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發布時間：2021-01-18 17:49
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（1)活塞
活塞的功用是承受燃氣的壓力，并經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、高壓的燃氣作用下，不斷地作高速往復直線運動。由于受到周期性變化的燃氣壓力和往復慣性力的作用，活塞承受很大的機械負荷和熱負荷，加之溫度分布不均勻，就會引起熱應力。因此，要求活塞必須有較輕的重量以及足夠的強度與剛度?；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重。為減小磨損，活塞表面必須耐磨。在上止點附近，進、排氣門同時開啟的角度稱為氣門重疊角（以℃A表示）。
高速內燃機的活塞通常采用鑄鋁合金。隨著內燃機的不斷強化，采用鍛鋁合金或共晶鋁硅合金的活塞日益增多，而高增壓內燃機較多采用鑄鐵活塞，其目的在于提高其強度，減小熱膨脹系數?；钊幕緲嬙炜煞譃轫敳?、環槽部（防漏部或頭部）、活塞銷座和裙部四部分。柴油機驅動其他工作機械（如發電機、水泵等）時，如其輸出轉矩與工作機械克服工作阻力所需的轉矩（阻力矩）相等，則工作處于穩定狀態（轉速基本穩定）。
①頂部頂部是構成燃燒室的一部分，其結構形狀與發動機及燃燒室的型式有關。活塞頂部的幾種不同結構形狀。小型內燃機大多采用平頂活塞，優點是制造簡單，受熱面積小。大多數內燃機的活塞頂部由于要形成特殊形狀的燃燒室，其形狀比較復雜，一般都制有各種各樣的凹坑。凹坑是為了改善發動機的燃燒狀況而設置的，使可燃混合氣的形成更有利，燃燒過程更完善。有的內燃機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。氣門導管在250、300℃的高溫及潤滑不良條件下工作，易磨損。
內燃機活塞所受的熱負荷大（尤其是直接噴射式內燃機），往往會使活塞引起熱疲勞，產生裂紋。因此，有的內燃機可從連桿小頭上的噴油孔噴射機油，以冷卻活塞頂內壁。也有的內燃機在機體里設有專門的噴油機構，也可起到同樣的作用。活塞頂部因承受燃氣壓力，所以一般比較厚；若拔不出，則可將附有轉子的中間殼從臺虎鉗上取下后，倒置過來，將壓氣機葉輪部分浸沒在裝有沸水的盆內，稍待片刻后即可將葉輪從轉子軸上順利取下。有的活塞頂內部還制有加強筋。
②環槽部環槽部主要用于安裝活塞環以防止燃油或燃氣漏入曲軸箱，并將活塞吸收的熱量經活塞環傳給汽缸壁，與此同時阻止潤滑油竄入燃燒室?；钊^部加工有數道安裝活塞環的環槽，上面2一3道用于安裝氣環，下面1、2道是油環槽。油環槽的底部鉆有許多徑向小孔，以便油環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）：利用灰塵和雜質在空氣成分中密度大的特點，通過引導氣流急劇旋轉或拐彎，從而在離心力的作用下，將灰塵和雜質從空氣中分離出來。
有的內燃機在活塞頂到一環槽之間，或者一直到以下幾道環槽處，都開有細小的隔熱溝槽。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，故這種活塞可適當減小活塞與汽缸間的間隙。
二道環槽的耐磨性，有的內燃機在環槽部位上隨著內燃機的不斷強化，為了提高一鑲鑄耐熱和耐磨的奧氏體鑄鐵護槽圈。
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筋，以增加剛度。銷座孔內設有安裝彈性卡環的環槽，活塞銷卡環是用來防止活塞銷在工作中發生軸向竄動，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槽以下的部分稱為裙部。其作用主要是對活塞在汽缸內的運動加以導向，此外它還承受側壓力。柴油機由于燃氣壓力高，側壓力大，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生敲缸現象，又不因間隙過小而刮傷汽缸壁，甚至發生咬缸現象）。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，柴油機活塞與汽缸壁的裝配間隙要比油機的大。為了保證柴油機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，柴油機應具有更多的密封環和刮油環。重疊角過小，達不到預期改善換氣質量的目的，過大則可能產生廢氣倒流現象，降低內燃機的工作性能。
配氣機構的結構形式及工作過程
氣門式配氣機構由氣門組（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；進排氣系統由空氣濾清器、進氣管、排氣管和消聲器等組成。
內燃機配氣機構的結構形式較多，按照氣門相對于汽缸的位置不同可分為兩種形式：氣門布置在汽缸側面的稱為側置式氣門配氣機構；氣門布置在汽缸頂部的稱為頂置式氣門配氣機構。采用側置式氣門配氣機構布置的燃燒室橫向面積大，結構不緊湊，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。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；聯軸器主要有兩個凸緣盤組成：裝在驅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。按每缸的氣門數目可分為二氣門、三氣門、四氣門和五氣門機構。
頂置式氣門配氣機構由凸輪軸、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。中間必須通過挺柱、推桿、搖臂等一系列零件才能驅動氣門，使機構較為復雜，整個系統的剛性較差。在內燃機使用過程中，由于零件的磨損與變形，氣門間隙會逐漸增大，促使進、排氣門遲開、早關，導致進、排氣的時間變短，進氣不足，排氣不凈，致使內燃機的動力性與經濟性下降，同時使各零件之間的撞擊與磨損加劇，噪聲增大。
