氣門組

氣門組包括氣門、氣門座、氣門導(dǎo)管、氣門彈簧、彈簧座及鎖緊裝置等零件。

在壓縮和燃燒過程中，氣門必須保證嚴(yán)密的密封，不能出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。否則內(nèi)燃機(jī)的功率會下降，嚴(yán)重時內(nèi)燃機(jī)由于壓縮終了溫度和壓力太低，一直不能著火（點火）啟動。氣門在漏氣情況下工作，高溫燃?xì)忾L時間沖刷進(jìn)氣門，使氣門過熱、燒損。

氣門是在高溫、高機(jī)械負(fù)荷及冷卻潤滑困難的條件下工作的。氣門頭部還承受氣體壓力的作用。排氣門還要受到高溫廢氣的沖刷，經(jīng)受廢氣中硫化物的腐蝕。因此，要求氣門具有足夠的強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕和耐磨損的能力。

氣門分為進(jìn)氣門和排氣門兩種。頂置式氣門配氣機(jī)構(gòu)有每缸二氣門（一個進(jìn)氣門、一個三氣門（兩個進(jìn)氣門、一個排氣門）、四氣門（兩個進(jìn)氣門、兩個排氣門）和五氣門（三個進(jìn)氣門、兩個排氣門）之分。二氣門多用于中小功率的內(nèi)燃機(jī)；后三者用于強(qiáng)化程度較高的中、大型內(nèi)燃機(jī)，并以四氣門結(jié)構(gòu)的居多。內(nèi)燃機(jī)對配氣機(jī)構(gòu)及進(jìn)排氣系統(tǒng)的要求是：進(jìn)入汽缸的新鮮氣或可燃混合氣要盡可能多，排氣要盡可能充分。

進(jìn)氣門山于工作溫度稍低，一般采用普通合金鋼；排氣門普遍采用耐熱合金鋼。為了節(jié)約成本，有時桿部選用一般合金鋼，而頭部采用耐熱合金鋼，然后將兩者焊接在一起。

氣門錐而是氣門與氣門座之間的配合面，氣門的密封性就是依靠兩個表面嚴(yán)密貼合來保證的。此外，氣門接受燃?xì)獾募訜崃康?5%要通過錐面?zhèn)鞒觥挠欣趥鳠岬挠^點出發(fā)，氣門錐面與氣門座接觸的寬度應(yīng)愈寬愈好，但是接觸面愈寬，密封的可靠性就愈低，因為工作面上的比壓減小，雜物和硬粒不易被碾碎和排走。由于新鮮氣體（或可燃混合氣）和廢氣流動慣性都很大，雖然進(jìn)、排氣門同時開啟，但氣流并不互相錯位與混合。所以通常要求氣門錐面密封環(huán)帶的寬度在之間即可。

氣門頂面上有時還銑出一條較窄的凹槽，主要用于研磨氣門時能將工具插入槽中旋轉(zhuǎn)氣門。氣門和氣門座配對進(jìn)行研磨，研磨后氣門即不能互換。

氣門錐面的錐角一般為30°或45°。也有少數(shù)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)做成60°或15°錐角的。錐角愈小，單位面積上的壓力也愈小，氣門與氣門座之間的相對滑動位移也較小，從而使氣門的磨損減輕。因此，有的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣門錐面的錐角為30°。

排氣門由于高溫廢氣不斷流過錐面，廢氣中的碳煙微粒容易沉積附著在錐面上，影響密封性。因此，排氣門要求錐面上的比壓要高些，以利于積炭的排除。排氣門大多采用45°的錐角。為了制造和維修方便，不少內(nèi)燃機(jī)進(jìn)、排氣門錐角均采用45°。

氣門座的錐角有時比氣門錐角大0.5°~1°，使兩者接觸面積更小，可以提高工作面的比壓，從而提高其密封的可靠性。

氣門頭部的直徑對氣流的阻力影響較大。頭部直徑愈大，其流通截面也愈大，因而阻力減小。但直徑的大小受汽缸頂面的限制?？紤]到進(jìn)氣阻力對內(nèi)燃機(jī)性能的影響比排氣阻力更大，所以一般都使進(jìn)氣門的直徑比排氣門稍大?？諝鉃V清器空氣濾清器的功用是濾除空氣中的灰塵及雜質(zhì)，將清潔的空氣送入汽缸內(nèi)，以減少活塞連桿組、配氣機(jī)構(gòu)和汽缸磨損。有些內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)、排氣門直徑相同，以便于制造和維修。但如果兩者材料不同，則必須打上標(biāo)記，以免裝錯。

