內(nèi)燃機(jī)的支承

內(nèi)燃機(jī)的支承隨其用途不同而各異，固定式內(nèi)燃機(jī)（如發(fā)電機(jī)組用內(nèi)燃機(jī)、工程機(jī)械用內(nèi)燃機(jī)等），多用機(jī)體上的四個(gè)支承點(diǎn)剛性地固定在機(jī)座或其他重量較重的基礎(chǔ)上，以降低由于內(nèi)燃機(jī)固有的不平衡性引起的振動(dòng)。

3.1.2汽缸體與汽缸蓋檢修技能

汽缸體和汽缸蓋的常見(jiàn)失效形式有：不同位置的裂紋、平面變形、水道口腐蝕和螺孔損壞等。本節(jié)將分別討論這幾種失效形式產(chǎn)生的原因、檢驗(yàn)及修理方法。

3.1.2.1裂紋的檢驗(yàn)與修理

汽缸體和汽缸蓋裂紋會(huì)導(dǎo)致冷卻液或機(jī)油泄漏，影響內(nèi)燃機(jī)的工作，甚至造成汽缸體或汽缸蓋報(bào)廢。

（1）裂紋產(chǎn)生的原因

汽缸體與汽缸蓋產(chǎn)生裂紋的部位往往與它們的結(jié)構(gòu)有關(guān)，不同形式的發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)裂紋的部位有它一定的規(guī)律性。總體說(shuō)來(lái)，裂紋產(chǎn)生的原因不外乎以下三個(gè)方面。

①設(shè)計(jì)和制造方面的缺陷

a.一些改進(jìn)型發(fā)動(dòng)機(jī)是強(qiáng)化機(jī)型，其轉(zhuǎn)速和功率較原發(fā)動(dòng)機(jī)顯著提高，在高轉(zhuǎn)速下，發(fā)動(dòng)機(jī)受到的慣性力和應(yīng)力也增大，易出現(xiàn)裂紋。

b.汽缸體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各處壁厚不均勻，在一些薄弱部位，剛度低，易出現(xiàn)裂紋。

c.加工部位與未加工部位，壁厚不同部位過(guò)渡處都將產(chǎn)生應(yīng)力集中，當(dāng)這些應(yīng)力與鑄造時(shí)的殘余應(yīng)力疊加時(shí)，也易產(chǎn)生裂紋。

②使用不當(dāng)

a.在寒冷冬季，沒(méi)使用防凍液或停機(jī)后沒(méi)按照規(guī)定時(shí)間（冷卻水冷卻至常溫）放出冷卻水，致使水套內(nèi)的冷卻水結(jié)冰而發(fā)生凍裂，或在嚴(yán)寒冬季，驟加高溫?zé)崴选?

b.在內(nèi)燃機(jī)處于高溫工作狀況下突然加入冷水，造成汽缸體和汽缸蓋熱應(yīng)力過(guò)大，致使汽缸體和汽缸蓋產(chǎn)生裂紋。

c.在拆裝或搬運(yùn)中不慎，使汽缸體或汽缸蓋嚴(yán)重受振或碰撞而產(chǎn)生裂紋。內(nèi)燃機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，材料受到過(guò)高的熱應(yīng)力。近年來(lái)，我國(guó)廣泛應(yīng)用鐵基粉末冶金加工氣門(mén)導(dǎo)管，它在潤(rùn)滑不良的條件下也能可靠工作，磨損很小。比如，長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷工作，造成汽缸體內(nèi)應(yīng)力增大；水套中的水垢過(guò)厚，減少了冷卻水的通過(guò)面積，而且水垢的傳熱性差，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱性能，特別是汽缸之間、氣門(mén)座之間以及進(jìn)、排氣孔附近的水道被阻塞后，將嚴(yán)重影響散抹使局部工作溫度升高，熱應(yīng)力過(guò)大，以致產(chǎn)生裂紋。

d.在沒(méi)有充分暖機(jī)的情況下，迅速增加負(fù)荷，致使汽缸體和汽缸蓋冷熱變化劇烈且不均勻，以致產(chǎn)生裂紋。

③修理質(zhì)量不高在維修過(guò)程中，未能?chē)?yán)格執(zhí)行工藝要求，如汽缸蓋螺母未能按規(guī)定顧序和力矩?cái)Q緊、擰緊力不均勻，用不符合規(guī)定的汽缸蓋螺母等；在鑲配氣門(mén)座圈時(shí)，沒(méi)有根據(jù)氣門(mén)座的材料及加工精度等選用適當(dāng)?shù)膲喝脒^(guò)盈量等，也會(huì)使其產(chǎn)生裂紋。

