柴油发动机结构原理-史上最强版本PPT课件
骨架
机体 气缸套 曲轴箱 气缸盖 油底壳
两大机构
五大系统
曲柄连杆机构 配气机构
进排气系统 燃料供给系统 润滑系统 冷却系统 起动系统
.
17
1、基础件
.
18
柴油机的基本构成
• 机体是发动机的骨架，用于安装和支撑发动机各总成零部件，由气 缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸垫组成。
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11
柴油机和汽油机区别
• 汽油机与柴油机比较各有特点；汽油机转速高， 质量小，噪音小，起动容易，制造成本低；柴油 机压缩比大，热效率高，经济性能和排放性能都 比汽油机好，这些都是柴油机的显著优势。
• 由于现在燃油价格一路飙升，汽油机的使用成本 越来越高，柴油的价格优势掀起了汽改柴的一代 潮流，随着柴油机设计水品和柴油机零部件生产 工艺的提高，柴油机原有噪声大、体积庞大、质 量沉重振动大，制造和维修费用高等问题都得到 了克服。
• 多网纹小平台工艺使工件表面形成众多且 较密集的螺纹网络，造成许多诸油沟槽， 增强了蓄油能力。由于这些网纹沟槽相互 贯通及储油槽油压的作用，大大减少了油 膜中断的机率，从而明显改善了供油状况 和油膜分布状况；
平分式
龙门式
隧道式
• 气缸体的结构通常有三种，以相对曲轴中心线（上图的红色虚
线表示）的高度来区别
– 平分式曲轴箱机体 该结构加工方便、拆装方便
– 龙门式曲轴箱机体 该结构抗弯曲、抗扭转刚度较好，拆装也方便
– 隧道式曲轴箱机体 该结构刚性. 最好，但拆装不太方便
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机体-曲轴箱
YC4D机体
YC6A机体
• 燃油供给系统：
– 柴油机：传统的为燃油喷射系统，又称为泵→管→嘴 系统。
• 柴油机的燃油喷射系统结构较汽油机复杂，高压油泵需要一套 驱动机构来驱动，并要带一套调速机构。
• 近代柴油机很多应用了高压共轨电控系统、单体泵电控系统。
– 汽油机：汽油机主要采用化油器式燃料供给系统；近 代汽油机借鉴直喷柴油机的优点，更多的采用了电喷 系统（分进气道喷射和气缸内喷射两种）。
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5
柴油机的工作原理简述
●压缩行程
活塞从下止点向 上运动，这时，进气 门和排气门均关闭， 吸入气缸内的空气受 到活塞的压缩，压力 提高，温度也随之升 高。
.
6
柴油机的工作原理简述
●做功行程
当活塞压缩到上止 点，喷油器向燃烧室喷 入雾状柴油，油雾与压 缩空气充分混合，形成 高温高压的燃气，并开 始自行着火燃烧，混合 汽膨胀做功，推动活塞 向下运动，从而推动曲 轴转动，对外输出功。
.
12
二、柴油零部件系统构成及 各系统工作原理
.
13
柴油机外形
张紧轮 右
油标尺 水泵 下.
节温器 左 加机油口
14
进气管
柴油滤清器 起动机
柴油机外形
充电发 电机
喷油泵总成
飞轮壳 油底壳 .
减振器 风15扇
起吊环 空压机
厂牌
柴油机外形
排气管
涡轮增 压器
放水阀
机油冷却器. 机油滤清器
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柴油机的基本构成
气缸盖
气缸垫
气缸体
油道和水道 曲轴箱
气缸
.
油底壳
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机体-曲轴箱
• 气缸体 – 水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，一般用灰铸铁铸成， 气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱， 其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋，挺柱腔、 冷却水套和润滑油道、水道等。
.
20
气缸体的结构分类
柴油机结构原理简介
.
1
一、柴油机工作原理及特点
.
2
柴油机工作原理
燃料与空气混合后在机器内部燃烧而产生热能，然后再转变为机械能。
.