氣門頭部邊緣應(yīng)保持一定的厚度，一般為1、3mm，以防止工作時，由于氣門與氣門座

之間的沖擊而損壞或被高溫氣體燒蝕。為了改善氣門頭部的耐磨性和耐腐蝕性，以增強(qiáng)密封性能，有些內(nèi)燃機(jī)在排氣門的密封錐面上，堆焊一層特種合金。

凸輪軸與正時齒輪

凸輪軸是氣門傳動組的主要零件，氣門開啟和關(guān)閉的過程主要是由它來控制。凸輪軸的苴主要配置有各缸進(jìn)、排氣凸輪、凸輪軸軸頸以及驅(qū)動附件的螺旋齒輪或偏心齒輪。輪軸各凸輪的相、位置按發(fā)動機(jī)規(guī)定的發(fā)火次序排列。根據(jù)各凸輪的相對位置和凸輪軸的旋轉(zhuǎn)方向，即可判斷發(fā)動機(jī)的發(fā)火次序。當(dāng)柴油機(jī)工作時，輸油泵從柴油箱吸出柴油，經(jīng)油水分離器除去柴油中的水分，再經(jīng)柴油濾清器濾除柴油中的雜質(zhì)，然后送入噴油泵，在噴油泵內(nèi)柴油經(jīng)過增壓和計量之后，經(jīng)高壓油管輸往噴油器，最后通過噴油器將柴油噴入燃燒室。為保證內(nèi)燃機(jī)噴訕（或點火）準(zhǔn)時可靠，凸輪軸和曲軸必須保持一定的正時關(guān)系。

凸輪軸承受周期性沖擊載荷。凸輪與挺柱之間有很高的接觸應(yīng)力，其相對滑動速度也很高，而潤滑條件則較差。因此凸輪工作表面磨損較嚴(yán)重，還可能出現(xiàn)擦傷、麻點等不正常磨損情況。凸輪軸一般用鋼模鍛而成。經(jīng)驗法：在軸瓦表面加入一薄層機(jī)油，并將瓦蓋按規(guī)定力矩擰緊（擰緊順序同上），用雙手的腕力扳動曲軸臂，能使曲軸轉(zhuǎn)動一圈左右為合適。近年來廣泛采用合金鑄鐵和球墨鑄鐵鑄造。大多數(shù)凸輪軸做成整體式，即各缸進(jìn)、排氣凸輪都在同一根軸上加工而成。

凸輪軸由曲軸驅(qū)動。由于凸輪軸與曲軸間有一定距離，中間必須通過傳動件來傳動。前傳動方式主要有齒輪式傳動和鏈條式傳動兩種。由于齒輪式傳動方式工作可靠，壽命較長而應(yīng)用廣。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。齒輪式傳動方式通常在曲軸齒輪和配氣正時齒輪之間加裝中間齒輪，使齒輪直徑減小，以免機(jī)體橫向尺寸增大。

為了使齒輪嚙合平順，減少噪聲，正時齒輪一般采用斜齒，其傾斜角度約為10°，曲軸上的正時齒輪多用合金鋼制造，而凸輪軸上的正時齒輪多用夾布膠木或工程塑料制成。

由于斜齒輪傳動產(chǎn)生的軸向力，或由于工程機(jī)械加速都可能使凸輪軸發(fā)生軸向竄動。軸向竄動會引起配氣正時不準(zhǔn)，因此，對凸輪軸必須加以軸向定位。

常見的凸輪軸軸向定位的方法有以下兩種。

①止推片軸向定位，凸輪軸止推片用螺釘固定在汽缸體上，止推片與正時齒輪之間應(yīng)留有適當(dāng)?shù)拈g隙，此間隙的大小通常為0.05~0.20mm，作為零件受熱膨脹時的余地。此間隙的大小可通過更換隔圈來調(diào)整。

