配气机构的结构形式及工作过程

气门式配气机构由气门组（气门、气门导管、气门座及气门弹簧等）和气门传动组（推杆、摇臂、凸轮轴和正时齿轮等）组成；进排气系统由空气滤清器、进气管、排气管和消声器等组成。

内燃机配气机构的结构形式较多，按照气门相对于汽缸的位置不同可分为两种形式：气门布置在汽缸侧面的称为侧置式气门配气机构；气门布置在汽缸顶部的称为顶置式气门配气机构。采用侧置式气门配气机构布置的燃烧室横向面积大，结构不紧凑，而高度又受气流和气门运动的限制不能太小，所以当压缩比大于7.5时，燃烧室就很难布置。对于柴油机，由于压缩比不能太低，所以广泛采用顶置式气门配气机构。按凸轮轴的布置位置可分为上置凸轮轴式、中置凸轮轴式和下置凸轮轴式；按曲轴与凸轮轴之间的传动方式可分为齿轮传动式和链条传动式；按每缸的气门数目可分为二气门、三气门、四气门和五气门机构。

顶置式气门配气机构由凸轮轴、挺柱、推杆、气门摇臂和气门等零件组成。进、排气门都布置在汽缸盖上，气门头部朝下，尾部朝上。如凸轮轴为了传动方便而靠近曲轴，则凸轮与气门之间的距离就较长。中间必须通过挺柱、推杆、摇臂等一系列零件才能驱动气门，使机构较为复杂，整个系统的刚性较差。

顶置式气门配气机构工作过程如下：凸轮轴由曲轴通过齿轮驱动。当内燃机工作时，凸轮轴即随曲轴转动，对于四冲程内燃机而言，凸轮轴的转速为曲轴转速的1/2，即曲轴转两转完成一个工作循环，而凸轮轴转一转，使进、排气门各开启一次。当凸轮轴转到凸起部分与挺柱相接触时，挺柱开始升起。通过推杆和调整螺钉使摇臂绕摇臂轴转动，摇臂的另一端即压下气门，使气门开启。在压下气门的同时，内、外两个气门弹簧也受到压缩。当凸轮轴凸起部分的高点转过挺柱平面以后，挺柱及推杆随凸轮的转动而下落，被压紧的气们弹簧通过气门弹簧座和气门锁片，将气门向上抬起，NTA855-G3康明斯发电机组，后压紧在气门座上，使气门关闭。气门弹簧在安装时就有一定的预紧力，以保证气门与气门座贴合紧密而不致漏气。

V型连杆

v型内燃机左右两侧相对应的两个汽缸的连杆，通常都装在同一个曲柄销上。按照两个连杆连接方式的不同，可分为下列三种形式。

①并列连杆相对应的左右两缸的连杆，一后地装在同一曲柄销上。由于连杆的结构形式相同，因此可以通用，而且两侧汽缸的活塞连杆组的运动规律相同。其缺点是两侧汽缸的中心线沿曲轴轴向要错开一段距离，因而曲轴的长度增加，使曲轴刚度降低。

②主副连杆主副连杆又称关节式连杆，一列汽缸的连杆装在连杆轴颈上，称为主连杆；另一列汽缸的连杆，通过一圆柱销与主连杆的耳销孔相连接，称为副连杆。左右两列对应汽缸的主副连杆及其中心线位于同一平面内。

这种形式的优点是曲轴的长度不需加长，使曲轴刚度加强。缺点是连杆不能互换。副连杆对主连杆产生附加弯矩，以及左右两列汽缸的活塞连杆组运动规律不同。

③叉片式连杆左右两列汽缸相对应的两个连杆中，一个连杆的大头做成叉形，另一个连杆的大头插在叉形连杆的开挡内，称为叉片式连杆。

叉形连杆杆身的工字断面的长轴位于垂直于摆动平面的平面内。其翼板伸到大头的部分就成为叉形，这使片式连杆摆动时，在叉形连杆杆身上开槽的高度可以减小，因而强度有所提高叉形连杆的优点是两列汽缸中活塞连杆组的运动规律相同，曲轴的长度不需加长。缺点是叉形连杆大头结构和制造工艺比较复杂，大头的刚度也不够高。