3
柴油机的基本术语
上、下止点 缸径 行程 工作容积
排量 燃烧室容积 压缩比
.
4
柴油机的工作原理简述
●进气行程
起动机通电带 动曲轴旋转，曲轴 的转动使活塞自上 而下运动，这时， 排气门关闭，进气 门打开，新鲜空气 进入气缸和燃烧室。
YC6G机体
YC6J机体
.
YC4E机体
22
YC4G机体
机体
YC6M气缸体 6M曲轴箱
YC6L气缸体
YC4E气缸体
YC6L机体加强板
.
23
机体的检查要点
1、机体各加工面的加工精度的检查 2、机体试漏试验：气压、水压 3、机体清洁：钢丝刷、捅条、磁力棒、清洗
液、压缩空气 4、机体各堵盖的试漏试验 5、冷却喷钩打靶试验
汽油机
汽油与空气缸外混合，进 入可燃混合气
电火花点燃混合气
有点火系
无喷油器
柴油机
进入气缸的是纯空气 高温气体加热柴油燃烧
无点火系 有喷油器
燃料的理化性能决定了汽油机是点燃，柴油机是压燃。
.
9
柴油机和汽油机区别
• 燃料特性：
– 柴油：粘度大、挥发性差、自燃性好
– 汽油：粘度小、挥发性好、燃点相对于柴油高
3） 不易漏水漏气。
4）安装方法
湿缸套
外壁直接与冷却水接触。
1）壁厚较厚（5mm～ 9mm）； 2） 散热效果好； 3）便于拆卸
.
强度和刚度 示意图 都较好，加
工复杂，拆 装不便，散 热不良。
散热良好、冷 却均匀、加工 容易。强度和 刚度不如干缸 套，易漏水、 生锈、穴蚀26。
干式缸套
• YC6112干式缸套结构，缸套内壁加工有 网纹。采用珩磨工艺加工成沟槽与小平台 均匀相间的交叉网纹表面。同时对珩磨网 纹的表面网纹角度、沟槽深度和数量、轮 廓图形的偏斜度、轮廓支承长度率以及表 面层的加工质量等有一定的要求。此种结 构能提高缸孔的耐磨性、可靠性、延长使 用寿命。
.
24
气缸套
• 机体上部气缸孔内镶嵌有气缸套。 • 目的：解决成本与寿命之间的矛盾。 • 气缸内镶了用耐磨的高级铸铁材料制成的
气缸套，而缸体则可用价廉的普通铸铁或 质量轻的铝合金制成，这样，既延长了使 用寿命，又节省了好材料。
.
25
5）干缸套和湿缸套
名称
特点
干缸套
外壁不直接与冷却水接触。
1）壁厚较薄（1mm～ 3mm）； 2） 与刚体承孔过盈配合；
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10
柴油机和汽油机区别
• 空燃比：
– 柴油机：柴油机空燃比只有一种情况：α＞1； 柴油机可实现高增压中冷技术，电控化较汽油 机易实现。因而具有升功率高、动力强劲、燃 烧更完全和经济性好、排放低等显著特点与优 点
– 汽油机：汽油机空气燃料比有三种状态：α＞1 ； 或α＝1；或α＜1。汽油机动力和经济性相对较 低，废气排放控制技术要求更高、更难。
.
7
柴油机的工作原理简述
●排气行程
活塞从下止点往上运动， 这时，进气门关闭，排气门打 开，燃烧废气在活塞的推动下 排出燃烧室外，完成一个工作 行程，这时曲轴转动两周。
当柴油机完成排气行程后，
在曲轴飞轮总成的惯性力作用
下，又重复上述工作循环过程，
使柴油机连续运转对外输出功
率。
.
