康明斯柴油机凸轮轴检测和安装途径

摘要：凸轮轴是柴油发电机配气机构的一部分，专门负责驱动气门按时开启和关闭，用途是保证柴油发电机在作业中定期为气缸吸入新鲜的可燃混合气，并及时将燃烧后的废气排出汽缸。为保证进排烟和传动效率、简化传动机构、减轻高速度的振动和噪声，多采用顶置式气门和顶置式凸轮轴，这样，柴油发电机的构造也比较紧凑。但任何事物都有两面性，顶置式凸轮轴的短处是由于部件的布局布置比较复杂，维修起来也比较麻烦。但衡量利弊，它还是比较实用于康明斯柴油发电机组。因为凸轮轴的运转机理和构造危害着柴油发电机的性能和效率，因此，本文将剖析凸轮轴的原理和功用，并介绍凸轮轴维修与装配对策。

凸轮轴是通过凸轮轮廓来控制气门和进气量的。在凸轮轴的轴向上，凸轮上升并滚过机油膜，通过气门推杆传递力量，从而推动气门向下打开。当凸轮离开气门推杆时，弹簧恢复气门原来的正常位置。这个过程根据柴油发电机的规划，可能涉及到一个或多个凸轮轴。凸轮的形状和角度通常是根据发动机的排量和使用因素来选取的。它们通过改变气门和进气量的开启和关闭时间、以及进出气门的速度和幅度来影响柴油发电机的性能。凸轮轴在4缸机中布置如图1所示。

凸轮轴是一根带有凸轮的铸件或钢筒。凸轮轴上的凸轮数量和形状，根据柴油发电机的设计和要求不一样而不一样。凸轮轴的运转速度和负荷要求非常高，因此，它需要在制造中使用非常精密的辅助工具和数控技术，以确保凸轮的几何形状和尺寸是正确的。现代柴油发电机组中的凸轮轴一般是由铸造或锻造成型，然后通过磨削和精加工进行加工，使凸轮轴的表面非常光滑。这有助于减少滑动和磨耗。

柴油发电机按照顶置凸轮轴的数目，分为顶置单凸轮轴和顶置双凸轮轴。当每缸采用两个以上气门时，气门排列形式一般有两种：一是进气门和排气门混合排列在一根凸轮轴上，即顶置单凸轮轴（SOHC），另一种是进气门与排烟门分列在两根凸轮轴上。前者的所有气门由一根凸轮轴通过顶杆驱动，但因气门在进气道中所处位置不同，于是不能保持动作的精确性，效果要稍差一些，而后者则无此缺陷，可以获得更好的性能，但需多配备一根凸轮轴，这就是顶置式双凸轮轴（DOHC），近年来推出的新型柴油发电机多采用这种形式。

凸轮轴是属于柴油发电机的配气机构，配气系统是保证柴油发电机在工作中定期将新鲜的可燃混合气充入汽缸，并及时将燃烧后的废气排出汽缸的系统。它由进气门，排烟门，气门挺杆，挺柱，摇臂，凸轮轴等构成，其中凸轮轴因其横截面形状近似桃子，又称桃子轴或偏心轴，是配气系统中的驱动件，专门驱动气门按时开启和关闭。各种柴油发电机的凸轮轴的组成大同小异，详细差异在于安装的位置，凸轮的数目和形状尺寸不尽相同，特别是凸轮轴的安装位置，被列为差异柴油系统造和性能的重要标志。目前柴油发电机的凸轮安装位置分为下置，中置，顶置三种形式。

凸轮轴的组成是直接影响发动机性能的关键零件之一。近年来康明斯公司通过对凸轮轴的改善，使柴油发电机性能有了一个飞跃的提升，形成了目前6BT系列柴油发电机凸轮轴的两种形式，即大凸轮轴和小凸轮轴两种。大凸轮轴的轴颈63.5mm，小凸轮轴的轴颈为5.8mm，圆度和圆柱度计算公式如图2所示。大凸轮轴又因柴油发电机某些构造的改变而分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ等型，目前国产的为Ⅰ型。因为大凸轮轴喷油持续期较短，喷油压力较高，燃烧较为完全，能改善燃烧经济性，减小排烟温度并可解决凸轮轴弯曲变形，因此近年来销售的6BT系列柴油发电机已全部采用大凸轮轴。我国销售的东风康明斯6BT系列柴油发电机凸轮轴位于汽缸体顶部。这样使得推杆较6BT系列柴油发电机的短、毛重轻，提升了配气机构的刚度，减小了惯性。

6BT系列柴油发电机凸轮轴为7个轴颈的全支撑构成。凸轮轴上共有18个凸轮，其中有6个由几段圆弧结构的喷油咀的驱动凸轮，12个控制进、排气门开闭的桃形凸轮，凸轮轴的前端装有正时齿轮，直接和主轴上的正时齿轮合，间隙为0.10～0.40mm。凸轮轴的止推装置有两种，一种是止推板，轴向驾校为0.03～0.13mm；另一种是凸轮轴轴承支撑，间隙为0.20～0.33mm。

凸轮轴共有七道轮轴劲，每道凸轮轴劲中部有环形槽与汽缸壁上的机油想通，机油由油道进入以润滑凸轮轴劲。凸轮轴衬套内径尺寸相同，而壁厚有两种；一种是薄壁衬。