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新聞主題 |
柴油發(fā)電機配氣機構：搖臂總成零件圖 |
摘要：柴油機配氣機構是指控制柴油發(fā)電機進氣和排氣的部件按柴油機工作情況，適時開啟和關閉。在柴油機內部，這些部件協(xié)同工作，以確保柴油柴油機正常運行。康明斯柴油機采用獨特的PT燃油系統(tǒng)，其配氣機構還有控制噴油正時功能。主要組成分為由正時齒輪系、凸輪軸、隨動組件、推桿、搖臂、丁字壓板、氣門等零部件組成。其配氣相位以曲軸順時針轉動方向計，當進氣開始上止點前26°；當進氣結束下止點后50°；當排氣開始下止點前64°；當排氣結束上止點后26°。本文將對柴油機配氣機構中的搖臂組進行主要介紹，以及其優(yōu)缺點分析。
一、配氣機構的類別
氣門式配氣機構由氣門組和氣門傳動組兩部分組成，每組的零件組成則與氣門的位置、凸輪軸的位置和氣門驅動形式等有關（如圖1所示）。現(xiàn)代柴油柴油機均采用頂置氣門，即進排氣門置于氣缸蓋內，倒掛在氣缸頂上。 凸輪軸的位置有下置式、中置式和上置式3種（如圖2所示）。
1、凸輪軸下置式配氣機構
凸輪軸置于曲軸箱內的配氣機構為凸輪軸下置式配氣機構 。 其中氣門組零件包括氣門、氣門座圈、 氣門導管、氣門彈簧、氣門彈簧座和氣門鎖夾等；氣門傳動組零件則包括凸輪軸、挺柱、推桿、搖臂、搖臂軸、搖臂軸座和氣門間隙調整螺釘?shù)?。下置凸輪軸由曲軸定時齒輪驅動。柴油機工作時，曲軸通過定時 齒輪驅動凸輪軸旋轉。當凸輪的上升段頂起挺柱時，經(jīng)推桿和氣門間隙調整螺釘推動搖臂繞搖臂軸擺動， 壓縮氣門彈簧使氣門開啟。當凸輪的下降段與挺柱接觸時，氣門在氣門彈簧力的作用下逐漸關閉。 四沖程柴油機每完成一個工作循環(huán)，每個氣缸進、排氣一次。這時曲軸轉兩周，而凸輪軸只旋轉一周，所以曲軸 與凸輪軸的轉速比或傳動比為2 ∶ 1。
2、凸輪軸中置式配氣機構
凸輪軸置于機體上部的配氣機構被稱為凸輪軸中置式配氣機構。 與凸輪軸下置式配氣機構的組成相 比，減少了推桿，從而減輕了配氣機構的往復運動質量，增大了機構的剛度，更適用于較高轉速的柴油機。有些凸輪軸中置式配氣機構的組成與凸輪軸下置式配氣機構沒有什么區(qū)別，只是推桿較短而已。
凸輪軸中置式配氣機構的分類可以分為直頂式和曲頂式兩種。直頂式凸輪軸中心線與氣門中心線重合，曲頂式凸輪軸中心線則有一定的偏移。凸輪軸與氣門的布置方式不同，可以分為單側布置和雙側布置兩種。單側布置時，凸輪軸和氣門都安裝在同一側，雙側布置時則分別安裝在左右兩側。
3、凸輪軸上置式配氣機構
凸輪軸置于氣缸蓋上的配氣機構為凸輪軸上置式配氣機構(OHC) 。其主要優(yōu)點是運動件少，傳動鏈短， 整個機構的剛度大，適合于高速柴油機。由于氣門排列和氣門驅動形式的不同，凸輪軸上置式配氣機構有多種多樣的結構形式。氣門驅動形式有搖臂驅動、擺臂驅動和直接驅動三種類型。
（1）搖臂驅動
凸輪軸推動液力挺柱，液力挺柱推動搖臂，搖臂再驅動氣門； 或凸輪軸直接驅動搖臂，搖臂驅動氣門。
（2）擺臂驅動
由于擺臂驅動氣門的配氣機構比搖臂驅動式剛度更好，更有利于高速柴油機，因此在柴油柴油機上的應用比較廣泛。
（3）直接驅動
在這種形式的配氣機構中，凸輪通過吊杯形機械挺柱驅動氣門； 或通過吊杯形液力挺柱驅動氣門。與上述各種形式的配氣機構相比，直接驅動式配氣機構的剛度最大，驅動氣門的能量損失最小。因此，在高度強化柴油機上得到廣泛的應用。
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圖1 柴油機配氣機構立體圖 |
圖2 柴油機配氣機構分類 |
二、搖臂組工作原理
柴油機搖臂組是柴油機中的一個重要部件，它承擔著將曲軸的旋轉運動轉化為氣門的開閉運動的工作。柴油機搖臂組結構如圖3所示，其工作原理如下：
