配气机构的结构形式及工作过程
气门式配气机构由气门组(气门、气门导管、气门座及气门弹簧等)和气门传动组(推杆、摇臂、凸轮轴和正时齿轮等)组成;进排气系统由空气滤清器、进气管、排气管和消声器等组成。
内燃机配气机构的结构形式较多,按照气门相对于汽缸的位置不同可分为两种形式:气门布置在汽缸侧面的称为侧置式气门配气机构;气门布置在汽缸顶部的称为顶置式气门配气机构。采用侧置式气门配气机构布置的燃烧室横向面积大,结构不紧凑,而高度又受气流和气门运动的---不能太小,所以当压缩比大于7.5时,燃烧室就很难布置。对于柴油机,由于压缩比不能太低,所以广泛采用顶置式气门配气机构。按凸轮轴的布置位置可分为上置凸轮轴式、中置凸轮轴式和下置凸轮轴式;按曲轴与凸轮轴之间的传动方式可分为齿轮传动式和链条传动式;按每缸的气门数目可分为二气门、三气门、四气门和五气门机构。
顶置式气门配气机构由凸轮轴、挺柱、推杆、气门摇臂和气门等零件组成。进、排气门都布置在汽缸盖上,气门头部朝下,尾部朝上。如凸轮轴为了传动方便而靠近曲轴,则凸轮与气门之间的距离就较长。中间必须通过挺柱、推杆、摇臂等一系列零件才能驱动气门,使机构较为复杂,整个系统的刚性较差。
顶置式气门配气机构工作过程如下:凸轮轴由曲轴通过齿轮驱动。当内燃机工作时,凸轮轴即随曲轴转动,对于四冲程内燃机而言,凸轮轴的转速为曲轴转速的1/2,即曲轴转两转完成一个工作循环,而凸轮轴转一转,使进、排气门各开启一次。当凸轮轴转到凸起部分与挺柱相接触时,挺柱开始升起。通过推杆和调整螺钉使摇臂绕摇臂轴转动,摇臂的另一端即压下气门,使气门开启。在压下气门的同时,内、外两个气门弹簧也受到压缩。当凸轮轴凸起部分的高点转过挺柱平面以后,挺柱及推杆随凸轮的转动而下落,被压紧的气们弹簧通过气门弹簧座和气门锁片,将气门向上抬起,后压紧在气门座上,使气门关闭。气门弹簧在安装时就有一定的预紧力,以---气门与气门座贴合紧密而不致漏气。
输油泵
输油泵的功用是---低压油路中柴油的正常流动,克服柴油滤清器和管道中的阻力,并以一定的压力向喷油泵输送足够的柴油。
柴油机所采用的输油泵有活塞式、内外转子式、滑片式和膜片式等多种。在中小功率柴油机中常用活塞式输油泵,活塞式输油泵又称柱塞式输油泵。活塞式输油泵主要由活塞、推杆、出油阀和手油泵等组成。用于推动活塞运动的偏心轮通常设在喷油泵的凸轮轴上,因此输油泵常和喷油泵组装在一起。
柴油机工作时,喷油泵凸轮轴由曲轴驱动旋转,偏心轮即随之转动。当偏心轮凸起部分高点向推杆位置转动时,推杆被推动并使活塞移动压油,同时压缩活塞弹簧。由于活塞前端油腔中的柴油压力提高,进油阀在压力作用下关闭,出油阀被推开,该油腔中的柴油经出油阀和上出油道流入活塞靠推杆一端的油腔内。
当偏心轮继续转动,使凸起部分高点逐渐远离推杆时,柱塞弹簧推动活塞和推杆回行,这时活塞后端油腔的油压升高而前端油压下降,出油阀关闭,活塞后端油腔中的柴油经上出油道流向喷油泵。进油阀6被推开,由柴油箱或者柴油滤清器来的柴油,经进油道流入活塞前端油腔,使油腔充满柴油,至此,活塞式输油泵就完成了一次压油与进油的过程。
由于柴油由输油泵流向喷油泵是依靠弹簧推动活塞而压出的,因此输油压力由弹簧弹力所决定而保持在一定的范围内。活塞往复运动时,当活塞运动到前端,也即弹簧受到大压缩时的变形量,取决于偏心轮的偏心距(工作中是不可改变的)。活塞退回到后端的位置,则为弹簧弹力与活塞后端油腔中油压相等时的位置。当喷油泵需要的柴油量大时,由输油泵后端油腔中流出较快,活塞冲程较长。当柴油机负荷减小,需要的油量减少,活塞后端油腔中柴油流出较少,油压相对升高,活塞后退的冲程就短。因此这种输油泵可保持输油压力一定,而输油量则可根据需要而改变。
输油泵上还装有手油泵,其作用是在柴油机尚未工作时,由人工用它来向供油系统内压油,以排除油道中的空气。使用时,先提起手油泵活塞,进油阀开启,柴油即流入手油泵油腔内。然后将活塞压下,使进油阀关闭而出油阀开启,柴油经过出油阀流向喷油泵和各油道中去。使用完毕,应将手柄上的螺塞旋紧,以免柴油机工作时,空气进入供油系统中。
曲轴轴向间隙的检查
曲轴轴向间隙也称曲轴的端隙,是指轴承承推端面与轴颈定位轴肩之间的轴向间隙。它是为了适应内燃机在工作中机件热膨胀时的需要而定的。如果此间隙过小,会使机件膨胀而卡死;如果此间隙过大前后窜动,预制式移动电站,则给活塞连杆组的机件带来不正常的磨损,止推垫圈表面逐渐磨损,使间隙改变,形成轴向位移。因此,在装配曲轴时,应进行曲轴轴向间隙的检验。
检验时,先将曲定轴和轴承的承推端面的一边靠合,用撬棍挤曲轴后端,然后用厚薄规在一道曲轴臂与止推垫圈间的测量。曲轴轴向间隙一般在0.05~0.25mm之间。如轴向间隙过大或过小,则应更换或修整止推垫圈。
配气机构与进排气系统的功用是按内燃机(柴油机或油机)的工作循环和着火(或点火)顺序,定时地开启和关闭各缸的进排气门,以---新鲜空气(或可燃混合气)适时充入汽缸,并将燃烧后的废气即时排出。
配气机构与进排气系统各机件的技术状况在工作过程中是不断变化的,如气门、气门座和凸轮轴等主要机件,在高温高压和冲击负荷的作用下,会产生机械磨损和化学腐蚀。这样就破坏了气门与座的密封性和配气定时,从而使内燃机功率下降以及燃油消耗量增加。
4.1配气机构与进排气系统的构造
发动机配气机构的类型有:气门式、气孔式和气孔一气门式等三种类型。四冲程内燃机普遍采用气门式配气机构。内燃机对配气机构及进排气系统的要求是:进入汽缸的新鲜气或可燃混合气要尽可能多,排气要尽可能充分;进、排气门的开闭时刻要准确,开闭时的振动和噪声要尽量小;另外,要工作---、使用---和便于调整。
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