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配气机构的作用是根据发动机的做功顺序或点火次序的要求，适时地开启和关闭各个气缸的进气门及排气门，使可燃混合气（汽油机）或新鲜空气（柴油机）及时地进入燃烧室，并将燃烧后的废气及时地排出气缸。由于可燃混合气或新鲜空气被吸入气缸越多，则发动机可能输出的功率越大，这就要求发动机的充气效率要高。
实际进入气缸的新鲜空气量与大气状态下充满气缸工作容积的新鲜空气量之比称为充气效率。
配气机构主要由气门组件和气门传动组件组成，如图1-74所示。
气门组件由气门、气门座圈、气门导管、气门弹簧、气门弹簧座、气门锁片等组成，如图1-74所示。
气门传动组件由凸轮轴驱动件（包括正时齿轮、正时链条、正时带）、凸轮轴、气门挺杆、摇臂及摇臂轴总成等组成。
图1-74 配气机构组成
1—螺栓40N·m＋继续转动1/4圈（90°） 2—凸轮轴调节器 3—凸轮轴正时齿轮 4—O形环 5—凸轮轴调节阀1 6—螺栓10N·m 7—螺栓10N·m＋继续转动1/4圈（90°） 8—气门室盖 9—螺栓10N·m 10—密封盖 11—滚子摇臂 12—气门锥形锁夹 13—弹簧座 14—气门杆密封件 15—液压挺杆 16—气门导管 17—气门弹簧 18—气门 19—排气凸轮轴 20—导向套 21—进气凸轮轴 22—螺栓50N·m＋继续转动1/4圈（90°）
配气机构形式较多，根据分类方式不同，种类也不一样。目前一般按以下方式进行分类：根据气门的布置形式，可分为顶置气门式和侧置气门式；根据凸轮轴的布置形式，可分为上置凸轮轴式、中置凸轮轴式和下置凸轮轴式；根据曲轴和凸轮轴的传动方式，可分为齿轮传动式、链条传动式和同步带传动式；根据每个气缸的气门数目，可分为2气门式、3气门式、4气门式和5气门式。
顶置气门式配气机构目前在汽车上应用最为广泛。它的进、排气门均布置在气缸盖上，如图1-75所示。它一般由气门、气门座圈、气门弹簧、弹簧座、锁片、气门导管、摇臂等组成。
顶置气门的特点是：气门行程大，燃烧室结构紧凑，有利于燃烧及散热，同时可提高发动机的压缩比，改善发动机的动力性。
上置式凸轮轴配气机构的凸轮轴安装在气缸盖上，它一般有两种形式：一种是单凸轮轴式，一种是双凸轮轴式，如图1-76所示。
双凸轮轴式有两根凸轮轴，其中一根凸轮轴驱动进气门摇臂或进气门，另一根凸轮轴驱动排气门摇臂或排气门。驱动方式通常又有两种形式，一种是凸轮轴直接驱动气门，另一种是通过摇臂驱动气门。
当发动机转速较高时，为了减小气门传动机构的往复运动质量，可将凸轮轴位置移到气缸体的上部，由凸轮轴经过挺杆直接驱动摇臂，而省去推杆，这种结构称之为中置凸轮轴式，如图1-77所示。
图1-75 顶置气门配气机构
图1-76 双凸轮轴式
凸轮轴下置式配气机构的主要优点是凸轮轴离曲轴近，可简单地用一对齿轮传动。缺点是零件较多，传动链长，整个机构的刚度差，多用于转速较低的发动机，如图1-78所示。
图1-77 凸轮轴中置
图1-78 凸轮轴下置
发动机每一工作循环中，气门只需打开一次，因此凸轮轴的转速为曲轴转速的一半，即曲轴与凸轮轴的转速比为2∶1，齿数比为1∶2。
发动机工作时，曲轴正时齿轮根据不同的驱动方式（齿轮、链条或同步带）带动凸轮轴正时齿轮旋转，凸轮轴就随着正时齿轮一起旋转。当凸轮轴上的凸轮由基圆经缓冲段到工作段时，液压挺杆元件好像刚性元件一样支撑着摇臂，使摇臂推动气门尾端向下运动，克服气门弹簧的弹力将气门向下顶开。
随着凸轮轴的继续旋转，凸轮从工作段向缓冲段运动，这时摇臂作用在气门上的推力逐渐减小，气门在气门弹簧的作用下也就逐渐关闭。当摇臂完全落到凸轮基圆时，气门完全关闭，如图1-79所示。
图1-79 气门顶置、凸轮轴上置式配气机构
用曲轴转角表示气门开启与关闭时刻和开启的持续时间，称为配气相位，如图1-80所示。
在排气行程接近完成时，活塞到达上止点之前，进气门便开始开启。从进气门开始开启到上止点所对应的曲轴转角称为进气提前角，用 α 表示。一般 α 值为0°～30°曲轴转角。进气门早开，使得活塞到达上止点开始向下移动时，进气门已有一定开度，所以可较快地获得较大的进气通道截面，减少进气阻力。
图1-80 配气相位图
在进气行程活塞到达下止点时，进气门并未关闭，而是在活塞上行一段距离后才关闭。从活塞位于下止点至进气门完全关闭时对应的曲轴转角称为进气迟后角，用 β 表示。一般值为30°～80°曲轴转角。活塞在到达下止点时，气缸内的压力仍低于大气压力，且气流还有相当大的惯性，适当延迟关闭进气门，可利用压力差和气流惯性继续进气。进气门开启持续时间内的曲轴转角，即进气持续角为 α ＋180°＋ β 曲轴转角。
