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新闻主题	柴油发电机配气机构的结构与作用

 

摘要：配气机构是柴油发电机的重要组成部分；配气机构的功用是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜充量得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出；在压缩与膨胀行程中，保证燃烧室的密封。新鲜充量充满气缸的程度用充气效率表示，充气效率越高，表明进入气缸内的新鲜充量的质量越大，可燃混合气燃烧时可能放出的热量愈大，发动机发出的功率也愈大。配气机构包括气门组和传动组，其中气门组包括气门、气门导管、气门座、弹簧座、气门弹簧、锁片等零件；气门传动组一般由摇臂、摇臂轴、推杆、挺柱、凸轮轴和正时齿轮组成。 　

 

一、配气机构组成

 

1、气缸盖

      气缸盖的作用是密封气缸，与活塞共同形成燃烧空间，并承受高温高压燃气的作用。气缸盖承受气体力和紧固气缸螺栓所造成的机械负荷，同时还由于与高温燃气接触而承受很高的热负荷。为了保证气缸的良好密封，气缸盖既不能损坏，也不能变形。为此，气缸盖应具有足够的强度和刚度。

      气缸盖通常采用优质灰铸铁或合金铸铁铸造，柴油发电机则多使用铝合金气缸盖、其上加工有进、排气门座孔，气门导管孔以及喷油器安装孔（柴油发电机）。在气缸盖内还铸有水套，进、排气道及燃烧室或燃烧室的一部分。若凸轮轴安装在气缸盖上，则气缸盖上还有凸轮轴承孔或凸轮轴承座及其润滑油道。

2、挺柱

      挺柱的作用是将凸轮的推力传给气门或推杆。挺柱由钢或铸铁制成。一般制成空心圆柱体形状，这样既减轻重量，又可获得较大压力面积，以减小单位面积上的侧压力。推杆的下端即坐落在挺柱孔内。

      为了使挺柱工作表面磨损均匀，挺柱中心线相对于凸轮侧面的对称线通常要偏移1~3mm。或者将挺柱底面做成半径为700~1000mm的球面，而凸轮型面则略带锥形（约为7’30”~10’）。这样，当凸轮旋转时，迫使挺柱本身绕轴线旋转，使挺柱底面和侧面磨损都比较均匀。

 

图1  气缸盖总成结构图

图2  柴油机挺柱结构示意图

 

3、推杆

      在顶置式气门机构中，由于凸轮轴和气门是分开设置的，两者相距较远，因此采用推杆来传递凸轮轴传来的推力。

      推杆一般采用空心钢管制造，以减轻重量。推杆两端焊有不同形状的端头。上端呈凹球形，气门摇臂调节螺钉的球头坐落其中；下端呈圆球形，插在气门挺柱的凹球形座内。上下端头多用钢制成，并经热处理提高硬度，改善其耐磨性。

4、摇臂

      摇臂是推杆与气门之间的传动件，起杠杆作用。摇臂的两臂长度不等，长短臂的比例约为a:b=1.6：1。长臂端用以推动气门尾端，因此在一定的气门开度下，可减小凸轮的最大升程，与气门尾端接触的表面做成圆柱面，并经热处理和磨光。摇臂的短臂端装有调整气门间隙的调整螺钉和锁紧螺母。摇臂轴通常是做成中空的，作为润滑油道。润滑油从支座的油道经摇臂轴通向摇臂两端进行润滑。为了防止摇臂在工作时发生轴向移动，摇臂轴上两摇臂之间装有摇臂轴弹簧。

5、凸轮轴

      凸轮轴又称偏心轴，能控制各缸的进排气门，使其按一定的工作顺序和时间开启。四缸柴油机凸轮轴有3个支撑轴承，支撑轴承是靠从机体上的油道来的机油润滑。凸轮轴的轴向限位有两种方式，一是用止推螺钉限位，调整时将正时齿轮室盖上的止推螺钉拧到顶住止推销后，再退回1/6～1/4圈即可；二是用固定在汽缸体前端的止推片，限制凸轮轴前后移动量。改变止推片的厚度，即可调整凸轮轴轴向间隙。凸轮轴由两个直径相等、宽度不同的衬套支承。衬套压装在机体凸轮轴座孔内。在安装时，应保证凸轮轴轴颈与衬套孔的配合间隙。一般新机装配间隙为0.05～0.14mm，磨损极限间隙为0.18mm。

6、正时齿轮

      凸轮轴齿轮能将曲轴的动力通过传动机构传递给凸轮轴，并通过它与啮合齿轮按记号啮合，保证气门正时开闭。四行程柴油机曲轴正时齿轮的齿数与凸轮轴正时齿轮的齿数之比为1:2，即曲轴转两圈，凸轮轴转一圈。正时齿轮和机体上都标有记号，应按记号装配，以保证配气定时的正确性。