（1）柴油機搖臂通常由搖臂桿、搖臂軸和滾子或凸輪等部件組成。搖臂桿連接著氣門和搖臂軸，而搖臂軸則通過滾子或凸輪與曲軸相連。
（2）柴油機工作時，曲軸通過連桿將活塞的上下運動轉化為旋轉運動，并傳遞給搖臂軸。搖臂軸將旋轉運動傳遞給搖臂桿，使其產(chǎn)生上下擺動的運動。搖臂桿通過連接氣門桿或直接連接氣門，將搖臂軸的運動傳遞給氣門，使氣門實現(xiàn)開閉動作。
（3）搖臂桿的長度和角度設計得非常重要，它們直接影響到氣門的開閉時間和幅度。通過合理設計搖臂桿的長度和角度，可以實現(xiàn)柴油機氣門的精確控制，從而調節(jié)進氣量和排氣量，提高柴油機的燃燒效率和動力性能。
（4）搖臂桿通常采用金屬材料制造，具有足夠的強度和剛度，以承受高速運動時的沖擊和振動。搖臂軸則需要具有良好的耐磨和耐疲勞性能，以確保長時間運行不會出現(xiàn)斷裂或損壞。
（5）滾子或凸輪的選擇也非常重要。滾子通常采用滾針軸承，具有較小的摩擦和磨損，可以減少能量損失和熱量產(chǎn)生。凸輪則需要具有合適的輪廓和尺寸，以確保搖臂桿能夠按照設計要求進行運動。
（6）搖臂潤滑原理如圖4所示。由凸輪軸上進、排氣凸輪的壓力油孔噴出潤滑油，通過搖臂開擋飛濺至兩側的滲油槽，潤滑油滲入到滾輪軸軸向油槽（滲油槽與滾輪軸軸向油槽對齊），將油輸入到滾輪軸與滾輪之間，達到潤滑滾輪與滾輪軸摩擦副的目的。
柴油機搖臂的工作原理可以用一個簡單的比喻來解釋。搖臂桿就像是一個杠桿，曲軸的旋轉運動作為杠桿的作用力，通過搖臂軸傳遞給氣門，使其產(chǎn)生開閉運動。而搖臂桿的長度和角度則相當于杠桿的長度和角度，可以調節(jié)氣門的開閉時間和幅度。
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圖3 柴油機搖臂組結構圖 |
圖4 柴油機搖臂滾輪結構潤滑原理 |
三、搖臂結構和作用
搖臂是一個雙臂杠桿，用來改變推桿傳來的力的方向，使其作用到氣門桿端而打開氣門。搖臂裝在搖臂軸上，搖臂軸通過搖臂軸支座裝在汽缸蓋上。搖臂是一個不等臂杠桿，其長臂一端驅動氣門。整個搖臂總成稱之為搖臂組，其具體零件組成見表1。
1、搖臂的結構和類型
搖臂是柴油機的核心部件之一，用于將曲軸拉桿的快速運動轉化為氣缸內活塞的線性運動，從而推動汽車運動。搖臂結構一般由搖臂桿、滾柱、搖臂軸和閥桿組成，一般有簡單搖臂和復雜搖臂兩種類型。
（1）簡單搖臂
由搖臂桿、軸承、滾子和止動器構成，用于將曲軸運動傳遞到氣缸內的活塞，常用于單氣門柴油機。
（2）復雜搖臂
包括搖臂桿、軸承、支撐桿、平衡桿和錐銷組成，用于控制多個氣門的開啟和關閉，常用于多氣門柴油機，外形如圖5所示，零件組成如圖6所示。
2、搖臂的作用
搖臂的功用是將推桿和凸輪傳來的運動和作用力，改變方向傳給氣門使其開啟，也就是將曲軸旋轉的動力轉化為氣缸內的線性運動，從而推動柴油機運動。同時，搖臂還能夠通過控制氣門的開啟和關閉調節(jié)柴油機的進氣量，提高燃燒效率和排放性能。搖臂在擺動過程中會承受很大的彎矩，因此應有足夠的強度和剛度以及較小的質量。搖臂由鍛鋼、可鍛鑄球、球墨鑄鐵或鋁合金制造。搖臂是一個雙臂杠桿，以搖臂軸為支點，兩臂不等長。短臂端加工有螺紋孔，用來擰入氣門間隙調整螺釘。長臂端加工成圓弧面，是推動氣門的工作面。
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圖5 配氣機構之搖臂結構圖 |
圖4 搖臂總成零件圖 |
表1 搖臂零件（如圖4所示） Rocker Lever BP 4010 BP 4016 BP 4026
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級別
LV |
零件號
Part Number |
圖上標號
Ref No |
零件名稱Part Name
|
數(shù)量
Req |
