（1)活塞

活塞的功用是承受燃?xì)獾膲毫?，并?jīng)過連桿將力傳給曲軸。

活塞的工作條件十分惡劣，它是在高溫、高壓的燃?xì)庾饔孟?，不斷地作高速往?fù)直線運(yùn)動。由于受到周期性變化的燃?xì)鈮毫屯鶑?fù)慣性力的作用，活塞承受很大的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷，加之溫度分布不均勻，就會引起熱應(yīng)力。因此，要求活塞必須有較輕的重量以及足夠的強(qiáng)度與剛度?；钊诟邷?、高壓、高速條件下工作，其潤滑條件較差，活塞與汽缸壁摩擦嚴(yán)重。為減小磨損，活塞表面必須耐磨。在上止點(diǎn)附近，進(jìn)、排氣門同時開啟的角度稱為氣門重疊角（以℃A表示）。

高速內(nèi)燃機(jī)的活塞通常采用鑄鋁合金。隨著內(nèi)燃機(jī)的不斷強(qiáng)化，采用鍛鋁合金或共晶鋁硅合金的活塞日益增多，而高增壓內(nèi)燃機(jī)較多采用鑄鐵活塞，其目的在于提高其強(qiáng)度，減小熱膨脹系數(shù)?；钊幕緲?gòu)造可分為頂部、環(huán)槽部（防漏部或頭部）、活塞銷座和裙部四部分。柴油機(jī)驅(qū)動其他工作機(jī)械（如發(fā)電機(jī)、水泵等）時，如其輸出轉(zhuǎn)矩與工作機(jī)械克服工作阻力所需的轉(zhuǎn)矩（阻力矩）相等，則工作處于穩(wěn)定狀態(tài)（轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定）。

①頂部頂部是構(gòu)成燃燒室的一部分，其結(jié)構(gòu)形狀與發(fā)動機(jī)及燃燒室的型式有關(guān)?；钊敳康膸追N不同結(jié)構(gòu)形狀。小型內(nèi)燃機(jī)大多采用平頂活塞，優(yōu)點(diǎn)是制造簡單，受熱面積小。大多數(shù)內(nèi)燃機(jī)的活塞頂部由于要形成特殊形狀的燃燒室，其形狀比較復(fù)雜，一般都制有各種各樣的凹坑。凹坑是為了改善發(fā)動機(jī)的燃燒狀況而設(shè)置的，使可燃混合氣的形成更有利，燃燒過程更完善。有的內(nèi)燃機(jī)為避免氣門與活塞頂相碰撞，在頂部還制有淺的氣門避碰凹坑。氣門導(dǎo)管在250、300℃的高溫及潤滑不良條件下工作，易磨損。

內(nèi)燃機(jī)活塞所受的熱負(fù)荷大（尤其是直接噴射式內(nèi)燃機(jī)），往往會使活塞引起熱疲勞，產(chǎn)生裂紋。因此，有的內(nèi)燃機(jī)可從連桿小頭上的噴油孔噴射機(jī)油，以冷卻活塞頂內(nèi)壁。也有的內(nèi)燃機(jī)在機(jī)體里設(shè)有專門的噴油機(jī)構(gòu)，也可起到同樣的作用?；钊敳恳虺惺苋?xì)鈮毫Γ砸话惚容^厚；若拔不出，則可將附有轉(zhuǎn)子的中間殼從臺虎鉗上取下后，倒置過來，將壓氣機(jī)葉輪部分浸沒在裝有沸水的盆內(nèi)，稍待片刻后即可將葉輪從轉(zhuǎn)子軸上順利取下。有的活塞頂內(nèi)部還制有加強(qiáng)筋。

②環(huán)槽部環(huán)槽部主要用于安裝活塞環(huán)以防止燃油或燃?xì)饴┤肭S箱，并將活塞吸收的熱量經(jīng)活塞環(huán)傳給汽缸壁，與此同時阻止?jié)櫥透Z入燃燒室?；钊^部加工有數(shù)道安裝活塞環(huán)的環(huán)槽，上面2一3道用于安裝氣環(huán)，下面1、2道是油環(huán)槽。油環(huán)槽的底部鉆有許多徑向小孔，以便油環(huán)從汽缸壁上刮下多余的潤滑油從小孔流回曲軸箱。①慣性式（離心式）：利用灰塵和雜質(zhì)在空氣成分中密度大的特點(diǎn)，通過引導(dǎo)氣流急劇旋轉(zhuǎn)或拐彎，從而在離心力的作用下，將灰塵和雜質(zhì)從空氣中分離出來。

