任务一 气缸盖的检修
教学目标
知识目标
1.掌握气缸盖的功用、组成结构特点。
2.熟悉气缸盖的检测与维修方法。
技能目标
1.掌握气缸盖的变形检验与维修方法。
2.能熟练完成气缸盖的装配。
知识链接
图1-1-1所示为汽油机总体结构，主要由点火线圈、凸轮机构、气门、活塞、曲柄连杆机构、曲轴、油底壳等组成。其中曲柄连杆机构包括发动机机体组、活塞连杆组和曲柄飞轮组。发动机机体组是发动机的骨架，支撑着发动机全部的零部件，主要由气缸盖罩、气缸体、气缸套、气缸盖、气缸垫和油底壳等组成，如图1-1-2所示。
发动机机体的工作条件十分恶劣，要承受燃烧过程中的压力和温度的急剧变化以及活塞运动的强烈摩擦，因此，其应具有以下性能：有足够的强度和刚度，变形要小；保证各运动零件位置正确，运转正常，振动噪声小；有良好的冷却性能，在缸筒的四周有冷却水套，以便让冷却液带走热量；耐磨，以保证缸筒有足够的使用寿命。
活塞连杆组和曲轴飞轮组是实现热功转换的主要装置，气体燃烧产生的力作用在活塞顶部，通过活塞连杆组将热能转变为活塞往复运动的动能，再通过连杆将活塞的往复运动变成曲轴的旋转运动。图1-1-3（a）所示为活塞连杆组，其主要零件有活塞、活塞环、活塞销、连杆和连杆轴瓦等。图1-1-3（b）所示曲柄飞轮组，其主要零件有曲轴、飞轮、扭转减震器、正式齿轮和带轮等。
图1-1-3 曲柄连杆机构
一、气缸盖
气缸盖简称缸盖，是发动机的重要零件。它装在缸体的上部，与活塞顶部、气缸筒一起，形成封闭的燃烧室。
缸盖起到承受高温高压燃气以及承受气体力和紧固气缸螺栓所造成的机械负荷的作用，为了保证气缸密封良好、不损坏、不变形，缸盖应具有足够的强度和刚度。
1.气缸盖类型
（1）按照使用材料不同分类
缸盖的材料应具有导热好、机械强度高、耐热强、铸造性能好等特点。按使用材料不同可以分为铝合金缸盖、镁合金缸盖和铸铁缸盖。
① 铝合金缸盖。质量轻、导热性好，在轿车发动机中用得比较普遍，桑塔纳1.8 L、奥迪1.8 L、标致2 L等均采用铸铝缸盖。
② 镁合金缸盖。质量更轻，如宝马直列六缸发动机。缺点是由于气缸盖上有很多供冷却液循环的沟槽，镁会和冷却液中的水发生反应从而腐蚀掉。为了解决这个问题，设计师们在有水流过的地方镀了一层铝，这样保证水只在铝层的包围下流动，而不会与镁接触。
③ 铸铁缸盖。如切诺基2.5 L汽油机采用了片状珠光体的灰铸铁缸盖。一部分轿车柴油机和大多数货车基于强度的考虑，发动机缸盖都采用灰铸铁或合金铸铁材料。
（2）按照结构不同分类
① 分开式缸盖。为了制造和维修方便，减小变形对密封的影响，缸径较大的发动机多采用分开式缸盖，即一缸一盖、二缸一盖或三缸一盖。
② 整体式缸盖。缸径较小的发动机多采用整体式缸盖，其优点是可以缩短气缸中心距和发动机的总长度，缺点是刚性差，在受热和受力后易变形。
2.气缸盖结构
发动机缸盖形状复杂，冷却不均匀，各部分温差大，特别是在进、排气口之间，以及进、排气口与火花塞孔之间的所谓“鼻梁区”，热应力很高，是容易出现裂纹损坏的部位。而缸盖在机械负荷和热负荷作用下产生的变形会导致进、排气门密封的破坏和缸盖密封（气封、水封、油封）的破坏，影响发动机的动力性、经济性和工作可靠性。