在做功行程的后期，活塞到达下止点前，排气门便开始开启。从排气门开始开启到活塞到达下止点时所对应的曲轴转角称为排气提前角，用 γ 表示。一般 γ 值为40°～80°曲轴转角。做功行程接近结束时，气缸内的压力约为0.3～0.5MPa，做功作用已经不大，此时提前打开排气门，高温废气迅速排出，可减小活塞上行排气时的阻力，减少排气时的功率损失。高温废气提早迅速排出，还可防止发动机过热。
排气门是在活塞到达上止点后，又开始下行一段距离后才关闭的。从活塞位于上止点到排气门完全关闭时所对应的曲轴转角称为排气迟后角，用 δ 表示。一般 δ 数值为0°～30°曲轴转角。活塞到达上止点时，气缸内的压力仍高于大气压，由于气流有一定的惯性，排气门适当延迟关闭可使废气排得更干净。排气门开启持续时间内的曲轴转角，即排气持续角为 γ ＋180°＋ δ 曲轴转角。
进气门早开的目的是为了在进气开始时进气门有较大的开度或较大的进气通过断面，以减小进气阻力，使进气顺畅。进气门晚关则是为了充分利用气流的惯性，在进气迟后角内继续进气，以增加进气量。进气阻力减小不仅可以增加进气量，还可以减少进气过程消耗的功率。
排气门早开的目的是为了在排气门开启时气缸内有较高的压力，使废气能以很高的速度自由排出，并在极短的时间内排出大量废气。当活塞开始排气行程时，气缸内的压力已大大下降，排气门开度或排气通过断面明显增大，从而使强制排气的阻力和排气消耗的功率大为减小。排气门晚关则是为了利用废气流动的惯性，在排气迟后内继续排气，以减少气缸内的残余气量。
由于进气门早开和排气门晚关，在活塞位于排气上止点附近，出现一段进、排气门同时开启的现象，称为气门重叠。同时开启的角度，即进气门提前角 α 与排气门迟后角 δ 之和称为气门重叠角。
发动机在冷态下，当气门处于关闭状态时，气门与传动件之间的间隙称为气门间隙。
传统发动机的气门正时系统，是一种配气相位即气门开启关闭一成不变的机械系统，这种配气系统很难满足发动机在多种工况对配气的需要。而可变气门正时系统是一种可改变气门开启时间或开启大小的电控系统，它通过在不同转速下为车辆匹配更合理的气门开启或关闭时刻，来增强车辆转矩输出的均衡性，提高发动机功率并降低车辆的油耗。
可变配气相位（Variable ValVe Timing，VVT）机构能使气门正时、气门开启持续时间及气门升程等参数中的一个或多个随发动机的工况变化实时进行调节，从而获得更好的燃油经济性、更优异的转矩和功率特性，提高怠速稳定性和降低尾气排放。在现在的汽车发动机上，经常可以看见像VVT-i、VVTL-i、i-VTEC、VVL、VCT等技术符号，这些发动机都采用了可变配气正时的技术。
密封进排气道，为配气机构一主要组成零件。
气门头部由顶部和密封锥面组成，如图1-81和图1-82所示。
图1-81 气门结构及各部名称
图1-82 气门顶面形状
图1-83 气门锥角
气门与气门座或气门座圈之间靠锥面密封。气门锥面与气门顶面之间的夹角称为气门锥角，如图1-83所示。进排气门的气门锥角一般均为45°，只有少数发动机的进气门锥角为30°。气门锥角小，气门头部边缘较薄，刚度较差，容易变形，致使气门与气门座圈之间的密封性变差。较大的气门锥角可提高气门头部边缘的刚度，气门落座时有较好的自动对中作用，与气门座圈有较大的接触压力等。这些都有利于气门与气门座圈之间的密封和传热，并有利于挤掉密封锥面上的积炭。
进、排气道口与气门密封锥面直接贴合的部位称为气门座。其功用是与气门头部一起对气缸起密封作用，同时接受气门头部传来的热量，起到对气门散热的作用。一般气门锥角比气门座锥角小0.5°～1°。
气门导管的功用是对气门的运动导向，保证气门作直线往复运动，使气门与气门座或气门座圈能正确贴合。此外，还将气门杆接受的热量部分地传给气缸盖。一般气门导管上端孔口不倒角，以减少进入导管孔内的机油量。排气门导管下端孔加工有排渣槽，以便刮除排气门杆上的沉积物或积炭。
气门弹簧的功用是保证气门关闭时能紧密地与气门座或气门座圈贴合，并克服在气门开启时配气机构产生的惯性力，使传动件始终受凸轮控制而不相互脱离。
密封气门杆与气门导管之间的间隙，防止机油窜入燃烧室。
1）气门导管的外形及安装，如图1-84所示。它为圆柱形管，其外表面有较高的加工精度、较小的表面粗糙度，与缸盖（体）的配合有一定的过盈量，以保证良好的传热效果和防止松脱。气门导管与气门导管孔有适当的过盈量，一般为0.015～0.065mm。