有的內(nèi)燃機(jī)在活塞頂?shù)揭画h(huán)槽之間，或者一直到以下幾道環(huán)槽處，都開有細(xì)小的隔熱溝槽。溝槽在活塞工作時，可形成一定的退讓性，可以防止活塞與汽缸壁的咬合，故這種活塞可適當(dāng)減小活塞與汽缸間的間隙。

二道環(huán)槽的耐磨性，有的內(nèi)燃機(jī)在環(huán)槽部位上隨著內(nèi)燃機(jī)的不斷強(qiáng)化，為了提高一鑲鑄耐熱和耐磨的奧氏體鑄鐵護(hù)槽圈。

③活塞銷座銷座用以安裝活塞銷，主要起傳遞氣壓力的作用?；钊N座與頂部之間往往還有加強(qiáng)筋，以增加剛度。銷座孔內(nèi)設(shè)有安裝彈性卡環(huán)的環(huán)槽，活塞銷卡環(huán)是用來防止活塞銷在工作中發(fā)生軸向竄動，竄出活塞銷座孔而打壞汽缸體。

④裙部活塞頭部低一道油環(huán)槽以下的部分稱為裙部。其作用主要是對活塞在汽缸內(nèi)的運(yùn)動加以導(dǎo)向，此外它還承受側(cè)壓力。柴油機(jī)由于燃?xì)鈮毫Ω?，?cè)壓力大，所以裙部也比較長，以減小單位面積上的壓力和磨損。

由于柴油機(jī)汽缸壓力很大，要求裙部具有足夠大的承壓面積，又要在任何情況下保持它與汽缸壁有佳的配合間隙（既不因間隙過大而使密封性變差和產(chǎn)生敲缸現(xiàn)象，又不因間隙過小而刮傷汽缸壁，甚至發(fā)生咬缸現(xiàn)象）。故其活塞裙部通常不開切槽，只是將活塞軸向制成上小下大的圓錐形，并將裙部徑向做成橢圓形。因此，柴油機(jī)活塞與汽缸壁的裝配間隙要比油機(jī)的大。為了保證柴油機(jī)壓縮終了有足夠的壓力和溫度，則要求其有更好的密封性，因此，柴油機(jī)應(yīng)具有更多的密封環(huán)和刮油環(huán)。重疊角過小，達(dá)不到預(yù)期改善換氣質(zhì)量的目的，過大則可能產(chǎn)生廢氣倒流現(xiàn)象，降低內(nèi)燃機(jī)的工作性能。

配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式及工作過程

氣門式配氣機(jī)構(gòu)由氣門組（氣門、氣門導(dǎo)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(jìn)排氣系統(tǒng)由空氣濾清器、進(jìn)氣管、排氣管和消聲器等組成。

內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)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(jī)構(gòu)；氣門布置在汽缸頂部的稱為頂置式氣門配氣機(jī)構(gòu)。采用側(cè)置式氣門配氣機(jī)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(yùn)動的限制不能太小，所以當(dāng)壓縮比大于7.5時，燃燒室就很難布置。對于柴油機(jī)，由于壓縮比不能太低，所以廣泛采用頂置式氣門配氣機(jī)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；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；聯(lián)軸器主要有兩個凸緣盤組成：裝在驅(qū)動齒輪軸上的凸緣盤和裝在噴油泵凸輪軸一端的從動凸緣盤，兩凸緣盤間用螺釘連接。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(jī)構(gòu)。

頂置式氣門配氣機(jī)構(gòu)由凸輪軸、挺柱、推桿、氣門搖臂和氣門等零件組成。進(jìn)、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。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(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，整個系統(tǒng)的剛性較差。在內(nèi)燃機(jī)使用過程中，由于零件的磨損與變形，氣門間隙會逐漸增大，促使進(jìn)、排氣門遲開、早關(guān)，導(dǎo)致進(jìn)、排氣的時間變短，進(jìn)氣不足，排氣不凈，致使內(nèi)燃機(jī)的動力性與經(jīng)濟(jì)性下降，同時使各零件之間的撞擊與磨損加劇，噪聲增大。

