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。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；然而，空氣密度與壓力成正比，與溫度成反比，因此，增加進(jìn)氣壓力，降低進(jìn)氣溫度都能提高進(jìn)氣密度，目前柴油機(jī)中采用增壓器來(lái)提高壓力，采用中冷器降低氣體的溫度。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。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)。（2）凸輪軸和正時(shí)齒輪失效的原因分析凸輪軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（長(zhǎng)而細(xì)）和工作特點(diǎn)（周期性的承受不均勻的負(fù)荷），促使它在工作中發(fā)生軸頸和軸承的磨損，失圓和整個(gè)軸線(xiàn)的彎曲。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。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。正時(shí)齒輪的檢驗(yàn)與修理凸輪軸上的正時(shí)齒輪工作過(guò)久會(huì)磨損，使齒隙變大，在工作中會(huì)產(chǎn)生噪聲。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。

凸輪軸和正時(shí)齒輪的檢驗(yàn)與修理

（1)凸輪軸和正時(shí)齒輪的常見(jiàn)失效形式

①凸輪軸的常見(jiàn)失效形式有三種：凸輪的磨損；軸頸及軸承的磨損；軸線(xiàn)彎曲。

②正時(shí)齒輪的常見(jiàn)失效形式有兩種：牙齒磨損；牙齒斷裂。

（2）凸輪軸和正時(shí)齒輪失效的原因分析

凸輪軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（長(zhǎng)而細(xì)）和工作特點(diǎn)（周期性的承受不均勻的負(fù)荷），促使它在工作中發(fā)生軸頸和軸承的磨損，失圓和整個(gè)軸線(xiàn)的彎曲；內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)、排氣門(mén)開(kāi)始開(kāi)啟和關(guān)閉終了的時(shí)刻以及開(kāi)啟的延續(xù)時(shí)間，通常用相對(duì)于上、下止點(diǎn)時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)角來(lái)表示，稱(chēng)為配氣相位或配氣定時(shí)。凸輪與配氣機(jī)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使凸輪外形和高度受到磨損。由于軸承磨損松曠，將加劇軸線(xiàn)的彎曲。軸線(xiàn)的彎曲又將促使油泵齒輪、正時(shí)齒輪及軸頸和軸承的磨損，甚至?xí)斐升X輪工作時(shí)的噪聲和牙齒斷裂，氣門(mén)挺柱球面轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活；加速凸輪的磨損，使軸頸的失圓度和錐形度超過(guò)公差等。

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。但是，這些磨損，會(huì)影響配氣機(jī)構(gòu)工作的準(zhǔn)確性，并給氣門(mén)桿端和挺柱間的間隙調(diào)整帶來(lái)困難，因此，在內(nèi)燃機(jī)大修時(shí)，應(yīng)對(duì)凸輪、凸輪、凸輪軸承、正時(shí)齒輪等進(jìn)行認(rèn)真的檢驗(yàn)。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。

（3）凸輪軸的檢驗(yàn)

①凸輪軸彎曲度的檢驗(yàn)其方法是將凸輪軸安裝于車(chē)床頂針間或以v形鐵塊安放于平板上，以?xún)啥溯S頸作為支點(diǎn)，用百分表檢查各中間軸頸的擺差。如大彎曲度超過(guò)0·025mm（即百分表讀數(shù)總值為0.05mm)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行冷壓校正。當(dāng)軸有單數(shù)支承軸頸時(shí)，測(cè)中間軸頸；當(dāng)軸有雙數(shù)支承軸頸時(shí)，則測(cè)中間兩個(gè)軸頸。③焊后整理焊后，應(yīng)先將焊修處鑿修平整，并鉆通油道，檢驗(yàn)焊接處有無(wú)裂紋，曲軸有沒(méi)有彎曲變形。

②凸輪的檢驗(yàn)凸輪的檢驗(yàn)，可用標(biāo)準(zhǔn)樣板或外徑千分尺測(cè)量，凸輪頂部的磨損超過(guò)1mm時(shí)，應(yīng)予以堆焊修復(fù)。而且，凸輪的圓弧磨損不應(yīng)超過(guò)允許限度。

③凸輪軸軸頸的檢驗(yàn)凸輪軸軸頸的失圓度及錐形度誤差應(yīng)不大于0.03mm，軸頸磨損量應(yīng)不大于1mm。

電子調(diào)速器

電子調(diào)速器在結(jié)構(gòu)和控制原理上與機(jī)械式調(diào)速器有很大不同，它是將轉(zhuǎn)速和（或）負(fù)荷的變化以電子信號(hào)的形式傳到控制單元，與設(shè)定的電壓（電流）信號(hào)進(jìn)行比較后再輸出一個(gè)電子信號(hào)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作拉動(dòng)供油齒條加油或減油，以達(dá)到快速調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。電子調(diào)速器以電信號(hào)控制代替了機(jī)械調(diào)速器中的旋轉(zhuǎn)飛重等結(jié)構(gòu)，沒(méi)有使用機(jī)械機(jī)構(gòu)，動(dòng)作靈敏、響應(yīng)速度快、動(dòng)態(tài)與靜態(tài)參數(shù)精度高；（3）凸輪軸的檢驗(yàn)①凸輪軸彎曲度的檢驗(yàn)其方法是將凸輪軸安裝于車(chē)床頂針間或以v形鐵塊安放于平板上，以?xún)啥溯S頸作為支點(diǎn)，用百分表檢查各中間軸頸的擺差。電子調(diào)速器無(wú)調(diào)速器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，體積小，安裝方便，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