頂置式氣門配氣機構工作過程如下：凸輪軸由曲軸通過齒輪驅動。當內燃機工作時，凸輪軸即隨曲軸轉動，對于四沖程內燃機而言，凸輪軸的轉速為曲軸轉速的1/2，即曲軸轉兩轉完成一個工作循環，而凸輪軸轉一轉，使進、排氣門各開啟一次。當凸輪軸轉到凸起部分與挺柱相接觸時，挺柱開始升起。通過推桿和調整螺釘使搖臂繞搖臂軸轉動，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、外兩個氣門彈簧也受到壓縮。當凸輪軸凸起部分的高點轉過挺柱平面以后，挺柱及推桿隨凸輪的轉動而下落，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，使氣門關閉。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。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、排氣凸輪、凸輪軸軸頸以及驅動附件的螺旋齒輪或偏心齒輪。輪軸各凸輪的相、位置按發動機規定的發火次序排列。根據各凸輪的相對位置和凸輪軸的旋轉方向，即可判斷發動機的發火次序。為保證內燃機噴訕（或點火）準時可靠，凸輪軸和曲軸必須保持一定的正時關系。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的間隙，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。
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重，還可能出現擦傷、麻點等不正常磨損情況。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。大多數凸輪軸做成整體式，即各缸進、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重，還可能出現擦傷、麻點等不正常磨損情況。
凸輪軸由曲軸驅動。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，以免機體橫向尺寸增大。調速器的功用調速器的功用是在柴油機所要求的轉速范圍內，能隨著柴油機外界負荷的變化而自動調節供油量，以保持柴油機轉速基本穩定。
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。
由于斜齒輪傳動產生的軸向力，或由于工程機械加速都可能使凸輪軸發生軸向竄動。軸向竄動會引起配氣正時不準，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留有適當的間隙，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，裝在軸承座孔內并用螺釘固定在機體上，其端面與凸輪軸的凸緣隔圈之間應留有適當的間隙。當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。對于四沖程內燃機，每完成一個工作循環，曲軸旋轉兩周，各缸進、排氣門各開啟一次，凸輪軸只旋轉一周，其傳動比為2：1。曲軸上的正時齒輪經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，必須對準各對齒輪的正時記號，才能保證氣門按規定時刻開閉，柴油機的噴油泵按規定時刻供油（或油機的分電器按規定時刻點火）。
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，將清潔的空氣送入汽缸內，以減少活塞連桿組、配氣機構和汽缸磨損。對空氣濾清器的要求是：濾清、阻力小、應用周期長且保養方便。空氣濾清器的濾清方式有以下三種。
①慣性式（離心式）：利用灰塵和雜質在空氣成分中密度大的特點，通過引導氣流急劇旋轉或拐彎，從而在離心力的作用下，將灰塵和雜質從空氣中分離出來。
②油浴式（濕式）：使空氣通過油液，空氣雜質便沉積于油中而被濾清。
③過濾式（干式）：引導氣流通過濾芯，使灰塵和雜質被黏附在濾芯上。
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濾芯等。
135系列4、6缸直列柴油機用空濾器，這種紙質濾芯（金屬絲濾芯）濾清器目前應用廣泛，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。柴油機工作時，空氣經紙質濾芯濾清后，從接管沿進氣管被吸入汽缸。這種濾清器結構簡單、成本低、維護方便；調整氣門間隙的方法是：先松開調整螺釘的鎖緊螺母，再旋轉調整螺釘，用規定數值的厚薄規插入氣門桿與搖臂之間進行測量，使氣門間隙符合規定，調整好后再將鎖緊螺母擰緊，復查一次，直至氣門間隙在規定的范圍內。但用于塵粒量大的環境時，工作壽命較短，且不甚可靠。
國產135系列增壓柴油機用的旋流紙質空氣濾清器。它主要由旋流粗濾器（內部豎置有旋流管）、紙質主精濾芯和安全濾芯三部分組成?？諝饨浶鞴茈x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，塵粒再經排氣引射管（安裝在消聲器出口處）隨柴油機廢氣一起排出。粗濾后較清潔的空氣通過紙質精濾及安全濾芯濾清，后進入發動機汽缸。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。
當采用上述旋流紙質空氣濾清器時，消聲器出口處需預裝有與之匹配的排氣引射管，當柴油機排氣時，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橡膠管吸入排氣引射管內，并與柴油機廢氣一起排出。
