配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式及工作過(guò)程

氣門(mén)式配氣機(jī)構(gòu)由氣門(mén)組（氣門(mén)、氣門(mén)導(dǎo)管、氣門(mén)座及氣門(mén)彈簧等）和氣門(mén)傳動(dòng)組（推桿、搖臂、凸輪軸和正時(shí)齒輪等）組成；進(jìn)排氣系統(tǒng)由空氣濾清器、進(jìn)氣管、排氣管和消聲器等組成。

內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式較多，按照氣門(mén)相對(duì)于汽缸的位置不同可分為兩種形式：氣門(mén)布置在汽缸側(cè)面的稱(chēng)為側(cè)置式氣門(mén)配氣機(jī)構(gòu)；氣門(mén)布置在汽缸頂部的稱(chēng)為頂置式氣門(mén)配氣機(jī)構(gòu)。采用側(cè)置式氣門(mén)配氣機(jī)構(gòu)布置的燃燒室橫向面積大，結(jié)構(gòu)不緊湊，而高度又受氣流和氣門(mén)運(yùn)動(dòng)的限制不能太小，所以當(dāng)壓縮比大于7.5時(shí)，燃燒室就很難布置。最后，將曲軸裝在的焊架上，或裝在汽缸體上，并在曲軸與焊架或汽缸體之間墊以鐵質(zhì)襯瓦。對(duì)于柴油機(jī)，由于壓縮比不能太低，所以廣泛采用頂置式氣門(mén)配氣機(jī)構(gòu)。按凸輪軸的布置位置可分為上置凸輪軸式、中置凸輪軸式和下置凸輪軸式；按曲軸與凸輪軸之間的傳動(dòng)方式可分為齒輪傳動(dòng)式和鏈條傳動(dòng)式；按每缸的氣門(mén)數(shù)目可分為二氣門(mén)、三氣門(mén)、四氣門(mén)和五氣門(mén)機(jī)構(gòu)。

頂置式氣門(mén)配氣機(jī)構(gòu)由凸輪軸、挺柱、推桿、氣門(mén)搖臂和氣門(mén)等零件組成。但一般說(shuō)來(lái)，由于凸輪軸的受力不大，它的磨損速度是緩慢的，通常在內(nèi)燃機(jī)兩三個(gè)大修周期（甚至更長(zhǎng)時(shí)間）才達(dá)到允許使用極限。進(jìn)、排氣門(mén)都布置在汽缸蓋上，氣門(mén)頭部朝下，尾部朝上。如凸輪軸為了傳動(dòng)方便而靠近曲軸，則凸輪與氣門(mén)之間的距離就較長(zhǎng)。中間必須通過(guò)挺柱、推桿、搖臂等一系列零件才能驅(qū)動(dòng)氣門(mén)，使機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，整個(gè)系統(tǒng)的剛性較差。

頂置式氣門(mén)配氣機(jī)構(gòu)工作過(guò)程如下：凸輪軸由曲軸通過(guò)齒輪驅(qū)動(dòng)。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，凸輪軸即隨曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)于四沖程內(nèi)燃機(jī)而言，凸輪軸的轉(zhuǎn)速為曲軸轉(zhuǎn)速的1/2，即曲軸轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)完成一個(gè)工作循環(huán)，而凸輪軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，使進(jìn)、排氣門(mén)各開(kāi)啟一次。配合間隙大小與軸瓦合金層的材料、軸頸直徑、內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速及軸瓦單位面積上承受的載荷有關(guān)，但起決定性作用的還是軸瓦合金層的材料。當(dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)到凸起部分與挺柱相接觸時(shí)，挺柱開(kāi)始升起。通過(guò)推桿和調(diào)整螺釘使搖臂繞搖臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)，搖臂的另一端即壓下氣門(mén)，使氣門(mén)開(kāi)啟。在壓下氣門(mén)的同時(shí)，內(nèi)、外兩個(gè)氣門(mén)彈簧也受到壓縮。當(dāng)凸輪軸凸起部分的高點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)挺柱平面以后，挺柱及推桿隨凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而下落，被壓緊的氣們彈簧通過(guò)氣門(mén)彈簧座和氣門(mén)鎖片，將氣門(mén)向上抬起，后壓緊在氣門(mén)座上，使氣門(mén)關(guān)閉。氣門(mén)彈簧在安裝時(shí)就有一定的預(yù)緊力，以保證氣門(mén)與氣門(mén)座貼合緊密而不致漏氣。