頂置式氣門配氣機(jī)構(gòu)工作過程如下：凸輪軸由曲軸通過齒輪驅(qū)動。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)工作時，凸輪軸即隨曲軸轉(zhuǎn)動，對于四沖程內(nèi)燃機(jī)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(jìn)、排氣門各開啟一次。當(dāng)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(dāng)凸輪軸凸起部分的高點(diǎn)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。氣門彈簧在安裝時就有一定的預(yù)緊力，以保證氣門與氣門座貼合緊密而不致漏氣。⑤用平口螺釘旋具壓平推力軸承上鎖片的翻邊，先擰下4只六角螺栓，然后取出推力軸承及另一片推力片。

凸輪軸與正時齒輪

凸輪軸是氣門傳動組的主要零件，氣門開啟和關(guān)閉的過程主要是由它來控制。凸輪軸的苴主要配置有各缸進(jìn)、排氣凸輪、凸輪軸軸頸以及驅(qū)動附件的螺旋齒輪或偏心齒輪。輪軸各凸輪的相、位置按發(fā)動機(jī)規(guī)定的發(fā)火次序排列。根據(jù)各凸輪的相對位置和凸輪軸的旋轉(zhuǎn)方向，即可判斷發(fā)動機(jī)的發(fā)火次序。為保證內(nèi)燃機(jī)噴訕（或點(diǎn)火）準(zhǔn)時可靠，凸輪軸和曲軸必須保持一定的正時關(guān)系。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(dāng)?shù)拈g隙，以補(bǔ)償氣門及各傳動零件的熱膨脹，此間隙稱為氣門的冷間隙。

凸輪軸承受周期性沖擊載荷。凸輪與挺柱之間有很高的接觸應(yīng)力，其相對滑動速度也很高，而潤滑條件則較差。因此凸輪工作表面磨損較嚴(yán)重，還可能出現(xiàn)擦傷、麻點(diǎn)等不正常磨損情況。凸輪軸一般用鋼模鍛而成。近年來廣泛采用合金鑄鐵和球墨鑄鐵鑄造。大多數(shù)凸輪軸做成整體式，即各缸進(jìn)、排氣凸輪都在同一根軸上加工而成。因此凸輪工作表面磨損較嚴(yán)重，還可能出現(xiàn)擦傷、麻點(diǎn)等不正常磨損情況。

凸輪軸由曲軸驅(qū)動。由于凸輪軸與曲軸間有一定距離，中間必須通過傳動件來傳動。前傳動方式主要有齒輪式傳動和鏈條式傳動兩種。由于齒輪式傳動方式工作可靠，壽命較長而應(yīng)用廣。齒輪式傳動方式通常在曲軸齒輪和配氣正時齒輪之間加裝中間齒輪，使齒輪直徑減小，以免機(jī)體橫向尺寸增大。調(diào)速器的功用調(diào)速器的功用是在柴油機(jī)所要求的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，能隨著柴油機(jī)外界負(fù)荷的變化而自動調(diào)節(jié)供油量，以保持柴油機(jī)轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定。

為了使齒輪嚙合平順，減少噪聲，正時齒輪一般采用斜齒，其傾斜角度約為10°，曲軸上的正時齒輪多用合金鋼制造，而凸輪軸上的正時齒輪多用夾布膠木或工程塑料制成。

由于斜齒輪傳動產(chǎn)生的軸向力，或由于工程機(jī)械加速都可能使凸輪軸發(fā)生軸向竄動。軸向竄動會引起配氣正時不準(zhǔn)，因此，對凸輪軸必須加以軸向定位。

常見的凸輪軸軸向定位的方法有以下兩種。

①止推片軸向定位，凸輪軸止推片用螺釘固定在汽缸體上，止推片與正時齒輪之間應(yīng)留有適當(dāng)?shù)拈g隙，此間隙的大小通常為0.05~0.20mm，作為零件受熱膨脹時的余地。此間隙的大小可通過更換隔圈來調(diào)整。

②推力軸承軸向定位 凸輪軸的一道軸承為推力軸承，裝在軸承座孔內(nèi)并用螺釘固定在機(jī)體上，其端面與凸輪軸的凸緣隔圈之間應(yīng)留有適當(dāng)?shù)拈g隙。當(dāng)凸輪軸軸向移動其凸緣通過隔圈碰到推力軸承時便被擋住。6135柴油機(jī)就是采用這種凸輪軸軸向定位裝置。

