则与喷油泵凸轮相同。多缸柴油机正、倒车发火为顺序相反。如果二冲程六缸柴油机正车发火顺序为1-6-2-4-3-5，则倒车发火顺序1-5-3-4-2-6。上死点周季上死点正车6正车b创长XYaa07业/NO1下死点下死点b)a)图9-11双凸轮换向康理a）喷油泵凸轮，b）排气阀凸轮图7-7双凸轮换向原理2.换向装置双凸轮换向装置根据其轴向移动凸轮轴所用能量与方法而有不同的结构形式。一般有机械式、液压式和气压式。图7-8所示为气力一液压式换向装置。这也是MAN型柴油机所采用的换向装置。图示为倒车位置。进行由倒车到正车的换向操作时，利用换向杆使换向阀开启，压缩空气进入正车油瓶，倒车油瓶中的气体经换向阀泄入大气，在压缩空气的作用下，滑油被压入油缸活塞的右侧，推动活塞带动凸轮轴向左移动，与此同时油缸活塞左侧的油被活塞压入倒车油瓶。当活塞移至左侧极限位置时，各正车凸轮正好处于相应的从动件下面，换向过程结束
则与喷油泵凸轮相同。多缸柴油机正、倒车发火为顺序相反。如果二冲程六缸柴油机正车发 火顺序为 1-6-2-4-3-5，则倒车发火顺序 1-5-3-4-2-6。 图 7-7 双凸轮换向原理 2．换向装置 双凸轮换向装置根据其轴向移动凸轮轴所用能量与方法而有不同的结构形式。一般有机 械式、液压式和气压式。图 7-8 所示为气力－液压式换向装置。这也是 MAN 型柴油机所采 用的换向装置。图示为倒车位置。进行由倒车到正车的换向操作时，利用换向杆使换向阀开 启，压缩空气进入正车油瓶，倒车油瓶中的气体经换向阀泄入大气，在压缩空气的作用下， 滑油被压入油缸活塞的右侧，推动活塞带动凸轮轴向左移动，与此同时油缸活塞左侧的油被 活塞压入倒车油瓶。当活塞移至左侧极限位置时，各正车凸轮正好处于相应的从动件下面， 换向过程结束
倒顺车油车油瓶瓶喷油泵凸轮分配器凸轮图13-2-6双凸轮换向装置图7-8双凸轮换向装置三、单凸轮换向原理及装置单凸轮换向特点是每个需要进行换向的设备（如喷油泵、空气分配器、排气阀等）均由各自轮廓对称的凸轮控制，正、倒车使用同一凸轮。换向时无需轴向移动凸轮轴，只需将凸轮轴相对曲轴转过一个角度即可。柴油机换向时为改变正时而使凸轮轴相对曲轴转过一个角度的动作称凸轮的换向差动，所转动的相应角度称为换向差动角。差动方向如果与换向后的新转向相同称为超前差动：差动方向如果与换向后的新转向相反称为滞后差动。单凸轮换向所使用的凸轮线型有两种：一般线型和鸡心形线型。1.一般线型单凸轮换向原理一般线型单凸轮换向原理可用图7-9说明。图a)为二冲程柴油机的喷油泵凸轮，凸轮的作用角为20，00°位置线和凸轮在正、倒车位置时的中002分别为心线。图示位置曲柄处于上止点，凸轮正车工作（实线），凸轮中心线001B与曲柄上止点夹角为αs=0保证倒车供油提前角同样是β，则要-B-求正车凸轮中心线001沿换向后转向相反的方向转过一个差动角2αs=2(-β)如图中虚线凸轮所示。因此凸轮为差动角为20s。图b）为二冲程直流阀式柴油机的排为倒车（虚线）凸轮位置时，卢气阀轮口轮的差动方向为沿换向后转向的，即为超前差动，换向差动角为【2αs】
