解析柴油机气门传动组的构成部分
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发电机气门传动组由哪四部分组成
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摘要：柴油发电机配气机构的传动组件是用来传动凸轮轴到气门之间的运动，以控制气门的开闭。传动组件由凸轮轴、挺柱、推杆和摇臂等零部件组成。工作流程为 凸轮轴旋转 → 凸轮推动挺柱直线运动 → (通过推杆，若存在) → 推动摇臂绕轴摆动 → 摇臂另一端压下气门杆 → 气门克服弹簧力开启 → 凸轮转过最高点后 → 气门在弹簧作用下关闭。
1、凸轮轴
凸轮轴是配气机构中的关键部件，其作用是通过传动零件按发动机的工作循环准确地开启和关闭每个气缸上的进、排气门。此外，在柴油机上，它还要带动喷油泵、输油泵等。为了保证柴油机喷油和汽油机点火的准时可靠，凸轮轴和曲轴必须保持一定的正时关系，使发动机正常运转。
（1）凸轮轴的构造
大多数凸轮轴都是制成整体式的，它由若干个进、排凸轮和支承轴颈所构成，由端部的正时齿轮驱动。由于发动机的类型不同，所以凸轮轴的构造也不完全一样。对于四冲程柴油机的凸轮轴，除进气凸轮和排气凸轮外，还有喷油泵凸轮，如4105和4110型柴油机的凸轮属这种结构。若采用组合式喷油泵的柴油机，其喷油泵是由单独的一根传动轴来驱动，如4135和6135型柴油机属这种结构。
凸轮轴上最为重要的部分是凸轮，其轮廓形状，直接影响配气机构的工作质量。凸轮的轮廓形状种类较多，但可分为圆弧凸轮和函数凸轮两大类。圆弧凸轮的特点能获得较大的时面值（即气门的流通截面积与对应的开启时间之乘积），但加速度不连续，冲击振动较大；函数凸轮的特点是加速度按单一函数连续变化，无加速度突变现象，使配气机构免受冲击，改善了动力性能。
（2）凸轮轴的驱动
凸轮轴的驱动通常采用齿轮传动，很少采用链条传动。
采用齿轮传动时，齿轮是装在凸轮轴的前端，与曲轴上的齿轮直接或间接啮合，称为正时齿轮。对于四冲程发动机，每完成一个工作循环，曲轴旋转两周，各缸进、排气门各开启一次，凸轮轴只旋转一周，因而曲轴与凸轮轴的转速比为2：1。曲轴上的正时齿轮为主动齿轮，对于柴油机，主动齿轮经过一个或两个中间齿轮，再传到凸轮轴上的正时齿轮。
为了使齿轮传动时啮合平稳、减小噪声及减少曲轴上正时齿轮的磨损，通常用不同材料制造，正时齿轮常采用斜齿轮，其倾斜度约10°，曲轴上的正时齿轮多用合金钢制，而凸轮轴上的正时齿轮用铸铁或夹布胶木制。齿轮间的间隙应保持在较小范围内，以减小响声。若间隙过大，不但工作时齿与齿之间有撞击、噪声大，影响配气，而且使齿轮易损坏。
为了保证飞轮位置与气门开闭时间的一定配合关系，装配时必须注意机件上的正时标记，严格按规定装配。曲轴主动齿轮、左右凸轮轴传动齿轮、喷油泵传动齿轮、水泵传动齿轮及中间齿轮等其上面都刻有装配啮合标记。
2、气门挺柱
气门挺柱的作用是将凸轮的推力传递给推杆，并承受凸轮轴旋转时所生的侧向力。
当凸轮轴转动时，为避免凸轮尖顶动气门时的横向力直接作用在气门脚上，造成气门杆单向磨损，致使气门上升时发生偏移，影响气门与座的正确配合，在气门与凸轮轴之间装有挺柱来传递凸轮的推力。挺柱有滑动式、滚动式及滚动臂式三种结构形式，如图1所示。
（1）滑动式挺柱：它有菌形和圆柱形之分，其结构如图1（a）、（b）所示。
（2）滚轮式挺柱：在挺柱下面装有一个滚轮，使挺柱与凸轮接触面由滑动摩擦变为滚动摩擦，以减少凸轮的磨损，并且当滚轮、轴承等零件磨损后也易于更换，其缺点是零件多，制造成本也较高。滚轮式挺柱适用于缸径大的柴油机，如图1（c）所示。