|
|
中文
|
英文
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||||
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02
|
3065810
|
|
搖臂總成
|
LEVER,ROCKER
|
6
|
|
03
|
168306
|
16
|
開槽調節(jié)螺栓
|
SCREW,SLOTTED SET
|
3
|
|
03
|
3053476
|
|
搖臂
|
LEVER,ROCKER
|
1
|
|
04
|
207344
|
7
|
襯套
|
BUSHING
|
1
|
|
04
|
208084
|
|
鉚釘
|
RIVTE
|
1
|
|
04
|
3418857
|
6
|
搖臂
|
LEVER,ROCKER
|
1
|
|
03
|
3053477
|
|
搖臂
|
LEVER,ROCKER
|
1
|
|
04
|
207344
|
9
|
襯套
|
BUSHING
|
1
|
|
04
|
208084
|
|
鉚釘
|
RIVTE
|
1
|
|
04
|
3418859
|
8
|
搖臂
|
LEVER,ROCKER
|
1
|
|
03
|
3053478
|
|
搖臂
|
LEVER,ROCKER
|
1
|
|
04
|
194037
|
5
|
搖臂凹頭
|
SOCKET,ROCKER LEVER
|
1
|
|
04
|
207226
|
4
|
襯套
|
BUSHING
|
1
|
|
04
|
208084
|
|
鉚釘
|
RIVTE
|
1
|
|
04
|
3418858
|
3
|
搖臂
|
LEVER,ROCKER
|
1
|
|
03
|
S 212
|
15
|
六角螺母
|
NUT,BEGULAR HEXAGON
|
3
|
|
03
|
3176773
|
|
搖臂軸
|
SHAFT,ROCKER LEVER
|
1
|
|
04
|
203933
|
11
|
碗型塞
|
PLUG,EXPANSION
|
1
|
|
04
|
3176875
|
10
|
搖臂軸
|
SHAFT,ROCKER LEVER
|
1
|
|
02
|
MP 5480
|
|
搖臂安裝
|
LEVER,ROKER MTG
|
6
|
|
03
|
205128
|
2
|
平墊圈
|
WASHER PLAIN
|
2
|
|
03
|
205393
|
17
|
十二角螺栓
|
SCREW,TWELVE POINT CAP
|
1
|
|
03
|
205394
|
12
|
十二角螺栓
|
SCREW,TWELVE POINT CAP
|
1
|
|
02
|
MP 5479
|
|
搖臂室安裝
|
HOUSING,ROCKER ARM MTG
|
6
|
|
03
|
108602
|
13
|
六角螺栓
|
SCREW,HEXAGON HEAD C
|
5
|
|
03
|
205128
|
2
|
平墊圈
|
WASHER PLAIN
|
6
|
|
03
|
3630839
|
14
|
搖臂室襯墊
|
GASKET,RKR LEVER HOUSING
|
1
|
|
03
|
S125
|
1
|
六角螺栓
|
SCREW,HEXAGON HEAD CAP
|
1
|
總結：
柴油機搖臂是柴油發(fā)電機中實現(xiàn)氣門控制的重要部件，它通過將曲軸的旋轉運動轉化為氣門的開閉運動，實現(xiàn)了柴油機的正常工作。搖臂桿、搖臂軸和滾子或凸輪等部件在柴油機中承擔著重要的作用，需要合理設計和優(yōu)質材料制造，以確保柴油機的正常運行和穩(wěn)定性能。
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