凸輪軸通常采用齒輪驅(qū)動，齒輪裝在凸輪軸前端，與曲軸上的齒輪直接或間接嚙合，稱為正時齒輪。對于四沖程內(nèi)燃機(jī)，每完成一個工作循環(huán)，曲軸旋轉(zhuǎn)兩周，各缸進(jìn)、排氣門各開啟一次，凸輪軸只旋轉(zhuǎn)一周，其傳動比為2：1。曲軸上的正時齒輪經(jīng)過一個或兩個中間齒輪，再傳到凸輪軸上的正時齒輪。檢驗時，先將曲定軸和軸承的承推端面的一邊靠合，用撬棍擠曲軸后端，然后用厚薄規(guī)在一道曲軸臂與止推墊圈間的測量。

在裝配凸輪軸時，必須對準(zhǔn)各對齒輪的正時記號，才能保證氣門按規(guī)定時刻開閉，柴油機(jī)的噴油泵按規(guī)定時刻供油（或油機(jī)的分電器按規(guī)定時刻點(diǎn)火）。

空氣濾清器

空氣濾清器的功用是濾除空氣中的灰塵及雜質(zhì)，將清潔的空氣送入汽缸內(nèi)，以減少活塞連桿組、配氣機(jī)構(gòu)和汽缸磨損。對空氣濾清器的要求是：濾清、阻力小、應(yīng)用周期長且保養(yǎng)方便?？諝鉃V清器的濾清方式有以下三種。

①慣性式（離心式）：利用灰塵和雜質(zhì)在空氣成分中密度大的特點(diǎn)，通過引導(dǎo)氣流急劇旋轉(zhuǎn)或拐彎，從而在離心力的作用下，將灰塵和雜質(zhì)從空氣中分離出來。

②油浴式（濕式）：使空氣通過油液，空氣雜質(zhì)便沉積于油中而被濾清。

③過濾式（干式）：引導(dǎo)氣流通過濾芯，使灰塵和雜質(zhì)被黏附在濾芯上。

為獲得較好的濾清效果，可采用上述兩種或三種方式的綜合濾清?？諝鉃V清器由濾清器殼和濾芯等組成，濾清器殼由薄鋼板沖壓而成。濾芯有金屬絲濾芯和紙質(zhì)濾芯等。

135系列4、6缸直列柴油機(jī)用空濾器，這種紙質(zhì)濾芯（金屬絲濾芯）濾清器目前應(yīng)用廣泛，濾芯普遍采用樹脂處理的微孔濾紙制成，濾芯上下兩端由塑料密封墊圈密封。柴油機(jī)工作時，空氣經(jīng)紙質(zhì)濾芯濾清后，從接管沿進(jìn)氣管被吸入汽缸。這種濾清器結(jié)構(gòu)簡單、成本低、維護(hù)方便；調(diào)整氣門間隙的方法是：先松開調(diào)整螺釘?shù)逆i緊螺母，再旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺釘，用規(guī)定數(shù)值的厚薄規(guī)插入氣門桿與搖臂之間進(jìn)行測量，使氣門間隙符合規(guī)定，調(diào)整好后再將鎖緊螺母擰緊，復(fù)查一次，直至氣門間隙在規(guī)定的范圍內(nèi)。但用于塵粒量大的環(huán)境時，工作壽命較短，且不甚可靠。

國產(chǎn)135系列增壓柴油機(jī)用的旋流紙質(zhì)空氣濾清器。它主要由旋流粗濾器（內(nèi)部豎置有旋流管）、紙質(zhì)主精濾芯和安全濾芯三部分組成?？諝饨?jīng)旋流管離心力的作用，使空氣中的絕大部分塵粒落入旋流管下端的集塵室，塵粒再經(jīng)排氣引射管（安裝在消聲器出口處）隨柴油機(jī)廢氣一起排出。粗濾后較清潔的空氣通過紙質(zhì)精濾及安全濾芯濾清，后進(jìn)入發(fā)動機(jī)汽缸。為了使齒輪嚙合平順，減少噪聲，正時齒輪一般采用斜齒，其傾斜角度約為10°，曲軸上的正時齒輪多用合金鋼制造，而凸輪軸上的正時齒輪多用夾布膠木或工程塑料制成。

當(dāng)采用上述旋流紙質(zhì)空氣濾清器時，消聲器出口處需預(yù)裝有與之匹配的排氣引射管，當(dāng)柴油機(jī)排氣時，高速氣流通過喉管處使廢氣氣流增大，于是便形成了真空度。利用此真空度將空濾器集塵室中的塵粒經(jīng)橡膠管吸入排氣引射管內(nèi)，并與柴油機(jī)廢氣一起排出。