配氣機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式及工作過程

氣門式配氣機構(gòu)由氣門組（氣門、氣門導管、氣門座及氣門彈簧等）和氣門傳動組（推桿、搖臂、凸輪軸和正時齒輪等）組成；進排氣系統(tǒng)由空氣濾清器、進氣管、排氣管和消聲器等組成。

內(nèi)燃機配氣機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式較多，按照氣門相對于汽缸的位置不同可分為兩種形式：氣門布置在汽缸側(cè)面的稱為側(cè)置式氣門配氣機構(gòu)；氣門布置在汽缸頂部的稱為頂置式氣門配氣機構(gòu)。采用側(cè)置式氣門配氣機構(gòu)布置的燃燒室橫向面積大，結(jié)構(gòu)不緊湊，而高度又受氣流和氣門運動的限制不能太小，所以當壓縮比大于7.5時，燃燒室就很難布置。對于柴油機，由于壓縮比不能太低，所以廣泛采用頂置式氣門配氣機構(gòu)。按凸輪軸的布置位置可分為上置凸輪軸式、中置凸輪軸式和下置凸輪軸式；然而，空氣密度與壓力成正比，與溫度成反比，因此，增加進氣壓力，降低進氣溫度都能提高進氣密度，目前柴油機中采用增壓器來提高壓力，采用中冷器降低氣體的溫度。按曲軸與凸輪軸之間的傳動方式可分為齒輪傳動式和鏈條傳動式；按每缸的氣門數(shù)目可分為二氣門、三氣門、四氣門和五氣門機構(gòu)。

頂置式氣門配氣機構(gòu)由凸輪軸、挺柱、推桿、氣門搖臂和氣門等零件組成。進、排氣門都布置在汽缸蓋上，氣門頭部朝下，尾部朝上。如凸輪軸為了傳動方便而靠近曲軸，則凸輪與氣門之間的距離就較長。（2）凸輪軸和正時齒輪失效的原因分析凸輪軸的結(jié)構(gòu)特點（長而細）和工作特點（周期性的承受不均勻的負荷），促使它在工作中發(fā)生軸頸和軸承的磨損，失圓和整個軸線的彎曲。中間必須通過挺柱、推桿、搖臂等一系列零件才能驅(qū)動氣門，使機構(gòu)較為復雜，整個系統(tǒng)的剛性較差。

頂置式氣門配氣機構(gòu)工作過程如下：凸輪軸由曲軸通過齒輪驅(qū)動。當內(nèi)燃機工作時，凸輪軸即隨曲軸轉(zhuǎn)動，對于四沖程內(nèi)燃機而言，凸輪軸的轉(zhuǎn)速為曲軸轉(zhuǎn)速的1/2，即曲軸轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)完成一個工作循環(huán)，而凸輪軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，使進、排氣門各開啟一次。當凸輪軸轉(zhuǎn)到凸起部分與挺柱相接觸時，挺柱開始升起。通過推桿和調(diào)整螺釘使搖臂繞搖臂軸轉(zhuǎn)動，搖臂的另一端即壓下氣門，使氣門開啟。在壓下氣門的同時，內(nèi)、外兩個氣門彈簧也受到壓縮。當凸輪軸凸起部分的高點轉(zhuǎn)過挺柱平面以后，挺柱及推桿隨凸輪的轉(zhuǎn)動而下落，被壓緊的氣們彈簧通過氣門彈簧座和氣門鎖片，將氣門向上抬起，后壓緊在氣門座上，使氣門關(guān)閉。正時齒輪的檢驗與修理凸輪軸上的正時齒輪工作過久會磨損，使齒隙變大，在工作中會產(chǎn)生噪聲。氣門彈簧在安裝時就有一定的預緊力，以保證氣門與氣門座貼合緊密而不致漏氣。

凸輪軸和正時齒輪的檢驗與修理

（1)凸輪軸和正時齒輪的常見失效形式

①凸輪軸的常見失效形式有三種：凸輪的磨損；軸頸及軸承的磨損；軸線彎曲。

②正時齒輪的常見失效形式有兩種：牙齒磨損；牙齒斷裂。

（2）凸輪軸和正時齒輪失效的原因分析

凸輪軸的結(jié)構(gòu)特點（長而細）和工作特點（周期性的承受不均勻的負荷），促使它在工作中發(fā)生軸頸和軸承的磨損，失圓和整個軸線的彎曲；內(nèi)燃機的進、排氣門開始開啟和關(guān)閉終了的時刻以及開啟的延續(xù)時間，通常用相對于上、下止點時的曲軸轉(zhuǎn)角來表示，稱為配氣相位或配氣定時。凸輪與配氣機件的相對運動，使凸輪外形和高度受到磨損。由于軸承磨損松曠，將加劇軸線的彎曲。軸線的彎曲又將促使油泵齒輪、正時齒輪及軸頸和軸承的磨損，甚至會造成齒輪工作時的噪聲和牙齒斷裂，氣門挺柱球面轉(zhuǎn)動不靈活；加速凸輪的磨損，使軸頸的失圓度和錐形度超過公差等。

但一般說來，由于凸輪軸的受力不大，它的磨損速度是緩慢的，通常在內(nèi)燃機兩三個大修周期（甚至更長時間）才達到允許使用極限。但是，這些磨損，會影響配氣機構(gòu)工作的準確性，并給氣門桿端和挺柱間的間隙調(diào)整帶來困難，因此，在內(nèi)燃機大修時，應對凸輪、凸輪、凸輪軸承、正時齒輪等進行認真的檢驗。如減壓環(huán)帶磨損或間隙過大，使密封不良，就會導致柴油機工作性能惡化。