8
柴油机和汽油机区别
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柴油机结构原理PPT课件
安全阀——防止机油滤清器 堵塞时油路不通
机油滤清器——清除油中的 碳沉淀物、金属粉末、污垢， 防止被污染的油再次流进润 滑部位
滤纸被叠成褶状，以扩大油 通过的面积
定期更换机油滤芯
第29页/共36页
机油冷却器
润滑系统部件 活塞冷却喷嘴
机油冷却器——降低油温，防止 机油高温裂化
活塞冷却喷嘴——喷出机油冷却 活塞，防止活塞烧结
当发动机负荷变大，转速下 降时，调速器自动增加喷油 量，防止发动机停机
当发动机负荷变小，转速提 高时，调速器自动减少喷油 量，防止发动机转速过高
操作驾驶室内的油门控制杆， 调节调速器，可在全程范围 内改变转速
第24页/共36页
喷油嘴
燃油系统部件
喷油嘴的工作原理
喷油嘴针阀靠喷油嘴弹簧压住，关闭燃油出口；当喷油压力达到燃油喷射压 力时，针阀被顶起，燃油成雾状喷出
（一）柴油机原理 柴油机的功能是将燃料在气缸内燃烧使其热能转换成机械能， 从而输出动力。能量的转换是通过不断地依次反复进行“进气— 压缩—做功——排气”四个连续过程来实现的，每进行这样一个 连续过程就叫做一个工作循环。
第1页/共36页
（一）柴油机原理
第2页/共36页
（一）柴油机原理
第3页/共36页
启动 马达
油底壳
第10页/共36页
机体部件——缸体、缸盖、缸套、 主轴承、主轴承盖
缸体为铸造件，活塞和曲轴在缸体中运动，用主轴承来支撑 曲轴旋转
主轴承为三层结构，钢背上层为铅青铜轴承合金，表面又镀 一层锡铅合金
在主轴承侧面装有止推环以防止曲轴前后移动 缸体中有圆柱形气缸使活塞上下移动，燃油在气缸中燃烧形
冷却系统——散热器、水泵、风扇、节温器等
机油滤清器——清除油中的 碳沉淀物、金属粉末、污垢， 防止被污染的油再次流进润 滑部位
滤纸被叠成褶状，以扩大油 通过的面积
定期更换机油滤芯
第29页/共36页
机油冷却器
润滑系统部件 活塞冷却喷嘴
机油冷却器——降低油温，防止 机油高温裂化
活塞冷却喷嘴——喷出机油冷却 活塞，防止活塞烧结
当发动机负荷变大，转速下 降时，调速器自动增加喷油 量，防止发动机停机
当发动机负荷变小，转速提 高时，调速器自动减少喷油 量，防止发动机转速过高
操作驾驶室内的油门控制杆， 调节调速器，可在全程范围 内改变转速
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喷油嘴
燃油系统部件
喷油嘴的工作原理
喷油嘴针阀靠喷油嘴弹簧压住，关闭燃油出口；当喷油压力达到燃油喷射压 力时，针阀被顶起，燃油成雾状喷出
（一）柴油机原理 柴油机的功能是将燃料在气缸内燃烧使其热能转换成机械能， 从而输出动力。能量的转换是通过不断地依次反复进行“进气— 压缩—做功——排气”四个连续过程来实现的，每进行这样一个 连续过程就叫做一个工作循环。
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（一）柴油机原理
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（一）柴油机原理
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启动 马达
油底壳
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机体部件——缸体、缸盖、缸套、 主轴承、主轴承盖
缸体为铸造件，活塞和曲轴在缸体中运动，用主轴承来支撑 曲轴旋转
主轴承为三层结构，钢背上层为铅青铜轴承合金，表面又镀 一层锡铅合金
在主轴承侧面装有止推环以防止曲轴前后移动 缸体中有圆柱形气缸使活塞上下移动，燃油在气缸中燃烧形
冷却系统——散热器、水泵、风扇、节温器等
