凸轮轴、挺杆、推杆和摇臂之气门组件结构图

摘要：配气系统按柴油发电机的作业循环和着火顺序，定期地开启和关闭各缸的进排气门，保证新鲜空气适时充入汽缸，并将燃烧后的废气及时清除。其零件依据各自作用可分为两组：以气门为主要零件的气门组和以凸轮轴为具体零件的气门传动组。气门是在发烫、高机械负载及冷却润滑困难的要素下作业的，气门头部承受气体压力的用途，排气门同时受到高温废气的冲刷和废气中硫化物的腐蚀柴油发电机试运行步骤详解。因此，要求气门具有足够的强度、耐发热、耐腐蚀和耐磨损能力。

       气门传动组由凸轮轴、正时齿轮、挺柱、推杆、摇臂和摇臂轴等零件组成。其功用是按照规定期刻（配气定期）和次序（发灭次序）打开和关闭进、排烟门，并保证一定的开度。根据柴油发电机种类和气门配置的不一样，配气机构也不相同。四冲程柴油发电机配气构造有侧置式和顶置式两种。侧置式配气机构装在汽缸的一侧。其优势是构造简易，易形成压缩涡流。缺点是所形成的燃烧室不够紧凑，抗爆性差，热量损失多，进、排烟阻力也较大，故此方法已较少应用。

      在发电机工作时，驱动和控制各缸气门的开启和关闭（如图1所示），使其符合发电机的作业顺序、配气相位和气门开度的变化规律等要求。

（3）构造：凸轮轴总成包括凸轮轴、凸轮轴轴承，以及凸轮轴正时齿轮500kw柴油发电机、正时链条或传动带（根据状况）。

      凸轮轴上的凸轮有多种设计。凸轮的轮廓应保证气门开启、关闭的时刻和连续时间符合配气相位的要求，并使气门有合适的升程（决定气门通道面积）及升程过程的规律。

      同一气缸的进排烟凸轮的相对角位置要符合配气相位的要求。而发电机不一样汽缸的同名凸轮的相对角位置应符合发电机各气缸的点火次序和点火间隔时间的要求。因此，根据凸轮轴的旋转方向以及各进气（或排气）凸轮的排列（如图2所示），就可以判定出发电机的工作顺序。

      通常发电机凸轮轴是每隔两个气缸设置一个轴颈。为了装配方便，凸轮轴各轴颈直径是做成从前向后依次降低的。

      一般做成衬套压装在机体上的凸轮轴座孔内。

      在装配主轴和凸轮轴时，必须将正时记号对准。正时标记没有正确对齐，气门将不能在准确的时刻打开和关闭。 

      为防范凸轮轴轴向窜动，常载的轴向定位手段有止推轴承定位、止推片轴向定位、止推螺钉轴向定位。

      气门挺柱也称挺杆，直接由凸轮轴驱动。用途是将凸轮轴的旋转运动转变为往复运动，将凸轮的推力传给推杆或气门，以打开气门，并承受凸轮轴旋转时所施加的侧向力。 发电机上的挺柱有多种分类，包括整体式挺柱、滚轮式挺柱（凸轮随动杆）和液压挺柱等 。

      为轻型汽缸布置。主要在较老的发电机或一些高性能的发电机上操作。

      主要用在高压缩比的发电机上。 

      整体式挺柱和滚轮式挺柱常用镍铬合金铸铁或冷激合金铸铁制造，其摩擦表面应经热排除后精磨；可直接装在气缸体上相应处镗出的导向孔中，也可装在可拆式的挺柱导向体中。导向体上有安装记号和定位机构（如图5所示），装配时应区分前后导向体块以及保证安装精度。

      根据经验，平面挺柱工作面较小半径可取为：

      使凸轮沿挺柱曲线mm（偏置距离和方向如图6所示），可使挺柱在工作时能缓慢旋转，磨损均匀。挺柱上的球面支座半径r2应比推杆上的球头半径r1大0.1～0.3m，以保证既能在两者的配合面间形成楔形油膜，又不使接触应力剧增。挺柱的侧面承受凸轮发生的侧向力，挺柱导向部分应有足够长度，一般取为挺柱作业面直径的1.5~2倍。挺村与挺柱孔的配合多为H7/g6。

      传统的挺柱选配检测仪有两种测定方式，这两种检测方式主要差别在于缸盖是否装在缸体上进行测定：一是缸盖在缸盖分装线上完成气门等分装后，装置自动测定气门间隙，完成挺柱选配作业，装上挺柱、凸轮轴，然后在安装大线上安装缸盖总成；二是缸盖分装完成，用缸盖螺栓按工艺要求拧紧在机体上，再通过在线的挺柱选配测量仪，分别对缸盖、凸轮轴进行测量，完成挺柱选配工作。这两种步骤各有特点：第一种方式组成较简单，只对缸盖进行精定位，实现起来简易易行；第二种程序较能体现发电机的较终装配状态，测定数据较有指导意义，但结构较复杂，需要发电机有精定位，且需要对整个装置的尺寸链进行计算，看是否满足设备的检测要求。

