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凸轮轴与正时齿轮

凸轮轴是气门传动组的主要零件，气门开启和关闭的过程主要是由它来控制。凸轮轴的苴主要配置有各缸进、排气凸轮、凸轮轴轴颈以及驱动附件的螺旋齿轮或偏心齿轮。轮轴各凸轮的相、位置按发动机规定的发火次序排列。根据各凸轮的相对位置和凸轮轴的旋转方向，即可判断发动机的发火次序。为保证内燃机喷讪（或点火）准时可靠，凸轮轴和曲轴必须保持一定的正时关系。柴油机的增压系统随着生产的需要和科技水平的不断提高，对柴油机的要求也越来越高，既要求柴油机输出功率要大，经济性要好，而且重量要轻，体积要小。

凸轮轴承受周期性冲击载荷。凸轮与挺柱之间有很高的接触应力，其相对滑动速度也很高，而润滑条件则较差。因此凸轮工作表面磨损较严重，还可能出现擦伤、麻点等不正常磨损情况。凸轮轴一般用钢模锻而成。近年来广泛采用合金铸铁和球墨铸铁铸造。如发出“波、波”（不连贯，短促的哑金属声），则表示曲轴有裂纹。大多数凸轮轴做成整体式，即各缸进、排气凸轮都在同一根轴上加工而成。

凸轮轴由曲轴驱动。由于凸轮轴与曲轴间有一定距离，中间必须通过传动件来传动。前传动方式主要有齿轮式传动和链条式传动两种。由于齿轮式传动方式工作可靠，寿命较长而应用广。齿轮式传动方式通常在曲轴齿轮和配气正时齿轮之间加装中间齿轮，使齿轮直径减小，以免机体横向尺寸增大。⑤汽缸体变形，曲轴轴承座不正，修配曲轴轴承时，各曲轴轴承座孔不在一轴线上。

为了使齿轮啮合平顺，减少噪声，正时齿轮一般采用斜齿，其倾斜角度约为10°，曲轴上的正时齿轮多用合金钢制造，而凸轮轴上的正时齿轮多用夹布胶木或工程塑料制成。

由于斜齿轮传动产生的轴向力，或由于工程机械加速都可能使凸轮轴发生轴向窜动。轴向窜动会引起配气正时不准，因此，对凸轮轴必须加以轴向定位。

常见的凸轮轴轴向定位的方法有以下两种。

①止推片轴向定位，凸轮轴止推片用螺钉固定在汽缸体上，止推片与正时齿轮之间应留有适当的间隙，此间隙的大小通常为0.05~0.20mm，作为零件受热膨胀时的余地。此间隙的大小可通过更换隔圈来调整。

②推力轴承轴向定位 凸轮轴的一道轴承为推力轴承，装在轴承座孔内并用螺钉固定在机体上，其端面与凸轮轴的凸缘隔圈之间应留有适当的间隙。当凸轮轴轴向移动其凸缘通过隔圈碰到推力轴承时便被挡住。6135柴油机就是采用这种凸轮轴轴向定位装置。

凸轮轴通常采用齿轮驱动，齿轮装在凸轮轴前端，与曲轴上的齿轮直接或间接啮合，称为正时齿轮。对于四冲程内燃机，每完成一个工作循环，曲轴旋转两周，各缸进、排气门各开启一次，凸轮轴只旋转一周，其传动比为2：1。曲轴上的正时齿轮经过一个或两个中间齿轮，再传到凸轮轴上的正时齿轮。如果此间隙过大'前后窜动，则给活塞连杆组的机件带来不正常的磨损，止推垫圈表面逐渐磨损，使间隙改变，形成轴向位移。

在装配凸轮轴时，必须对准各对齿轮的正时记号，才能保证气门按规定时刻开闭，柴油机的喷油泵按规定时刻供油（或油机的分电器按规定时刻点火）。

配气相位

原理上内燃机的进气、压缩、做功和排气等过程都是在活塞到达上止点和到达下止点时开始或完成。但是为了进气更充分，排气更干净，进、排气门要提早打开、延迟关闭。内燃机的进、排气门开始开启和关闭终了的时刻以及开启的延续时间，通常用相对于上、下止点时的曲轴转角来表示，称为配气相位或配气定时。表示每缸进、排气配气相位（正时）关系的环形图，称配气相位（正时）图。②对轴瓦孔失圆度、锥形度的检查其测量方法是：按规定力矩拧紧瓦盖螺栓，然后用量缸表测量其失圆度与锥形度。