2）气门导管的内孔是在气门导管被压入气缸盖（气缸体）后再精铰的，以保证气门与气门导管的精确配合间隙。
图1-84 气门导管
3）为了防止过多的机油进入导管，导管上端面内孔处不应倒角，外侧面带有一定锥度，以防止积油。另外，为了防止气门导管在使用过程中脱落，有的发动机对气门导管用卡环定位，这样导管的配合过盈量可小些。
当气门导管磨损严重，已使气门杆与气门导管的配合间隙超过限度时，应予以更换。
1）用外径略小于气门导管内孔的阶梯轴将气门导管从燃烧室向外冲出。
2）选择外径尺寸符合要求的新气门导管。
3）安装气门导管。用细砂布打磨气门导管轴承孔口，然后在轴承孔内壁与导管外表面上涂少许机油，并放正气门导管，再按住铜质的阶梯轴，用压力机或锤子轻轻将气门导管装入轴承孔内。
4）气门导管的铰削。采用成形专用气门导管铰刀铰削，进刀量不易过大，铰刀应保持垂直，边铰边试，直至间隙合适为止。
气门弹簧一端支承在缸盖或缸体上，另一端压靠在气门弹簧座上。弹簧座用锁片固定在气门杆的末端。为了防止气门弹簧工作时产生共振，采用了多种设计，包括使用更强的弹簧、不等螺距弹簧、双弹簧等。
安装时，对于变螺距弹簧，应使螺距较小的一端朝向气缸盖。对于大功率发动机，每个气门都装有大小不等的内外两个弹簧，它们同轴安装在气门导管的外面。采用双弹簧不仅可以提高气门弹簧的工作可靠性，而且可以降低弹簧的高度尺寸，从而降低内燃机高度。当采用双弹簧结构时，两根弹簧圈的螺旋方向应相反，这样可以防止折断的弹簧圈卡入另一个弹簧圈内。
凸轮轴的作用是驱动和控制发动机各缸气门的开启和关闭，使其符合发动机的工作顺序、配气相位及气门开度的变化规律等要求。此外，直喷汽油发动机还用它来驱动高压油泵。它是气门驱动组件中最主要的零件。
液压挺柱外形及结构如图1-85所示，由挺柱体、液压缸、柱塞、球形阀以及压力弹簧等组成。
挺柱体外圆柱面上有一环形油槽，油槽内有一进油孔与低压油腔相通，背面上有一键形槽将低压油腔与柱塞上部相通。液压缸外圆与挺柱体内导向孔配合，内孔则与柱塞配合，两者都有相对运动。液压缸底部的压力弹簧把球形阀压靠在柱塞底部的阀座上，当球形阀关闭柱塞的中间孔时可将挺柱分成上部的低压油腔和下部的高压油腔。当球形阀开启后，则成为一个通腔。
图1-85 液压挺柱外形及结构
液压挺柱与凸轮的接触面为平面，为了使其在工作中旋转以减小磨损，液压挺柱中心线与凸轮的对称中心线错位1.5mm，同时凸轮在轴向倾斜0.002～0.02mm，使挺柱在工作过程中能绕其轴线微微转动。
1）常态下压力弹簧伸张，柱塞与挺柱体接触。此时，凸轮轴压下挺柱体→推动柱塞→液压缸→气门下行，由于柱塞与液压缸之间有间隙，接触时产生响声。
2）发动机工作以后，机油通过油道冲入低压油腔，当油压高于弹簧弹力时，单向球阀打开油液进入高压腔。在油压的作用下使液压缸与气门杆尾端接触，柱塞推动挺柱体与凸轮轴的凸轮接触，实现气门零间隙。
3）发动机温度升高时，凸轮轴、挺柱体、气门杆受热膨胀，柱塞和液压缸作轴向相对运动，高压油腔中的油液可经过液压缸与柱塞间的缝隙挤入低压油腔，使挺柱自动“缩短”，保证气门关闭紧密。当气门冷却收缩时，压力弹簧将液压缸向下推动，从而使柱塞与挺柱体向上移动，高压油腔内压力下降，球形阀打开，低压油腔油液进入高压油腔，挺柱自动“伸长”，保证配气机构无间隙。故使用液压挺柱时，可以不预留气门间隙，也不需调整气门间隙。
RSH是一种用于实现凸轮轴间接驱动进排气门的装置，它由一个具有杠杆作用的钢板型材和一个带有球轴承的凸轮滚柱组成，其一端被固定在液压挺柱之上，一端则定位于气门之上，当凸轮轴通过“滚子”对摇臂施加作用力后，由摇臂完成对进、排气门的驱动，如图1-86所示。
RSH的液压元件由一个柱塞、一个液压缸、一个柱塞弹簧组成，如图1-87所示。液压元件的油道与发动机的润滑油道相连通。
图1-86 自动调整滚子摇臂结构
图1-87 液压元件的结构
（1）间隙调整（图1-88）当存在气门间隙时，柱塞由柱塞弹簧从气缸中压出，直到滚轮贴到凸轮之上。在柱塞被压出时，下油室中的油压减小，单向阀打开，机油进入。当下油室和上油室之间的压力达到平衡时，单向阀被关闭。
（2）气门升程（图1-89）当凸轮紧贴滚轮时，下油室中的压力上升，由于封闭的机油不可压缩，柱塞无法被继续压入液压缸。此时间隙调节器的作用如同一个刚性元件，支撑滚轮摇臂，使相应的气门打开。
3）润滑（图1-90）润滑由间隙调节器中的润滑油道来完成，润滑油是通过滚轮摇臂中的一个孔喷到滚轮表面。
图1-88 间隙调整
图1-89 气门升程
图1-90 间隙的润滑