擰緊汽缸蓋螺母要用讀數(shù)準(zhǔn)確的扭力扳手，按先中間后兩邊，分2~3次（如135系列柴油機(jī)汽缸蓋螺母的規(guī)定力矩為245~265N·m，一次可擰到100N·m；第二次可擰到200N·m；第三次可擰到規(guī)定力矩）對(duì)稱(chēng)地?cái)Q緊到規(guī)定的力矩。對(duì)重裝汽缸蓋的發(fā)動(dòng)機(jī)在一次走熱，冷卻至常溫后，還需按上述要求再擰一次汽缸蓋螺母以達(dá)到規(guī)定力矩，并應(yīng)重新調(diào)整一次氣門(mén)間隙。采用氣門(mén)座圈的優(yōu)點(diǎn)是提高了座面的耐磨性和壽命，更換和維修也比較方便。

拆卸汽缸蓋螺母的順序與上述順序剛好相反，按先兩邊后中間的順序，分2~3次對(duì)稱(chēng)地?cái)Q松。千萬(wàn)不要為了方便，一次性地把所有螺母卸掉。

軸頸磨損的檢驗(yàn)與修理

1)軸頸磨損的原因曲軸經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間使用后，由于作用在連桿軸頸和曲軸軸頸的力的大小和方向周期變化而產(chǎn)生不均勻的磨損，這是自然磨損的必然結(jié)果，是正常現(xiàn)象，但由于使用不當(dāng)、潤(rùn)滑不良、軸承間隙過(guò)大或過(guò)小，都會(huì)加速軸頸的磨損和軸頸磨損不勻度，磨損后的主要表現(xiàn)是軸頸的不圓（失圓）和不圓柱形（錐形）。若軸瓦合金為鋁基合金（俗稱(chēng)鋁瓦），能轉(zhuǎn)動(dòng)2、3圈，同時(shí)再握住連桿小端，沿曲軸軸線(xiàn)方向撥動(dòng)，應(yīng)沒(méi)有松曠感覺(jué)即為合適。

曲軸軸頸（又稱(chēng)主軸頸）和連桿軸頸的磨損，是由于磨損不均勻而形成沿圓周的軸徑不圓和沿長(zhǎng)度的不圓柱形磨損。廢氣渦輪增壓器的拆卸在拆卸前可將壓氣機(jī)殼、中間殼及無(wú)葉渦殼三者的相互位置做好標(biāo)記，以便在裝屺時(shí)安裝到原始位置。連桿軸頸的磨損往往比曲軸軸頸的磨損約大1~2倍。曲軸軸頸的磨損因兩端活塞連桿組相互作用的結(jié)果，所受合力一般小于連桿軸頸，因此，其磨損也小于連桿軸頸。

不圓一一連桿軸頸磨損不圓，主要是由于：內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)的氣體壓力、活塞連桿組運(yùn)動(dòng)的慣性力以及連桿大端的離心力所形成的合力，作用在軸頸的內(nèi)側(cè)面上。因此，連桿軸頸磨損發(fā)生在各軸頸的內(nèi)側(cè)面（即靠曲軸中心線(xiàn)的一側(cè)）。

曲軸軸頸的不圓比連桿軸頸小，也是由于在連桿軸頸離心力的牽制下各點(diǎn)載荷的不均勻性和連續(xù)時(shí)間的不同而造成的。其大部位是靠近連桿軸頸的一側(cè)。

不圓柱形一一連桿軸頸的不圓柱形（斜削）磨損，主要是油道中機(jī)械雜質(zhì)的偏積。因?yàn)橥ㄏ蜻B桿軸頸的油道是傾斜的，在曲軸旋轉(zhuǎn)離心力的作用下，使?jié)櫥椭械臋C(jī)械雜質(zhì)，隨著潤(rùn)滑油沿油道的上斜面流入連桿軸頸的一側(cè)，由于雜質(zhì)的偏積，造成同一軸頸不均勻的磨損，磨損的大部位是雜質(zhì)偏積的一側(cè)。⑦用尖頭鉗取出中間殼在渦輪端軸承孔中的彈簧卡環(huán)，然后取出推力環(huán)和浮動(dòng)軸承。另外，由于某些內(nèi)燃機(jī)為了縮短連桿長(zhǎng)度，將連桿大端做成不對(duì)稱(chēng)，因而造成連桿軸頸沿軸線(xiàn)方向所受的載荷分布不均勻，形成連桿軸頸長(zhǎng)度方向沿軸線(xiàn)方向的磨損不均勻。

