柴油發(fā)電機(jī)組氣缸與氣缸套

汽缸與汽缸套

汽缸是用來引導(dǎo)活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的圓筒形空間。汽缸內(nèi)壁與活塞頂、汽缸蓋底面共同構(gòu)成燃燒室，其表面在工作時(shí)與高溫、高壓燃?xì)饧皽囟容^低的新鮮空氣交替接觸。當(dāng)浮子達(dá)到規(guī)定的放水水位時(shí)，液面?zhèn)鞲衅鲗㈦娐方油?，在儀表盤上的放水警告燈就發(fā)出放水信號(hào)，這時(shí)需及時(shí)松開油水分離器上的放水塞放水。由于燃?xì)鈮毫蜏囟鹊挠绊?，加之活塞相?duì)于汽缸內(nèi)壁的高速運(yùn)動(dòng)和側(cè)壓力的作用，使汽缸表面產(chǎn)生磨損。當(dāng)汽缸壁磨損到一定程度后，活塞環(huán)與汽缸壁之間就會(huì)失去密封性，大量燃?xì)饴┤肭S箱，使柴油機(jī)性能惡化，而且機(jī)油也較易變質(zhì)。因此對(duì)汽缸的材料、加工精度和表面粗糙度都有較高要求。通常內(nèi)燃機(jī)的大修期限是根據(jù)汽缸壁面的磨損情況來決定的。

為了提高汽缸的強(qiáng)度和耐磨性，便于維修和降低成本，通常采用較好的合金材料將汽缸制成單獨(dú)的汽缸套鑲?cè)肫左w中。然而，空氣密度與壓力成正比，與溫度成反比，因此，增加進(jìn)氣壓力，降低進(jìn)氣溫度都能提高進(jìn)氣密度，目前柴油機(jī)中采用增壓器來提高壓力，采用中冷器降低氣體的溫度。一般汽缸套采用耐磨合金鑄鐵制造，如高磷鑄鐵、含硼鑄鐵、球墨鑄鐵或奧氏體鑄鐵等。為了使汽缸套的耐磨性更好，有的汽缸套還進(jìn)行了表面淬火、多孔鍍鉻、噴鉬或氮化處理等。

常用的汽缸套可分為干式和濕式兩種：干式汽缸套是壁厚為1~3mm的薄壁圓筒，其特點(diǎn)是缸套的外表面不與冷卻水直接接觸。①分別松開壓氣機(jī)殼、無葉渦殼與中間殼上的固緊件，取下兩只殼體。采用干式汽缸套的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體剛度較好，不存在冷卻水密封問題；缺點(diǎn)是缸套的散熱條件不如濕式汽缸套好，加工面增加，成本高，拆卸困難。

濕式汽缸套是壁厚為5~9mm的圓筒，其外壁直接與冷卻水相接觸。優(yōu)點(diǎn)是裝拆方便，冷卻可靠，容易加工；缺點(diǎn)是機(jī)體的剛度較差，漏水的可能性比較大。柴油機(jī)大多采用濕式汽缸套。

濕式汽缸套因外壁直接與冷卻水接觸，所以在缸套的外表面制有兩個(gè)凸出的圓環(huán)帶，以保證汽缸套的徑向定位和密封。缸套的軸向定位是利用上端的凸緣。整體式噴油泵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的總供油時(shí)間通常以噴油泵一缸供油提前角為準(zhǔn)，調(diào)整整個(gè)噴油泵供油提前角的方法是改變噴油泵凸輪軸與柴油機(jī)曲軸間的相對(duì)角位置。凸緣下面裝有密封銅墊片。缸套外表面的下凸出圓環(huán)帶上裝有1~3個(gè)耐熱耐油的橡膠密封水圈，有的發(fā)動(dòng)機(jī)則把密封水圈安裝在機(jī)體上。缸套裝入機(jī)體后，其凸緣頂面應(yīng)高于機(jī)體頂面0.06~0.15mm，以使汽缸蓋能壓緊在汽缸套上。有的發(fā)動(dòng)機(jī)在汽缸套下端開有切口，以保證連桿在其大傾斜位置時(shí)不致與缸套相碰。

