新聞主題	柴油發動機挺柱、推桿、搖臂和凸輪軸的作用

 

摘要：柴油發電機的氣門傳動組件氣門傳動組指從凸輪軸正時齒輪開始至氣門動作的所有零件，主要由挺柱、推桿、搖臂總成、凸輪軸及傳動機構組成。其作用是將凸輪軸的旋轉運動轉變為氣門的往復運動，按規定配氣相位定時驅動氣門開閉，并時驅動氣門開閉，并保證氣門有足夠開度和適當氣門間隙。按照柴油機的各氣缸工作次序，定時地開啟與關閉進排氣門，以使燃燒室內進氣充足，排氣干凈，且達到密封良好。

 

一、挺柱與推桿的功用及檢修

 

       挺柱與推桿是將凸輪的推力傳遞給搖臂，搖臂克服氣門彈簧的彈力使氣門打開，當推力逐漸減小到最小值時，氣門彈簧的彈力又使氣門關閉。挺柱通常有菌形、圓筒形和滾子式三種結構型式。柴油機在正常運轉過程中，挺柱的磨損一般較小，推桿也不會彎曲。但若柴油機長時間超負荷運轉或在運轉過程中負荷變化較大（例如；打樁機和電焊機使用的柴油發電機組等），易引起挺柱嚴重擦傷、嚴重磨損和疲勞剝落等。當挺柱出現上述損傷時，一觳是更換新件。若柴油機在運轉中發生氣門卡死或氣門掉入氣缸內，以及發生飛車事故，均會使推桿發生彎曲。當彎曲度過大時，應進行校直或更換新件。    

1、普通挺柱的檢修

      挺柱常見損傷形式有挺柱底部出現剝落、裂紋、擦傷劃痕；挺柱與導孔配合間隙過大等。如果出現這些耗損，則視情況檢修。

① 挺柱底部出現疲勞剝落時，更換新件。

② 底部出現環形光環，該光環說明磨損不均勻，應盡早更換新件。

③ 底部出現擦傷劃痕時，應更換。

④ 挺柱圓柱部分與導孔的配合間隙規定值時，應視情更換挺柱或導襯向套。

     當挺柱與導孔的配合間隙過大時，應更換挺柱或導孔支架。

2、推桿的檢修

（1）變形的檢修

      推桿一般都是空心細長桿，工作時易發生彎曲，要求其直線度誤差不大于0.30mm，超過該極限應校正或更換。

（2）端面磨損的檢修

      上端凹球端面和下端凸球面的磨損量應控制在0.03mm之內，超過該極限應修復或更換。

 

圖1  柴油機氣門機構工作原理圖

圖2  柴油機挺柱位置圖

 

二、搖臂總成的功用與檢修

 

       搖臂總成就是利用杠桿原理將推桿向上的推力轉變為對氣門的壓力。搖臂分進氣門搖臂和排氣門搖臂，它們通過搖臂座上的搖臂軸安裝于搖臂座的兩邊。在支座兩端搖臂中心孔內有青銅（或粉末冶金）軸承襯套與搖臂軸配合且能自由轉動。搖臂座用螺柱固定在氣缸蓋上。搖臂與推桿接觸的部分有調節螺釘和鎖緊螺母，轉動調節螺釘可以調整氣門間隙，調整完畢后用鎖緊螺母固定，以防止調節螺釘在工作出現松動現象。搖臂總成在柴油機的長期轉動過程中，易出現的故障是搖臂軸和搖臂襯套的磨損。當它們之間的磨損間隙超過0.25mm時，一般要更換搖臂襯套。正常情況下，它們的裝配間隙為0.06mm左右。    

      分解搖臂總成時，應注意各搖臂的序號、搖臂軸的安裝方向及位置，以免安裝時位置裝錯。對搖臂總成零件進行清洗時，應注意將搖臂軸內部清理干凈，’并保證各油孔通暢。搖臂總成分解后，主要進行以下檢查：