VVT-i系统包含可通过调整进气凸轮轴转角气门正时的VVT-i控制器和一个控制油压的凸轮轴正时机油控制阀，如图1-91所示。凸轮轴正时机油控制阀控制油压。
图1-91 VVT-i结构
（1）提前 由发动机ECU所控制的凸轮轴正时机油控制阀所放置的位置，在图1-92所示的状态时，油压作用于气门正时提前侧的叶片室，使进气凸轮轴向气门正时的提前方向旋转。
（2）延迟 由发动机ECU所控制的凸轮轴正时机油控制阀所放置的位置，在图1-93所示的状态时，油压作用于气门正时延迟侧的叶片室，使进气凸轮轴向气门正时的延迟方向旋转。
图1-92 相位提前
（3）保持 发动机ECU根据具体的运作参数进行处理，并计算出目标气门正时角度，当达到目标气门正时以后，凸轮轴正时机油控制阀通过关闭油道来保持油压。图1-94所示的状态，是保持现在的气门正时的状态。
图1-93 相位延迟
图1-94 相位保持
图1-95 凸轮轴结构
在凸轮轴上，每缸进气门设有一低一高两个低转速凸轮及一个高转速凸轮。在一般转速区域时，由低转速凸轮驱动，主进气门开度比副进气门大；而在高速旋转时，由高转速凸轮驱动，主、副进气门以相同开度打开，如图1-95所示。
可变配气结构由凸轮轴、主摇臂、副摇臂、中间摇臂、正时活塞、正时板、同步活塞A、同步活塞B与主、副进气门等组成，如图1-96所示。
图1-96 可变配气机构
（1）第一段 两个油路都没有油压，三个气门摇臂都可自由活动，两个进气门分别由主摇臂与副摇臂驱动，举升分别是7mm与微开，使进气涡流强烈、燃烧完全，以达到低转速时省油及转矩提高的效果，如图1-97a所示。
（2）第二段 上油路送入油压，活塞A移动，使主摇臂与副摇臂结合为一体，因此两个进气门均由主摇臂驱动，亦即由低速凸轮驱动，举升都是7mm，以确保中转速时转矩与功率值，如图1-97b所示。
（3）第三段 上、下油路都送入油压，上油路的油压仍使主、副摇臂结合为一体，下油路送入的油压使活塞B与活塞C移动，故中间摇臂与主摇臂及副摇臂结合为一体，两个进气门均由中间摇臂驱动，即由凸轮高度最高的高速凸轮驱动，两个进气门的举升都是10mm，以确保高功率输出，如图1-97c所示。
本田三段式VETC的电路与油路如图1-98所示。
VCM电控液压模块如图1-99所示。它布置在缸盖上，由于后列气缸需要实现全部关闭功能，而前列发动机只需关闭一个气缸，因此后列的VCM电控液压模块结构上要比前列的复杂。单顶置凸轮轴的摇臂组构成如图1-100所示，主要由进气侧主摇臂、进气侧次摇臂、排气侧主摇臂、排气侧次摇臂、摇臂轴、分离活塞和同步活塞等组成。
图1-97 可变配气机构的工作过程
图1-98 可变配气机构电路与油路
图1-99 VCM控制模块
图1-100 摇臂组构成
1）升程调整机构主要组成如图1-101所示。当发动机在低转速时，电磁阀关闭，液压油路无油压，分离活塞在左侧弹簧力推动下向右推动同步活塞，并推至最右侧。同步活塞的长度与配合的高速摇臂内孔长度相等，即同步活塞的左侧端面正好处于高速摇臂与低速摇臂接触面的同一平面上。高速摇臂左侧端面与低速摇臂右侧端面虽然接触，但两者实际上互不传动，于是高速凸轮的高轮廓凸面驱动高速凸轮使气门产生大升程，而低速凸轮的低轮廓面驱动低速摇臂使气门产生小升程。显然气门升程的一高一低使气流进入气缸时具有不对称性，也就产生了进气涡流，如图1-102所示。在低转速时由于活塞下行速度慢，导致空气进入气缸的流速降低，VTEC产生的进气涡流正好弥补了这一缺点。加速的气流能使汽油与空气更好地混合，并且加快了燃烧速度，对提高燃烧效率和改善排放非常有利。
2）当发动机运转于高速时，电磁阀开启，同步活塞在压力油作用下向左移动，如图1-103所示，分离活塞的弹簧被压缩。由于分离活塞长度小于低速摇臂的内孔长度，分离活塞被同步活塞推到最左边，同步活塞也被压力油推入到低速活塞的内孔，于是两个摇臂就被同步活塞联结起来了。由于高速凸轮的轮廓面高于低速凸轮廓面，低速凸轮接触不到低速摇臂，这样低速摇臂也就随着高速摇臂一起动作，两个气门均产生了相同的大升程，这有利于高速时充分进气。
图1-101 i-VTEC机构的组成
图1-102 进气涡流示意图
图1-103 i-VTEC切换到高速凸轮工作的原理
3）电磁阀由ECU根据曲轴位置传感器（CKP）、进气压力传感器（MAP）、车速传感器（VSS）和冷却液温度传感器（ECT）等信号自动在开、闭状态间切换。
