液壓氣門間隙調(diào)節(jié)器

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上液壓氣門間隙調(diào)節(jié)器的歷史大概可以追溯到上世紀(jì)的30年代。在現(xiàn)代轎車發(fā)動機(jī)中，發(fā)動機(jī)的換氣過程依靠氣門完成，而氣門通常是由凸輪軸推動的。如果按照凸輪軸所處的位置，大致可以分為底置凸輪軸和頂置凸輪軸2類。不過，無論該發(fā)動機(jī)是哪個(gè)結(jié)構(gòu)類型，有一點(diǎn)是很明確的，那就是保證發(fā)動機(jī)的輸出功率在整個(gè)工作壽命期間內(nèi)保持穩(wěn)定。尤其是系統(tǒng)中機(jī)械式的氣門驅(qū)動、熱膨脹和氣門機(jī)構(gòu)零部件的磨損，都會對氣門間隙產(chǎn)生不利的影響。而液壓氣門間隙調(diào)節(jié)器就是為了滿足以上的要求而設(shè)計(jì)生產(chǎn)的，它是將凸輪軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為往復(fù)運(yùn)動，傳達(dá)到氣門頂端的裝置。能夠消除氣門間隙，進(jìn)而保證了氣門機(jī)構(gòu)噪聲的減少，甚至發(fā)動機(jī)的損壞

2、，精確的確保了發(fā)動機(jī)氣門配氣正時(shí)。一不同配氣機(jī)構(gòu)的分類我們根據(jù)液壓氣門間隙調(diào)節(jié)器納入的不同配氣機(jī)構(gòu)將其分為5類，如圖1所示，即：1. 杯狀液壓挺桿 凸輪軸直接作用于挺桿上，沒有搖臂。這種類型產(chǎn)品有液壓式，也有機(jī)械式?，F(xiàn)在國內(nèi)大部分的轎車發(fā)動機(jī)在采用這種產(chǎn)品。2. 帶液壓支持件的滾子搖臂 凸輪軸作用于搖臂的滾針軸承上，附帶的液壓挺柱固定在氣缸內(nèi)蓋中，進(jìn)行間隙調(diào)節(jié)。3. 回轉(zhuǎn)中心在中央的搖臂 同樣是用于頂置凸輪軸系統(tǒng)。氣門和凸輪分局與回轉(zhuǎn)中心的兩側(cè)，液壓間隙調(diào)節(jié)起插入搖臂中，最終于它推動氣門。4. 回轉(zhuǎn)中心在中央的搖臂 在3類的基礎(chǔ)上發(fā)展演變過來。也是用于頂置凸輪軸系統(tǒng)，不同之處在于液壓間隙調(diào)節(jié)器

3、和凸輪軸處于搖臂的同一側(cè)，而且凸輪不直接接觸搖臂。5. 應(yīng)用于底置凸輪軸系統(tǒng)。特別之處在于在凸輪軸的隨動件和搖臂之間插入了一根推桿。 圖1不同的配氣機(jī)構(gòu)的分類二帶液壓支持件的滾子搖臂的構(gòu)造 圖 2 帶液壓支持件的滾子搖臂在發(fā)動機(jī)內(nèi)的組裝位置圖3為滾子搖臂的構(gòu)造圖。滾子搖臂體一般由金屬薄板沖壓而成，也有一些采用鑄鐵制造。球槽上的夾子作用在于輔助固定液壓間隙調(diào)節(jié)器。滾子里面是一圈滾針，實(shí)際上也就是一個(gè)滾針軸承。凸輪軸接觸滾針軸承作用。滾子搖臂的慣性矩和剛度很大程度上取決于其結(jié)構(gòu)。相對于市場上較為流行的杯狀產(chǎn)品，較短的搖臂產(chǎn)生了更小的慣性矩，所以在設(shè)計(jì)時(shí)可以再氣門一側(cè)降低質(zhì)量。而其與凸輪軸所形成的滾