柴油发动机工作原理ppt
新能源融合
随着新能源技术的不断发展，柴油发动机将与新能源技术 进行融合，开发更加高效、环保的混合动力系统。
智能化
随着智能化技术的不断发展，柴油发动机的未来发展将更 加注重智能化控制技术的研发和应用，实现更加精准、高 效的能源管理。
柴油发动机的发展前景展望
扩大应用领域
随着柴油发动机技术的不断升 级和完善，其应用领域也将不 断扩大，包括重型车辆、船舶
可靠性强
柴油发动机的结构简单，机械负荷 较低，因此具有较高的可靠性和耐 久性。
环保
柴油发动机的排放物中，二氧化碳 和其他有害物质的含量较低，对环 境友好。
柴油发动机的缺点
噪音大
由于柴油发动机的点火方式不同于汽油机 ，导致其噪音较大。
加速性能差
柴油机的加速性能相对较差，响应速度不 如汽油机。
维护成本高
机遇。
19世纪中叶，柴油发动机初步研制成功，但 并未得到广泛应用。
20世纪中叶，柴油发动机开始在汽车行业得 到广泛应用。
柴油发动机的未来发展趋势
高效节能
随着能源短缺和环境污染问题的日益严重，柴油发动机的 未来发展将更加注重高效节能技术的研发和应用。
轻量化
为了提高车辆的燃油经济性和减少排放，柴油发动机的未 来发展将更加注重轻量化技术的研发和应用。
柴油发动机属于压燃式发动机，其特点是不需要点火系统， 而是利用柴油的自燃特性在燃烧室内形成高压，使混合气自 燃。
柴油发动机的类型
根据用途不同，柴油发动机可分为轻型、重型、轿车用型 、工业用型等多种类型。
轻型柴油发动机主要用于轿车、小型客车、轻型货车等轻 型车辆；重型柴油发动机则主要用于大型货车、客车、工 程机械等重型车辆；轿车用型柴油发动机主要应用于轿车 领域；工业用型柴油发动机则广泛应用于工业领域。
柴油机原理与结构课件
重油润滑系统
重油润滑系统主要用于柴油 机的大件部件，例如机体的 润滑等，一般不用于轴承的 润滑。由于润滑油质量高， 重油润滑系统的成本较高， 通常用于工业柴油机。
润滑油的选用与更换
选择优质的润滑油不仅可以 延长机器的使用寿命，还可 以降低机器的磨损程度及节 约能源。毒性大的润滑油不 仅存在对人体健康的风险， 更容易对柴油机造成不可逆 的损失。
散热系统介绍
散热系统可以有效地控制柴油机内部的温度，防止过度的温度对发动机造成损坏。
散热器
散热器主要功能是将柴油机的 热量以冷却液的形式带走。通 过从散热器中喷水，可以使柴 油机内部的温度得到有效的调 控。
水泵
水泵是柴油机内部的一部分， 水泵的主要功能是将冷却液循 环流动，同时防止管内冻结、 腐蚀和死角等情况出现。
1
压缩过程
柴油汽油混合物在高压油泵的作用下，经过高压喷嘴雾化成燃油微粒，进入气缸。 活塞从下往上运动，将空气压缩，进而将燃油微粒压缩，形成高温高压的混合气体。
2
着火和燃烧过程
在活塞运动到一定位置时，高压喷油嘴向气缸内喷向一定量的柴油燃油，由于柴油 燃烧所需的点火温度高，因此需要进行点火，点火后，混合气体在极短时间内爆燃， 释放出庞大的能量，并将活塞向前推动。
润滑系统介绍
润滑系统是保证柴油机长时间稳定工作的必要条件之一。合理的润滑系统设计可以减轻柴油机磨损，降 低能耗，延长使用寿命。
压力润滑系统
压力润滑系统通过提供一定 的润滑油压力，将润滑油需 要润滑的部位，既能起到充 分润滑的作用，又能防止比 较严重的磨损和损坏。同时 可以让主轴的部分加热保持 一定的稳定性。
燃油过滤器
燃油过滤器的作用就是过滤 污染物，保证燃油的清洁和 稳定。燃油经过燃油过滤器 后可以减少燃油杂质的损耗。
柴油机的结构和主要零部件分解课件
03
燃烧室的设计需要综合考虑燃料喷射、混合气形成、燃烧速度和排放等多个因 素，以达到最佳的性能表现。
柴油机的维护与保
04
养
定期检查与保养项目
燃油系统检查
冷却系检查
确保燃油系统清洁，无堵塞和泄漏，定期 更换燃油滤清器。
检查冷却液是否清洁，冷却系统无泄漏， 定期更换冷却液。
