康明斯发动机凸轮轴检查和装配手段

摘要：凸轮轴是柴油机配气系统的一部分，专门负责驱动气门按时开启和关闭，功能是保证柴油机在作业中定时为汽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、减少高速度的震动和噪音，多采用顶置式气门和顶置式凸轮轴，这样，柴油机的结构也比较紧凑。但任何事物都有两面性，顶置式凸轮轴的缺陷是由于部件的部署布置比较复杂，维修起来也比较麻烦。但衡量利弊，它还是比较适合于cummins康明斯发电机组。因为凸轮轴的运转原理和组成影响着柴油机的性能和效率，因此，本文将解析凸轮轴的机理和功能，并引荐凸轮轴检测与装配对策。

      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。这个程序根据柴油机的规划，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要素来购买的。它们通过改变气门和进气量的开启和关闭时间电机的常见故障及处理方法、以及进出气门的速度和幅度来危害柴油机的性能。凸轮轴在4缸机中布局如图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，根据柴油机的设计和要点不一样而不同。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准确的。现代康明斯发电机组中的凸轮轴通常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。这有助于降低滑动和磨损康明斯发电机。

      柴油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：一是进气门和排烟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气门分列在两根凸轮轴上柴油发电机常见故障及处理。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一样，故而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机多采用这种形式。

      凸轮轴是属于柴油机的配气装置，配气系统是保证柴油机在工作中定时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气缸的装置。它由进气门，排气门，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，是配气机构中的驱动件，专门驱动气门按时开启和关闭。各种柴油机的凸轮轴的构成大同小异，详细差别在于安装的位置，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，被列为区别柴油系统造和性能的重要标志。目前柴油机的凸轮安装位置分为下置，中置，顶置三种形式。 

      凸轮轴的结构是直接危害发动机性能的关键零件之一。近年来cummins公司通过对凸轮轴的改进，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。大凸轮轴的轴颈为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组成的改变而分为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，喷油压力过高，燃烧较为完全，能改进燃烧经济性，降低排气温度并可清除凸轮轴弯曲变形，因此近年来生产的6BT系列柴油发电机已全部选用大凸轮轴。我国生产的东风cummins6BT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、净重轻，提高了配气系统的刚度，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个由几段圆弧组成的喷油泵的驱动凸轮，12个控制进、排烟门开闭的桃形凸轮，凸轮轴的前端装有正时齿轮，直接和曲轴上的正时齿轮合，间隙为0.10～0.40mm。凸轮轴的止推机构有两种，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气缸壁上的机油想通，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；一种是薄壁衬套，壁厚味1.59mm；另一种是厚壁衬套（大凸轮轴机型上用厚壁衬套），壁厚味2.38mm。凸轮轴（大凸轮轴机型）的七个衬套与三种规格，在第七道衬套上有一个定位缺口，装配时应朝下，对准缸体上的油孔。

       测定时，先拆掉挺杆、链轮端的轴承盖、凸轮轴带轮端的双列轴承盖，用千分表支架VW387将千分表安装在缸盖上。进、排气凸轮轴的轴向间隙较大值为0.20mm。

? 将凸轮轴放置在平板上的V形块上，用百分表测定凸轮中心轴颈的径向跳动量。超过极限值，应替换或在压力机上调校。

? 用外径干分尺测量凸轮轴轴颈直径，用量缸表测定凸轮轴轴承座孔衬套内径。轴承内孔直径尺寸减去轴颈直径尺寸，即为配合间隙。如果配合间隙超过极限，应更替轴承。

? 将凸轮轴链齿轮夹持在虎钳上，将止推盘(止推垫圈)和凸轮轴装上，用扭力扳手按规定力矩拧紧凸轮轴链齿轮固定螺栓。用塞尺察看止推垫圈和凸轮轴之间的轴向间隙。如超过极限，则应替换止推垫圈。