常見(jiàn)的電子調(diào)速器有單脈沖電子調(diào)速器和雙脈沖電子調(diào)速器兩種。單脈沖電子調(diào)速器是以轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)供油量；雙脈沖電子調(diào)速器是將轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的兩個(gè)單脈沖信號(hào)疊加起來(lái)調(diào)節(jié)供油量的。雙脈沖電子調(diào)速器能在負(fù)荷一有變化而轉(zhuǎn)速尚未變化之前就開(kāi)始調(diào)整供油亙，其調(diào)整精度比單脈沖電子調(diào)速器高，更能保證供電頻率的穩(wěn)定。氣門(mén)間隙發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，氣門(mén)、推桿、挺柱等零件因溫度升高而伸長(zhǎng)。

雙脈沖電子調(diào)速器的基本組成主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)速傳感器、負(fù)荷傳感器和速度控制單元等組成。磁電式轉(zhuǎn)速傳感器用于監(jiān)測(cè)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，并按比例產(chǎn)生交流電壓輸出；氣門(mén)傳動(dòng)組（氣門(mén)與挺柱或氣門(mén)與搖臂之間）在常溫下裝配時(shí)必須留有適當(dāng)?shù)拈g隙，以補(bǔ)償氣門(mén)及各傳動(dòng)零件的熱膨脹，此間隙稱(chēng)為氣門(mén)的冷間隙。負(fù)荷傳感器用于檢測(cè)柴油機(jī)負(fù)荷的變化，并按比例轉(zhuǎn)換成直流電壓輸出；速度控制單元是電子調(diào)速器的核心，接受來(lái)自轉(zhuǎn)速傳感器和負(fù)荷傳感器的輸出電壓信號(hào)，并按比例轉(zhuǎn)換成直流電壓后與轉(zhuǎn)速設(shè)定電壓進(jìn)行比較，把比較后的差值作為控制信號(hào)送往執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)輸人的控制信號(hào)以電子（液壓、氣動(dòng)）方式拉動(dòng)柴油機(jī)的油量控制機(jī)構(gòu)加油或減油。

若柴油機(jī)負(fù)荷突然增加，負(fù)荷傳感器的輸出電壓首先發(fā)生變化'此后轉(zhuǎn)速傳感器的輸出電壓也發(fā)生相應(yīng)變化（數(shù)值均下降）。上述兩種降低的脈沖信號(hào)在速度控制單元內(nèi)與設(shè)定的轉(zhuǎn)速電壓比較傳感器的負(fù)值信號(hào)數(shù)值小于轉(zhuǎn)速設(shè)定電壓的正值信號(hào)數(shù)值、輸出正值的電壓信號(hào)，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)中使輸出軸向加油方向轉(zhuǎn)動(dòng)，增加柴油機(jī)的循環(huán)供油量。多數(shù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是在標(biāo)定轉(zhuǎn)速和全負(fù)荷下通過(guò)試驗(yàn)確定在該工況下的噴油提前角的，將噴油泵安裝到柴油機(jī)上時(shí)，即按此噴油提前角調(diào)定，而在柴油機(jī)工作過(guò)程中一般不再變動(dòng)。

反之，若柴油機(jī)的負(fù)荷突然降低，也是負(fù)荷傳感器的輸出電壓首先發(fā)生變化，此后轉(zhuǎn)速傳感器的輸出電壓也發(fā)生相應(yīng)變化（數(shù)值均升高）。上述兩種升高的脈沖信號(hào)在速度控制單元內(nèi)與設(shè)定的轉(zhuǎn)速電壓比較，此時(shí)，傳感器的負(fù)值信號(hào)數(shù)值大于轉(zhuǎn)速設(shè)定電壓的正值信號(hào)數(shù)值，速度控制單元輸出負(fù)值的電壓信號(hào)，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)中使輸出軸向減油方向轉(zhuǎn)動(dòng)，降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)供油量。②將渦輪轉(zhuǎn)子軸和葉輪出口處六角凸臺(tái)夾在臺(tái)虎鉗上，識(shí)別或做好自鎖螺母、渦輪轉(zhuǎn)子軸及壓氣機(jī)葉輪相互位置的動(dòng)平衡標(biāo)記。