润滑系统检查
空气滤清器检查
凸轮轴
通过与气门挺杆的配合，控制气门的开启和 关闭时间。
排气门
控制排气通道的开启和关闭，保证废气排出 。
空气滤清器
过滤进入气缸的空气中的杂质和灰尘，保证 空气质量。
燃油系统
燃油箱
储存燃油。
燃油滤清器
过滤燃油中的杂质和水分，保 证燃油质量。
喷油器
将燃油喷入燃烧室，与空气混 合后燃烧。
输油泵
将燃油从燃油箱输送到喷油器 ，保证燃油供应。
检查机油是否清洁，油位是否正常，定期 更换机油和机油滤清器。
定期清洁或更换空气滤清器，确保进气系 统畅通。
主要零部件的更换周期
01
燃油滤清器
每行驶10000-20000公里更换一次 。
机油滤清器
每行驶5000-10000公里更换一次。
03
02
空气滤清器
每行驶5000-10000公里清洁或更换 一次。
柴油机的结构和主要零 部件分解课件
目录
• 柴油机概述 • 柴油机的主要零部件 • 柴油机的结构特点 • 柴油机的维护与保养
柴油机概述
01
柴油机的定义与特点
总结词
柴油机是一种以柴油为燃料的内燃机， 具有高效率、大功率和低油耗等特点。
VS
详细描述
柴油机构造PPT课件
08/2003 Page-6
变型序号 1,2,3…… A,B,C…… 特征符号 Q,C,G,T,J,Z,F…… 缸径符号 102,105,135,140…… 行程符号 E 缸数 (1),2,3,4,6,8,12……
例如： 6 135 C — 1 6 — 六缸 135—缸径为135mm C — 船用 1 — 第一种变型产品
极限值
2200±70
——
970±50
——
2000
——
≤5.5
7.0
≤0.5
1.5
0.25
——
0.51
——
≥24.6
气缸间差别 ≤10.3
≤123
520
3.5~5.3
2.1
1.0
0.7
80~110
120
18±1
18±1
mm
8 山 东 交5~通8学 院
6~10 5~8
SA6D102E-1
标准值
极限值
2300±70
▪ 在主轴承侧面装有止推环以防止曲轴
前后移动
▪ 水冷式缸体中有圆柱形气缸套，活塞
上下移动，燃油在气缸中燃烧形成高 温，要用冷却水对其周围进行冷却
23.07.2020
山东交通学院
21
图1-2-3，1-2-4
PC - 7 Hydraulic Excavators
08/2003 Page-22
23.07.2020
23.07.2020
山东交通学院
7
102发动机的主要性能参数
PC - 7 Hydraulic Excavators
08/2003 Page-8
缸数-缸径×行程 mm
S6D102E-1-A 6-102 ×120
变型序号 1,2,3…… A,B,C…… 特征符号 Q,C,G,T,J,Z,F…… 缸径符号 102,105,135,140…… 行程符号 E 缸数 (1),2,3,4,6,8,12……
例如： 6 135 C — 1 6 — 六缸 135—缸径为135mm C — 船用 1 — 第一种变型产品
极限值
2200±70
——
970±50
——
2000
——
≤5.5
7.0
≤0.5
1.5
0.25
——
0.51
——
≥24.6
气缸间差别 ≤10.3
≤123
520
3.5~5.3
2.1
1.0
0.7
80~110
120
18±1
18±1
mm
8 山 东 交5~通8学 院
6~10 5~8
SA6D102E-1
标准值
极限值
2300±70
▪ 在主轴承侧面装有止推环以防止曲轴
前后移动
▪ 水冷式缸体中有圆柱形气缸套，活塞
上下移动，燃油在气缸中燃烧形成高 温，要用冷却水对其周围进行冷却
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山东交通学院
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图1-2-3，1-2-4