      推杆的作用是将挺柱传递的凸轮的运动传到顶置气门。推杆是配气系统中刚度较小的环节，提高其刚度可明显增强整个配气机构的刚度，有时为提高其刚度而适当加大其质量。

      推杆多用厚壁无缝钢管或实心铝杆两端压人或焊接球头或球窝而成。球头（球窝）一般用中碳钢淬火。在制造上应注意校直推杆，使不直度不大于0.1～0.2mm。

      摇臂的功用是用来将推杆或凸轮传来的力改变方向，用途到气门杆端以推开气门。 摇臂的设计与装配有多种方式。有些通过衬套空套在摇臂轴上，而摇臂轴又支承在支座上，摇臂轴为空心管状构造，机油从支座的油道经摇臂轴内腔和摇臂中的油道流向摇臂两端进行润滑；为避免摇臂的窜动，在摇臂轴上每两摇臂之间都装有定位弹簧。 

      为使摇臂质量轻而刚度大，摇臂横截面一般做成倒丁字形。其靠气门一端与气门杆端面接触，沿气门杆端面连滚带滑地移动，这不仅使接触面易于磨损，而且气门承受偏心载荷，加重气门与气门导管的磨耗。

      式中，β是气门间隙刚清除而气门尚未开启时的摇臂位置角。β是气门开启流程中任一瞬时的位置角。当气门关闭时，气门杆端面高出摇臂轴线）气门较大升程时，可以保证接触点的位移较小，取为20°～25°，可以避免接触点过量偏离气门中心线。

      Ib和lv之间宜符合于或接近于Ib=2lv/（cosβa+cosβw）的关系（为气门较大升程时的摇臂位置角），以保证接触点的移动范围对称于气门中心线，其中βa是摇臂摆动中心O至气门中心线的距离。

      摇臂的材料多为锻钢或可锻铸铁，摇臂气门端柱面应淬硬。

      在顶置凸轮轴式配气机构中，凸轮与摇臂间接触面的磨耗严重，经常采用滚轮式摇臂。也可以采用液压间隙调整器来排除气门间隙。液压间隙调节器可以作为摇臂的支点，也可以装在气门的上端。

      摇臂的材料多为合金铸铁，与凸轮的接触面冷激硬化或重熔硬化。也可用组合式摇臂，在铝合金摇臂体凸轮端铸人烧结合金块或氨化硅基陶瓷块。

气门组件包括气门、气门导管、气门油封、气门座及气门弹簧等，如图7所示。有的进气门还设有气门旋转装置。气门组应保证气门能够实现汽缸的密封。

      气门头部与气门座接触并起密封用途的锥面与气门顶平面的夹角。气门锥角大小对气门和进排气步骤有很重要的影响。大多数发电机的进气门锥角做成30º，而排烟门考虑到受热温度高，多做成45º。也有的发电机进排气门锥角都为45º，如图8所示。 

      气门油封使机油从气门杆上脱开，并防止机油在气门导管的顶部聚积。有主动式油封和被动式油封两种，如图9、图10所示。

     气门座指气缸盖（或气缸体）的进柴油发电机打不着火、排气道口与气门密封锥面直接贴合的部位 。 其作用是靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封汽缸，接受气门传来的热量。类型分为一体式和镶嵌式两种。

      气门座锥角与气门锥角应相适应，由三部分结构：

      比气门锥角大0.5~1度的气门座圈锥角，如图11所示。干涉角的存在使气门在落座时能够切开气门座上的沉积物，而且还能产生更好的机械密封性；也有利于在走合期加载磨合，走合期结束，干涉角逐渐消失，形成良好的全锥面接触。

• 气门座的宽度可以用一个小的气门座尺进行测量，如果宽度不准确或不符合规范，必须将气门座重新研磨到准确的宽度，同时还要确认气门座的定位是正确的。

      气门弹簧的一端支承在汽缸盖或汽缸体上，另一端压靠在气门杆端的弹簧座上。弹簧座用锁片或锁销固定在气门杆的末端。如图13所示。 

      气门旋转装置（如图14所示）使气门在工作步骤中相对气门座缓慢旋转。气门头部温度均匀，可防止局部高温致使的变形和解决气门座积炭。

      目前运用较广的是顶置式配气机构，其装在汽缸盖上，除侧置式机构的构造外，还包括摇杆、摇臂等零件。优势是可形成较紧凑的燃烧室，减少进、排气阻力，气门间隙调整方便，不需要增设气门开启的空隙，且燃烧室较小，热损失很少，保证在压缩比很高的状况下，气缸的高度可以适当减小，降低了发电机的体积。但是，顶置式配气装置的构成较为复杂。