在上止点附近，进、排气门同时开启的角度称为气门重叠角（以℃A表示）。由于新鲜气体（或可燃混合气）和废气流动惯性都很大，虽然进、排气门同时开启，但气流并不互相错位与混合。只要气门重叠角取得合适，可以使进气更充分、排气更干净。

气门重叠角必须根据内燃机具体状况通过试验来确定。重叠角过小，达不到预期改善换气质量的目的，过大则可能产生废气倒流现象，降低内燃机的工作性能。

配气相位要根据内燃机的使用工况和常用转速来确定。不同的内燃机，其配气相位是不同的。配气相位的数值要通过试验确定。

为保证配气相位的准确，在曲轴与凸轮轴驱动机构之间通常设有专门的记号，在装配过程中必须按照相关说明书的要求将记号对准，不得随意改动。

目前，中小功率柴油机常采用闭式喷油器。闭式喷油器在不喷油时，喷孔被一个受强力油的雾化质量，能够迅速切断燃油的供给，不发生燃油滴漏现象。这对于低速小负荷运转时尤为重要。其主要类型有孔式和轴针式两种。

（1)孔式喷油器

孔式喷油器主要用于直接喷射式柴油机中。由于喷孔数可有几个且孔径小，因此，它能喷出几个锥角不大、射程较远的喷柱。一般喷油孔的数目为2~8个，喷孔直径为0.15~0.50mm喷孔数目与方向取决于各种燃烧室对于雾化质量的要求与喷油器在燃烧室内的布置。例如6135G型柴油机的燃烧室是仞形，混合气的形成主要是将燃油直接喷射在燃烧室空间而实现的，故采用孔闭式喷油器。喷孔直径为0.35mm，喷射角为150°，针阀开启压力为17.5MPa，喷柱形状与仞形燃烧室相适应。废气涡轮增压是利用柴油机排出的废气能量来驱动增压器，将空气压缩后再送入汽缸的一种增压方法。

孔式喷油器的结构主要由针阀、针阀体、挺杆、调压弹簧、调整螺钉和喷油器体等零件组成。

喷油器的主要零件是用合金钢制成的针阀和针阀体，两者合称为针阀偶件（又称喷油嘴偶件）。针阀上部的圆柱表面与针阀体相应的内圆柱表面作的滑动配合，配合间隙约为0.001～0.0025mm。此间隙必须在规定的范围内。若间隙过大，则可能产生漏油而使油压下降，影响喷雾质量；若间隙过小，则针阀不能自山滑动。针阀中下部的锥面全部露出在针阀体的环形油腔中，其作用是承受由油压造成的轴向推力而使针阀上升，所以此锥面称为承压锥面。针阀下端的锥面与针阀体上相应的内锥面配合，以实现喷油器内腔的密封，装在喷油器体上部的调压弹簧通过挺杆使针阀紧压在针阀体的密封锥面上，使其喷孔关闭。只有当油压上升到足以克服调压弹簧的弹力时，针阀才能升起而开始喷油。喷射开始射的喷油压力取决于调压弹簧的弹力，它可用调压螺钉调节。④连杆大端端隙的检查当连杆轴瓦全部刮配好以后，还要对连杆大端的端隙进行检查，连杆大端的侧面与曲轴臂之间的间隙不能过大，一般为0。

高压燃油从进油管接头经滤芯、喷油器体中的油道进入针阀体上端的环形槽内。此槽与针阀体下部的环状空间用两个斜孔连通。流经下部空腔的高压柴油对针阀锥面产生向上的轴向推力，当此力克服了调压弹簧和针阀与针阀体间的摩擦力（此力很小）后，针阀上移，开启喷孔，于是高压燃油便从针阀体下端的喷孔喷入燃烧室内。针阀的升程受到喷油器体下端面的限制，这样有利于很快地切断燃油。当喷油泵停止供油时，由于高压油管内油压急剧下降，针阀在调压弹簧的作用下迅速将喷孔关闭，停止供油。采用气门座圈的优点是提高了座面的耐磨性和寿命，更换和维修也比较方便。

在喷油器工作期间会有少量燃油从针阀和针阀体的配合面间的间隙漏出。这部分燃油对针阀可起润滑作用，并沿着挺杆周围的空隙上升，通过回油管螺栓1上的孔进入回油管，流回到燃油箱中。为防止细小杂物堵塞喷孔，在高压油管接头上装有缝隙式滤芯。

喷油器用两个固定螺钉固定在汽缸盖上的喷油器座孔内，用铜锥体密封，防止漏气。安装时，喷油器头部应伸出汽缸体平面一段距离（各种机器均有具体规定）。为此，可在铜锥体与喷油器间加垫片或用更换铜锥体的方法来调整。