第三章气阀传动机构.

顶头的结构形式 1-导承；2-顶头；3-凸轮
• 2）．顶杆 • 顶杆是直接顶动摇臂的杆件。为减小运动 惯性力，提高抗弯能力，要求顶杆轻、刚 性好，故顶杆常用无缝钢管制成，两端铆 接或焊接经硬化处理的钢制端塞。端塞的 顶面常制成凸、凹球面形，以与顶头及摇 臂形成关节连接。一般下端凸球面曲率小 于顶头凹球面，以利形成油楔。上端凹球 面与调节螺钉的凸球面形成球绞式滑配， 使顶杆在倾斜状态下也能正常工作。
• 第三节、气阀传动机构 • 气阀传动机构的作用是把凸轮的运动 传给气阀.当凸轮顶升气阀传动机构时, 气阀及时开启.在凸轮转过之后,在气阀 弹簧的作用下气阀及时关闭.气阀驱动 机构有机械式和液压式两种。机械式 是传统的气阀驱动机构。广泛用于各 型柴油机上。新型低速柴油机均采用 了液压式气阀驱动机构。
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对于机械式气阀传动机构，在柴油 机冷态时，滚轮落在凸轮的基圆上， 摇臂与气阀之间应留有间隙。气阀机 构和气阀传动机构之间要留有间隙， 称为气阀间隙。在柴油机热态时，气 阀间隙允许气阀阀杆向上膨胀，保证 气阀的关闭。如果不留气阀间隙，气 阀在工作时将因向下膨胀而关闭不严， 造成气阀漏气，并可能引起其它故障。
• 3）．摇臂装置 • 摇臂的作用是将顶杆的往复运动改变方向 传给气阀。摇臂轴安装在摇臂座内，摇壁 座固定在气缸盖上。 • ①摇臂有单臂型、叉型等型式。为减轻重 量并保持足够的刚度，其截面常制成“工” 字形、“T”字形或长方形等。②为减小传动 时与气阀之间的摩擦力和侧推力，摇臂与 阀杆的接触端（前臂端）常制成圆弧形接 触面或装置滚轮、活络头等；
• 4）、液压式气阀间隙补偿装置（液压调隙器）
• 作用：在柴油机工作时，通过液压活塞在液 压缸中位置的自动调整来消除气阀间隙，减 轻气阀机构的撞击、磨损和噪声。
• 2．液压式气阀传动机构 • 液压式气阀传动机构是在气阀、顶头 的上端各设液压传动器，二者之间通 过油管连通。开阀靠液压传动器产生 的油压，关阀靠“空气弹簧”的气体 压力来实现。这种气阀传动机构具有 尺寸小、重量轻、利于布置、气阀不 承受侧椎力、噪音小、拆装方便等优 点。但存在着调试困难与密封困难等 缺陷。目前普通用于超长行程低速柴 油机的排气阀中。
• 1）1．顶头 • 顶头是位于顶杆下端被凸轮直 接驱动的传动件。它的功用是 将凸轮的回转运动变为往复运 动，把凸轮的推动传给顶杆， 并承受凸轮的侧推力。顶头的 柱面和底面要求耐磨。
• 左图为滑动式顶头。底面常制成平面
或半径较大的球面，以与凸轮良好的 接触。这种顶头结构简单，制作方便， 成本较低，但摩擦阻力较大，一般多 用于小型柴油机。 • 右图为船用柴油机多用滚动式项头。 这种顶头与滑动式大体相同，仅在底 部装有滚轮以减小摩擦及侧推力，工 作时不允许顶头绕自身轴线转动。
• 在四冲程柴油机中，凸轮轴上安装有 各缸的进、排气凸轮和喷油凸轮，有 的还装有空气分配器凸轮。
• 在二冲程柴油机中，除直流扫气式柴 油机凸轮轴上装有排气凸轮外，一般 只装有喷油泵凸轮和示功器凸轮，有 的也装有空气分配器凸轮和带动调速 器等各附件的传动轮。 这些凸轮按照一定的顺序和角度排列，
凸轮轴的结构有整体式和装配式两大 类。前者用于小型机，后者用于大型 机。
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摇臂与顶杆接触的一端（后臂端）则装 有调节螺钉和锁紧螺母，用来调节摇臂与 阀杆顶端之间的间隙──气阀间隙。③为实 现用较小的凸轮升程使气阀获得足够开度， 摇臂的前臂较后臂长。摇臂与摇臂轴上钻 有油孔，来自机身的压力润滑油由油管通 入摇臂轴，润滑摇壁轴承后流向摇臂两端 润滑。④气阀关闭时，阀杆顶端位置应比 摇臂轴线高出气阀升程的1/3—1/2。
• 优化部分负荷性能，减少排气污 染。 • 其VEC机构设在驱动油泵处。图 为用于RTA84T柴油机的VEC系统， 它是用改变液压驱动系统中的滑 油量，来改变排气阀关正时及升 程的。在负荷降低时，泄放其中 部分滑油。这样可以提早关闭排 气阀，
• 1)减少过后排气，使缸内空气 量增多，有效压缩比提高，压 缩终点压力提高，最高爆发压 力提高，热效率提高； • 2)新鲜空气流失减少，也使燃 烧完善，热效率提高； • 3)过量空气系数增大，同时也 减少了排气污染。
• 1．机械式气阀传动机构
• 中小型柴油机常见的气阀驱动机构。 它主要由带滚轮的顶头D、推杆 【顶杆】C 和摇臂B1等组成。摇臂 经轴销安装在摇臂座B2上，摇臂座 用螺栓固定在气缸盖上。
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凸轮在转动中将顶头、推杆顶 起，从而使摇臂绕摇臂轴转动， 克服气阀弹簧的弹力将气阀打开。 当滚轮沿凸轮的形线下降时，在 气阀弹簧的作用下气阀逐渐关闭。 因而凸轮的形状与安装位置就决 定了气阀的启闭时刻。
• 整体式凸轮轴的凸轮是与轴本体锻成 或铸成一体的。 • 装配式凸轮轴的凸轮和轴分开制造， 然后根据定时的要求将凸轮紧固在轴 上。这种凸轮轴上的凸轮是可调的， 以便定时调节，并且任何一个凸轮损 坏时都可以单独更换。
• 由于大型柴油机的凸轮轴很长， 故都是分成几段组装而成的。 • 为了使柴油机结构简单，控制进、 排气阀和喷油泵的凸轮一般都装 在同一根轴上。某些新型柴油机 采用了两根凸轮轴的结构；图3-17 液压式阀传动机构和气阀机构•
3．变排气阀关正时及升程（VEC）系 统
• 柴油机在不同工况下，进排气有不同 的 最佳正时。主机通常是根据标定工 况来确定配气正时的。部分负荷运行 时，配气正时就很不理想。大功率中 速机发展到用两根凸轮轴分别调节喷 油正时和进排气正时。MAN-B&W和 Sulzer在其低速机上则均已开发了 变排 气阀关正时及升程（VEC）系统。
• 第四节、凸轮轴及传动机构 • 1．凸轮轴 • 凸轮轴是柴油机中非常重要的传动轴。 它的主要作用是控制柴油机中需要定 时的设备，使它们按照—定的工作顺 序准确地工作。主要包括进、排气阀， 喷油泵和空气分配器凸轮。此外．凸 轮轴还带动调速器及其它附件的传动 轮。装在凸轮轴上的凸轮是每缸一组， 组数与缸数.