罩盖，可见第五缸进气门摇臂与气门干部脱开约10mm左右，气门弹簧呈压缩状态气门过度开启，而且不动，明显串气。

据分析：由于新车不可能是胶织，积炭或气门坐圈脱落卡住气门。于是小心地用起字向上撬起气门弹簧，再将该汽缸活塞(摇车)转到下止点(进其形程)位置后，用榔头敲击气门头部几弹簧座.在冲击力的作用下，气门几弹簧终于回位，在发动汽车。第五缸工作正常，异常杂音消失，排气管也不在有“吐、吐”声，故障彻底消失。 2.3. 配气机构的故障与排除

配气机构的常见故障及一般处理方法主要如下： (一)、气缸体密封不严 如前所述，SOFIM发动机的缸体是由上、下两部分组成，加上缸盖、油底壳，整个缸体共三道密封衬垫，其中以气缸衬垫和上、下缸体间衬垫尤为重要，若密封不严，将容易引起下列故障： 1.发动机不起动，排气冒白烟。 2.发动机运转不正常，功率不足。 3.发动机过热。 4.油耗高。 发现上述现象后，应对气缸盖、气缸体螺栓的拧紧力矩进行检查，并重新按紧固顺序和要求进行紧固。如故障仍不能排除，则需拆卸缸体，检查气缸衬垫，必要时更换气缸衬垫。 (二)、进气系统密封不严 进气系统密封不严，将导致进气压力不足，影响充气效率。它引起的故障有： 1.发动机功率下降。 2.加速性能不良。 3.发动机运转不正常。 检查进气系统的密封性，对密封不良处重新进行密封。 (三)、发动机正时不准 发动机正时不准，将导致发动机过热，此时应检查发动机正时机构，并严格按规定进行调整。 (四)、气门积炭 气门积炭是配气机构常见故障之一，这不仅与气门结构设计、燃烧过程有关，也与所用燃油的品质有关。气门积炭引起的故障有： 1.发动机难以起动，或自动熄火。 2.排气冒黑烟。 3.油耗高。 发现上述现象，可对气门进行检查，或在发动机例行维护、维修中，检查气门是否有积炭，如果有积炭可进行清洗，必要时更换气门。 (五)、排气门烧蚀 排气门烧蚀将容易导

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致发动机自动熄火，这主要是使用不合理造成的。产生气门烧蚀的主要原因有： 1.发动机长时间超负荷或者在大负荷下工作，引起气门较早地磨损。同时超负荷长期磨损，还将引起气缸盖、气门座、气门导管等变形，使气门密封性降低，散热条件恶化，导致气门烧蚀。 2.发动机冷却不足，发动机持续高温，引起机油、柴油发生化学变化，在气门头部和杆部形成 3.气门弹簧弹力过小或气门间隙调整不当也会导致气门烧蚀。 气门烧蚀是汽车配气机构的常见故障。因此，应在使用中注意对发动机的例行保养，防止发动机长时间大负荷工作，及时清除积炭，按规定调整气门间隙。若不能修复者则更换之。 (六)、气门间隙不正常 气门间隙不当将引起下列故障： 1.发动机冒黑烟或深灰烟。 2.配气机构有异常响声。 3.发动机功率下降且运转不正常。 4.发动机自动熄火。 发现上述现象，尤其是听到发动机有异响应考虑检测发动机配气机构的气门间隙是否正常，否则应按前述气门间隙调整方法进行调整。 (七)、气门导管或气门杆过度磨损 气门导管或气门杆磨损过度将导致机油上窜，发动机冒蓝灰色烟或灰白色烟。此时需检测气门导管或气门杆。必要时更换气门导管或气门。 (八)、凸轮轴磨损 凸轮轴过度磨损将导致发动机功率下降，或行驶中停机故障。此时需检查凸轮轴磨损状况，必要时更换凸轮轴。 (九)、气门其它故障 气门的其它故障主要有气门卡死、气门座损坏、气门失控、气门过度磨损等，这些原因经常引起发动机排气发蓝、气门响、发动机功率不足、发动机过热等现象，这需视具体情况进行分析、判断，然后着手排除。

3.影响发动机性能的简要分析

3.1气门数和气缸对发动机性能的影响

发动机技术先进与否，有很多衡量指标，其中，汽缸与气门数确实是其中之一。 一般来说，同等排量情况下，气门越多，进排气效率越好，就像一个人跑步，累得气喘吁吁时，需要张大嘴巴呼吸。传统的发动机多是每缸一个进气门和一个排气门，这种二气门配气机构相对比较简单，制造成本低，维修起来也相对容易。对于输出功率要求不太高的普通发动机来说，两气门就能获得较为满意的发动机输出功率与扭矩性能。