供油干脆

供油干脆即供油迅速開(kāi)始和斷然結(jié)束。在柱塞偶件的上端面上，裝有另一副精密偶件（出油閥與出油閥座），稱(chēng)為出油閥副。出油閥的主要作用就是使噴油泵供油開(kāi)始及時(shí)迅速而停油干脆利落。

出油閥上部有一圓錐面，出油閥彈簧將此錐面壓緊在出油閥座上，使柱塞上部空間與高壓油管隔斷。④石灰乳法將曲軸洗凈浸在熱油（機(jī)油）中約2h，讓油進(jìn)入裂縫，取出抹干后，用噴槍把“石灰乳液"噴到曲軸上使其干燥（石灰乳液是清潔的白堊和酒精的混合液，其比例為1：10-1：12），或用氣焊火焰將曲軸上的噴層加熱至70~80℃。錐面下部有一圓柱形的環(huán)帶稱(chēng)為減壓環(huán)帶，減壓環(huán)帶與出油閥座的內(nèi)孔精密配合，也具有密封作用。減壓環(huán)帶下面的閥桿上銑有四個(gè)直槽，使斷面呈十字形。十字部分在出油閥升降時(shí)起導(dǎo)向作用，而四個(gè)溝槽則是柴油的通路。

當(dāng)柱塞開(kāi)始?jí)河椭敛裼蛪毫Τ^(guò)出油閥彈簧彈力時(shí)，出油閥開(kāi)始升起，但并不出油，當(dāng)出油閥升至減壓環(huán)帶下邊緣離開(kāi)出油閥座孔時(shí)，高壓柴油才通過(guò)十字槽、高壓油管流向噴油器，使供油迅速開(kāi)始。

當(dāng)柱塞斜槽邊緣與回油孔接通時(shí)，高壓柴油即倒流入低壓油腔內(nèi)。出油閥在出油閥彈簧及高壓柴油的共同作用下迅速下落，高壓油管中的油壓迅速降低。

當(dāng)減壓環(huán)帶的下邊緣進(jìn)入出油閥座的內(nèi)孔時(shí)，柱塞上部的油腔即與高壓油管隔斷。銅皮法：用長(zhǎng)約30mm，寬約10mm，厚度與標(biāo)準(zhǔn)間隙相同（取小值）的銅皮（四周角應(yīng)做成圓口，使用時(shí)應(yīng)涂上一薄層機(jī)油）放于軸承和軸頸間，按照規(guī)定扭力旋緊軸承蓋螺栓用手扳動(dòng)曲軸或飛輪，若扳不動(dòng)，表示軸瓦與軸頸的徑向間隙過(guò)小。隨著出油閥的繼續(xù)下落直至圓錐面落座，出油閥上方的高壓油腔讓出了一部分容積，因而高壓油管中的油腔容積突然增大，油壓又迅速降低，噴油立即停止，這就保證了噴油后期燃油的霧化質(zhì)量，同時(shí)防止出現(xiàn)二次噴射和滴漏現(xiàn)象。此外，由于出油閥錐面與閥座配合嚴(yán)密，使高壓油管中能保留一定量的柴油和保持一定的剩余壓力，使下次供油比較迅速，且供油量較為均勻穩(wěn)定。如減壓環(huán)帶磨損或間隙過(guò)大，使密封不良，就會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)工作性能惡化。出油閥副也是成對(duì)進(jìn)行選配并精細(xì)研磨而成的偶件，在使用時(shí)不能隨意更換。

調(diào)速器的種類(lèi)

（1）根據(jù)調(diào)速器 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的不同可分為機(jī)械式、液壓式、氣動(dòng)式和電子式四種．機(jī)械式調(diào)速器機(jī)械式調(diào)速器的感應(yīng)元件為飛塊或飛球，直接推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，廣泛用于中、小功率柴油機(jī)上。