4、動摩擦配合，相對于杯狀產(chǎn)品的滑動摩擦，可以降低動力損失，也可以起到降低噪音的作用。123451.夾子 2.滾子 3.滾針 4.搖臂體 5.軸圖3 滾子搖臂的構(gòu)造圖4為液壓間隙調(diào)節(jié)器的構(gòu)造圖。如圖所示，該產(chǎn)品的導(dǎo)向部分主要由3外殼構(gòu)成，由一個(gè)2固定夾把外殼和球頭柱塞兩部分扣緊固定。外殼可以在汽缸蓋的導(dǎo)向孔內(nèi)上下滑動。內(nèi)部的液壓部分主要是由3外殼、4柱塞和止回閥組成，而止回閥主要是由7止回閥球、8止回閥彈簧，以及9止回閥座3部分構(gòu)成。1球頭柱塞可以沿著外殼上下滑動，4柱塞可以在3外殼內(nèi)上下滑動。7止回閥球“坐”在4柱塞上，9止回閥座緊扣在4柱塞上，罩住7止回閥球，7止回閥球和9止回閥座通過8止回閥

5、彈簧分開，而這4部分也緊密的構(gòu)成一個(gè)整體，并且通過止回閥座下的10回位彈簧與外殼分開。1球頭柱塞會與滾子搖臂的球槽相連接。1球頭柱塞和4柱塞形成的空腔我們叫做5內(nèi)油腔，4柱塞和3外殼形成的稱之為11高壓室。1球頭柱塞和3外殼之間有泄漏的間隙。發(fā)動機(jī)的機(jī)油可以從3外殼上的油道及6充油孔進(jìn)入到5內(nèi)油腔，4柱塞的球座是一個(gè)小孔，機(jī)油只能通過這個(gè)孔從5內(nèi)油腔流入到11高壓室。1. 球頭柱塞2. 固定夾3. 外殼4. 柱塞5. 內(nèi)油腔6. 充油孔7. 止回閥球8. 止回閥彈簧9. 止回閥座10. 回位彈簧11. 高壓室4.柱塞1.球頭柱塞2.固定夾5.內(nèi)油腔6.充油孔3.外殼7.止回閥球8.止回閥彈簧9

6、.止回閥座10.回位彈簧11.高壓室圖 4 液壓間隙調(diào)節(jié)器的構(gòu)造三、帶液壓支持件的滾子搖臂的工作原理 1 凸輪基圓段的補(bǔ)油和間隙消除在此階段，凸輪基圓段部分與滾子搖臂接觸。發(fā)動機(jī)油在壓力的作用下從氣缸蓋中的油道通過充油孔進(jìn)入內(nèi)油腔。這時(shí)的內(nèi)油腔的壓力會高于高壓室內(nèi)的壓力，因此，機(jī)油會通過柱塞球座流入高壓室。此時(shí)，回位彈簧會把外殼和柱塞分別頂向上下兩方。而球頭柱塞在柱塞的向上力的作用下，向上運(yùn)動與固定夾相接觸。如果之前有間隙存在，則現(xiàn)在間隙會立即消除。最后，當(dāng)高壓室內(nèi)充滿油，內(nèi)油腔和高壓室間的壓力達(dá)到平衡的時(shí)候，止回閥球就在止回閥彈簧的壓力下重新關(guān)閉，高壓室又成為一個(gè)封閉的油腔。這種方式，通過借

7、助于機(jī)油壓力的作用，消除了氣門的間隙，而機(jī)油壓力又不足以克服氣門彈簧的力來使氣門開啟，所以，此時(shí)氣門仍然保持關(guān)閉的狀態(tài)。2 凸輪升程段的傳力和機(jī)油排出 圖5給出了凸輪升程段液壓間隙調(diào)節(jié)器的工作原理示意圖。凸輪升程部分與滾子搖臂接觸，液壓間隙調(diào)節(jié)器此時(shí)受到來自發(fā)動機(jī)的氣門彈簧力和慣性力。力傳導(dǎo)到球頭柱塞，對柱塞產(chǎn)生一個(gè)向下的壓力，高壓室內(nèi)的壓力上升。此時(shí)由于止回閥球已經(jīng)封閉，高壓室內(nèi)的機(jī)油無法通過止回閥逆向流出，整個(gè)液壓間隙調(diào)節(jié)器剛體化，凸輪軸的力也得以傳遞到氣門，使得氣門開啟。隨著高壓室內(nèi)的壓力升高，機(jī)油通過外殼和球頭柱塞的泄露間隙流出，也使得液壓間隙調(diào)節(jié)器的長度縮短了。當(dāng)凸輪又旋轉(zhuǎn)到基圓段與

