6第三章 换气机构和增压系统(3)

4）实际气阀锥面磨损率除与气阀本身的材质和表面处理工艺有关外，还与其配对的阀座材质有关。同一种气阀与不同材料的阀座配对工作，其磨损率可相差几倍。因此在修理时更换阀座不能轻率改变阀座材料。

阀座安装时过盈必须适度。过盈量过小，座圈可能松动和脱落。但过盈量过大，则将出现塑性变形，座圈也容易脱落。为此，更换座圈时应严格采用推荐的过盈量。安装时应采用冷冻气阀座法装入。严禁采用敲击法安装阀座。

5）带阀壳的气阀检修后装复时，阀壳的紧固螺栓不宜拧得过紧，否则阀壳容易因受热膨胀应力过大而产生裂纹。虽然正确的拧紧可能在初期会有少量漏气，但运行一段时间漏气会渐渐消失。

二、气阀驱动机构

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。

1．机械式气阀驱动机构

图3-1-4所示为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、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。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。此间隙称为气阀间隙。留有

该间隙是为了保证柴油机在达到最高工作温度时，气阀及气

阀驱动机构受热膨胀后气阀仍能完全关闭。过小的气阀间隙

将使气阀在达到最高工作温度时，因关闭不严而造成漏气。

这会导致气阀烧损。该气缸还可能因漏气而使新鲜空气减少，

压缩压力下降，燃烧恶化，排气温度升高和功率下降。但过

大的间隙也是有害的。因为这不但将改变气阀正时。且使气

阀落座时撞击速度增大，气阀容易损坏。为了调节此间隙，

在摇臂的一端均装有调节螺钉。排气阀的气阀间隙大于进气

阀的气阀间隙，高增压柴油机的气阀间隙大于低增压柴油机

的气阀间隙。

2．液压式气阀驱动机构

图3-1-5所示为MAN-B&W公司MC型低速机的液压驱

动排气阀。a）图为液压驱动排气阀的驱动油泵。供出的油由

出油孔E经油管送至b）图F孔推动排气阀。b）图中，阀杆 1顶端有推动活塞5，F孔进油时它在液压油缸中向下运动迫

图3-1-4 机械式气阀驱动机构 使排气阀打开。阀杆中部装有一个空气弹簧活塞4，此活塞

位于空气弹簧气缸3中。由起动空气瓶来的遥控空气减压后，

经止回阀T向空气弹簧气缸补充压缩空气。阀杆下部装有由排气吹动的叶片式旋阀器，在排气阀开启期间使气阀旋转。测试杆9放下时，从测试杆升降的变化频率，可判断排气阀的旋

图3-1-5 液压式气阀驱动机构

转是否正常。2为空气密封装置，来自控制空气气源的密封空气带有油雾经孔M进入。密封空气阻止了来自排气道的废气和微粒的侵入，防止阀杆卡阻，防止阀杆、导管磨损腐蚀。D为检漏孔。如有空气漏出，则说明其上面（空气弹簧的）或下面（空气密封装置）的密封圈已磨损。液压油缸顶上装有节流阀6，以排除液压系统的空气。气阀落座前瞬间，液力缓冲器的圆筒7先进入液压油缸顶上的进油孔，由于活塞顶上环形空间里油的阻尼作用，减小了气阀落座时的撞击。气阀整体用Nimonic合金制造，配以钻孔冷却座合面淬硬的合金钢阀座。排气阀采用这种液压驱动机构的优点有：维护管理和检修拆装方便，不用调整气阀间隙；阀落座速度得以控制，减少阀与阀座的撞击；气阀的开启由推动活塞推动，阀杆作无侧向推力的轴向运动，改善了阀的受力情况，气阀导管的磨损也减少；采用空气弹簧使气阀结构更为简单可靠。这种液压驱动排气阀其它公司的新型低速机上均加以移植采用。

a）图中，顶头1上的弹簧使滚轮与凸轮保持接触。其供油时刻和供油规律由凸轮控制。供出的油由出油孔E经油管送至F孔推动排气阀。由凸轮轴滑油系统来的油通过驱动油泵液压缸上部的止回阀4供给。当驱动油泵活塞2在气阀落座后继续下行时，由于液压系统漏油或因温度变化使系统中油量不足，油缸内压力小于油缸外压力，止回阀4打开，使油缸充满油。活塞2刚开始上行时，少量油从油缸壁上的小孔B经可调针阀5泄入凸轮轴箱。漏泄的油量由可调针阀5调节，以补偿因制造、磨损所产生的微小偏差。磨损大漏泄多的，可调针阀应关小一些。当液压系统中油压过高时油由安全阀3泄掉。图b）所示的新型排气阀推动活塞处增设了液力缓冲器，即使液压系统中发生漏油，也能减轻阀与阀座的撞击，因此其驱动油泵取消了可调针阀。

3．变排气阀关正时及升程（

VEC）系统

我们知道，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。近来，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，以

优化部分负荷性能，减少排 气污染。其VEC机构设在图3-1-6 VEC系统

驱动油泵处。图3-1-6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，因此可：1）减少过后排气，使缸内总空气量增多，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。

三、凸轮轴及其传动机构

1．凸轮轴

柴油机进排气阀的启闭、喷油泵和起动空气分配器的驱动，当前一般都是通过其凸轮进行的。为了使结构尽可能简单，通常都把这些凸轮安置在同一根凸轮轴上。小型柴油机凸轮与凸轮轴制成整体。较大缸径的柴油机凸轮与凸轮轴则分开制造，然后再把凸轮紧固在凸轮轴上。这种凸轮轴，当凸轮损坏时可单独更换凸轮。大型柴油机为了制造方便，凸轮轴常常是每1～2缸一段，然后用刚性联轴节连接成整根凸轮轴。

凸轮在凸轮轴上的安装方式分为不可调节式和可调节式两类。不可调节式凸轮和凸轮轴之间采用平键固定。这种安装方式简单可靠，但凸轮相对于凸轮轴不能调整。柴油机在实际使用中往往需要调节正时。因此，大中型柴油机凸轮在凸轮轴上的安装，往往采用可调节式。凸轮在凸轮轴上可调节的安装方式多种多样，当前得到广泛应用的是液压套合式。

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