②推力軸承軸向定位 凸輪軸的一道軸承為推力軸承，裝在軸承座孔內(nèi)并用螺釘固定在機(jī)體上，其端面與凸輪軸的凸緣隔圈之間應(yīng)留有適當(dāng)?shù)拈g隙。當(dāng)凸輪軸軸向移動其凸緣通過隔圈碰到推力軸承時便被擋住。6135柴油機(jī)就是采用這種凸輪軸軸向定位裝置。

凸輪軸通常采用齒輪驅(qū)動，齒輪裝在凸輪軸前端，與曲軸上的齒輪直接或間接嚙合，稱為正時齒輪。對于四沖程內(nèi)燃機(jī)，每完成一個工作循環(huán)，曲軸旋轉(zhuǎn)兩周，各缸進(jìn)、排氣門各開啟一次，凸輪軸只旋轉(zhuǎn)一周，其傳動比為2：1。如果焊接折斷的曲軸，需按曲軸折斷的原痕找出中心縫，用電焊在斷縫兩側(cè)先點焊幾點，再在裂縫未電焊的兩面開槽后焊接。曲軸上的正時齒輪經(jīng)過一個或兩個中間齒輪，再傳到凸輪軸上的正時齒輪。

在裝配凸輪軸時，必須對準(zhǔn)各對齒輪的正時記號，才能保證氣門按規(guī)定時刻開閉，柴油機(jī)的噴油泵按規(guī)定時刻供油（或油機(jī)的分電器按規(guī)定時刻點火）。

凸輪軸的修理

①凸輪軸軸頸的修理凸輪軸軸頸磨損有兩種修理方法。一種是壓入在汽缸體承孔內(nèi)的圖可拆換的凸輪軸承，而且，這種凸輪軸比較普遍，可用磨小軸頸尺寸和配用相應(yīng)尺寸的凸輪軸承，其修理尺寸一般分為四級：每級縮?。?.25、o.50、0.75、1.00），通常在磨床上進(jìn)行。另一種是凸輪軸直接在汽缸體承孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)，則修理軸頸時，應(yīng)用鍍鉻加粗，然后磨削至標(biāo)準(zhǔn)尺寸或修理尺寸再凸輪的修理鬥輪的表面如有擊痕、毛糙及不均勻的磨損時，應(yīng)用凸輪軸磨床進(jìn)行修整，或根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)樣板予以細(xì)致的修理。凸輪高度因磨損減少至一定限度時（它的允許限度決定于凸輪滲碳層的厚度，一般不超過0.50、0.8mm），應(yīng)在的靠模車床或凸輪軸磨床上進(jìn)行光磨。如果磨損過大，可進(jìn)行合金焊條堆焊（如系采用普通焊條時，焊后需進(jìn)行滲碳并經(jīng)熱處理），然后按樣板進(jìn)行光磨，恢復(fù)原來的幾何形狀。柴油機(jī)的增壓系統(tǒng)隨著生產(chǎn)的需要和科技水平的不斷提高，對柴油機(jī)的要求也越來越高，既要求柴油機(jī)輸出功率要大，經(jīng)濟(jì)性要好，而且重量要輕，體積要小。在堆焊時為了避免受熱變形，可將凸輪軸置于水中，僅將施焊部分露出水面。凸輪頂端具有錐度的，如錐度消失或不符合規(guī)定時，應(yīng)予以修復(fù)。

③其他部位的修理 凸輪軸裝正時齒輪固定螺母的螺紋如有損傷，應(yīng)堆焊修復(fù)或更換新件。正時齒輪鍵與鍵槽需吻合，如有磨損應(yīng)換新鍵。機(jī)油泵驅(qū)動齒輪的輪齒磨損，其齒損超過0.50mm時，應(yīng)予以堆焊修復(fù)。偏心輪表面磨損超過0.50mm時，應(yīng)予以修復(fù)。這樣就破壞了氣門與座的密封性和配氣定時，從而使內(nèi)燃機(jī)功率下降以及燃油消耗量增加。驅(qū)動齒輪及凸輪因磨損過大或有斷裂等情況時，則應(yīng)更換凸輪軸。