①液壓式調(diào)速器 液壓式調(diào)速器一般用飛塊作感應(yīng)元件，推動(dòng)控制活塞操縱液壓伺服器。但是為了進(jìn)氣更充分，排氣更干凈，進(jìn)、排氣門(mén)要提早打開(kāi)、延遲關(guān)閉。這種調(diào)速器的感應(yīng)元件較小，通用性強(qiáng)，可用少數(shù)幾種尺寸系列滿(mǎn)足幾十到上萬(wàn)馬力柴油機(jī)的配套要求，穩(wěn)定性好，調(diào)節(jié)精度高（穩(wěn)定調(diào)速率可到零），推動(dòng)力大，便于實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)的自動(dòng)控制，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝要求高，因此，適用于大功率柴油機(jī)。

②氣動(dòng)式調(diào)速器 氣動(dòng)式調(diào)速器是利用膜片感應(yīng)進(jìn)氣管真空度的變化，進(jìn)而推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這種調(diào)速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，低速時(shí)靈敏度較高，但因進(jìn)氣管裝有節(jié)流閥增加了進(jìn)氣阻力，使功率有所下降，因此，只適用于小功率柴油機(jī)，所以目前采用不多。

③電子式調(diào)速器 電子式調(diào)速器是把柴油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化轉(zhuǎn)換成電量變化，經(jīng)采樣放大后控制其執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這種調(diào)速器可在柴油機(jī)轉(zhuǎn)速產(chǎn)生明顯變化之前調(diào)整供油量，獲得很高的調(diào)節(jié)精度，實(shí)現(xiàn)無(wú)差并聯(lián)運(yùn)行，目前，主要用于柴油發(fā)電機(jī)組。

（2）按照調(diào)速器起作用的轉(zhuǎn)速范圍，可分為單程式、兩極式和全程式三種

①單程式調(diào)速器 單制式調(diào)速器只在某一個(gè)轉(zhuǎn)速（一般為標(biāo)定轉(zhuǎn)速）時(shí)起作用。它適合于要求轉(zhuǎn)速恒定的柴油機(jī)，如驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)、空氣壓縮機(jī)、離心泵等的柴油機(jī)。

②兩極式調(diào)速器 兩極式調(diào)速器只在柴油機(jī)怠速和標(biāo)定轉(zhuǎn)速兩種情況下起作用，主要用于汽車(chē)，以保持怠速工作穩(wěn)定和防止高速時(shí)“飛車(chē)”。其他工況則由操作者操縱油門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)供油量。

③全程式調(diào)速器 全程式調(diào)速器是在柴油機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)均起作用。配氣機(jī)構(gòu)與進(jìn)排氣系統(tǒng)各機(jī)件的技術(shù)狀況在工作過(guò)程中是不斷變化的，如氣門(mén)、氣門(mén)座和凸輪軸等主要機(jī)件，在高溫高壓和沖擊負(fù)荷的作用下，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損和化學(xué)腐蝕。裝有這種調(diào)速器的工作機(jī)械．操作人員根據(jù)工作需要選擇任一轉(zhuǎn)速后，調(diào)速器即能自動(dòng)地使柴油機(jī)穩(wěn)定在該轉(zhuǎn)這下工作。這不僅大大改善了操作人員在負(fù)荷變化頻繁情況下的勞動(dòng)條件，而且也提高了工作質(zhì)量和生產(chǎn)效率，因此，大多數(shù)工程機(jī)械都采用這種調(diào)速器。

輸油泵

輸油泵的功用是保證低壓油路中柴油的正常流動(dòng)，克服柴油濾清器和管道中的阻力，并以一定的壓力向噴油泵輸送足夠的柴油。

柴油機(jī)所采用的輸油泵有活塞式、內(nèi)外轉(zhuǎn)子式、滑片式和膜片式等多種。應(yīng)用最為廣泛的直列柱塞式噴油泵柴油機(jī)燃油供給系統(tǒng)組成：直列柱塞式噴油泵一般由柴油機(jī)曲軸的正時(shí)齒輪驅(qū)動(dòng)。在中小功率柴油機(jī)中常用活塞式輸油泵，活塞式輸油泵又稱(chēng)柱塞式輸油泵?；钊捷斢捅弥饕苫钊?、推桿、出油閥和手油泵等組成。用于推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)的偏心輪通常設(shè)在噴油泵的凸輪軸上，因此輸油泵常和噴油泵組裝在一起。

