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飞轮

内燃机飞轮的主要功用是存储做功冲程产生的能量，克服辅助冲程（进气、压缩和排气冲程）的阻力，以保持曲轴旋转的均匀性，使内燃机运转平稳。其次，飞轮还具有克服内燃机短期超载的能力。有时它还可兼作动力输出的带轮等。

内燃发动机的飞轮多用灰铸铁制造，当轮边的圆周速度超过50m/s时，则选用强度较高的球墨铸铁或铸钢。飞轮的结构形状是一个大圆盘。轮边尺寸宽而厚，这在重量一定的条件下，可获得较大的转动惯量。多缸内燃机的扭矩输出较均匀，对飞轮的转动惯量要求较小，因此飞轮的尺寸小些。相反，单缸机飞轮相应做得大些。通常在飞轮的外圆上装有启动齿圈，并在外圆上刻有记号或钻有小孔，用以指示某一缸（通常为一缸）在上止点的位置，供检查气门间隙、供油提前角（点火提前角）和配气定时使用。由于飞轮上刻有记号，飞轮与曲轴的位置，在安装时不能随意错动。有的发动机只规定了冷间隙，此时的冷间隙数值能保证发动机在热机状态下仍有一定的气门间隙。

配气机构的结构形式及工作过程

气门式配气机构由气门组（气门、气门导管、气门座及气门弹簧等）和气门传动组（推杆、摇臂、凸轮轴和正时齿轮等）组成；进排气系统由空气滤清器、进气管、排气管和消声器等组成。

内燃机配气机构的结构形式较多，按照气门相对于汽缸的位置不同可分为两种形式：气门布置在汽缸侧面的称为侧置式气门配气机构；气门布置在汽缸顶部的称为顶置式气门配气机构。采用侧置式气门配气机构布置的燃烧室横向面积大，结构不紧凑，而高度又受气流和气门运动的限制不能太小，所以当压缩比大于7.5时，燃烧室就很难布置。对于柴油机，由于压缩比不能太低，所以广泛采用顶置式气门配气机构。按凸轮轴的布置位置可分为上置凸轮轴式、中置凸轮轴式和下置凸轮轴式；按曲轴与凸轮轴之间的传动方式可分为齿轮传动式和链条传动式；因此，在这种柴油机（特别是直接喷射式柴油机）的喷油泵上，往往装有离心式供油提前角自动调节器。按每缸的气门数目可分为二气门、三气门、四气门和五气门机构。

顶置式气门配气机构由凸轮轴、挺柱、推杆、气门摇臂和气门等零件组成。进、排气门都布置在汽缸盖上，气门头部朝下，尾部朝上。如凸轮轴为了传动方便而靠近曲轴，则凸轮与气门之间的距离就较长。中间必须通过挺柱、推杆、摇臂等一系列零件才能驱动气门，使机构较为复杂，整个系统的刚性较差。内燃机对配气机构及进排气系统的要求是：进入汽缸的新鲜气或可燃混合气要尽可能多，排气要尽可能充分。

顶置式气门配气机构工作过程如下：凸轮轴由曲轴通过齿轮驱动。当内燃机工作时，凸轮轴即随曲轴转动，对于四冲程内燃机而言，凸轮轴的转速为曲轴转速的1/2，即曲轴转两转完成一个工作循环，而凸轮轴转一转，使进、排气门各开启一次。当凸轮轴转到凸起部分与挺柱相接触时，挺柱开始升起。通过推杆和调整螺钉使摇臂绕摇臂轴转动，摇臂的另一端即压下气门，使气门开启。在压下气门的同时，内、外两个气门弹簧也受到压缩。当凸轮轴凸起部分的高点转过挺柱平面以后，挺柱及推杆随凸轮的转动而下落，被压紧的气们弹簧通过气门弹簧座和气门锁片，将气门向上抬起，后压紧在气门座上，使气门关闭。气门弹簧在安装时就有一定的预紧力，以保证气门与气门座贴合紧密而不致漏气。另外还有测量法和铅丝、铜皮法，这两种方法已在前面讲过，在这里就不再重述。

气门组

气门组包括气门、气门座、气门导管、气门弹簧、弹簧座及锁紧装置等零件。

在压缩和燃烧过程中，气门必须保证严密的密封，不能出现漏气现象。否则内燃机的功率会下降，严重时内燃机由于压缩终了温度和压力太低，一直不能着火（点火）启动。气门在漏气情况下工作，高温燃气长时间冲刷进气门，使气门过热、烧损。

气门是在高温、高机械负荷及冷却润滑困难的条件下工作的。气门头部还承受气体压力的作用。排气门还要受到高温废气的冲刷，经受废气中硫化物的腐蚀。因此，要求气门具有足够的强度、耐高温、耐腐蚀和耐磨损的能力。

