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        技術文章

        球場養護機械動力系統之三

        -----  發動機的配氣機構

        上海巴洛耐斯草坪機械有限公司 總經理

        博士

        發動機是由(曲柄連桿和配氣)機構和(冷卻、潤滑、點火、供油和起動)系統組成的。在高爾夫球場所使用草坪機械中,許多機械也是以發動機為動力的,它們也不例外,無論是汽油發動機還是柴油發動機;無論是四沖程發動機,還是二沖程發動機;無論是單缸發動機,還是多缸發動機,要完成能量轉換,實現工作循環,保證長時間連續正常工作都必須具備這二大機構和五大系統。了解和掌握它們一些基本原理和維護保養方法,有助于延長草坪機械的使用壽命。

        一、配氣機構的組成功用

        配氣機構作為發動機的重要組成部分,對于不同的發動機其結構各異,但主要由氣門組、氣門傳動組和氣門驅動組構成,四沖程發動機的配氣機構要復雜一些,主要由正時鏈(齒輪)、凸輪軸、搖臂、氣門、氣門座、氣門導管(桿)等組成,通過正時鏈(齒輪)將曲軸的轉動傳遞給凸輪軸,凸輪軸在轉動過程中,進、排氣凸輪推動搖臂擺動,并在氣門彈簧的作用下,使進、排氣門定時開閉。其功用是根據發動機的工作順序和工作過程來實現開啟和關閉進氣門和排氣門。以汽油發動機為例,它可以使可燃混合氣進入氣缸,并使廢氣從氣缸內排出來實現換氣過程。二沖程發動機簡單一些,它是靠進入曲柄箱的混合氣在一定的壓力下,通過活塞的運動來控制進氣口和排氣口的開閉,完成進氣和排氣過程。以下用四沖程發動機為例。

        、配氣機構的構造與分類

        配氣機構的工作過程是定時開啟和關閉進氣門和排氣門。以汽油發動機為例,它可以使可燃混合氣進入氣缸,(可燃混合氣組成的區別:四沖程汽油發動機是汽油、空氣組成的可燃混合氣。二沖程發動機是由汽油、機油和空氣組成的可燃混合氣。)并使廢氣從氣缸內排出,實現換氣過程。

        目前四沖程汽油發動機所采用的配氣機構主要有以下兩種,即:側置氣門式和頂置氣門式的配氣機構。

        2.1. 側置氣門式:氣門系統質量大,高速回轉性能差。

        2.2. 頂置氣門式:能以較高轉速工作,但構造稍微復雜。

        三、配氣機構的檢查與調整

        由于配氣機構是為發動機提供合理比例可燃混合氣的,因此氣缸內的密封性就顯得非常重要,表現在曲柄連桿機構中的活塞和活塞環、配氣機構中的氣門、氣門座和氣缸共同組成密封空間——即燃燒室的密封性。

        3.1.氣門與氣門座的密封面檢查:(有四種方法)

        3.1.1. 直觀檢查法

        可用氣門略微沖擊氣門座,取出氣門后進行壓印觀察,由壓印的寬度和接觸狀態判定。當接觸很寬和接觸不良時,應重新修磨氣門及氣門口或更換氣門口,直到檢查密封良好為止。

        3.1.2. 鉛筆劃線法

        用鉛筆在氣門工作面上均勻(每隔3-4毫米)劃上若干線與相配的氣門座工作面接觸,轉動1/3-1/4轉,取出氣門,周圍密封處連續切斷且均勻,約1.2-1.5毫米寬,說明密封性良好,否則應重新研磨。

        3.1.3. 涂軸承藍(或紅丹油)法

        一般修理單位采用此法,將氣門錐面涂一層薄的軸承藍或紅丹油,放入氣門座,用手頂住閥盤,并轉動氣門數圈,取出后觀察,如其光亮環帶不間斷,表示密封良好。否則應重新研磨。

        3.1.4. 氣門密封性檢查

        有氣試法與油試法:

        氣試法:用氣密試驗器,一般在較大型的修理廠使用。如氣壓表壓力不下降,說明氣密性好。

        油試法:在一般小型修理廠和用車單位使用,將氣門放入氣門口,倒入清潔的煤油至氣閥盤剛好滿過。待10-15分鐘觀察煤油面是否下降,氣門桿導管處是否有煤油滲出。如有則證明氣閥氣密性不好,應重新研磨密封面;如沒有說明氣門與閥口氣密性良好。

        3.2.氣門間隙調整:

        氣門間隙有“冷機間隙”與“熱機間隙”兩種。

        調整氣門間隙時要注意兩點:

