氣門傳動組

氣門傳動組主要包括：凸輪軸及其傳動機構、挺柱、推桿和搖臂機構等零部件。

1凸輪軸

凸輪軸是氣門傳動組中的主要部件，其作用是控制氣門的開閉及其升程的變化規(guī)律。下置凸輪軸式發(fā)動機。還依靠凸輪軸來驅動汽油泵、機油泵和分電器等裝置。
　　(1)凸輪軸的結構
　　凸輪軸主要由凸輪和軸頸兩部分組成。
　　單根凸輪軸一般講進氣凸輪和排氣凸輪布置在同一根凸輪軸上。
　　雙頂置凸輪軸排氣機構的兩根凸輪軸，一根是進氣凸輪軸，上面布置有各缸的進氣凸輪；另一根是排氣凸輪軸，上面分布有各缸的排氣凸輪。
　　凸輪的形狀氣門的開閉時刻及其升程變化規(guī)律主要取決于控制氣門的凸輪外部輪廓曲線。凸輪輪廓形狀如圖3—30所示，O為凸輪旋轉中心(也是凸輪軸的軸心)，弧EA為凸輪的基圓，弧AB和弧DE為過渡段，弧BCD為凸輪的工作段。當凸輪按圖中箭頭方向轉過A時，挺柱不動，氣門關閉；凸輪轉過A點后，挺柱開始上移，到達B點時，氣門間隙消除，氣門開始開啟；凸輪轉到C點時，氣門升程(開度)最大；到D點時氣門關閉。弧BCD工作段所對應的夾角，稱做氣門開啟持續(xù)角。
　　凸輪輪廓BCD段的形狀，直接決定了氣門的升程及其升降過程的運動規(guī)律。
　　同名凸輪間的相對角位置凸輪軸上各缸同各凸輪相對角位置的排列與凸輪軸的轉動方向、各缸的工作順序和作功間隔角有關。上海桑塔納JV發(fā)動機，凸輪軸順時針轉動(從前向后看)工作順序為1—3—4—2，作功間隔角為：720°/4＝180°(曲軸轉角)，由于曲軸與凸輪軸間的傳動比為2∶1，所以，表現在凸輪軸上同名凸輪間的夾角則為180°/2=90°。
　　東風EQ6100Q-1型汽油機，凸輪軸逆時針轉動，工作順序為1—5—3—6—2—4，作功間隔角為720°/6＝120°(曲軸轉角)，則同名凸輪間的夾角為120°/2＝60°。
　　異名凸輪的相對角位置同一氣缸進、排氣(異名)凸輪間的相對角位置排列取決于凸輪軸的轉動方向和發(fā)動機的配氣相位。按照四沖程發(fā)動機工作原理來分析，排氣和進氣只相差一個行程，即曲軸轉角180°，反映到凸輪軸上排氣凸輪和進氣凸輪間的相對角位置為180°/2＝90°。但由于氣門早開晚閉，且進、排氣門早開角與晚閉角不等，造成了凸輪間的夾角不再是90°，一放都大于90°。
　　凸輪軸軸頸凸輪軸軸頸用以安裝支承凸輪軸，軸頸數量取決于凸輪軸的支承方式。①全支承—對應每個氣缸間設有一道軸頸，支承點多，能有效防止凸輪軸變形對配氣相位的影響；②非全支承—每隔兩個(或多個)氣缸設置一個軸頸，工藝簡單，成本降低，但支承剛性較差。由于裝配方式的不同，軸頸的直徑有的相等，有的則從前向后逐級縮小，以便于安裝。
　　凸輪軸一般用優(yōu)質鋼模鍛而成，并對凸輪和軸頸工作表面進行高頻淬火(中碳鋼)或滲碳淬火(低碳鋼)處理。近年來，改用合金鑄鐵或球墨鑄鐵鑄造凸輪軸的越來越多。JV發(fā)動機采用合金鑄鐵凸輪軸，凸輪工作表面采用電弧熔工藝，使表層組織形成萊氏體金相結構，精加工后再經鹽浴氮化處理，提高了凸輪軸的工作壽命。
　　(2)凸輪軸的軸向定位
　　為了防止凸輪軸軸向竄動，一般設有軸向定位裝置。解放CA6102發(fā)動機采用止推凸緣實現軸向定位。JV發(fā)動機利用凸輪軸第五軸承蓋的兩端面實現軸向定位。