为了便于学习，我们将气缸盖结构整理如下：
（1）一室（燃烧室）
（2）两道（进气道和排气道）
在气缸盖的一侧或两侧加工有进气道和排气道，分别与进气歧管和排气歧管用螺栓连接，为了保证密封，中间加有密封圈。
（3）三座（进气门座、排气门座和凸轮轴座）
气缸盖上面加工有凸轮轴座与凸轮轴架配合，支撑凸轮轴；进气门座、排气门座一般是采用镶套法装在气缸盖上的，以保证气门在关闭状态下的密封。
（4）多孔
① 火花塞孔（汽油机）。加工有螺纹，用于安装火花塞。
② 喷油器孔（柴油机）。加工有螺纹，用于安装喷油器。
③ 螺栓孔。通过螺栓与气缸体、气缸垫一起密封连接。
④ 油道孔。气缸体上油道中的机油经过气缸垫输送到气缸盖上的油道，用于润滑气缸盖上的凸轮轴和对液力挺柱补充机油。
⑤ 气门导管孔。用于镶装气门导管，供进、排气门开启与关闭时的导向作用。
⑥ 水道孔。气缸体与气缸盖上的水道是相通并密封的，通过水泵加压使冷却液在发动机内以及散热器中循环，以保证发动机在正常的工作温度下工作。
技术提示
缸盖用螺栓固紧在气缸体上，拧紧螺栓时，必须按由中央对称地向四周扩展的顺序分几次进行，最后一次要用扭力扳手按厂家规定的扭紧力矩值扭紧。
若缸盖采用铝合金材料，最后必须在发动机冷态下拧紧，这样在热态时能增加密封的可靠性，因为铝合金的膨胀程度比钢制螺栓大；若缸盖采用铸铁材料，最后必须在发动机热态时拧紧。
二、汽油机燃烧室
燃烧室是混合气进行燃烧的地方，它由活塞顶部、气缸筒和气缸盖上相应的凹坑共同组成。燃烧室按照形状分为半球形燃烧室、楔形燃烧室和浴盆形燃烧室三种，如图1-1-4所示。
1.半球形燃烧室（气门呈V形）
特点是换气好，因为气门头部直径可以做得较大；抗爆性好，火花塞多位于燃烧室的中部，使火焰行程短；二氧化碳和碳氢化合物排放少。缺点是碳氮化合物排放较高。适用于高速发动机。
2.楔形燃烧室（气门斜置）
特点是导流较好，充气效率高；能形成挤气涡流；利于减少二氧化碳和碳氢化合物的排放。缺点是碳氮化合物排放稍高。
3.浴盆形燃烧室（气门平行于气缸轴线）
其优点是可形成挤气涡流，碳氮化合物的排放较低。缺点是换气质量较差；燃烧速度低，燃烧质量稍差；二氧化碳和碳氢化合物排放较高。
技能实训一 气缸盖变形检验与维修
(https://www.daowen.com)
气缸盖是发动机的基础件，气缸盖的耗损会直接影响发动机的使用寿命，也会影响发动机性能。在发动机维修过程中，要掌握气缸盖的耗损形式及检验方法，从而保证发动机的维修质量。
气缸盖的主要耗损形式有气缸盖变形、气缸盖的裂纹、气缸盖的磨损等。
step 1 气缸盖变形的原因
气缸盖在使用过程中出现变形是普遍存在的。其主要原因有：
（1）发动机长时期超负荷工作。
（2）拆装螺栓时操作不当。未按规定顺序进行拆装，螺栓拧紧的力矩过大或过小。
（3）高温下拆装气缸盖。
（4）发动机过热。
（5）气缸盖制造应力时效处理不足。
step 2 气缸盖变形的后果
气缸盖的变形主要表现为气缸体与气缸盖结合面翘曲变形。