在缸径较大，缸数较多的v型内燃机上，多采用主副连杆和叉片式连杆，而一般v型内燃机则多采用并列式连杆。

内燃机中的轴承以滑动轴承（又称轴瓦）为多，其中受力较大且具有重要作用轴承和曲轴主轴承。它们的工作情况对内燃机的可靠性、使用寿命等有很大影响。它们的工作情况和材料要求大致相同，因此在此一并介绍。

轴瓦是用厚1~3mm的钢带作瓦背，其上浇有厚0.3~1.0mm的减摩合金（白合金、铜铅合金或铝基合金）的薄壁零件。由于连杆轴承在工作时受到气体压力和活塞连杆组往复惯性力的冲击作用，而且轴承工作表面和轴之间有很高的相对滑动速度，由于高负荷、高速度的作用，所以轴承很容易发热和磨损。这就要求减摩合金的机械强度要高，耐腐蚀，耐热性和减摩性要好。由于柴油机的轴承负荷大，所以柴油机通常采用铜铅合金或铝基合金轴瓦。它们的强度高，承载能力大，耐磨性也好，但其减摩性较差。为了改善减摩合金的表面性能，通常在减摩合金上再镀一层极薄的合金（多为铅锡合金），构成“钢背一减摩合金一表层"的三层金属轴瓦。我国在中小型内燃机上广泛采用了铝基合金轴瓦，其疲劳强度高，减摩性也不差，耐腐蚀性好，制造成本低。

为了使轴瓦在工作中不致转动或轴向移动，在轴瓦上冲出高出背面的定位凸键，在轴瓦装入大头孔中时，两个凸键应分别嵌入连杆杆身和连杆盖的相应凹槽中。有些轴瓦在内表面有浅槽，用以储油以利润滑。但实践证明，开油槽的轴瓦承载能力显著降低，因此受力大的轴瓦，如主轴承的下轴瓦不开槽。

轴瓦的内外表面都经过精密加工，因此，不允许以任何不适当的手工方式加工（如锉连杆盖、焊补合金等）。

装配时，连杆轴瓦与曲柄销间应有适当的油膜间隙。安装轴瓦时，必须保持干净，如有任何杂物落入，将会破坏其紧密性，引起轴瓦变形、过热甚至烧坏合金。

空气滤清器

空气滤清器的功用是滤除空气中的灰尘及杂质，将清洁的空气送入汽缸内，以减少活塞连杆组、配气机构和汽缸磨损。对空气滤清器的要求是：滤清、阻力小、应用周期长且保养方便。空气滤清器的滤清方式有以下三种。

①惯性式（离心式）：利用灰尘和杂质在空气成分中密度大的特点，通过引导气流急剧旋转或拐弯，从而在离心力的作用下，将灰尘和杂质从空气中分离出来。

②油浴式（湿式）：使空气通过油液，空气杂质便沉积于油中而被滤清。

③过滤式（干式）：引导气流通过滤芯，使灰尘和杂质被黏附在滤芯上。

为获得较好的滤清效果，可采用上述两种或三种方式的综合滤清。空气滤清器由滤清器壳和滤芯等组成，滤清器壳由薄钢板冲压而成。滤芯有金属丝滤芯和纸质滤芯等。

135系列4、6缸直列柴油机用空滤器，这种纸质滤芯（金属丝滤芯）滤清器目前应用广泛，滤芯普遍采用树脂处理的微孔滤纸制成，滤芯上下两端由塑料密封垫圈密封。柴油机工作时，空气经纸质滤芯滤清后，从接管沿进气管被吸入汽缸。这种滤清器结构简单、成本低、维护方便；但用于尘粒量大的环境时，工作寿命较短，且不甚可靠。

国产135系列增压柴油机用的旋流纸质空气滤清器。它主要由旋流粗滤器（内部竖置有旋流管）、纸质主精滤芯和安全滤芯三部分组成。空气经旋流管离心力的作用，使空气中的绝大部分尘粒落入旋流管下端的集尘室，尘粒再经排气引射管（安装在消声器出口处）随柴油机废气一起排出。粗滤后较清洁的空气通过纸质精滤及安全滤芯滤清，后进入发动机汽缸。

当采用上述旋流纸质空气滤清器时，消声器出口处需预装有与之匹配的排气引射管，当柴油机排气时，高速气流通过喉管处使废气气流增大，于是便形成了真空度。利用此真空度将空滤器集尘室中的尘粒经橡胶管吸入排气引射管内，并与柴油机废气一起排出。

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