图 7-8 双凸轮换向装置 三、单凸轮换向原理及装置 单凸轮换向特点是每个需要进行换向的设备（如喷油泵、空气分配器、排气阀等）均由 各自轮廓对称的凸轮控制，正、倒车使用同一凸轮。换向时无需轴向移动凸轮轴，只需将凸 轮轴相对曲轴转过一个角度即可。柴油机换向时为改变正时而使凸轮轴相对曲轴转过一个角 度的动作称凸轮的换向差动，所转动的相应角度称为换向差动角。差动方向如果与换向后的 新转向相同称为超前差动；差动方向如果与换向后的新转向相反称为滞后差动。单凸轮换向 所使用的凸轮线型有两种：一般线型和鸡心形线型。 1．一般线型单凸轮换向原理 一般线型单凸轮换向原理可用图 7-9 说明。图 a)为二冲程柴油机的喷油泵凸轮，凸轮的 作用角为 2φ，oo´、oo1、oo2 分别为本缸曲柄的上止点位置线和凸轮在正、倒车位置时的中 心线。图示位置曲柄处于上止点，β 为供油提前角，凸轮正车工作（实线），凸轮中心线 oo1 与曲柄上止点夹角为 αs=φ-β。当从正车换为倒车时，为保证倒车供油提前角同样是 β，则要 求正车凸轮中心线 oo1 沿换向后转向（逆时针转向）相反的方向转过一个差动角 2αs=2(φ-β)， 如图中虚线凸轮所示。因此凸轮为滞后差动，换向差动角为 2αs。图 b）为二冲程直流阀式 柴油机的排气阀凸轮。同理，当由正车（实线）凸轮位置换为倒车（虚线）凸轮位置时，凸 轮的差动方向为沿换向后转向的同方向（逆时针转向），即为超前差动，换向差动角为〖2αs〗
[2as ].上死点上华死0正车工作边点倒车工作边下死点402s0.7下死点）喷油蒸凸轮）排气凸轮图9-13一般线型单凸轮换向原理图7-9一般线型单凸轮换向原理由此可见，一般线型单凸轮换向时，喷油泵凸轮和排气阀凸轮差动方向相反，且差动角亦不相同。两者无法同轴差动，只能分别装在两根凸轮轴上进行双轴单凸轮换向差动，使柴油机结构复杂化。为了简化柴油机结构，实现同轴差动，必须满足下列三个条件：（1）两组凸轮差动方向相同：（2）两组凸轮差动角相等：（3）差动前后同名凸轮的正倒车正时相同或基本相同。为满足上述要求，可以用一种特殊形状的鸡心凸轮代替上述一般线型的喷油泵凸轮。2.鸡心凸轮的换向原理鸡心凸轮是一种特殊形状的凸轮。图7-10a）实线示凸轮为处于正车位置的一种喷油泵使用的鸡心凸轮。它由基圆0102（半径最小）、顶圆aia2（半径最大）以及由基圆01、02，两侧向顶圆ala2伸展的按相同规律变化的两段曲线01ai及02a2组成，图中0o为鸡心凸轮对称中心线。正车运行时（顺时针方向转动），a1一01为喷油泵吸油段；02a2为喷油泵的泵油段，供油提前角为β。在图示情况下鸡心凸轮中心线00与该缸曲柄上止点夹角为αs=15°，按换向差动原理，当由正车改为倒车时只要把鸡心凸轮沿换向后转向（逆时针方向）转动差
