柴油发电机配气机构的结构与作用
配气机构是柴油发电机的重要组成部分;配气机构的功用是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求,定时开启和关闭各气缸的进、排气门,使新鲜充量得以及时进入气缸,废气得以及时从气缸排出;在压缩与膨胀行程中,保证燃烧室的密封。新鲜充量充满气缸的程度用充气效率表示,充气效率越高,表明进入气缸内的新鲜充量的质量越大,可燃混合气燃烧时可能放出的热量愈大,发动机发出的功率也愈大。配气机构包括气门组和传动组,其中气门组包括气门、气门导管、气门座、弹簧座、气门弹簧、锁片等零件;气门传动组一般由摇臂、摇臂轴、推杆、挺柱、凸轮轴和正时齿轮组成。
●气缸盖
气缸盖的作用是密封气缸,与活塞共同形成燃烧空间,并承受高温高压燃气的作用。气缸盖承受气体力和紧固气缸螺栓所造成的机械负荷,同时还由于与高温燃气接触而承受很高的热负荷。为了保证气缸的良好密封,气缸盖既不能损坏,也不能变形。为此,气缸盖应具有足够的强度和刚度。
气缸盖通常采用优质灰铸铁或合金铸铁铸造,柴油发电机则多使用铝合金气缸盖、其上加工有进、排气门座孔,气门导管孔以及喷油器安装孔(柴油发电机)。在气缸盖内还铸有水套,进、排气道及燃烧室或燃烧室的一部分。若凸轮轴安装在气缸盖上,则气缸盖上还有凸轮轴承孔或凸轮轴承座及其润滑油道。
●挺柱
挺柱的作用是将凸轮的推力传给气门或推杆。挺柱由钢或铸铁制成。一般制成空心圆柱体形状,这样既减轻重量,又可获得较大压力面积,以减小单位面积上的侧压力。推杆的下端即坐落在挺柱孔内。
为了使挺柱工作表面磨损均匀,挺柱中心线相对于凸轮侧面的对称线通常要偏移1~3mm。或者将挺柱底面做成半径为700~1000mm的球面,而凸轮型面则略带锥形(约为7’30”~10’)。这样,当凸轮旋转时,迫使挺柱本身绕轴线旋转,使挺柱底面和侧面磨损都比较均匀。
●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,两者相距较远,因此采用推杆来传递凸轮轴传来的推力。
推杆一般采用空心钢管制造,以减轻重量。推杆两端焊有不同形状的端头。上端呈凹球形,气门摇臂调节螺钉的球头坐落其中;下端呈圆球形,插在气门挺柱的凹球形座内。上下端头多用钢制成,并经热处理提高硬度,改善其耐磨性。
●摇臂
摇臂是推杆与气门之间的传动件,起杠杆作用。摇臂的两臂长度不等,长短臂的比例约为a:b=1.6:1。长臂端用以推动气门尾端,因此在一定的气门开度下,可减小凸轮的最大升程,与气门尾端接触的表面做成圆柱面,并经热处理和磨光。摇臂的短臂端装有调整气门间隙的调整螺钉和锁紧螺母。摇臂轴通常是做成中空的,作为润滑油道。润滑油从支座的油道经摇臂轴通向摇臂两端进行润滑。为了防止摇臂在工作时发生轴向移动,摇臂轴上两摇臂之间装有摇臂轴弹簧。
●凸轮轴
又称偏心轴,能控制各缸的进排气门,使其按一定的工作顺序和时间开启。四缸柴油机凸轮轴有3个支撑轴承,支撑轴承是靠从机体上的油道来的机油润滑。凸轮轴的轴向限位有两种方式,一是用止推螺钉限位,调整时将正时齿轮室盖上的止推螺钉拧到顶住止推销后,再退回1/6~1/4圈即可;二是用固定在汽缸体前端的止推片,限制凸轮轴前后移动量。改变止推片的厚度,即可调整凸轮轴轴向间隙。凸轮轴由两个直径相等、宽度不同的衬套支承。衬套压装在机体凸轮轴座孔内。在安装时,应保证凸轮轴轴颈与衬套孔的配合间隙。一般新机装配间隙为0.05~0.14mm,磨损极限间隙为0.18mm。
●正时齿轮
凸轮轴齿轮能将曲轴的动力通过传动机构传递给凸轮轴,并通过它与啮合齿轮按记号啮合,保证气门正时开闭。四行程柴油机曲轴正时齿轮的齿数与凸轮轴正时齿轮的齿数之比为1:2,即曲轴转两圈,凸轮轴转一圈。正时齿轮和机体上都标有记号,应按记号装配,以保证配气定时的正确性。