（3）凸輪軸的檢驗

①凸輪軸彎曲度的檢驗其方法是將凸輪軸安裝于車床頂針間或以v形鐵塊安放于平板上，以兩端軸頸作為支點，用百分表檢查各中間軸頸的擺差。如大彎曲度超過0·025mm（即百分表讀數(shù)總值為0.05mm)時，應進行冷壓校正。當軸有單數(shù)支承軸頸時，測中間軸頸；當軸有雙數(shù)支承軸頸時，則測中間兩個軸頸。③焊后整理焊后，應先將焊修處鑿修平整，并鉆通油道，檢驗焊接處有無裂紋，曲軸有沒有彎曲變形。

②凸輪的檢驗凸輪的檢驗，可用標準樣板或外徑千分尺測量，凸輪頂部的磨損超過1mm時，應予以堆焊修復。而且，凸輪的圓弧磨損不應超過允許限度。

③凸輪軸軸頸的檢驗凸輪軸軸頸的失圓度及錐形度誤差應不大于0.03mm，軸頸磨損量應不大于1mm。

電子調(diào)速器

電子調(diào)速器在結(jié)構(gòu)和控制原理上與機械式調(diào)速器有很大不同，它是將轉(zhuǎn)速和（或）負荷的變化以電子信號的形式傳到控制單元，與設定的電壓（電流）信號進行比較后再輸出一個電子信號給執(zhí)行機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu)動作拉動供油齒條加油或減油，以達到快速調(diào)整發(fā)動機轉(zhuǎn)速的目的。電子調(diào)速器以電信號控制代替了機械調(diào)速器中的旋轉(zhuǎn)飛重等結(jié)構(gòu)，沒有使用機械機構(gòu)，動作靈敏、響應速度快、動態(tài)與靜態(tài)參數(shù)精度高；（3）凸輪軸的檢驗①凸輪軸彎曲度的檢驗其方法是將凸輪軸安裝于車床頂針間或以v形鐵塊安放于平板上，以兩端軸頸作為支點，用百分表檢查各中間軸頸的擺差。電子調(diào)速器無調(diào)速器驅(qū)動機構(gòu)，體積小，安裝方便，便于實現(xiàn)自動控制。

常見的電子調(diào)速器有單脈沖電子調(diào)速器和雙脈沖電子調(diào)速器兩種。單脈沖電子調(diào)速器是以轉(zhuǎn)速脈沖信號來調(diào)節(jié)供油量；雙脈沖電子調(diào)速器是將轉(zhuǎn)速和負荷的兩個單脈沖信號疊加起來調(diào)節(jié)供油量的。雙脈沖電子調(diào)速器能在負荷一有變化而轉(zhuǎn)速尚未變化之前就開始調(diào)整供油亙，其調(diào)整精度比單脈沖電子調(diào)速器高，更能保證供電頻率的穩(wěn)定。氣門間隙發(fā)動機工作時，氣門、推桿、挺柱等零件因溫度升高而伸長。

雙脈沖電子調(diào)速器的基本組成主要由執(zhí)行機構(gòu)、轉(zhuǎn)速傳感器、負荷傳感器和速度控制單元等組成。磁電式轉(zhuǎn)速傳感器用于監(jiān)測柴油機轉(zhuǎn)速的變化，并按比例產(chǎn)生交流電壓輸出；氣門傳動組（氣門與挺柱或氣門與搖臂之間）在常溫下裝配時必須留有適當?shù)拈g隙，以補償氣門及各傳動零件的熱膨脹，此間隙稱為氣門的冷間隙。負荷傳感器用于檢測柴油機負荷的變化，并按比例轉(zhuǎn)換成直流電壓輸出；速度控制單元是電子調(diào)速器的核心，接受來自轉(zhuǎn)速傳感器和負荷傳感器的輸出電壓信號，并按比例轉(zhuǎn)換成直流電壓后與轉(zhuǎn)速設定電壓進行比較，把比較后的差值作為控制信號送往執(zhí)行機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)輸人的控制信號以電子（液壓、氣動）方式拉動柴油機的油量控制機構(gòu)加油或減油。

若柴油機負荷突然增加，負荷傳感器的輸出電壓首先發(fā)生變化'此后轉(zhuǎn)速傳感器的輸出電壓也發(fā)生相應變化（數(shù)值均下降）。上述兩種降低的脈沖信號在速度控制單元內(nèi)與設定的轉(zhuǎn)速電壓比較傳感器的負值信號數(shù)值小于轉(zhuǎn)速設定電壓的正值信號數(shù)值、輸出正值的電壓信號，在執(zhí)行機構(gòu)中使輸出軸向加油方向轉(zhuǎn)動，增加柴油機的循環(huán)供油量。多數(shù)柴油發(fā)動機是在標定轉(zhuǎn)速和全負荷下通過試驗確定在該工況下的噴油提前角的，將噴油泵安裝到柴油機上時，即按此噴油提前角調(diào)定，而在柴油機工作過程中一般不再變動。

反之，若柴油機的負荷突然降低，也是負荷傳感器的輸出電壓首先發(fā)生變化，此后轉(zhuǎn)速傳感器的輸出電壓也發(fā)生相應變化（數(shù)值均升高）。上述兩種升高的脈沖信號在速度控制單元內(nèi)與設定的轉(zhuǎn)速電壓比較，此時，傳感器的負值信號數(shù)值大于轉(zhuǎn)速設定電壓的正值信號數(shù)值，速度控制單元輸出負值的電壓信號，在執(zhí)行機構(gòu)中使輸出軸向減油方向轉(zhuǎn)動，降低柴油發(fā)動機的循環(huán)供油量。②將渦輪轉(zhuǎn)子軸和葉輪出口處六角凸臺夾在臺虎鉗上，識別或做好自鎖螺母、渦輪轉(zhuǎn)子軸及壓氣機葉輪相互位置的動平衡標記。