【2αs´】。 图 7-9 一般线型单凸轮换向原理 由此可见，一般线型单凸轮换向时，喷油泵凸轮和排气阀凸轮差动方向相反，且差动角 亦不相同。两者无法同轴差动，只能分别装在两根凸轮轴上进行双轴单凸轮换向差动，使柴 油机结构复杂化。 为了简化柴油机结构，实现同轴差动，必须满足下列三个条件： （1）两组凸轮差动方向相同； （2）两组凸轮差动角相等； （3）差动前后同名凸轮的正倒车正时相同或基本相同。为满足上述要求，可以用一种 特殊形状的鸡心凸轮代替上述一般线型的喷油泵凸轮。 2．鸡心凸轮的换向原理 鸡心凸轮是一种特殊形状的凸轮。图 7-10a）实线示凸轮为处于正车位置的一种喷油泵 使用的鸡心凸轮。它由基圆 o1o2（半径最小）、顶圆 a1a2（半径最大）以及由基圆 o1、o2， 两侧向顶圆 a1、a2 伸展的按相同规律变化的两段曲线 o1a1及 o2a2 组成，图中 oo´为鸡心凸轮 对称中心线。正车运行时（顺时针方向转动），a1－o1 为喷油泵吸油段；o2a2 为喷油泵的泵 油段，供油提前角为 β。在图示情况下鸡心凸轮中心线 oo´与该缸曲柄上止点夹角为 αs=15˚， 按换向差动原理，当由正车改为倒车时只要把鸡心凸轮沿换向后转向（逆时针方向）转动差
动角2αs=30°即可，如图中虚线所示凸轮轮按倒车方向（逆时针方向）差动30°可保证相同的喷油提前角由前述知此为超前伯喷油泵吸汇转时止好换。差动，而与排气凸轮差动方向相同，个条件。由图b）示排气阀凸轮换向差动原理可知，其正车凸轮下止点前91排气假正时：开，下止点后55关），换口差差动角为0不一致。为满足同轴差动的第个条件工保证喷油泵的供油正时在换向取0大HN前后不变，但排气阀正时在倒车运下止点后61正点前85开，关，而排气持续角（146°）未变，满足了同轴动的第电此：实现了喷油泵凸轮与排气阀凸轮同轴换向差动。上死点Ca2a191550+18°1201b排气凸轮a）燃油凸轮（鸡心凸轮）图9-14鸡心凸轮的差动原理图7-10鸡心凸轮的差动原理由上述分析可知，单凸轮换向就是改变凸轮轴与曲轴的相对位置。通常，实现这种变化的方法有以下三种：（1）曲轴不动，通过换向装置使凸轮轴相对曲轴转过一个差动角。一般为滞后差动。（2）凸轮轴不动，先进行空气分配器换向，在进行反向起动使曲轴反向回转之初，曲轴相对凸轮轴转过一个差动角之后才带动凸轮轴一起转动。此种方法为滞后差动。（3）先进行空气分配器换向，在反向起动之初，通过差动机构使凸轮轴与曲轴之间有一定转速差，待完成差动角后，再同步转动。此种方法一般为超前差动。3.单凸轮换向装置新型柴油机的共同点：现在均采用直流扫气。由于新型高效率废气涡轮增压器的采用，活塞的有效行程得以增加，即排气阀可以晚些打开（以前nk低时，排气阀只得早些打开，图7-10中下止点前91°就开启）。也就是说，涡轮只需要较少废气的能量（压力、温度）
动角 2αs=30˚即可，如图中虚线所示凸轮，此凸轮按倒车方向（逆时针方向）差动 30˚可保证 相同的喷油提前角 ，但喷油泵吸油段、供油段与正车运转时正好互换。由前述知此为超前 差动，而与排气凸轮差动方向相同，满足了同轴差动的第一个条件。由图 b）示排气阀凸轮 换向差动原理可知，其正车凸轮中心线与下止点线夹角为 18˚（排气阀正时：下止点前 91˚ 开，下止点后 55˚关），换向差动角应为 2×18˚=36˚而与喷油泵凸轮差动角为 30˚不一致。为 满足同轴差动的第二个条件，取 30˚为共同的差动角。此时可保证喷油泵的供油正时在换向 前后不变，但排气阀正时在倒车运转时较正车正时滞后 6˚，即下止点前 85˚开，下止点后 61˚ 关，而排气持续角（146˚）未变，满足了同轴差动的第三个条件。