8、滾子搖臂接觸時(shí)，高壓室又重新吸入機(jī)油。機(jī)油從柱塞球座流入高壓室。在回位彈簧的作用下，外殼和柱塞分別被頂向上下兩方，此時(shí)產(chǎn)生的氣門間隙會被補(bǔ)償。四、帶液壓支持件的滾子搖臂的重要設(shè)計(jì)參數(shù)(一) 滾子搖臂1 氣門墊的粗糙度：氣門墊與氣門直接接觸，對其粗糙度的要求直接影響氣門桿的運(yùn)動，若粗糙度不良，輕微的可能造成氣門運(yùn)動不暢，或者磨損過快。嚴(yán)重的可能造成氣門折斷，損壞發(fā)動機(jī)。2 滾子外圈：滾子外圈由于要與凸輪軸接觸，其粗糙度要達(dá)到要求，并且外圈做成冠狀是很有必要的。如果沒能達(dá)到要求，會加快凸輪軸的磨損，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)異響，甚至造成發(fā)動機(jī)的損壞。3 滾子軸承與搖臂體的間隙：適當(dāng)?shù)拈g隙可以保證滾針軸承旋轉(zhuǎn)順暢

9、，如果間隙過小，可能會造成軸承卡住，加劇凸輪軸的磨損；而間隙過大的話，會造成凸輪軸偏磨。對于軸承，也要注意可靠安裝，如果發(fā)生軸承掉落，也會損壞發(fā)動機(jī)。4 球槽部：由于球槽部要與液壓間隙調(diào)節(jié)器接觸，所以對球槽內(nèi)的球形半徑以及粗糙度都有要求。如果不能達(dá)標(biāo)，有可能會造成球頭柱塞磨損過快，影響功效。(二) 液壓間隙調(diào)節(jié)器1 柱塞外徑：由于柱塞要在外殼內(nèi)上下運(yùn)動，如果外徑尺寸和粗糙度不符要求，則柱塞在外殼內(nèi)不能運(yùn)動或卡住，整個(gè)液壓間隙調(diào)節(jié)器失效。2 外殼內(nèi)徑：對于外殼內(nèi)徑，由于其要與柱塞配合，我們要關(guān)注外殼內(nèi)徑、外殼內(nèi)徑的圓柱度。有些外殼在開口部位的尺寸良好，但是由于其圓柱度不良，造成越靠近底部，內(nèi)徑越

10、小，使得柱塞在其內(nèi)不能完成運(yùn)動，卡住。3 回位彈簧：回位彈簧的彈力如果太小，則不能使柱塞和油缸迅速分開。4 止回閥球的行程：止回閥彈簧的設(shè)計(jì)以及止回閥座和柱塞形成的封閉空間的尺寸，都可以影響到止回閥球的行程。如果設(shè)計(jì)不能達(dá)標(biāo)，則液壓間隙調(diào)節(jié)器的可壓縮性增加，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)的異響。5 漏油下降時(shí)間：漏油下降時(shí)間是液壓間隙調(diào)節(jié)器的核心參數(shù)。測量過程首先是把柱塞和止回閥以及外殼組裝完成，形成內(nèi)油腔和高壓室。之后用機(jī)油注滿高壓室。給柱塞施加一個(gè)固定的載荷，柱塞被逐漸壓下，靠近外殼底部。產(chǎn)生固定的行程后，所經(jīng)歷的時(shí)間即為漏油下降時(shí)間。該時(shí)間是一個(gè)用來表達(dá)通過柱塞和外殼間的泄露間隙排油速率大小的量。五、帶液壓

