气门摇臂的作用(汽车挺柱、推杆、摇臂的作用)
1.挺柱的作用是将凸轮的推力传给推杆或气门杆,推动推杆或气门克服气门弹簧的作用力而运动,同时承受凸轮轴旋转时所施加的侧向力。其安装位置为气缸体或气缸盖相应处镗出的导向孔,常用镍铬合金铸铁或冷激合金铸铁制造。
挺柱可以分为普通挺柱和液压式挺柱及滚轮摇臂式挺柱三种类型。
1)普通挺柱 普通挺柱有菌形挺柱、筒形挺柱和滚轮式挺柱三种形式。菌形和筒形挺柱因采用中空形式,均可减轻自身重量;滚轮式挺柱因接触形式为线接触,滚轮可以自由滚动,可以减轻磨损。普通挺柱均为刚性结构,无法自动消除气门间隙,因此采用普通挺柱的发动机必须调整气门间隙。
2)液压挺柱的特点,液压挺柱较普通挺柱最大的优势在于其能够消除发动机气门间隙,不需要对气门间隙进行调整;同时,液压挺柱也可降低发动机配气机构的传动噪声。
3)液压挺柱的结构,挺柱体由上盖和圆筒焊接成一体,可以在缸盖的挺柱体孔中上下运动。套筒的内孔和外圆都经过精加工研磨,外圆与挺柱内导向孔相配合,内孔则与柱塞配合,两者都可以相对运动。液压缸体底部装有一个补偿弹簧,把球阀压靠在柱塞的阀座上,它还可以使挺柱顶面和凸轮表面保持紧密接触,以消除气门间隙。当球阀关闭柱塞中间孔时,可将挺柱分成两个油腔,上部的低压油腔和下部的高压油腔;球阀开启后,则形成一个通腔。
4)液压挺柱的工作原理 当挺柱体上的环形油槽与缸盖上的斜油孔对齐时,发动机润滑系统中的机油经斜油孔和环形油槽流入低压油腔。位于挺柱体背面的键形槽可将机油引入柱塞上方的低压油腔。当凸轮转动、挺柱体和柱塞向下移动时,高压油腔中的机油被压缩,油压升高,加上补偿弹簧的作用,使球阀紧压在柱塞的下端阀座上,这时高压油腔与低压油腔被分隔开。由于液体具有不可压缩性,整个挺柱如同一个缸体一样下移,推开气门杆。此时,挺柱环形油槽已与斜油孔错开,停止进油。当挺柱达到下止点后开始上行时,在气门弹簧上顶和凸轮下压的作用下,高压油腔封闭,球阀也不会打开,液压挺柱仍可认为是一个刚性挺柱,直至上升到凸轮处于基圆,使气门关闭时为止。此时,缸盖主油道中的压力油经斜油孔进入挺柱的低压油腔,同时,高压油腔内油压下降,补偿弹簧推动柱塞上行。从低压油腔来的压力油推开球阀进入高压油腔,使两腔连通充满机油。这时挺柱顶面仍和凸轮紧贴。在气门受热膨胀时,柱塞和液压缸做轴向相对运动,高压油腔中的油液可经过液压缸与柱塞间的缝隙挤入低压油腔。因此,使用液压挺柱时,可以不预留气门间隙。
2.推杆的作用是在顶置式气门、下置式凸轮轴的配气机构中,把凸轮轴经挺柱传来的推力传递给摇臂。推杆是配气机构中最易弯曲的细长零件。其一般结构包括上凹球头、下凸球头和空心杆三个部位。推杆通常采用冷拔无缝钢管制成,也有些采用硬铝制造。钢质实心推杆一般是同球形支座制成一个整体,再进行热处理;硬铝材料实心推杆两端配以钢质支承,其上下端头与杆身做成一体;前者的球头与杆身是整体锻造出来的,后者的两端与杆身焊接和压配的方法联成一体。虽然结构形式有一定差异,但是对推杆的要求是一样的,即重量轻、刚度大。一般情况下,为保证挺杆与摇臂、挺柱的正确配合,推杆上端焊有钢质凹球形接头与摇臂调节螺钉的球头相配合;下端焊有球形接头,支撑在挺柱的凹球承座内。
3.摇臂的作用主要是改变力的传递方向。摇臂相当于一个杠杆结构,它将推杆的作用力改变方向传给气门杆尾端从而推动气门打开;利用两边臂长的比值(称摇臂比)来改变气门的升程,气门摇臂一般制造成不等长的形式,靠气门一边比靠推杆一边臂长30%~50%,这样可以获得较大的气门升程。
摇臂可以分为普通摇臂和无噪声摇臂。
1)普通摇臂 其长臂端部以圆弧形的工作面与气门尾端接触以推动气门。短臂的端部有螺孔,用来安装调整螺钉及锁紧螺母,以调整气门间隙。螺钉的球头与推杆顶端的凹球座相连接。该连接部分接触应力高,且有相对滑移,磨损严重,因此在该部分常堆焊有硬质合金。因为靠气门一端的臂长,所以在一定的气门升程下,能减小推杆、挺柱等运动件的运动距离和加速度,从而减小了惯性力。摇臂内一般有油道,与摇臂轴中心相通。压力机油充满摇臂轴中心,并从摇臂油孔流出,润滑挺杆及气门杆端等零件。
2)无噪声摇臂 国外某些发动机采用无噪声摇臂,主要目的是消除气门间隙,减小由此产生的冲击噪声。起主要作用的结构为凸环。凸环以摇臂的一端为支点,并靠在气门杆部的端面上。当气门处在关闭位置时,在弹簧的作用下,柱塞推动凸环向外摆动,从而消除气门间隙;气门开启时,推杆便向上运动推动摇臂,摇臂已经通过凸环和气门杆部的端面处在接触状态,因此消除了气门间隙。
3)摇臂组件主要包括摇臂轴,摇臂轴支座,摇臂衬套,摇臂,限位弹簧,紧固螺栓,锁紧螺母和调整螺钉等。