        (1) 被調氣門必須處于完全關閉狀態,即該缸處于壓縮行程終了的位置。

        (2) 一般在冷機狀態下調整。

        四、配氣機構的診斷、維修保養特點

        對于二沖程與四沖程汽油發動機的配氣機構的診斷、維修和保養,應著重了解兩者在配氣機構、潤滑方式和混合氣組成上的區別。

        4.1.兩種發動機在配氣、潤滑和混合氣組成上的區別

        4.1.1. 配氣機構的區別

        四沖程汽油發動機通過正時鏈(齒輪) 將曲軸的轉動傳遞給凸輪軸,凸輪軸在轉動過程中,進、排氣凸輪推動搖臂擺動,并在氣門彈簧的作用下,使進、排氣門定時開閉。二沖程發動機靠進入曲柄箱的混合氣在一定的壓力下,通過活塞的運動來控制進氣口和排氣口的開閉,完成進氣和排氣過程。

        4.1.2. 潤滑方式的區別

        四沖程汽油發動機的一般采用曲軸飛濺潤滑方式或泵壓潤滑方式。

        二沖程發動機一般采用混合潤滑方式或分離潤滑方式。就分離潤滑方式而言,曲柄箱的曲軸連桿總成、汽缸和活塞總成等都是靠機油、汽油和空氣形成的霧狀混合氣進行潤滑的。潤滑油在發動機中起到潤滑、冷卻、密封和清洗的作用,關系到零件的磨損和使用壽命。

        4.1.3. 可燃混合氣組成的區別

        四沖程汽油發動機是汽油、空氣組成的可燃混合氣。二沖程發動機是由汽油、機油和空氣組成的可燃混合氣。

        4.2. 兩種發動機故障的診斷

        4.2.1. 對于二沖程與四沖程汽油發動機來說,除去點火系統、化油器系統、傳動系統、活塞、活塞環和氣缸的磨損等兩者共有的故障外,其功率不足、啟動困難和耗油量增加的故障,主要是由它們的配氣機構和混合氣組成不同所決定的。

        1)四沖程汽油發動機故障的診斷

        配氣正時調整不當;

        ② 氣門間隙調整不當,過大或過??;

        ③ 凸輪磨損,進氣不足;

        ④ 氣門燒蝕,氣門桿彎曲,氣門彈簧彈力減弱,使氣門漏氣;

        ⑤ 凸輪軸兩軸頸與軸孔磨損超限,由于軸、孔配合間隙增大,凸輪軸在轉動中產生徑向位移,致使氣門開度減小。

        2)二沖程發動機故障的診斷

        ① 曲軸油封漏氣;

        ② 進氣口封閉不嚴;

        ③ 二沖程發動機混合氣含有機油,燃燒室、掃氣口、排氣口、排氣管很容易積炭,使氣流受阻,發動機溫度升高,這一點就二沖程發動機應特別引起注意。

        混合氣中機油比例過大。

        4.2.2. 兩種發動機噪聲的診斷

        1)四沖程汽油發動機噪聲的診斷

        四沖程汽油發動機曲軸總成、汽缸和活塞總成是在良好的潤滑條件下工作,出現噪聲的情況很少。而配氣機構工作條件惡劣,所以,噪聲主要來自于配氣機構。

        ① 主動和從動正時齒輪嚴重磨損等情況;

        ② 凸輪軸兩軸頸與軸孔磨損超限;

        ③ 氣門間隙過大;

        ④ 氣門桿彎曲、氣門彈簧損壞;

        ⑤ 搖臂軸與搖臂孔磨損超限。

        2)二沖程發動機噪聲的診斷

        二沖程發動機的曲軸連桿總成、汽缸和活塞總成的潤滑條件差,根據磨損量的不同將出現不同程度的噪聲。

        ① 曲軸軸承的磨損;

        ② 連桿大、小頭滾針軸承、軸和孔的磨損;

        ③ 活塞、活塞環和汽缸的磨損;

        ④ 燃燒室嚴重積炭,致使壓縮比增加而出現的暴燃聲是二沖程發動機容易出現的故障,應特別引起注意。

        4.3. 兩種發動機的維修特點

        由上述內容中可以看到,除了氣缸和活塞總成的維修是兩者共同點外,四沖程汽油發動機的維修主要來自于配氣機構,而二沖程發動機的維修主要來自于曲軸連桿總成。

        4.3.1. 四沖程汽油發動機的維修

        四沖程發動機的配氣機構的磨損和損壞的組件和零件,主要為凸輪軸、氣門、氣門彈簧、搖臂、搖臂軸、正時鏈(齒輪)、主動及從動時規齒輪和張緊裝置等,一般采用更換新件的方法。對于氣門漏氣需更換新氣門,還需進行氣門的研磨。

        4.3.2. 二沖程發動機的維修

        二沖程發動機的曲軸連桿總成是維修的重點和難點。一般采用更換曲軸連桿總成的方法,也可采用更換連桿總成的方法。機油配比正常與否,也是關系到相關零件和組件的使用壽命,所以這也是二沖程發動機的維修項目之一。

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