由此，实现了喷油泵凸轮 与排气阀凸轮同轴换向差动。 图 7-10 鸡心凸轮的差动原理 由上述分析可知，单凸轮换向就是改变凸轮轴与曲轴的相对位置。通常，实现这种变化 的方法有以下三种： （1）曲轴不动，通过换向装置使凸轮轴相对曲轴转过一个差动角。一般为滞后差动。 （2）凸轮轴不动，先进行空气分配器换向，在进行反向起动使曲轴反向回转之初，曲 轴相对凸轮轴转过一个差动角之后才带动凸轮轴一起转动。此种方法为滞后差动。 （3）先进行空气分配器换向，在反向起动之初，通过差动机构使凸轮轴与曲轴之间有 一定转速差，待完成差动角后，再同步转动。此种方法一般为超前差动。 3．单凸轮换向装置 【 新型柴油机的共同点：现在均采用直流扫气。由于新型高效率废气涡轮增压器的采用， 活塞的有效行程得以增加，即排气阀可以晚些打开（以前 ηTK 低时，排气阀只得早些打开， 图 7-10 中下止点前 91°就开启）。也就是说，涡轮只需要较少废气的能量（压力、温度）
压气机就可提供足够的增压空气（pk、m）。因而柴油机燃气膨胀的有效行程允许加长，从而得到较多膨胀功，使燃油消耗率下降。随着k越来越高，排气阀开得越来越迟。所以，现代柴油机排气阀的最佳正时恰好使排气凸轮对称轴位于下止点附近，所以，倒转时没有必要差动排气凸轮的位置，而只需改变燃油凸轮的相对位置。（空气分配器凸轮必须改变相对位置，但它（们）不在大凸轮轴上。RTA单独用一个换向伺服器，MC另外用一根小凸轮轴进行双凸轮换向。）】用于完成凸轮轴与曲轴之间差动过程的换向装置，按其使用的工质和能量不同，可分为以下几种。1）液压差动换尚装置采用液压差动换向伺服器并使用滑油系统中的中压滑油（0.6MPa）作为工质实现差动换向动作。伺服器的外壳通过链轮由曲轴驱动：伺服器的内腔有一转板并用键固定在凸轮轴上，转板把伺服器的内腔分隔成两个空间（正、倒车空间），此两个空间分别用滑油管与换向阀的有关油管相通。正车时，转板顶在伺服器内两个对称布置的扇形凸块上，而且正车空间充满中压滑油，倒车空间释放油压。换向时【×曲轴不动，〗操作换向阀改变正、倒车空间的进、排油方向，倒车空间进油，正车空间释油，转板在滑油压力作用下相对曲轴转过一个差动角，并带动凸轮轴从正车位置转至倒车位置，完成换向动作。这种换向装置使用在SulzerRD、RND、RND-M等型柴油机上，为滞后差动。SulzerRTA柴油机使用一种新型的液压差动换向装置。该柴油机每段凸轮轴都装配一个换向伺服器，每个换向伺服器外缘上装有两个燃油凸轮，凸轮轴上装有不需换向的排气凸轮。凸轮轴与伺服器非刚性连接，而是通过凸轮轴上的两个转翼带动换向伺服器及外缘上的燃油凸轮按规定方向转动。换向时凸轮轴【不必差动】【×和曲轴都不动】，而是在变化控制油进、排方向使换向伺服器及其外缘【燃油】凸轮绕凸轮轴在两转翼之间转动一个差动角完成换向动作。2）气动机械差动换向装置〖用压缩空气为动力轴向拉动花键轴，使凸轮轴完成差动动作。正常运转时，曲轴由链轮并通过花键轴、推力法兰等带动凸轮按一定方向转动。换向时改变空气缸内活塞两侧压缩空气的流向，使活塞产生轴向移动从而带动花键轴轴向移动；花键轴两端的左、右螺旋花键通过推力法兰带动凸轮轴相对于曲轴产生周向差动（超前差动），完成换向动作。>近年来，MAN-B&W公司采用了一种更加简易而新颖的气动机械换向装置，如图7-11所示。换向时曲轴与凸轮轴均无差动动作，而是通过改变每缸喷油泵传动机构中的滚轮在凸轮上的倾斜度完成换向动作。图示为正车位置，换向时使用压缩空气拉动滚轮的顶头，使滚轮连杆的倾斜方向发生变化，即改变滚轮与凸轮的相对位置完成换向动作
