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新闻主题	柴油发动机挺柱、推杆、摇臂和凸轮轴的作用

 

摘要：柴油发电机的气门传动组件气门传动组指从凸轮轴正时齿轮开始至气门动作的所有零件，主要由挺柱、推杆、摇臂总成、凸轮轴及传动机构组成。其作用是将凸轮轴的旋转运动转变为气门的往复运动，按规定配气相位定时驱动气门开闭，并时驱动气门开闭，并保证气门有足够开度和适当气门间隙。按照柴油机的各气缸工作次序，定时地开启与关闭进排气门，以使燃烧室内进气充足，排气干净，且达到密封良好。

 

一、挺柱与推杆的功用及检修

 

       挺柱与推杆是将凸轮的推力传递给摇臂，摇臂克服气门弹簧的弹力使气门打开，当推力逐渐减小到最小值时，气门弹簧的弹力又使气门关闭。挺柱通常有菌形、圆筒形和滚子式三种结构型式。柴油机在正常运转过程中，挺柱的磨损一般较小，推杆也不会弯曲。但若柴油机长时间超负荷运转或在运转过程中负荷变化较大（例如；打桩机和电焊机使用的柴油发电机组等），易引起挺柱严重擦伤、严重磨损和疲劳剥落等。当挺柱出现上述损伤时，一觳是更换新件。若柴油机在运转中发生气门卡死或气门掉入气缸内，以及发生飞车事故，均会使推杆发生弯曲。当弯曲度过大时，应进行校直或更换新件。    

1、普通挺柱的检修

      挺柱常见损伤形式有挺柱底部出现剥落、裂纹、擦伤划痕；挺柱与导孔配合间隙过大等。如果出现这些耗损，则视情况检修。

① 挺柱底部出现疲劳剥落时，更换新件。

② 底部出现环形光环，该光环说明磨损不均匀，应尽早更换新件。

③ 底部出现擦伤划痕时，应更换。

④ 挺柱圆柱部分与导孔的配合间隙规定值时，应视情更换挺柱或导衬向套。

     当挺柱与导孔的配合间隙过大时，应更换挺柱或导孔支架。

2、推杆的检修

（1）变形的检修

      推杆一般都是空心细长杆，工作时易发生弯曲，要求其直线度误差不大于0.30mm，超过该极限应校正或更换。

（2）端面磨损的检修

      上端凹球端面和下端凸球面的磨损量应控制在0.03mm之内，超过该极限应修复或更换。

 

图1  柴油机气门机构工作原理图

图2  柴油机挺柱位置图

 

二、摇臂总成的功用与检修

 

       摇臂总成就是利用杠杆原理将推杆向上的推力转变为对气门的压力。摇臂分进气门摇臂和排气门摇臂，它们通过摇臂座上的摇臂轴安装于摇臂座的两边。在支座两端摇臂中心孔内有青铜（或粉末冶金）轴承衬套与摇臂轴配合且能自由转动。摇臂座用螺柱固定在气缸盖上。摇臂与推杆接触的部分有调节螺钉和锁紧螺母，转动调节螺钉可以调整气门间隙，调整完毕后用锁紧螺母固定，以防止调节螺钉在工作出现松动现象。摇臂总成在柴油机的长期转动过程中，易出现的故障是摇臂轴和摇臂衬套的磨损。当它们之间的磨损间隙超过0.25mm时，一般要更换摇臂衬套。正常情况下，它们的装配间隙为0.06mm左右。    

      分解摇臂总成时，应注意各摇臂的序号、摇臂轴的安装方向及位置，以免安装时位置装错。对摇臂总成零件进行清洗时，应注意将摇臂轴内部清理干净，’并保证各油孔通畅。摇臂总成分解后，主要进行以下检查：

（1）摇臂常见的损伤主要是摇臂头的磨损。检查时，摇臂头部应光洁无损。若有轻微的磨损沟痕，可用油石或磨光机进行修磨，磨损严重时应更换摇臂。修磨后的凹陷应不大于0.50mm。如超过规定的值则可用堆焊修磨修复或更换摇臂。

（2）安装有气门间隙调整螺钉的摇臂，检查调整螺钉、锁紧螺母和摇臂上的螺孔是否完好，若有损坏应更换。

（3）带滚动轴承的浮动式摇臂，检查其轴承，若磨损严重或损坏更换衬套或应更换摇臂。

（4）安装在摇臂轴上的摇臂，测量摇臂衬套内径和摇臂轴外径，检查其配合间隙，若间隙超过允许极限，应更换零件或总成。

 

图3  柴油机摇臂总成零件示意图

图4  摇臂驱动机构示意图

 

三、凸轮轴的功用与检修

 

      凸轮轴是配气机构中的重要驱动部件。其主要功用是按照柴油机工作过程的要求，定时地开启和关团进气门和排气门。凸轮轴的外部构造，其主要由进气凸轮、排气凸轮和凸轮轴轴颈等部件构成。凸轮轴的中心钻有油孔并与轴颈孔相通，以保证轴颈表面得到润滑。每相邻两个轴颈之间有两个凸轮，分别是进气凸轮和排气凸轮。凸轮与凸轮轴通常制成一个整体，为了减少摩擦和磨损，凸轮和凸轮轴的工作表面进行渗碳、淬火或氮化和磨光。凸轮轴在正常情况下一般不易损坏，但柴油机若工作年限过长或长时期超负荷工作易使凸轮轴发生损伤等。

1、工作条件

      工作中承受周期性冲击载荷，凸轮挺柱之间接触应力很大，相对滑动速度很高，作表面磨损较严重。

2、性能要求

      凸轮的磨损直接影响到气门开闭和程以及发动机的动力经济性等，故要求凸轮表面有良好的耐磨性，足够的刚度和强度。

3、材料

      凸轮轴一般用优质钢锻制或球星铸铁铸制；凸轮和轴颈表面须经热处理后精磨。

4、检修方法

（1）凸轮轴轴向间隙的检查调整

      采用止推凸缘进行轴向定位的发动机在检查轴向间隙时，用塞尺插入凸轮轴第一道轴颈前端面与止推凸缘之间或正时齿轮轮毂端面与止推凸缘之间，塞尺的厚度值即为凸轮轴轴向间隙。一般为0.10mm，使用极限为0.25mm，如间隙不符合要求，可用增减止推凸缘的厚度来调整。

（2）凸轮轴弯曲变形的检修

      凸轮轴的弯曲变形是以凸轮轴中间轴颈对两端轴颈的径向圆跳动误差来衡量。将凸轮轴放置在V型铁上，V型铁和百分表放置在平板上，使百分表触头与凸轮轴中间轴颈垂直接触。转动凸轮轴，观察百分表表针的摆差即为凸轮轴的弯曲度。检查完毕后将检查结果与标准值比较，以确定是修理还是更换。

（3）凸轮磨损的检修

      凸轮的磨损使气门的升程规律改变和最大升程减小，因此凸轮的最大升程减小值是凸轮检验分类的主要依据。当凸轮最大升程减小值大于0.40mm或凸轮表面累积磨损量超过0.80mm时，则更换凸轮轴；当凸轮表面累积磨损量小0.80mm时，由于加工精度极高，修理成本高，所以目前极少修复，一般更换凸轮轴。

 

凸轮轴结构图

凸轮轴中间齿轮零件图

 

表1    中间齿轮 Idler Gear    BP 4010     BP 4016     BP 4026 

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