气缸盖变形破坏了零件的正确几何形状，影响发动机上其他零件的装配位置和装配精度，改变机件工作时的受力，影响发动机的工作能力。如果气缸体与气缸盖平面度误差逾限，将造成气缸密封不严，产生漏气、漏水、漏油，严重时将导致气缸衬垫烧蚀。
step 3 发动机气缸盖平面度的测量
气缸盖承受交变的机械负荷和较复杂的热负荷等，因此气缸盖上平面易产生变形，气缸盖出现变形，应按技术标准进行恢复性修理或报废。
（1）技术标准
大众发动机3 000气缸盖平面度要求：每50 mm×50 mm的范围内均0.05 mm。全长≤600 mm的气缸盖，平面度误差≯0.15 mm；全长＞600 mm的气缸盖，平面度误差≯0.25～0.35 mm。
（2）设备器材
① 刀口尺；② 厚薄规。
（3）作业准备
① 清洁气缸盖平面；② 清洁量具；③ 准备作业单。
（4）测量步骤
① 将刀口尺沿气缸盖平面最外侧螺栓孔的对角线方向、直线方向放置，如图1-1-5所示。
② 观察刀口尺和气缸盖接触面上是否有漏光点，如果有漏光点，用塞尺测量漏光处的间隙。
③ 所测所有间隙的最大值即为气缸盖平面变形量，气缸盖平面最大变形量为0.05 mm，如果超过最大值应予以修理或更换气缸盖。
技能实训二 气缸盖拆装
step 1 拆卸步骤
（1）关闭点火开关，拆除蓄电池接地线。排净冷却液，将冷却液软管从缸盖上的连接管上拔下。
（2）拆下进气歧管上部，用干净抹布堵住气缸盖上的进水管。
（3）拆下火花塞插头并松开高压点火线的卡箍以及喷油阀的护板。
（4）拔下霍尔传感器，冷却液温度传感器，空调热敏开关，喷油阀的插头。
（5）松开燃油分配器的电线卡箍，拔下燃油压力调节器上的真空软管。注意：燃油管路处于压力状态，松开软管接头前，应将抹布放在管接头处，慢慢拔下软管以卸压。
（6）拔下燃油分配器上的供油和回油软管，拆下线束支架和连接管/气缸盖上的冷却液管路。从排气管接头上拧下前排气管。
（7）按发动机转动方向拧齿形皮带轮端的中央螺钉，拆下齿形皮带上护罩。
（8）从凸轮轴正时齿轮上取下齿形皮带。
（9）取下气缸盖罩，如图1-1-6所示，按照四周向中央的顺序（①-②-③-④-⑤-⑥-⑦-⑧-⑨-⑩）松开并拧下气缸盖螺栓，轻轻取下气缸盖。
step 2 安装步骤
（1）在气缸内塞入干净抹布，以免污物等进入缸壁和活塞间。同时也不要让污物进入冷却液中。
（2）清洁缸盖和缸体的密封表面，注意不要形成拉长的小沟或刮痕（使用砂纸粒度不得低于100）。
（3）用抹布仔细擦掉研磨残余物。
（4）将第一缸活塞设置在上死点，并反向旋转曲轴。
（5）铺上气缸密封垫，注意箭头所示的定位销；注意密封垫安装位置，应在进气侧读出零件号。
（6）安装气缸盖时，如图1-1-6所示，按照中央向四周扩展顺序（⑩-⑨-⑧-⑦-⑥-⑤-④-③-②-①）对称拧紧螺栓。
（7）安上缸盖螺栓并用手拧紧。
注意事项：
① 发动机处于冷态。
② 安装带凸轮轴的气缸盖时，必须在挺杆和凸轮轴接触面涂上机油。
③ 装上气缸盖前，才可去掉保护气门的塑料垫圈，该垫圈是交货时带来的。
④ 更换气缸盖时，必须更新全部冷却液。
学后测试
1.简述气缸盖的功用。
2.简述气缸盖的组成结构特点。
3.简述汽油机燃烧室的组成。
4.简述气缸盖的变形检验与维修方法。
5.简述缸盖拆装步骤。