压气机就可提供足够的增压空气（pK、m）。因而柴油机燃气膨胀的有效行程允许加长，从 而得到较多膨胀功，使燃油消耗率下降。随着 ηTK 越来越高，排气阀开得越来越迟。所以， 现代柴油机排气阀的最佳正时恰好使排气凸轮对称轴位于下止点附近，所以，倒转时没有必 要差动排气凸轮的位置，而只需改变燃油凸轮的相对位置。（空气分配器凸轮必须改变相对 位置，但它（们）不在大凸轮轴上。RTA 单独用一个换向伺服器，MC 另外用一根小凸轮轴 进行双凸轮换向。）】 用于完成凸轮轴与曲轴之间差动过程的换向装置，按其使用的工质和能量不同，可分为 以下几种。 1）液压差动换向装置 采用液压差动换向伺服器并使用滑油系统中的中压滑油（0.6MPa）作为工质实现差动 换向动作。伺服器的外壳通过链轮由曲轴驱动；伺服器的内腔有一转板并用键固定在凸轮轴 上，转板把伺服器的内腔分隔成两个空间（正、倒车空间），此两个空间分别用滑油管与换 向阀的有关油管相通。正车时，转板顶在伺服器内两个对称布置的扇形凸块上，而且正车空 间充满中压滑油，倒车空间释放油压。换向时〖×曲轴不动，〗操作换向阀改变正、倒车空 间的进、排油方向，倒车空间进油，正车空间释油，转板在滑油压力作用下相对曲轴转过一 个差动角，并带动凸轮轴从正车位置转至倒车位置，完成换向动作。这种换向装置使用在 Sulzer RD、RND、RND-M 等型柴油机上，为滞后差动。 Sulzer RTA 柴油机使用一种新型的液压差动换向装置。该柴油机每段凸轮轴都装配一个 换向伺服器，每个换向伺服器外缘上装有两个燃油凸轮，凸轮轴上装有不需换向的排气凸轮。 凸轮轴与伺服器非刚性连接，而是通过凸轮轴上的两个转翼带动换向伺服器及外缘上的燃油 凸轮按规定方向转动。换向时凸轮轴【不必差动】〖×和曲轴都不动〗，而是在变化控制油进、 排方向使换向伺服器及其外缘【燃油】凸轮绕凸轮轴在两转翼之间转动一个差动角完成换向 动作。 2）气动机械差动换向装置 〖用压缩空气为动力轴向拉动花键轴，使凸轮轴完成差动动作。正常运转时，曲轴由链 轮并通过花键轴、推力法兰等带动凸轮按一定方向转动。换向时改变空气缸内活塞两侧压缩 空气的流向，使活塞产生轴向移动从而带动花键轴轴向移动；花键轴两端的左、右螺旋花键 通过推力法兰带动凸轮轴相对于曲轴产生周向差动（超前差动），完成换向动作。〗 近年来，MAN-B&W 公司采用了一种更加简易而新颖的气动机械换向装置，如图 7-11 所示。换向时曲轴与凸轮轴均无差动动作，而是通过改变每缸喷油泵传动机构中的滚轮在凸 轮上的倾斜度完成换向动作。图示为正车位置，换向时使用压缩空气拉动滚轮的顶头，使滚 轮连杆的倾斜方向发生变化，即改变滚轮与凸轮的相对位置完成换向动作