排量较大、功率较大的发动机要采用多气门技术。最简单的多气门技术是三气门结构，即在一进一排的二气门结构基础上再加上一个进气门。近年来，世界各大汽车公司新开发的轿车大多采用四气门结构。四气门配气机构中，每个气缸各有两个进气门和两个排气门。

四气门结构能大幅度提高发动机的吸气、排气效率，新款轿车大都采用四气门技术。当然，大众汽车多采用五气门技术，如老款捷达王的20V发动机，宝来1.8T发动机也是五气门。

不过，达到或超过六气门不仅使配气结构过于复杂，还会导致发动机寿命缩短，气门开启的空间帘区（气门的圆周和气门的升程）也较小，效率下降。因此，四气门技术目前使用最为普遍。

需要指出的是，汽缸和气门数可以作为判断发动机优劣的标准之一，但不是唯一标准。

比如，宝马公司的直列4缸2.0升发动机，由于其独特的可变气门技术，在功率和扭矩输出

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上丝毫不逊于普通的6缸机，这也是宝马318轿车动力性广受好评的原因。奔驰公司长期采用每缸3气门技术，也达到了很好的功率、扭矩和环保水平。此外，配备涡轮增压技术后，宝来1.8T4缸机的功率和扭矩也能达到普通6缸机的水平。

3.2配气机构对发动机性能的影响

最后，还有必要谈谈气缸压缩压力的问题。我们知道发动机的作功依赖于压缩行程的压缩压力，压力越高，气体膨胀所释放的热能越多，发动机的平均动力性越好。在实际使用中，压缩压力依赖于气缸和燃烧室的密封性。主要是活塞环、气缸壁、气门、气门座、气缸衬垫等。这既与曲柄连杆机构有关，又与配气机构有关。如果发生发动机起动困难、气缸压力过低、油耗过高的现象时，就配气机构而言，需要检查气门与气门座的密封性、气门弹簧是否完好、弹力是否符合要求。然后再有针对性地进行处理，同时还需要检查曲柄连杆机构的气缸密封性、缸套的磨损程度、活塞环的磨损程度。给予必要的修复或更换部件。

结束语

随着信息时代的到来，人类已经进入了脑力竞争的时代，现在人们缺乏的不再是知识和信息，而是驾驭知识和信息的智慧。人才竞争的焦点不再是比谁的知识更多，而是比谁的思维更灵活，更有创造力。大量的事实表明，古往今来许多成功者既不是那些最勤奋的人，也不是那些知识最渊博的人，而是一些思维敏捷、最具有创新意识的人，他们懂得如何去正确思考。

从汽车维修方面来说，离开了正确的思维方法，思维的广度、深度及敏捷性、洞察秋毫的能力就会欠缺。在实施维修过程中，就不能将已掌握的知识和技能运用自如，融会贯通。

从社会意义、人生意义上讲，离开了正确的思维方法，就不会有真正意义上的成功；离开了思维的统率，经验就是一所收费昂贵的学校；离开了思维的点化，知识就是一座陈放旧货的仓库；离开了思维的加工，信息就是一堆无用的杂料。思维能力既得自遗传天赋，又有赖于后天的培养和训练。有些学者甚至认为，经过充分、适当的思维训练，思维技能还会成为第二天性。燃起思维这盏智慧之灯，我们每个人都会成为非常优秀的汽车维修大师。

相信经过我们在工作岗位上的不断学习和总结，加之有效的培养方法，我们每个的从事汽车维修的同学，都会成为新汽车时代汽修行业中的佼佼者，为母校争光。

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致谢

经过半年的忙碌和工作，本次毕业论文设计已经接近尾声，作为一个大专生的毕业论

文，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。

在论文写作过程中，得到了老师的亲切关怀和耐心的指导。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，老师都始终给予我细心的指导和不懈支持。 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!

参 考 文 献

［1］ 崔树平.汽车发动机构造与维修.武汉理工大学出版，2008-8-1 ［2］ 汤定国. 汽车发动机构造与维修.人民交通出版社，2005-6-1 ［3］ 陈文华. 汽车发动机构造与维修. 人民交通出版社，2001-9-1

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