2挺柱

挺柱的作用是將凸輪軸旋轉時產生的推動力傳給推桿(下、中置凸輪軸)或氣門(頂置凸輪軸)。挺柱一般用耐磨性好的合金鋼或合金鑄鐵等材料制造。
　　(1)普通挺柱
　　常見的挺柱主要有菌形、筒形和滾輪式三種。
　　通常把挺柱底部工作面設計為球面，并且將凸輪制做成錐形，使兩者的接觸點偏離挺柱軸線。工作中，當挺柱被凸輪頂起時，接觸點間的摩擦力使挺柱繞自身軸線旋轉，以實現均勻磨損。菌形挺柱頂部裝有氣門間隙調節(jié)螺釘，可以用來調節(jié)氣門間隙。筒形挺柱質量較輕，一般和推桿配合使用。滾輪式挺柱結構較為復雜，但其與凸輪間的摩擦阻力小，適合于中速大功率柴油機。挺柱可直接安裝在氣缸體一側的導向孔中，或安裝在可拆卸的挺柱架中。
　　(2)液壓挺柱
　　見下節(jié)采用預留氣門間隙的方法，可以解決氣門傳動組件受熱膨脹可能給氣門工作帶來的不利影響。但氣門間隙的存在，會使配氣機構在工作過程中出現撞擊而產生噪聲。為了消除這一弊端，不少發(fā)動機采用了液壓挺柱。例如，一汽大眾奧迪100JW型發(fā)動機、上海桑塔納JV發(fā)動機均采用液壓挺柱。
　　液壓挺柱的作用自動補償氣門間隙，并具有以下優(yōu)點：
　�、偃∠苏{整氣門間隙的零件，使結構大為簡化；②不用調整氣門間隙，極大地簡化了裝配、使用和維修過程；③消除了由氣門間隙引起的沖擊和噪聲，減輕了氣門傳動組件之間的摩擦。
　　液壓挺柱的構造液壓挺拄由挺柱體、油缸、柱塞、單向球閥、單向閥彈簧和柱塞回位彈簧等部件組成。
　　挺柱體是液壓挺柱的基礎件，外圓柱面上加工有環(huán)形油槽，頂部內側加工有鍵形油槽，中部內圓柱面用來安裝油缸。機油通過缸蓋上的主油道及專門設計的量孔、斜油孔進入挺柱體環(huán)形油槽，再經鍵形油槽進入柱塞上部的低壓油腔。這樣缸蓋主油道與液壓挺柱的低壓油腔之間便形成了一個通路。
　油缸與柱塞油缸、柱塞、單向球閥和單向閥彈簧裝配到一起，便構成了氣門間隙補償偶件。球閥將油缸下部和柱塞上部分隔為兩個油腔。當球閥關閉時，上部為低壓油腔，下部為高壓油腔；當球閥打開時，上下油腔連通。液壓挺柱的工作原理杯狀液壓挺柱裝在氣缸蓋上的挺柱孔內，挺柱頂面與凸輪接觸，油缸底面則與氣門桿端接觸。
　　當凸輪的升程段與挺柱頂面接觸時；挺柱受凸輪推動力和氣門彈簧力的作用，挺柱下移，高壓腔內的機油被壓縮，單向球閥在壓力差和單向閥彈簧的作用下關閉，高、低壓油腔被分隔開。由于液體的不可壓縮性，油缸與柱塞成為一剛性整體推動氣門打開。
　　隨著凸輪的轉動，當凸輪升程段結束，挺柱與凸輪基圓段接觸時，氣門落座，挺柱不再受凸輪推動力和氣門彈簧力的作用，高壓油腔中的壓力油與回位彈簧推動柱塞上行，高壓油腔的壓力下降，單向球閥打開，低壓油腔中的機油流入高壓油腔，使兩腔連通。這時，液壓挺柱的頂面仍然和凸輪基圓接觸，從而達到補償氣門間隙的作用。
　　凸輪軸的中心線與挺柱的中心線也錯開了1.5mm,凸輪稍帶錐度，使接觸點偏離挺柱中心線，挺柱在工作過程中，在摩擦力的作用下繞其軸線旋轉，有利于實現均勻磨損。