PC - 7 Hydraulic Excavators
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102发动机的主要性能参数
PC - 7 Hydraulic Excavators
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缸数-缸径×行程 mm
S6D102E-1-A 6-102 ×120
柴油发动机结构原理_史上最强版本 2
– 平分式曲轴箱机体 该结构加工方便、拆装方便 – 龙门式曲轴箱机体 该结构抗弯曲、抗扭转刚度较好，拆装也方便 – 隧道式曲轴箱机体 该结构刚性最好，但拆装不太方便
机体-曲轴箱
YC4D机体
YC6A机体
YC6G机体
YC6J机体
YC4E机体
YC4G机体
机体
曲轴箱
气缸体 机体加强板
机体的检查要点
1、机体各加工面的加工精度的检查 2、机体试漏试验：气压、水压 3、机体清洁：钢丝刷、捅条、磁力棒、清洗
气缸盖组件装配要点
• 气缸盖平面度 • 气门下沉量 • 喷油嘴凸出气缸盖底面高度 • 气缸盖螺栓拧紧力矩
油底壳
功用：贮存和冷却机油并封闭曲轴箱。 构造： （1）用薄钢板冲压而成。 (2)储油、内部设有稳油挡板，以防止汽车振动时油底壳油面产生较大的波 动。 (3)最低处有放油塞(磁性) (4) 曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫。
6M均采用了湿式缸套
气缸套的安装要点
• 1、缸套突出高度的测量、调整、意义 • 2、封水圈的安装注意要求
气缸盖
作用：密封气缸的上平面，与活塞顶共同形成燃烧室 结构多样
YC4D
YC4E YC4G
YC6J
YC6A
YC6G
四气门结构的缸盖
气缸垫
气缸垫 1）.作用：保证缸体与缸盖间的密封，防止漏水、漏气、窜油 。 2）.材料：有弹性、耐热性、耐压性 3）.安装时注意方向 4）.分类：
挺柱
作用：把凸轮的推力通过推杆和摇臂传到气门。
气门弹簧
• 作用：保证气门在关闭时能压紧在气门座上并确保气门回位。
摇臂、摇臂轴组件
摇臂是推杆和气门之间的传动件，它使推杆传来的力 改变方向后作用于气门尾端。 结构多样：整体式、分体式
机体-曲轴箱
YC4D机体
YC6A机体
YC6G机体
YC6J机体
YC4E机体
YC4G机体
机体
曲轴箱
气缸体 机体加强板
机体的检查要点
1、机体各加工面的加工精度的检查 2、机体试漏试验：气压、水压 3、机体清洁：钢丝刷、捅条、磁力棒、清洗
气缸盖组件装配要点
• 气缸盖平面度 • 气门下沉量 • 喷油嘴凸出气缸盖底面高度 • 气缸盖螺栓拧紧力矩
油底壳
功用：贮存和冷却机油并封闭曲轴箱。 构造： （1）用薄钢板冲压而成。 (2)储油、内部设有稳油挡板，以防止汽车振动时油底壳油面产生较大的波 动。 (3)最低处有放油塞(磁性) (4) 曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫。
6M均采用了湿式缸套
气缸套的安装要点
• 1、缸套突出高度的测量、调整、意义 • 2、封水圈的安装注意要求
气缸盖
作用：密封气缸的上平面，与活塞顶共同形成燃烧室 结构多样
YC4D
YC4E YC4G
YC6J
YC6A
YC6G
四气门结构的缸盖
气缸垫
气缸垫 1）.作用：保证缸体与缸盖间的密封，防止漏水、漏气、窜油 。 2）.材料：有弹性、耐热性、耐压性 3）.安装时注意方向 4）.分类：
挺柱
作用：把凸轮的推力通过推杆和摇臂传到气门。
气门弹簧
• 作用：保证气门在关闭时能压紧在气门座上并确保气门回位。
摇臂、摇臂轴组件
摇臂是推杆和气门之间的传动件，它使推杆传来的力 改变方向后作用于气门尾端。 结构多样：整体式、分体式