电子控制气门机构依靠曲轴的位置信号，利用电磁线圈，单独控制每一个气门的开闭。当气门关闭、电磁线圈通电时，电磁铁将与气门杆连为一体的碟片吸起，气门关闭，如图1-104a所示。当气门开启、电磁线圈通电时，电磁铁将与气门杆连为一体的碟片拉下，气门开启，如图1-104b所示。高速时，气门提前开启，开度较大，且开启的时间较长，以增大发动机的功率。低速时，气门推迟开启，开度较小，且开启的时间较短，以利于燃烧完全，达到省油、环保和提升转矩的目的。
图1-104 电子控制气门机构工作原理
1）测量气缸压缩压力时，应将发动机运转至正常工作温度（冷却液温度为80～90℃）后熄火进行。
2）拆卸发动机盖。
3）拆卸和安装发动机盖。
4）使用起拔器拆下点火线圈。
5）从熔丝架中取出燃油泵控制单元的熔丝。
6）汽油机需要拆除全部火花塞，将节气门全开；柴油机需要拆除全部喷油器。然后把气缸压力表的锥形橡皮头扶正压紧在火花塞（喷油器）孔上，用起动机转动曲轴3～5s（转速应符合原厂规定）。待压力表指针指示并保持最大压力后停止转动，记录压力表指示的读数。按下单向阀按钮使压力表指针回零，如图1-105所示。按上述方法依次进行测量，每缸测量次数不少于两次，取平均值。
7）高尔夫A6汽油直喷发动机压缩压力值：新的，1.0～1.5MPa；磨损极限：700hPa；所有气缸间允许相差：300hPa。
8）气缸压力表装有通大气的单向阀，在测试气缸压力之后，单向阀关闭，使压力表指针位置保持不变以便读数。读数后按下单向阀使气缸压力表指针回零。
图1-105 测量气缸压力
如果测得的气缸压缩压力超过原厂规定，其原因一般为燃烧室内积炭过多、气缸衬垫过薄或缸体与缸盖接合平面经多次修理磨削过甚所至。
1）如果测得的气缸压缩压力低于原厂规定，可向该缸火花塞（喷油器）孔内注入20mL～30mL新机油后再测量。
①如果第二次测出的压力比第一次高，接近标准压力，表明是气缸、活塞环、活塞磨损过大或活塞环对口、卡死、断裂及缸壁拉伤等原因造成气缸不密封。
②如果第二次测出的压力与第一次基本相同，即仍比标准压力低，表明是进、排气门或气缸衬垫不密封。
③两次检测结果均表明某相邻两缸压力相当低，说明是两缸相邻处的气缸衬垫烧损窜气。
2）曲轴箱窜气的检测。检测曲轴箱窜气量，可诊断气缸与活塞环的密封性。测量方法如下：
测量时，将曲轴箱密封（堵住机油尺口、曲轴箱通风进出口等），由加机油口处用胶管将漏窜气体导出，输入气体压力计。当漏窜气体移动时，由于流量孔板两边存在压力差，使压力计水柱移动，直至气体压力与水柱落差平衡为止。压力计通常以流量为刻度，因而由压力计水柱高度可以确定窜入曲轴箱的气体量。
1）将百分表支架装在气缸盖上，如图1-106所示。
2）安装百分表，并将百分表杆顶在凸轮轴前端，并将百分表校零。
3）轴向推拉凸轮轴，百分表的摆动量即为轴向间隙。
4）磨损极限：最大为0.40mm。如超过此极限更换所有凸轮轴轴承盖。
凸轮轴的弯曲变形以凸轮轴中间轴颈对两端轴颈的径向圆跳动偏差来衡量，检查方法如图1-107所示。将凸轮轴放置在V形架上，V形架和百分表放置在平板上，使百分表测头与凸轮轴中间轴颈垂直接触。转动凸轮轴，观察百分表表针的摆差即为凸轮轴的弯曲度。凸轮轴径向圆跳动量一般为0.01～0.03mm，允许极限一般为0.05～0.10mm。若超过极限值，可对凸轮轴进冷压校正，必要时应更换。
凸轮的常见故障有表面磨损、擦伤和麻点剥落等，其中以磨损最为常见。凸轮的磨损是不均匀的，一般凸轮的顶尖附近磨损较严重。凸轮磨损后，凸轮高度减小，会使气门的最大升程减小，影响发动机工作时的进排气阻力。因此，凸轮的磨损程度可通过测量凸轮的高度 H 或凸轮升程 h 来检查。凸轮的高度 H 和升程 h 如图1-108所示。
图1-106 凸轮轴轴向间隙测量
图1-107 测凸轮轴弯曲度
图1-108 凸轮的高度和升程
凸轮高度可用外径千分尺或游标卡尺测量，凸轮升程为凸轮高度与基圆直径之差。凸轮高度或升程若超过允许极限，应更换凸轮轴。
当凸轮最大升程减小值大于0.40mm或凸轮表面累积磨损量超过0.80mm时，则更换凸轮轴；当凸轮表面累积磨损量小于0.80mm时，可在凸轮轴磨床上修磨凸轮。但是，现代汽车发动机凸轮轴的凸轮均为组合线形，由于加工精度极高，修理成本高，所以目前极少修复，一般都是更换。
用千分尺测量凸轮轴轴颈的圆度偏差和圆柱度偏差。凸轮轴轴颈的圆度偏差不得大于0.015mm，各轴颈的同轴度偏差不得超过0.05mm，否则应按修理尺寸法进行修磨。凸轮轴轴颈与凸轮轴轴承的配合间隙一般为0.02～0.10mm，允许极限一般为0.10～0.20mm。
注：可参照曲轴轴承间隙测量方法进行测量。
1）将百分表和支架固定在气缸盖上，并将百分表校零，如图1-109所示。