① 拆下霍尔传感器上的密封圈，拆下齿形皮带上防护罩。转动曲轴将主轴正时带轮转到一缸上止点，拆下气缸盖罩。

③ 用保持架3036将凸轮轴正时带轮固定住，旋松凸轮轴正时带轮上的螺栓，拆下凸轮轴正时带轮。

⑤ 在油封拉出器的螺纹头上涂润滑油并尽可能深地拧入油封内，松开滚花螺丝，将内件对着凸轮轴转动直到拉出油封，如图2所示。

① 转动曲轴使凸轮轴正时带位于第1缸的上止点位置，拆下气缸盖罩，旋松张紧轮取下凸轮轴正时带轮上的正时带，将曲轴回转少许。

④ 清洁轴承盖上两个箭头对着的凸轮轴驱动链条和链轮并用颜色标记出装配位置。注意链条不能用冲小点、刻槽或其它类似的手段来作标记。

⑤ 将链条张紧器夹持架3366固定住凸轮轴正时调节器和链条张紧器，如图5所示。注意不要过度张紧，以免故障凸轮轴正时调节器。

⑥ 首先拆下进气凸轮轴和排气凸轮轴的轴承盖3和5，再拆下双轴承盖，最后拆下进气凸轮轴和排烟凸轮轴链轮侧的两个轴承盖，如图6所示。

⑨ 连同凸轮轴正时调节器和链条张紧器及链条张紧器夹持架3366一起，拆下进气凸轮轴和排烟凸轮轴。

      在安装凸轮轴时第1缸的凸轮轴必须朝上，安装轴承盖时从气缸进气侧应能看到轴承盖上的标记。

② 替换凸轮轴正调整器和链条张紧器的橡胶（金属密封垫）并用密封胶“D454 300 02”轻轻涂抹有阴影线的表面。

④ 在凸轮轴的运动面注油，将带驱动链条和凸轮轴正时调整器以及链条张紧器的凸轮轴装入汽缸盖。拧紧凸轮轴正时调节器和链条张紧器到10N·m。

⑥ 安装进气凸轮轴和排烟凸轮轴链轮一侧的轴承盖。严查凸轮轴正确的位置并以10N·m的力矩拧紧轴承盖。

⑧ 用密封胶D454 300 02轻轻涂抹双轴承盖中有阴影的表面，安装轴承盖并以10N·m扭矩旋紧。以同样的程序安装其余的轴承盖。

      凸轮轴的正时调节与负荷和转速有关。借助于凸轮轴正时调节电磁阀通向凸轮轴正时调整器（机械式调整器）上的油压变化，从而调整凸轮轴的正时。

      通过较终控制控制诊断来检查凸轮正时调节电磁阀的触发状况。如果电磁阀触发正常，则进行下一步，查看电磁阀。

      测定电磁阀触头之间的电阻，如图8所示，正常值应为10～18Ω。如果电磁阀没有事故，则进行下一步查看。

      测试时应保证水箱宝温度至少在80℃以上。测试的仪器必须放置在后座位，否则测试仪器有可能使安全气囊打开而发生意外。

④ 观察显示区3 中的显示。凸轮轴正时调节器没有被激活，发动机怠速时标准值为：××0；从第一档开始快速加速，速度高于4100rpm时凸轮轴正时调整器被激活，其标准值为：××1。

⑤ 观察显示区4中的显示，无正时调节的标准值为：-3.0～3.00千瓦；有正时调整的标准值为：1.0～21.00千瓦。

      凸轮轴正时调节器电磁阀在机械式凸轮轴正时调节器还没有达到终止位置时关闭了它的油压（例如太紧或局部咬死）。那么需要更替凸轮轴正时调整器。如果仍达不到标准值，则需替换发动机控制单元。

      凸轮轴是柴油机中不可或缺的部分，通过控制气门和进气量来危害柴油机的性能和效率。凸轮轴的制造和布置要求高度精密，以确保柴油机的可靠性和有效性。在柴油发电机组维护和维保流程中，应该定期查看凸轮轴的状态，预防因凸轮轴损坏而导致的发动机事故。