（2）滚轮臂式挺柱：为了减少挺柱的侧压力在凸轮和推杆之间用带滚轮的摇臂代替挺柱，其结构如图1（c）所示。滚轮臂套在一根与凸轮轴相平行的轴上，此轴称为滚轮轴。臂与轴之间有铜套，以减少磨损，用平键与滚轮轴相连接。顶喷油泵滚轮臂的铜套是偏心的，以便调整喷油时间。
图1 柴油机挺柱形式
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，两者距离较远，因此，采用推杆来传递凸轮上顶推力。推杆是中空细长杆，推杆通常用冷拔钢管制成，其下端头压入球头与挺柱相连；上端头压入球形座与摇臂相连，两端球面处均要进行表面热处理，以提高其硬度。 主要存在于凸轮轴下置式或中置式（OHV）布置的发动机中。
（1）外形为一根细长的金属杆，连接挺柱和摇臂。
（2）将挺柱的直线运动传递给摇臂。
在凸轮轴顶置式（OHC）发动机中，凸轮轴直接驱动摇臂或气门，通常省去了推杆，使结构更紧凑、刚度更高、运动惯量更小，更利于高速柴油机。
4、摇臂组
摇臂组是将推杆的运动改变方向传给气门，以控制气门开闭的传动件。它由摇臂、摇臂轴、轴承和轴承座等机件组成，图2所示为整体式摇臂组，所有各缸的摇臂都装在一根轴上，每缸的进排气门摇臂都装置有轴承座，并用螺钉紧固在气缸盖上。
（1）摇臂
摇臂是一个中间具有圆孔的不等长双臂杠杆，短臂通过调整螺钉与推杆接触，长臂与气门接触，这样便可使推杆以较小的移动量得到较大的气门开度，由于推杆上下移动量小，可减小传动机构的惯性力。摇臂内有油道，润滑油经摇臂架与摇臂轴供给，当摇臂工作时，便间歇交替地润滑两端摩擦表面，润滑后的油流回油底壳。
（2）摇臂轴
① 支撑摇臂的轴，通常固定在气缸盖上。
② 摇臂围绕摇臂轴摆动。
③ 内部可能有油道，用于润滑摇臂衬套。
图2 柴油机整体式摇臂组
5、气门间隙调整机构
气门间隙指冷态时气门杆顶面与摇臂之间的间隙。柴油机工作时气门及其传动件受热膨胀，为保证气门与气门座仍能完全密闭，必须留有气门间隙。
（1）重要性： 发动机工作时，零件（特别是气门杆）会因受热而膨胀。为了避免气门关闭不严（导致漏气、烧蚀）或在冷态时产生过大噪音，必须在气门传动机构中预留合适的间隙（气门间隙）。
（2）形式：调整螺钉和锁紧螺母： 最常见的形式。通常位于摇臂（驱动端或工作端）上，通过拧动螺钉来改变该点的有效长度，从而调整间隙。调整后需锁紧螺母固定。
（3）调整垫片： 在某些设计（特别是OHC直接驱动顶杯式）中，在挺柱或气门桥下方放置不同厚度的垫片来调整间隙
（4）标准参数
气门间隙的大小由制造厂通过试验方法确定，一般进气门间隙在0.25～0.3mm之间，排气门间隙在0.3～0.5mm之间。如MTU16V4000G系列柴油机进气门间隙为0.2mm，排气门间隙为0.5mm。气门间隙过小，柴油机正常工作时受热可能发生气门关闭不严；造成漏气而使功率下降，甚至烧坏气门工作面。气门间隙过大，则传动零件之间及气门与传动件之间均会产生撞击，加速磨损；同时也减少了气门开启的升程和持续时间，使气缸的充气和排气恶化。
总结：
气门传动组的精确工作对柴油机的配气正时、充气效率、燃烧效率、功率输出、排放和噪音都有决定性影响。锁夹等小部件的可靠性至关重要。理解这些部件及其相互作用，对于柴油机的维护、故障诊断和性能优化都至关重要。
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