2）将一个新的气门插入导管。气门杆末端必须和导管紧贴。因为杆直径不同，进气门只能装在进气门导管中，而排气门只能装在排气门导管中。
3）转动气门确定旷摆间隙（气门相对于气缸盖提起10～15mm，然后用百分表测量气门头部的摆动量）。磨损极限为0.8mm。如果超过旷摆间隙则更换气缸盖。
图1-109 测量气门导管
注：也可用测量气门导管与气门杆直径差来确定配合间隙。
第1缸压缩行程上止点的确定方法是：先找到压缩行程，然后再确定压缩上止点。找压缩行程常用的方法为：
1）把1缸火花塞（或喷油器）座孔用棉球堵住（或用手扶一把一字旋具），摇转曲轴，当棉球被气缸内的压缩气体弹出时（或一字旋具被活塞顶到上止点位置），表明该缸已进入压缩行程。
2）摇转曲轴，看1缸气门的动作，当进气门关闭时，表明该缸已进入压缩行程。按上述方法找到1缸压缩行程后，慢慢摇转曲轴，使1缸上止点记号对齐，此时1缸活塞所处的上止点位置便是压缩行程上止点。
3）按发动机上的第1缸上止点记号确定1缸压缩上止点。很多发动机在曲轴的后端或前端制有确定第1缸上止点的记号。当两记号对齐时，第1缸活塞正好处于压缩或排气上止点位置。
4）逆推法。转动曲轴，观察与1缸曲轴连杆轴颈同在一个方位的最后缸（如直列六缸机的第六缸或四缸机的第四缸）的排气门，当排气门打开又逐渐关闭到进气门动作瞬间，为六、四缸在排气上止点，即1缸在压缩上止点。
注意：①液压挺柱不可修理；②在发动机起动期间，不规则气门噪声属于正常现象。
1）起动发动机，并且让其运转到冷却液温度达到大约80℃，风扇接通。
2）把发动机转速提到大约2500r/min，并运转至少2min；必要时，进行道路试车。
提示：如果不规则的噪声消除后，在短期内再次出现，则必须更换机油单向阀。
3）如果液压挺柱仍有噪声，则按照下述方法查出损坏了的挺柱。
①拆下气缸盖罩
②顺时针转动曲轴，使待查挺柱凸轮朝上。
③测量凸轮轴和挺柱间隙，如果间隙大于0.2mm，更换挺柱。如果间隙小于0.1mm或无间隙，按下述方法进行检查：用楔形木棒或塑料棒压下挺柱，如图1-110所示。如果凸轮与挺柱间可放入0.2mm塞尺，则更换挺柱。
④挺柱直径的磨损量可用外径千分尺测定，圆柱度及弯曲度偏差不应超过0.01mm，径向圆跳动量不应超过0.05mm。气门挺柱孔内径可用分球式内径百分表检测，如图1-111所示。
图1-110 用木制或者塑料楔向下压出挺柱
图1-111 气门挺柱及承孔的检测
气门间隙的检查与调整必须在气门完全关闭状态时进行。在检查与调整气门间隙之前，必须分析判断各气缸所处的工作行程，以确定可调气门。其基本原则是：活塞处于压缩上止点的气缸，进气门和排气门均可调；处于排气行程上止点的气缸，进气门和排气门均不可调；处于进气行程和压缩行程的气缸，排气门可调；处于做功行程和排气行程的气缸，进气门可调。气门间隙必须在规定的冷机或热机状态下调整到标准值。各车型气门间隙有不同的标准，一般车型的进气门间隙为0.20～0.25mm，排气门间隙为0.30～0.35mm。
1）拆下气门室盖，旋转曲轴传动带轮以确定第1缸处于压缩上止点位置。转动曲轴传动带轮，对正正时标记，即说明第1缸处于上止点位置。是否是压缩上止点，还需用辅助方法判断，如观察分气门状态、顶置凸轮轴发动机的凸轮位置等。
2）按“双排不进”的规律快速确定可调气门。以直列发动机（点火顺序为1—5—3—6—2—4）为例，根据该发动机的做功循环表可知，当第1缸处于压缩上止点时，第5缸处于压缩行程初始阶段，第3缸处于进气行程，第6缸处于排气上止点位置，第2缸处于排气行程，第4缸处于做功行程后期。再由检查与调整气门间隙的基本原则可确定：第1缸的“双”气门可调，第5缸和第3缸的“排”气门可调，第6缸的两气门均“不”可调，第2缸和第4缸的“进”气门可调。
3）再旋转曲轴一圈，按“不进双排”的规律快速确定可调气门。第1缸两气门均“不”可调，第5缸和第3缸的“进”气门可调，第6缸处于压缩上止点时，第6缸的“双”气门可调，第2缸和第4缸的“排”气门可调。多缸发动机可调气门规律见表1-3所示。
图1-112 调整气门间隙
表1-3 发动机气门间隙调整规律
4）对可调气门的气门间隙进行检查与调整。多数发动机的气门间隙都是用装在摇臂上的调整螺钉来调整的。如图1-112所示，将与规定气门间隙相等的塞尺插入可调气门的气门间隙中，用手前、后移动塞尺，如能感到有适当的阻力，说明气门间隙符合标准。若移动塞尺时，感觉无阻力或阻力过大，应松开锁紧螺母，转动调整螺钉，直到气门间隙符合规定后，再将锁紧螺母拧紧。有些无摇臂总成的发动机，可通过改变挺杆内的垫片厚度来调整气门间隙。