2）軸頸圓度及圓柱度誤差的檢驗(yàn)曲軸軸頸和連桿軸頸圓度及圓柱度誤差的檢驗(yàn)，一般用外徑千分尺在軸頸的同一橫斷面上進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量（先在軸頸油孔的兩側(cè)測(cè)量，旋轉(zhuǎn)90°，再測(cè)量），其大直徑與小直徑之差，即為圓度誤差；兩側(cè)端測(cè)得的直徑差即為圓柱度誤差。

軸頸的圓度及圓柱度公差，直徑在80mm。以下的為0.025mm，直徑在80mm以上的為0.040mm，如超過(guò)了，均應(yīng)按規(guī)定修理尺寸進(jìn)行修磨。此外，還可用眼看、手摸來(lái)發(fā)現(xiàn)軸頸的擦傷、起槽、毛糙和燒蝕等損傷。

3）軸頸的磨損、圓度及圓柱度超差的修理和磨削

①軸頸磨損傷痕的修理如果曲軸各道軸頸的圓度和圓柱度都未超過(guò)規(guī)定限度，而僅有輕微的擦傷、起槽、毛糙和燒蝕等情況，可用與軸頸寬度相同的細(xì)紗布長(zhǎng)條纏繞在軸頸上，再用麻繩或布條在紗布上繞兩三圈，用手往復(fù)拉動(dòng)繩索的兩端，進(jìn)行光磨?；蛴锰貏e的磨光夾具進(jìn)行光磨。從動(dòng)盤(pán)還固定有筒狀盤(pán)，其外圓面與驅(qū)動(dòng)盤(pán)的內(nèi)圓面相配合，以保證驅(qū)動(dòng)盤(pán)與從動(dòng)盤(pán)的同心度。軸頸的傷痕磨去后，為了降低軸頸表面粗糙度，可將軸頸和磨夾上的磨料清洗干凈，涂上一層潤(rùn)滑油，再進(jìn)行后的拋光。

②軸頸圓度及圓柱度超差的修理曲軸軸頸和連桿軸頸的圓度及圓柱度超過(guò)0.025mm或0.040mm時(shí)，即需按次一級(jí)的修理尺寸進(jìn)行磨削修整，或進(jìn)行振動(dòng)推焊，鍍鉻后再磨削至規(guī)定尺寸。曲軸的磨削一般是在專(zhuān)用的曲軸磨床或用普通車(chē)床改制的設(shè)備上進(jìn)行。在一般小型修配單位，有的用細(xì)銼刀將軸頸仔細(xì)地銼圓，仔細(xì)檢驗(yàn)，反復(fù)進(jìn)行，再用繩索或磨夾按上述方法進(jìn)行光磨。（3）凸輪軸的檢驗(yàn)①凸輪軸彎曲度的檢驗(yàn)其方法是將凸輪軸安裝于車(chē)床頂針間或以v形鐵塊安放于平板上，以?xún)啥溯S頸作為支點(diǎn)，用百分表檢查各中間軸頸的擺差。運(yùn)用這種方法修理需要有較熟練的鉗工技術(shù)，才能保證一定的修理質(zhì)量。一般修理入員不可效仿。丨

③軸頸的車(chē)磨軸頸的修理尺寸，柴油機(jī)有6級(jí)，每縮小0.25mm為一級(jí)（0.25、0.50、0.75、1.00、1.25、1.50），油機(jī)有16級(jí)，每縮小0.125mm為一級(jí)（0.125、1.250、1.125、1.000、1.625、1.750、1.875、2.000）。凸輪軸和正時(shí)齒輪的檢驗(yàn)與修理（1)凸輪軸和正時(shí)齒輪的常見(jiàn)失效形式①凸輪軸的常見(jiàn)失效形式有三種：凸輪的磨損。軸頸的大縮小量不得超過(guò)2mm，超過(guò)時(shí)，應(yīng)用堆焊、鍍鉻和噴鍍等方法修復(fù)。