图3  柴油机摇臂外观尺寸示意图

图4  柴油机凸轮轴凸轮示意图

 

二、正确检测运动摩擦副零件

 

1、检测活塞与气缸间隙

（1）气缸

      测量气缸内径前，先用千分尺将内径千分表指针校对到0位，并预留测量头伸长数值。接着将内径千分表的轴线垂直。一只手握住内径千分表杆上的绝缘套，另一只手扶住气缸，左右摇摆千分表，以千分表的指示读数量小值为准。注意在测量过程中，应在活塞行程内分上、中、下三个以上不同截面上测量，在同一截面内相互垂直的X、Y两个方向测量两个点。如检测在用气缸在没有超过使用极限值，还应检查气缸内孔表面不能有划伤和沟槽，这些地方是存储机油及向燃烧室窜油的隐患之处，若有需用细砂纸打磨平滑。若气缸直径没有超过使用极限值，应将新活塞环平推入气缸上中下位置，手端起气缸对准亮光处照看，如活塞环与气缸壁面有漏光，说明气缸椭圆度超差，应更换气缸总成。

（2）活塞

      测量活塞裙部：先将活塞平放在工作台面上，持千分尺在与活塞销呈90°方向的活塞裙部下端的指定位置（应从活塞底部向上8 mm处测量，如图5所示）测定活塞外径。测量完活塞直径后，再结合气缸直径尺寸计算与活塞的配合间隙，若超过使用极限值，必须更换。

2、检测活塞环端口与环槽间隙

（1）测量活塞环白由开口间隙

       用游标卡尺两卡爪分别卡在活塞环两端口进行测量，如图6所示。柴油发电机使用说明书中有环的自由开口间隙标准值，如果超过极限值，则予更换。

（2）测量活塞环端口间隙

      用活塞头部将活塞环推入气缸中，保持活塞环的水平状态。持塞尺片测量活塞环的闭口间隙，如大于使用极限值，应予更换。

（3）活塞环上下端面平行度的检查

      检测活塞环平面度主要靠目测，可持高倍放大镜观测活塞环的上、下平面（尤其是下平面）是否与活塞环槽有均匀贴合的印迹。如贴合极不均匀，存在明显断线或有断断续续现象，应予更换。若条件具备，可将活塞环放置在玻璃板上，持磁性百分表测头搁置在活塞环一平面上。百分表不动，将活塞环作顺时针或逆时针方向的缓慢转动，此时注意观察百分表指针的数值，若在0.02 mm以内，基本合格。倘若超过0.03 mm，则说明活塞环翘曲严重，是活塞环与环槽接触不均匀的主要原因，可在平板上研磨或更换新环。

（4）检测活塞环弹力

      没有专用测量仪测量环弹力时，可将在用活塞环（或新环）握在手掌心，并反复向里握，使环的两端口靠近数次后，如其自由开口间隙与试验前对比没有变化，即可判定合格。若相差10％以上，说明其弹力下降，应更换。

（5）测量活塞与环槽间隙

      将新活塞环放在活塞环槽内作四周转动，在无呆滞的情况下，用塞尺规测量其间隙，如超过柴油发电机使用说明书极限值，应更换活塞。

 

图5  柴油机活塞外径测量

图6  活塞与环槽间隙测量

 

3、气门杆及导管孔的检查

（1）气门杆外径测量

      如图7所示。持千分尺测量气门杆外径，若超过柴油发电机使用说明书规定的极限值，则予更换。同时注意气门杆表面不能有任何伤痕，否则会划伤油封唇口，引发窜机油，如有同样更换。

（2）气门杆弯曲测量

      将气门杆放置在平板或平玻璃上，滚动气门杆，持塞尺片测量气门杆与平板之间的间隙，只要超过0.03 mm，就便判断该气门杆弯曲变形，不能继续使用。

（3）气门导管孔径测量

      如图8所示。持微型千分表伸入气门导管孔内测量其孔径，根据气门杆的测量结果，计算出配合间隙，若超过使用极限值，则应更换相关零件。

      如气门杆在导管孔内活动受阻，可能是气门杆或导管孔直线度差。可将气门设法加热至80℃左右，在杆部涂上少许机油后旋转放入导管孔内上下拉动，与冷态放入时作比较，如感到气门在上下运行时有明显的阻滞，可有意多上下拉动数十回并作360°方向旋转，再取出气门，察看杆部的摩擦痕迹，若杆部上段和下段有间断摩擦痕迹，即为气门直线度差；若气门杆的上下段没有间断的摩擦痕迹，但气门杆在导管孔内仍有呆滞时，即可判断为气门导管孔直线度差。为确保以上试验的准确性，建议用红丹油均匀抹在气门杆外表，这样摩擦出来的痕迹才比较清晰。

 

图7  气门杆外径测量

图8  气门导管孔径测量

 

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