气门分为进气门和排气门两种。顶置式气门配气机构有每缸二气门（一个进气门、一个三气门（两个进气门、一个排气门）、四气门（两个进气门、两个排气门）和五气门（三个进气门、两个排气门）之分。二气门多用于中小功率的内燃机；曲轴上的正时齿轮经过一个或两个中间齿轮，再传到凸轮轴上的正时齿轮。后三者用于强化程度较高的中、大型内燃机，并以四气门结构的居多。

进气门山于工作温度稍低，一般采用普通合金钢；排气门普遍采用耐热合金钢。为了节约成本，有时杆部选用一般合金钢，而头部采用耐热合金钢，然后将两者焊接在一起。

气门锥而是气门与气门座之间的配合面，气门的密封性就是依靠两个表面严密贴合来保证的。此外，气门接受燃气的加热量的75%要通过锥面传出。从有利于传热的观点出发，气门锥面与气门座接触的宽度应愈宽愈好，但是接触面愈宽，密封的可靠性就愈低，因为工作面上的比压减小，杂物和硬粒不易被碾碎和排走。所以通常要求气门锥面密封环带的宽度在之间即可。因此，机械增压系统通常只适用于增压压力不超过160~170kPa的低增压小功率柴油机。

气门顶面上有时还铣出一条较窄的凹槽，主要用于研磨气门时能将工具插入槽中旋转气门。气门和气门座配对进行研磨，研磨后气门即不能互换。

气门锥面的锥角一般为30°或45°。也有少数内燃发动机做成60°或15°锥角的。锥角愈小，单位面积上的压力也愈小，气门与气门座之间的相对滑动位移也较小，从而使气门的磨损减轻。因此，有的内燃机进气门锥面的锥角为30°。

排气门由于高温废气不断流过锥面，废气中的碳烟微粒容易沉积附着在锥面上，影响密封性。因此，排气门要求锥面上的比压要高些，以利于积炭的排除。排气门大多采用45°的锥角。为了制造和维修方便，不少内燃机进、排气门锥角均采用45°。

气门座的锥角有时比气门锥角大0.5°~1°，使两者接触面积更小，可以提高工作面的比压，从而提高其密封的可靠性。

气门头部的直径对气流的阻力影响较大。头部直径愈大，其流通截面也愈大，因而阻力减小。但直径的大小受汽缸顶面的限制。考虑到进气阻力对内燃机性能的影响比排气阻力更大，所以一般都使进气门的直径比排气门稍大。有些内燃机的进、排气门直径相同，以便于制造和维修。但如果两者材料不同，则必须打上标记，以免装错。如果在室温下装配时，气门和各传动零件（摇臂、推杆、挺柱）及凸轮轴之间紧密接触，则在热态下，气门势必关闭不严，造成汽缸漏气。

气门头部边缘应保持一定的厚度，一般为1、3mm，以防止工作时，由于气门与气门座

之间的冲击而损坏或被高温气体烧蚀。为了改善气门头部的耐磨性和耐腐蚀性，以增强密封性能，有些内燃机在排气门的密封锥面上，堆焊一层特种合金。

调速器的功用

调速器的功用是在柴油机所要求的转速范围内，能随着柴油机外界负荷的变化而自动调节供油量，以保持柴油机转速基本稳定。

对于柴油机而言，改变供油量只需转动喷油泵的柱塞即可。随着供油量加大，柴油机的功率和转矩都相应增大，反之则减少。

柴油机驱动其他工作机械（如发电机、水泵等）时，如其输出转矩与工作机械克服工作阻力所需的转矩（阻力矩）相等，则工作处于稳定状态（转速基本稳定）。如阻力矩超过输出转矩，则柴油机转速将下降，如不能达到新的稳定工况，则柴油机将停止工作。当输出转矩大于阻力矩时，则转速将升高，如不能达到新的平衡，则转速将不断上升，会发生“飞车”事故。由于工作机械的阻力矩会随着工作情况的变化而频繁变化，操作入员是不可能及时灵敏地调节供油量，使柴油机输出转矩与外界阻力相适应的，这样，柴油机的转速就会出现剧烈的波动，从而影响工作机械的正常工作。这时注意观察，如有裂纹，在铁粉末聚积的中间就会发现有清楚的裂纹线条。因此，工程机械（如发电）用柴油机必须设置调速器。此外，由于柴油机喷油泵本身的性能特点，在怠速工作时不容易保持稳定，而在高速时又容易运转甚至“飞车”，所以在柴油机上必须安装调速器，以保持其怠速稳定和防止高速时出现“飞车”现象。