11、支持件的滾子搖臂的失效分析 當(dāng)帶液壓支持件的滾子搖臂失效時(shí)，會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)進(jìn)氣不足，排氣不徹底。發(fā)動機(jī)表現(xiàn)為工作無力，功率嚴(yán)重下降，加速性能變差，工作不穩(wěn)定，甚至有可能自動熄火。有時(shí)會發(fā)生異響，表現(xiàn)為出現(xiàn)有節(jié)奏的“嗒、嗒”聲，這種異響聲在發(fā)動機(jī)怠速時(shí)比較明顯。引起失效的原因是多方面的，最主要的有以下2個(gè)方面：1 機(jī)油方面的原因機(jī)油被譽(yù)為的血液，能對發(fā)動機(jī)起到潤滑、清潔、冷卻、密封、減磨等作用。發(fā)動機(jī)是汽車的心臟，發(fā)動機(jī)內(nèi)有許多相互摩擦運(yùn)動的金屬表面，這些部件運(yùn)動速度快、環(huán)境差，工作溫度可達(dá)400°C至600°C。在這樣惡劣的工況下面，只有合格的潤滑油才可降低發(fā)動機(jī)零件的磨損，

12、延長使用壽命。機(jī)油牌號不合適：不同牌號的機(jī)油其粘度不同， 當(dāng)機(jī)油粘度過大時(shí)，機(jī)油在潤滑油道中流動的阻力增加，同時(shí)壓力損失也增大，從而造成進(jìn)入液壓間隙調(diào)節(jié)器的機(jī)油量減少，液壓間隙調(diào)節(jié)器因補(bǔ)油不足而出現(xiàn)氣門間隙，使其工作失效；當(dāng)機(jī)油粘度過小時(shí)，則會造成機(jī)油泄露過多和壓力下降，同樣也會使液壓間隙調(diào)節(jié)器因“補(bǔ)不償泄”而出現(xiàn)氣門問隙，使其工作失效。同樣，由于機(jī)油的粘度也會受到溫度變化的影響，一些發(fā)動機(jī)在剛剛啟動時(shí)，有異響的現(xiàn)象產(chǎn)生，但是經(jīng)過一小段熱車的時(shí)間，該異響消除，所以在選擇機(jī)油牌號的時(shí)候一定要選擇合適的產(chǎn)品。機(jī)油被污染：機(jī)油被污染是指機(jī)油中有水分、空氣、微小固體物、膠狀物等雜質(zhì)。機(jī)油被污染后，會對

13、液壓間隙調(diào)節(jié)器工作性能造成不良的影響。如果機(jī)油內(nèi)含有一些微笑固體顆?；蛘吣z狀物，則很有可能會造成油孔的阻塞，使得機(jī)油的進(jìn)出不暢，從而造成液壓間隙調(diào)節(jié)器因?yàn)槌溆筒蛔愣a(chǎn)生異響問題。同時(shí)，由于一些小的細(xì)微顆粒隨著機(jī)油的流動，也會造成機(jī)油流動縫隙的阻塞，而造成液壓間隙調(diào)節(jié)器的工作性能下降，甚至失效。而一些卡在縫隙間的顆粒，還會造成造成配合面間的擦傷，也會使得泄露加大。水分和空氣的進(jìn)入會降低機(jī)油的潤滑性能，并且會加快零部件的氧化變質(zhì)，產(chǎn)生氣蝕，加快了液壓間隙調(diào)節(jié)器的腐蝕，造成其生銹，進(jìn)而影響性能。所以在加工過程中一定要注意各工程的清洗，避免有加工產(chǎn)生的碎屑或者其他環(huán)境污染物的進(jìn)入。同時(shí)也要注意避免產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的磁化。機(jī)油量不足：當(dāng)液壓間隙調(diào)節(jié)器內(nèi)的機(jī)油量過少，機(jī)油液面降低，機(jī)油泵會將空氣和機(jī)油(呈泡沫狀)一起壓入油道，從而進(jìn)入到液壓間隙調(diào)節(jié)器內(nèi)。由于泡沫狀的機(jī)油是彈性體，而非剛體，所以會使液壓間隙調(diào)節(jié)器工作失效，產(chǎn)生異響現(xiàn)象。2 液壓間隙調(diào)節(jié)器自身的故障液壓間隙調(diào)節(jié)器自身的元件問題，也容易造成失效。比如回位彈簧的彈力不足或者長度不夠等等，但是比較常見的是以下2種問題：柱塞球座加工過大：柱塞球座與止回閥球接觸，配合完成高壓室。但是在加工過程中，如果對于球座的形狀加工過大，就會造成高