挺桿

氣門式配氣機(jī)構(gòu)由氣門組和氣門傳動組兩部分組成。而挺柱是氣門傳動組除凸輪軸外的的一個主要構(gòu)件。

挺柱的功用，材料及分類

挺柱是凸輪的從動件，其功用是將來自凸輪的運(yùn)動和作用力傳給推桿或氣門，同時還承受凸輪所施加的側(cè)向力并將其傳給機(jī)體或氣缸蓋。挺柱工作時，其底面與凸輪接觸。由于接觸面積小，接觸應(yīng)力較大，因此摩擦和磨損都相當(dāng)嚴(yán)重。此外，在凸輪不變方向的側(cè)向力作用下，還加重了起導(dǎo)向作用的挺柱側(cè)表面與挺柱口的偏磨。因此，挺柱工作面應(yīng)該耐摩擦并應(yīng)得到良好的潤滑。制造挺住的材料有碳鋼,合金鋼，鎳鉻合金鑄鐵和冷激合金鑄鐵等。挺柱可分為機(jī)械挺柱和液力挺柱兩大類，每一類中又有平面挺柱和液子挺柱等多種結(jié)構(gòu)形式。

機(jī)械式挺柱

菌式挺柱多用于側(cè)置式氣門的配氣機(jī)構(gòu)，大多數(shù)發(fā)動機(jī)采用球面或滾輪式挺柱，可顯著減少摩擦力和側(cè)向力。某些凸輪軸上置的轎車發(fā)動機(jī)，其挺柱體上部裝有調(diào)整墊片，用于調(diào)整氣門間隙。

凸輪在旋轉(zhuǎn)中對挺柱推力的方向是固定不變的，為使挺柱底面與凸輪接觸面的磨損均勻，避免挺柱外圓表面與導(dǎo)向孔之間形成單面磨損，在設(shè)計(jì)上采取了如圖1所示的結(jié)構(gòu)措施。將挺柱底面做成一定的錐度形狀，使凸輪與挺柱的接觸點(diǎn)偏離挺柱中心軸線，如圖1（a）所示；或挺柱中心軸線偏離凸輪對稱軸線布置，如圖1（b）所示。這樣，挺柱在凸輪的推力作用下，沿導(dǎo)向孔上升的同時，挺柱還繞其中心軸線旋轉(zhuǎn)，使挺柱底面與凸輪表面、挺柱外圓表面與導(dǎo)向孔內(nèi)表面磨損均勻。采用滾輪式挺柱，如圖1（a）所示，則將凸輪與挺柱的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，進(jìn)一步降低了凸輪、挺柱的摩擦磨損。

液力挺柱

如圖2桑塔納轎車液力挺柱的外形，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。挺柱體由圓桶和上端蓋焊接而成。油缸外圓柱面與挺柱體的油缸導(dǎo)向孔配合，油缸內(nèi)圓柱面與柱塞配合。球閥被補(bǔ)償彈簧壓靠在柱塞下端面的閥座上。挺柱體內(nèi)部的低壓油腔通過挺柱頂背面的鍵形槽與柱塞上方的低壓油腔相通。挺柱工作中，挺柱體上的環(huán)形槽與缸蓋上的斜油孔對齊時，缸蓋主油道內(nèi)的潤滑油經(jīng)量油孔、斜油孔和環(huán)形油槽進(jìn)入低壓油腔。柱塞下端油缸內(nèi)部的空腔，稱為高壓油腔，當(dāng)球閥打開時，高壓油腔與低壓油腔相通。

無論是高壓油腔還是低壓油腔，都充滿了油液。補(bǔ)償彈簧還可以使油缸與柱塞作相對運(yùn)動，保持挺柱體頂面與凸輪緊密接觸。油缸下端面與氣門桿端面緊密接觸，整個配氣機(jī)構(gòu)無間隙。在氣門打開的過程中，凸輪推動挺柱體和柱塞下移，油缸受到氣門彈簧的阻力而不能馬上下移，導(dǎo)致油壓升高，球閥將閥門關(guān)閉。由于油液的不可壓縮性，整個挺柱如同一個剛體一樣下移，將氣門打開。在此期間，挺柱和油缸之間的間隙會有部分油液泄漏，但不影響氣門的正常打開。

在氣門關(guān)閉的過程中，挺柱上移，由于仍受到凸輪和氣門彈簧兩方面的頂壓，高壓油腔仍保持高壓，球閥仍處于關(guān)閉狀態(tài)，液力挺柱仍是一個剛性體，直至氣門完全關(guān)閉為止。氣門關(guān)閉以后。補(bǔ)償彈簧將柱塞和挺柱體繼續(xù)向上推動一個微小的沖程（補(bǔ)償由于油液泄漏而造成的柱塞與挺柱體的下降），同時高壓油腔油壓下降，球閥打開，低壓油腔的油液進(jìn)入高壓油腔內(nèi)補(bǔ)充油液的泄漏。氣門關(guān)閉時，挺柱體上的環(huán)形油槽與缸蓋上的斜油孔對齊，潤滑系的油液進(jìn)入挺柱低壓油腔內(nèi)。

氣門受熱膨脹伸長時，通過柱塞與油缸之間的間隙，高壓油腔內(nèi)的油向低壓油腔泄漏，柱塞與油缸產(chǎn)生相對運(yùn)動，挺柱自動“縮短”，保證氣門關(guān)閉緊密。氣門冷卻收縮時，補(bǔ)償彈簧將柱塞與挺柱體向上推動，球閥打開，低壓油腔油液進(jìn)入高壓油腔，挺柱自動“伸長”，可保證“零氣門間隙”。