气门座损坏、严重烧蚀、凹陷、裂纹、松动或下沉2mm（指测量的气门顶部下沉量）以上，应更换气门座圈。若凹陷深度大，则燃烧室内部的容积将增大，压缩比会减小，进气量也会减小，从而影响发动机输出功率。若气门座是在气缸盖上直接加工的，则必须更换气缸盖。
更换气门座圈时，对铝合金气缸盖不可用撬动方法拆卸旧气门座圈。用镗削加工方法将旧气门座圈镗削只剩一薄层，可很容易地拆下旧气门座圈；也可将一合适的旧气门焊接到旧气门座圈上，然后敲击气门杆拆下旧气门座圈。
安装新气门座圈前，用外径千分尺测量气门座外径，用内径量表测量气门座承孔内径，并根据气门座和缸盖承孔的材质选择合适过盈量，使新气门座圈与座孔的过盈配合量为0.08～0.12mm。安装新气门座圈时，应将气门座圈放在固体二氧化碳（干冰）或液态氮中冷却使其冷缩，用冷缩法时过盈量为-0.09～-0.05mm，然后再将气门座圈敲入座孔。热镶法是用喷灯火焰加温气门座孔四周，其过盈量为-0.25～-0.2mm。
常用的气门铰刀一般为15°、30°、45°、75°四种规格。每种规格有直径不同的铰刀数只，以适应不同直径尺寸的气门头部需要。且用粗、精铰刀之分，粗铰刀在刃上有锯齿状缺口。
75°铰刀为铰削气门座上平面角，以使气门头部下沉量符合0.5～1.0mm，并使气门工作斜面下移，铰后的切削面与平面夹角为15°；30°或45°铰刀为气门工作面铰刀，根据气门工作角度选用一种；15°铰刀为扩大气门座孔内径，使气门工作面斜面上移，如图1-113所示。
1）根据气门导管内径选择铰刀导杆，导杆以轻易插入气门导管内，无旷动量为宜。导杆插入气门导管内部分有的加工成约0.25mm的锥形，以保证气门座工作锥在轴线与导管轴线重合。
图1-113 气门铰刀
2）把砂布垫在铰刀下，磨除座口硬化层，以防止铰刀打滑和延长铰刀使用寿命。
3）用与气门锥角相同的精铰刀铰削工作锥面，直到凹陷、斑点全部去除并形成2.5mm以上的完整锥面为止。铰削时两手用力要均衡并保持顺时针方向转动。
4）气门座和气门的选配，一般是新气门座用旧气门，旧气门座配新气门。用相配的气门进行涂色试配，察看印迹。接触环带应在气门和斜面的中部靠里位置，若过上用15°铰刀铰削，过下可用75°铰刀铰削。接触面宽度一般进气门为1.0～2.0mm，排气门为1.5～2.0mm。
5）最后用与工作面角度相同的细刃铰刀进行精铰，并在铰刀下垫细砂布磨修，以降低气门座口表面粗糙度。
（1）手工研磨
1）研磨前应先用汽油清洗气门、气门座和气门导管，将气门按顺序排列或在气门头部打上记号，以免气门位置错乱。
2）在气门工作锥面上涂上一层薄薄的粗研磨砂，同时在气门杆上涂以机油，插入气门导管内。
3）利用螺钉旋具或橡皮捻子使气门作往复和旋转运动，与气门座进行研磨，注意旋转角度不宜过大，并不时地提起和转动气门变换气门与座相对位置，以保证研磨均匀。
注意：在手工研磨中，不宜过分用力，也不要提起气门在气门座上用力拍击，否则会将气门工作面磨宽或磨成凹槽。
4）当气门工作面与气门座工作面磨出一条较完整且无斑痕的接触环带时，可以将粗研磨砂洗去，换用细研磨砂，继续研磨。当工作面出现一条整齐的灰色环带时，再洗去细研磨砂，涂上润滑油，继续研磨几分钟即可。
（2）机器研磨
1）将气缸盖清洗干净，安放在气门研磨机工作台上。
2）在已配好的气门工作面涂上一层研磨膏，在气门杆部涂上机油并装入气门导管内，调整各转轴，对正气门座孔。
3）连接好研磨装置，调整气门升程，进行研磨。一般研磨10～15min即可。研磨好的工作面应为一条光泽完整的圆环。
（1）画线法
1）检查前将气门及气门座清洗干净，在气门工作面上用软铅笔沿径向均匀地画上若干条线。
2）然后与相配气门座接触，略微压紧并转动气门45°～90°，取出气门，查看铅笔线条。如铅笔线条均被切断，则表示密封良好，否则应重新研磨。
（2）拍击法 将气门与相配气门座轻轻敲击几次，查看接触带，如有明亮的连续光环，即为合格。
（3）涂红丹油 在气门工作面上涂抹上一层轴承蓝或红丹油，然后用橡皮捻子吸住气门在气门座上旋转1/4圈，再将气门提起，若轴承蓝或红丹油布满气门座工作面一周而无间断，又十分整齐，即表示密封良好。
（4）渗油法 可用煤油或汽油浇在气门顶面上，5min内视气门与座接触处是否有渗漏现象，如无渗漏即为合格。
拆装气门时，必须先使用专用气门拆装钳压缩气门弹簧，如图1-114所示，然后拆下或装上气门锁片或锁销，并慢慢放松气门弹簧即可。
拆下的气门，必须做好标记并按顺序摆放，以免破坏气门与气门座及气门导管的配合。气门锁片或锁销很小，应注意不要丢失。