柴油機(jī)工作時(shí)，噴油泵凸輪軸由曲軸驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，偏心輪即隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。③粉漬法將曲軸用煤油或柴油洗凈抹干后，在曲軸表面均勻涂上一層滑石粉，然后用小手錘輕敲曲軸臂，如果曲軸存在裂紋，油漬就會(huì)由裂紋內(nèi)部滲出而使曲軸表面的滑石粉變成黃褐色，即可發(fā)現(xiàn)裂紋之所在。當(dāng)偏心輪凸起部分高點(diǎn)向推桿位置轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，推桿被推動(dòng)并使活塞移動(dòng)壓油，同時(shí)壓縮活塞彈簧。由于活塞前端油腔中的柴油壓力提高，進(jìn)油閥在壓力作用下關(guān)閉，出油閥被推開(kāi)，該油腔中的柴油經(jīng)出油閥和上出油道流入活塞靠推桿一端的油腔內(nèi)。

當(dāng)偏心輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使凸起部分高點(diǎn)逐漸遠(yuǎn)離推桿時(shí)，柱塞彈簧推動(dòng)活塞和推桿回行，這時(shí)活塞后端油腔的油壓升高而前端油壓下降，出油閥關(guān)閉，活塞后端油腔中的柴油經(jīng)上出油道流向噴油泵。利用此真空度將空濾器集塵室中的塵粒經(jīng)橡膠管吸入排氣引射管內(nèi)，并與柴油機(jī)廢氣一起排出。進(jìn)油閥6被推開(kāi)，由柴油箱或者柴油濾清器來(lái)的柴油，經(jīng)進(jìn)油道流入活塞前端油腔，使油腔充滿(mǎn)柴油，至此，活塞式輸油泵就完成了一次壓油與進(jìn)油的過(guò)程。

由于柴油由輸油泵流向噴油泵是依靠彈簧推動(dòng)活塞而壓出的，因此輸油壓力由彈簧彈力所決定而保持在一定的范圍內(nèi)?；钊鶑?fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到前端，也即彈簧受到大壓縮時(shí)的變形量，取決于偏心輪的偏心距（工作中是不可改變的）?；钊嘶氐胶蠖说奈恢?，則為彈簧彈力與活塞后端油腔中油壓相等時(shí)的位置。調(diào)整氣門(mén)間隙的方法是：先松開(kāi)調(diào)整螺釘?shù)逆i緊螺母，再旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺釘，用規(guī)定數(shù)值的厚薄規(guī)插入氣門(mén)桿與搖臂之間進(jìn)行測(cè)量，使氣門(mén)間隙符合規(guī)定，調(diào)整好后再將鎖緊螺母擰緊，復(fù)查一次，直至氣門(mén)間隙在規(guī)定的范圍內(nèi)。當(dāng)噴油泵需要的柴油量大時(shí)，由輸油泵后端油腔中流出較快，活塞沖程較長(zhǎng)。當(dāng)柴油機(jī)負(fù)荷減小，需要的油量減少，活塞后端油腔中柴油流出較少，油壓相對(duì)升高，活塞后退的沖程就短。因此這種輸油泵可保持輸油壓力一定，而輸油量則可根據(jù)需要而改變。

輸油泵上還裝有手油泵，其作用是在柴油機(jī)尚未工作時(shí)，由人工用它來(lái)向供油系統(tǒng)內(nèi)壓油，以排除油道中的空氣。使用時(shí)，先提起手油泵活塞，進(jìn)油閥開(kāi)啟，柴油即流入手油泵油腔內(nèi)。在有些小型柴油機(jī)上，往往不裝輸油泵，而依靠重力供油（柴油箱的位置比噴油泵的位置高）柴油機(jī)的燃料是在壓縮過(guò)程接近終了時(shí)噴入汽缸內(nèi)的。然后將活塞壓下，使進(jìn)油閥關(guān)閉而出油閥開(kāi)啟，柴油經(jīng)過(guò)出油閥流向噴油泵和各油道中去。使用完畢，應(yīng)將手柄上的螺塞旋緊，以免柴油機(jī)工作時(shí)，空氣進(jìn)入供油系統(tǒng)中。