（1）搖臂常見的損傷主要是搖臂頭的磨損。檢查時，搖臂頭部應光潔無損。若有輕微的磨損溝痕，可用油石或磨光機進行修磨，磨損嚴重時應更換搖臂。修磨后的凹陷應不大于0.50mm。如超過規定的值則可用堆焊修磨修復或更換搖臂。

（2）安裝有氣門間隙調整螺釘的搖臂，檢查調整螺釘、鎖緊螺母和搖臂上的螺孔是否完好，若有損壞應更換。

（3）帶滾動軸承的浮動式搖臂，檢查其軸承，若磨損嚴重或損壞更換襯套或應更換搖臂。

（4）安裝在搖臂軸上的搖臂，測量搖臂襯套內徑和搖臂軸外徑，檢查其配合間隙，若間隙超過允許極限，應更換零件或總成。

 

圖3  柴油機搖臂總成零件示意圖

圖4  搖臂驅動機構示意圖

 

三、凸輪軸的功用與檢修

 

      凸輪軸是配氣機構中的重要驅動部件。其主要功用是按照柴油機工作過程的要求，定時地開啟和關團進氣門和排氣門。凸輪軸的外部構造，其主要由進氣凸輪、排氣凸輪和凸輪軸軸頸等部件構成。凸輪軸的中心鉆有油孔并與軸頸孔相通，以保證軸頸表面得到潤滑。每相鄰兩個軸頸之間有兩個凸輪，分別是進氣凸輪和排氣凸輪。凸輪與凸輪軸通常制成一個整體，為了減少摩擦和磨損，凸輪和凸輪軸的工作表面進行滲碳、淬火或氮化和磨光。凸輪軸在正常情況下一般不易損壞，但柴油機若工作年限過長或長時期超負荷工作易使凸輪軸發生損傷等。

1、工作條件

      工作中承受周期性沖擊載荷，凸輪挺柱之間接觸應力很大，相對滑動速度很高，作表面磨損較嚴重。

2、性能要求

      凸輪的磨損直接影響到氣門開閉和程以及發動機的動力經濟性等，故要求凸輪表面有良好的耐磨性，足夠的剛度和強度。

3、材料

      凸輪軸一般用優質鋼鍛制或球星鑄鐵鑄制；凸輪和軸頸表面須經熱處理后精磨。

4、檢修方法

（1）凸輪軸軸向間隙的檢查調整

      采用止推凸緣進行軸向定位的發動機在檢查軸向間隙時，用塞尺插入凸輪軸第一道軸頸前端面與止推凸緣之間或正時齒輪輪轂端面與止推凸緣之間，塞尺的厚度值即為凸輪軸軸向間隙。一般為0.10mm，使用極限為0.25mm，如間隙不符合要求，可用增減止推凸緣的厚度來調整。

（2）凸輪軸彎曲變形的檢修

      凸輪軸的彎曲變形是以凸輪軸中間軸頸對兩端軸頸的徑向圓跳動誤差來衡量。將凸輪軸放置在V型鐵上，V型鐵和百分表放置在平板上，使百分表觸頭與凸輪軸中間軸頸垂直接觸。轉動凸輪軸，觀察百分表表針的擺差即為凸輪軸的彎曲度。檢查完畢后將檢查結果與標準值比較，以確定是修理還是更換。

（3）凸輪磨損的檢修

      凸輪的磨損使氣門的升程規律改變和最大升程減小，因此凸輪的最大升程減小值是凸輪檢驗分類的主要依據。當凸輪最大升程減小值大于0.40mm或凸輪表面累積磨損量超過0.80mm時，則更換凸輪軸；當凸輪表面累積磨損量小0.80mm時，由于加工精度極高，修理成本高，所以目前極少修復，一般更換凸輪軸。

 

凸輪軸結構圖

凸輪軸中間齒輪零件圖

 

表1    中間齒輪 Idler Gear    BP 4010     BP 4016     BP 4026 

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