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挺杆/挺柱
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 挺柱的作用及分类
 

  挺柱的作用是将凸轮的推力传递给推杆或气门杆,并承受凸轮轴旋转时所施加的侧向力。挺柱可分为普通挺柱和液力挺柱两种。

  1)普通挺柱
 
  气门顶置式配气机构采用的挺柱有筒式和滚轮式两种结构形式,如图3 . 21 所示。筒式挺柱圆周钻有通孔,便于筒内收集的机油流出对挺柱底面及凸轮加以润滑;另外,由于挺柱中间为空心,其质量可减轻。滚轮式挺柱可以减少磨损,但结构较复杂,质量较大,多用于大缸径柴油机的配气机构上。

  挺柱工作时,由于受凸轮侧向推力的作用,会稍有倾斜,并且由于侧向推力方向是一定的,将引起挺柱与导管之间的单面磨损,同时挺柱与凸轮固定不变地在一处接触,也会造成磨损不均匀。为此,挺柱在结构上有的制成球面,而且把凸轮面制成带锥度形状(图3 . 21a )。这样凸轮与挺柱的接触点偏离挺柱轴线,当挺柱被凸轮顶起上升时,接触点的摩擦力使其绕本身轴线转动,以达到均匀磨损的目的。
 
  挺柱可装在可拆式挺柱导向体中。可拆式挺柱导向体的每个导向体上加工有两个定位环3 ,用以保证安装精度。安装时,前后挺柱导向体按各自的记号用螺栓1 均匀地拧紧在汽缸体上。
 

  2)液力挺柱
 
  由于气门间隙的存在,发动机工作时,配气机构中将发生撞击而产生噪声。为解决这一矛盾,有些发动机采用了液力挺柱,尤以高级轿车发动机应用广泛。图3.23 为红旗CA7560 型轿车8v100 型发动机所使用的液力挺柱结构图。在挺柱体1 中装有柱塞3 , 在柱塞上端压入支承座5 。柱塞经常被柱塞弹簧8 压向上方,其最上位置由卡环4 来限制,柱塞下端的单向阀架2 内装有单向阀碟形弹簧6 和单向阀7 。发动机工作时,发动机润滑系统中的机油从主油道经挺柱体侧面的油孔流入,并经常充满柱塞内腔及其下面的空腔。
 
  当气门关闭时,柱塞弹簧8 使柱塞3 连同压合在柱塞中的支承座5 紧靠着推杆,整个配气机构中不存在间隙。当挺柱被凸轮推举向上时,推杆作用于支承座5 和柱塞3 上的反力力图使柱塞克服柱塞弹簧8 的弹力而相对于挺柱体1 向下移动,于是柱塞下部空腔内的油压迅速增高,使单向阀7 关闭。由于液体的不可压缩性,整个挺柱如同一个刚体一样上升,这样便保证了必要的气门升程。当气门开始关闭或冷却收缩时,柱塞所受压力减小,由于柱塞弹簧8 的作用,柱塞向上运动,始终与推杆保持接触,同时柱塞下部的空腔中产生真空度,于是单向阀7 再次被吸开,油液便流入挺柱体腔,并充满整个挺柱内腔。
 
  由上述工作过程可以看出,若气门受热膨胀,挺柱回落后向挺柱体腔内的补油过程,便会减小补油量(工作过程中)或使挺柱体腔内的油液从柱塞与挺柱体间隙中泄漏一部分(停车时),从而使挺柱自动“缩短”,因此可不留气门间隙而仍能保证气门的关闭。相反,若气门冷缩,则向挺柱体腔内的补油过程,便会增加补油量(工作过程中)或在柱塞弹簧作用下将柱塞上推,吸开单向阀向挺柱体腔内补油(停车时),从而使挺柱自动“伸长”,因此仍能保持配气机构无间隙。采用液力挺柱,消除了配气机构中的间隙,减小了各零件的冲击载荷和噪声,同时凸轮轮廓可设计得较陡一些,以便气门开启和关闭得更快,减小进、排气阻力,改善发动机的换气,提高发动机的性能,特别是高速性能。但液力挺柱结构复杂,加工精度要求较高,而且磨损后无法调整,只能更换。

  一汽奥迪100 、捷达/高尔夫、红旗CA7220 及上海桑塔纳型轿车发动机均采用液力挺柱。

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