a.確定修理尺寸上機(jī)磨削。修理尺寸是這樣確定的：曲軸軸頸修理尺寸一磨損嚴(yán)重軸頸的小直徑一加工余量×2，一般尺寸加工余量為0·05mmo所得之值對(duì)照修理尺寸表，看這個(gè)數(shù)值同哪一級(jí)修理尺寸比較近，就選擇哪一級(jí)修理尺寸。④石灰乳法將曲軸洗凈浸在熱油（機(jī)油）中約2h，讓油進(jìn)入裂縫，取出抹干后，用噴槍把“石灰乳液"噴到曲軸上使其干燥（石灰乳液是清潔的白堊和酒精的混合液，其比例為1：10-1：12），或用氣焊火焰將曲軸上的噴層加熱至70~80℃。修理尺寸選擇好后，就在磨床上進(jìn)行磨削。

b.注意事項(xiàng)。修理時(shí)要以磨損厲害的軸頸為標(biāo)準(zhǔn)，把各個(gè)軸頸車(chē)磨成一樣大小。最后，將曲軸裝在的焊架上，或裝在汽缸體上，并在曲軸與焊架或汽缸體之間墊以鐵質(zhì)襯瓦。由于主軸頸和連桿軸頸的磨損程度不一樣，所以，它們的修理尺寸不一定是同一級(jí)的，而各道主軸頸或連桿軸頸的修理尺寸，在一般情況下應(yīng)采用同一級(jí)的。曲軸的圓根處保留完善，千萬(wàn)不能磨小圓角的弧度，一般圓角的半徑為4~6mm。

c.車(chē)磨后的要求。其失圓度和錐形度應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)。公斤扳手法（比較可靠的方法）：用扭力扳手在曲軸后端裝飛輪的螺栓處轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)力矩為：3道瓦：2~3kgf?m。一般而言，當(dāng)D<80mm時(shí)，主軸頸和連桿軸頸的失圓度和錐形度允許范圍分別為0.015mm和0.02mm；當(dāng)D>80m，主軸頸和連桿軸頸的失圓度和錐形度允許范圍分別為0.02mm和0.03mm。

配氣相位

原理上內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣等過(guò)程都是在活塞到達(dá)上止點(diǎn)和到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)開(kāi)始或完成。如果焊接折斷的曲軸，需按曲軸折斷的原痕找出中心縫，用電焊在斷縫兩側(cè)先點(diǎn)焊幾點(diǎn)，再在裂縫未電焊的兩面開(kāi)槽后焊接。但是為了進(jìn)氣更充分，排氣更干凈，進(jìn)、排氣門(mén)要提早打開(kāi)、延遲關(guān)閉。內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)、排氣門(mén)開(kāi)始開(kāi)啟和關(guān)閉終了的時(shí)刻以及開(kāi)啟的延續(xù)時(shí)間，通常用相對(duì)于上、下止點(diǎn)時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)角來(lái)表示，稱(chēng)為配氣相位或配氣定時(shí)。表示每缸進(jìn)、排氣配氣相位（正時(shí)）關(guān)系的環(huán)形圖，稱(chēng)配氣相位（正時(shí)）圖。

在上止點(diǎn)附近，進(jìn)、排氣門(mén)同時(shí)開(kāi)啟的角度稱(chēng)為氣門(mén)重疊角（以℃A表示）。由于新鮮氣體（或可燃混合氣）和廢氣流動(dòng)慣性都很大，雖然進(jìn)、排氣門(mén)同時(shí)開(kāi)啟，但氣流并不互相錯(cuò)位與混合。只要?dú)忾T(mén)重疊角取得合適，可以使進(jìn)氣更充分、排氣更干凈。

氣門(mén)重疊角必須根據(jù)內(nèi)燃機(jī)具體狀況通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。重疊角過(guò)小，達(dá)不到預(yù)期改善換氣質(zhì)量的目的，過(guò)大則可能產(chǎn)生廢氣倒流現(xiàn)象，降低內(nèi)燃機(jī)的工作性能。

配氣相位要根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的使用工況和常用轉(zhuǎn)速來(lái)確定。不同的內(nèi)燃機(jī)，其配氣相位是不同的。配氣相位的數(shù)值要通過(guò)試驗(yàn)確定。

為保證配氣相位的準(zhǔn)確，在曲軸與凸輪軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間通常設(shè)有專(zhuān)門(mén)的記號(hào)，在裝配過(guò)程中必須按照相關(guān)說(shuō)明書(shū)的要求將記號(hào)對(duì)準(zhǔn)，不得隨意改動(dòng)。

