配氣機構是柴油發(fā)電機進氣和排氣的控制機構,它按照柴油發(fā)電機各汽缸的工作次序,通過控制進氣門和排氣門的開啟和關閉來保證在規(guī)定的時間內(nèi)有足夠的新鮮空氣進入汽缸內(nèi),并把燃燒后的廢氣從汽缸內(nèi)盡可能徹底地排出。
目前,四沖程內(nèi)燃機最常用的是氣門式配氣機構。氣門式配氣機構又分為側置式和頂置式兩類。側置式氣門機構的進、排氣門都布置在汽缸體的一側,它通過凸輪軸推動挺柱和推桿來控制氣門的開啟和關閉。側置式氣門機構一般適用于單缸汽油機。頂置式氣門機構在柴油發(fā)電機中應用最廣泛,它主要由氣門組件、氣門傳動組件、進排氣系統(tǒng)和柴油發(fā)電機增壓系統(tǒng)等組成。
氣門組件
氣門組件主要用來密封柴油發(fā)電機的進氣道和排氣道,并保證柴油發(fā)電機正常換氣。氣門組件的主要組成部件有氣門、氣門彈簧、氣門導管、氣門座圈及鎖緊裝置等。氣門組件在整個柴油發(fā)電機中的潤滑和冷卻條件極差,且要受到交變載荷的沖擊和高溫、腐蝕等的影響,因此,這部分零件極易發(fā)生故障。氣門組件損壞后,柴油發(fā)電機會出現(xiàn)很多故障現(xiàn)象,例如油耗增加、功率降低、起動困難和排煙異常等。
(1)功用
氣門分為進氣門和排氣門,氣門的功用是密封燃燒室,并使柴油發(fā)電機的各汽缸得到正常換氣。
(2)工作條件和使用材料
在燃燒室工作過程中,進氣門和排氣門的溫度有很大的差別,在柴油發(fā)電機滿負荷工作時,進氣門的溫度一般在350℃左右,排氣門的溫度可達800℃。它們在制造時所選用的材料也不同,進氣門一般用鉻合金鋼制造,排氣門一般選用耐高溫且抗腐蝕性強的矽鉻合金鋼制造。
(3)結構
氣門主要由頭部和桿部兩部分構成。氣門頭部有平頂、凸頂和凹頂?shù)刃螤睿壳笆褂幂^多的是平頂,這主要是因為平頂氣門的頭部形狀簡單,制造方便,受熱面積小。
為了提高柴油發(fā)電機燃燒室內(nèi)的進氣量,進氣門的頭部一般比排氣門大,因為增大進氣門可以減小進氣阻力,增大進氣量,這比通過增大排氣門來減小排氣阻力更為有效。氣門密封錐面的斜角也不同,其中進氣門一般采用30℃的斜角,排氣門一般采用45℃的斜角。進氣門的錐面采用30℃的斜角,主要是因為較小的錐面斜角可使氣流通過斷面的流量增大。
2.氣門導管
氣門導管為往復運動的氣門提供導向作用,并保證氣門頭部準確地落在氣門座上,同時還能郇把氣門的部分熱量傳送出去。氣門導管一般采用鑄鐵制成,由于它在高溫和潤滑條件較差的環(huán)境下工作,所以該部件較易出現(xiàn)磨損現(xiàn)象。
由于長期相互摩擦,氣門導管與氣門桿部之間的配合間隙將會增大。在正常情況下,進氣門與導管的間隙為0.09mm左右,排氣門與導管的間隙約為0.12mm。當間隙增大到極限值0.26mm時,氣門導管與氣門應成對換新。若裝配時間隙過小,則易出現(xiàn)氣門卡死現(xiàn)象。
3.氣門座圈
氣門座圈是為往復運動的氣門而設計的,它與氣門一起用來密封燃燒室,氣門座圈一般采用耐熱鑄鐵制造并壓入汽缸蓋中,氣門座圈由于長期受到氣門的連續(xù)沖擊和高溫高壓氣體的腐蝕,因此在使用過程中特別容易發(fā)生故障。在長期的工作中,氣門座圈的錐面容易產(chǎn)生麻點、凹坑,另外還會出現(xiàn)座圈縮短和磨損變寬等現(xiàn)象。
在柴油發(fā)電機運轉過程中,氣門座圈產(chǎn)生的故障主要是由于承受氣門的連續(xù)沖擊、高溫氣體的燒蝕和柴油在燃燒室內(nèi)不完全燃燒產(chǎn)生過多的積炭所致。
4.氣門彈簧
氣門彈簧其作用是保證氣門快速地落在氣門座圈上,與氣門座圈緊密地閉合,并防止氣門在開閉過程中因慣性力的作用而與傳動機構脫開。氣門彈應具有足夠大的彈力,若彈力不足或斷裂,則會直接影響到燃燒室的工作狀況。為此,維修人員在裝配氣門彈簧時,應對其彈力進行檢查。當舊彈簧的自由長度小于同一型號新彈簧的自由長度約4mm時,應更換新彈簧。氣門上含有內(nèi)、外彈簧時,在裝配過程中應使內(nèi)、外彈簧的螺旋方向相反,防止單個彈簧斷裂而響到另一個彈簧。
在柴油發(fā)電機運轉過程中,當氣門彈簧斷裂或彈力不足時,一般在氣門室蓋內(nèi)部會有敲擊聲。
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