将正时链条绕链轮一周，链条提起度不应超过齿高的1/2。也可用弹簧秤测量链条的伸长量，若超过使用极限应更换。
图1-114 拆装气门
（1）拆卸正时带
1）将减振器带轮置于1缸压缩上止点，如图1-115所示。
2）拆下减振器/带轮，如图1-116所示。拆下同步带中部及下部护罩。标出同步带旋转方向。
3）将T10092拧入同步带张紧器，如图1-117所示。有时在张紧高压活塞前须用尖嘴钳子或钢丝校正（活塞上的孔与壳体上孔应对齐）。
4）张紧高压活塞，直到其可以用T40011固定为止，取下同步带。将曲轴向回转动少许。
图1-115 减振器置于1缸上止点
图1-116 拆卸曲轴传动带轮
图1-117 将T10092拧入齿形带张紧器
（2）安装正时带
说明：转动凸轮轴时，曲轴不可位于上止点，否则会损坏气门/活塞顶；只须从凸轮轴正时齿轮上取下同步带。
1）对齐凸轮轴和气缸盖罩上的标记，如图1-118所示。
2）将同步带放到曲轴正时齿轮上（注意旋转方向）。
3）用一个螺栓固定减振器/带轮。
4）将曲轴置于1缸上止点，把同步带装到水泵、张紧轮和凸轮轴正时齿轮上。
5）张紧同步带（要拔出T40011）。
6）将曲轴转两圈，检查凸轮及曲轴上标记是否与参考点对齐。
7）装上正时护罩。
正时带经长期使用后，将产生硬化、龟裂、剥落、磨损、纤维松散等缺陷，如图1-119所示。每6万～8万km更换正时带，具体参照维修手册。
1）拆下气门挺柱。
2）用千分尺测量（0～25mm）拆下的挺杆的厚度，如图1-120所示。
图1-119 正时带的损伤
图1-120 测量拆下的挺杆厚度
3）计算新挺杆厚度，以使气门间隙符合规定值。
图1-118 正时标记
规定值（冷态）：
进气：A＝B＋（C-0.20mm）
排气：A＝B＋（C-0.30mm）
A—新挺杆厚度B—旧挺杆厚度C—气门间隙测量值
4）选择一个新的挺柱，且它的厚度应尽可能与计算值相接近。
5）重新安装气门挺杆。
（1）故障现象 当某缸气门烧蚀后，可明显地发现该缸的压力降低，发动机功率下降；发动机工作时可听到进气歧管发出“喔喔”声音，在消声器外可以听到“突突”声。
（2）故障原因 气门接触面部分积炭，引起散热不良；气门脚间隙过小或没有间隙，导致气门关闭不严，在高温高压作用下烧蚀；气门材料质量差。
（3）排除方法 清洗积炭，研磨气门，调整气门间隙，严重时更换气门。
（1）故障现象 发动机上部发出“嗒嗒”金属敲击声，怠速运转时声音清晰均匀，转速升高，响声随之增大；若多气门脚响，声音嘈杂。
（2）故障原因 气门脚间隙调整或磨损过大；气门脚间隙调整螺母松动；凸轮磨损异常，导致运转中挺柱跳动。
（3）排除方法 检查气门间隙，并调整到标准间隙；检查凸轮轴的磨损情况，如果超出了使用极限，进行更换。
（1）故障现象 发动机工作无力，怠速转动时，发出“喀哒、喀哒”的敲击声；缸盖处发出“”敲击声。
（2）故障原因 气门弹簧制造质量差；气门弹簧没有按规定工艺安装；工作频率较大，加之交变载荷作用，共振折断。
（3）排除方法 更换气门弹簧。
（1）故障现象与影响 发动机工作时，如果气门与气门座密封不严而漏气，则表现为气缸压缩压力不足，燃烧不良，排气有规律地冒黑烟或白烟，耗油量增大，功率下降。漏气严重时，发动机甚至无法起动
（2）故障原因
1）气门座磨损和变形。
2）气门和气门座大量积炭。
3）气门间隙过小。
4）排气门锥面烧蚀、头部蠕变、起槽、偏磨等。
5）气门弹簧因产生共振而折断，或弹力不足使气门飞脱、反跳以及气门座压不紧。
方法1：摇转曲轴，使第1缸位于压缩行程上止点，将500～600hPa的压缩空气从喷油器安装孔压入气缸内，同时分别在进气管和排气管处查听，根据漏气声响，判断故障是在进气门还是排气门。其他各缸进、排气门漏气情况可用同样方法判断。
方法2：揭开气门盖并拆下气门，直接查看气门与气门座接触情况来判断密封性：如果接触面有一条灰黑色的不间断的光带，则表示该气门与气门座密封良好；若接触面有断续积炭痕迹或烧蚀斑点，则表示该气门与气门座不密封。若气门和气门座轻微磨损或烧蚀，可采用气门与气门座研磨的方法恢复其密封性。
1）按规定的顺序松开并旋出气缸盖螺栓，如图1-121所示（由两边向中间交叉均匀分两次或三次拆下螺栓），并拆下气缸盖。
2）如图1-122所示（由中间向两边分三次拧紧螺栓），按如下方法拧紧气缸盖螺栓：
①用30N·m的力矩拧紧所有螺栓；②用刚性扳手将所有螺栓继续转动1/4圈（90°）；③再次将所有螺栓继续转动1/4圈（90°）。
图1-121 气缸盖螺栓拆卸顺序
图1-122 拧紧螺栓的顺序