柱塞式噴油泵的基本構(gòu)造

柱塞式噴油泵是利用柱塞在柱塞套筒內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行吸油和壓油。柴油機(jī)采用廢氣渦輪增壓后，可提高輸出功率30％~100％以上，同時(shí)還可減少單位功率的質(zhì)量，縮小外形尺寸，節(jié)省原材料，降低燃油消耗率，增大柴油機(jī)扭矩，提高載荷能力以及減少排氣對(duì)大氣的污染等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。柱塞與柱塞套合稱(chēng)為柱塞偶件（或柱塞副），每一柱塞副只向一個(gè)汽缸供油。根據(jù)其構(gòu)造不同，柱塞式噴油泵又分為單體式和整體式兩種。單體式噴油泵的所有零件都裝在泵體中，其噴油泵凸輪通常和配氣凸輪做在一根軸上，調(diào)速器裝在機(jī)體內(nèi)。這種噴油泵主要用于單缸或兩缸柴油機(jī)。整體式噴油泵是把幾組泵油元件（分泵）共同裝入一個(gè)泵體內(nèi)，由一根噴油泵凸輪軸驅(qū)動(dòng)所構(gòu)成的總泵。柱塞式噴油泵通常由泵體、泵油機(jī)構(gòu)、油量控制機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。

泵油機(jī)構(gòu)是噴油泵的主體，在多缸泵中又稱(chēng)為分泵。凸輪軸的苴主要配置有各缸進(jìn)、排氣凸輪、凸輪軸軸頸以及驅(qū)動(dòng)附件的螺旋齒輪或偏心齒輪。泵油機(jī)構(gòu)主要由柱塞偶件（柱塞和柱塞套筒）和出油閥偶件（出油閥和出油閥座）組成。柱塞為一光滑的圓柱體，在上部銑有斜槽，槽中鉆有徑向孔并與中心的軸向孔連通。柱塞下部固定有調(diào)節(jié)臂，可通過(guò)它轉(zhuǎn)動(dòng)柱塞。在柱塞套筒不同高度上鉆有兩個(gè)小孔，上面的為進(jìn)油孔，下面的為回油孔。兩孔均與泵體中的低壓油腔相通。柱塞上部有出油閥，由出油閥彈簧壓緊在出油閥座上。柱塞下端與裝在滾輪體中的墊塊相接觸。柱塞彈簧通過(guò)彈簧座將柱塞推向下方，并使?jié)L輪保持與凸輪軸上的凸輪相接觸。噴油泵凸輪軸由曲軸驅(qū)動(dòng)。對(duì)于四沖程柴油機(jī)，曲軸轉(zhuǎn)兩周，噴油泵凸輪軸轉(zhuǎn)一周。

①進(jìn)油過(guò)程 當(dāng)噴油泵凸輪軸由曲軸驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，如果凸輪的凸起部分尚未與滾輪相接觸，柱塞則在柱塞彈簧的作用下處于下端位置。這時(shí)柴油從低壓油腔經(jīng)進(jìn)油孔流入柱塞上方的柱塞套筒內(nèi)。

②壓油與供油過(guò)程隨著凸輪的凸起部分與滾輪相接觸，柱塞開(kāi)始上移，直至柱塞上端面將進(jìn)油孔完全遮蔽時(shí)，柱塞上部成為密閉的空間。如阻力矩超過(guò)輸出轉(zhuǎn)矩，則柴油機(jī)轉(zhuǎn)速將下降，如不能達(dá)到新的穩(wěn)定工況，則柴油機(jī)將停止工作。隨著柱塞繼續(xù)上升，柴油受到壓縮，油壓迅速升高。柱塞上部的出油閥在油壓達(dá)到一定值時(shí)即被頂開(kāi)，高壓的柴油即經(jīng)高壓油管流向噴油器。當(dāng)柱塞繼續(xù)上行，噴油泵繼續(xù)供油。

③停止供油過(guò)程當(dāng)柱塞上行到斜槽的上邊沿與回油孔的下邊沿相通時(shí)，供油過(guò)程即土結(jié)束。凸輪與挺柱之間有很高的接觸應(yīng)力，其相對(duì)滑動(dòng)速度也很高，而潤(rùn)滑條件則較差。隨后回油孔與斜槽相通．柱塞上部的高壓油即通過(guò)柱塞中心的油孔和斜槽中的徑向孔流入低壓油腔，柴油壓力迅速降低，出油閥在出油閥彈簧2的作用下落人出油閥座，這時(shí)噴油泵停止向噴油器供油。當(dāng)凸輪的高點(diǎn)越過(guò)滾柱后，隨著凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，柱塞在柱塞彈簧的作用下逐漸下落．當(dāng)柱塞上端低于進(jìn)油孔時(shí)，柴油又開(kāi)始流入套筒內(nèi)。