活塞銷的常見故障與檢修

（1）活塞銷的常見故障

1）活塞銷的磨損

①原因承受較大的交變負(fù)荷。

②后果活塞銷、活塞銷座孔及連桿襯套配合處相對(duì)磨損；活塞銷與活塞銷座孔、活塞銷與連桿襯套配合間隙增大；產(chǎn)生敲擊聲（銷子響）。

2）斷裂

①原因活塞銷質(zhì)量不好，有裂紋。

②后果打壞汽缸體，造成事故。

（2）活塞銷的檢驗(yàn)與修理

1）活塞銷磨損的測(cè)量與修復(fù)

①磨損的測(cè)量?jī)?nèi)燃機(jī)的活塞銷，應(yīng)用千分尺測(cè)量。測(cè)量時(shí)要測(cè)三個(gè)部位：兩頭和中間。每一部位所測(cè)得的任意兩相互垂直的直徑之差即為該部位的失圓度；三個(gè)部位上所測(cè)得的大與小直徑之差即為錐形度；其失圓度及錐形度一般不應(yīng)大于0.005mm。

②修復(fù)當(dāng)徑向磨損大于0.5mm時(shí)，必須更換；當(dāng)徑向磨損小于0.5mm時(shí)，可采用鍍鉻或鐓粗的方法修復(fù)（鐓：沖壓金屬板使其變形，不加熱叫冷鐓，加熱叫熱鐓）。

2）活塞銷裂紋的檢驗(yàn)方法是先將活塞銷清洗干凈，然后用放大鏡觀察，必要時(shí)可用磁力探傷法檢查。如有裂紋、表面脫落或銹蝕嚴(yán)重等均應(yīng)更換。

（3）活塞銷與銷座孔的修配

1)活塞銷的選配

①活塞銷除標(biāo)準(zhǔn)尺寸外，還有四級(jí)加大修理尺寸： 0.08mm、 0.12mm、 0.020mm、 025mm。

②選配時(shí)應(yīng)根據(jù)銷孔磨損以后的內(nèi)徑，選用近似于內(nèi)徑的加大活塞銷（一般比銷孔的內(nèi)徑大0.025~0.05mm），如選用大一級(jí)的加大活塞銷配合時(shí)仍感松曠，則應(yīng)重選活塞。

③內(nèi)燃機(jī)大修時(shí)，因選配的活塞是新的，因此，活塞銷應(yīng)選配標(biāo)準(zhǔn)的，以便給以后的維修留有更換的余地。

④新選配的活塞銷錐形度和失圓度應(yīng)不超過0.005mm，表面粗糙度不低于0.32，對(duì)多缸內(nèi)燃機(jī)而言，各缸的活塞銷質(zhì)量相差不得超過10g。

⑤活塞銷與銷座孔，在常溫（15~25℃）下，應(yīng)有0.025~0.04mm的過盈量。

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?，F(xiàn)象，但由于使用不當(dāng)、潤(rùn)滑不良、軸承間隙過大或過小，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）。由于機(jī)械增壓系統(tǒng)壓氣機(jī)所消耗的功率是由曲軸提供的，當(dāng)增壓壓力較高時(shí)，所耗的驅(qū)動(dòng)功率也會(huì)很大，使整機(jī)的機(jī)械效率下降。

曲軸軸頸（又稱主軸頸）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。②推力軸承軸向定位凸輪軸的一道軸承為推力軸承，裝在軸承座孔內(nèi)并用螺釘固定在機(jī)體上，其端面與凸輪軸的凸緣隔圈之間應(yīng)留有適當(dāng)?shù)拈g隙。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)。柴油機(jī)的增壓系統(tǒng)隨著生產(chǎn)的需要和科技水平的不斷提高，對(duì)柴油機(jī)的要求也越來越高，既要求柴油機(jī)輸出功率要大，經(jīng)濟(jì)性要好，而且重量要輕，體積要小。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，因而造成連桿軸頸沿軸線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。在有些小型柴油機(jī)上，往往不裝輸油泵，而依靠重力供油（柴油箱的位置比噴油泵的位置高）柴油機(jī)的燃料是在壓縮過程接近終了時(shí)噴入汽缸內(nèi)的。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用的曲軸磨床或用普通車床改制的設(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。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。（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床頂針間或以v形鐵塊安放于平板上，以兩端軸頸作為支點(diǎn)，用百分表檢查各中間軸頸的擺差。一般修理入員不可效仿。丨

③軸頸的車磨軸頸的修理尺寸，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）。軸頸的大縮小量不得超過2mm，超過時(shí)，應(yīng)用堆焊、鍍鉻和噴鍍等方法修復(fù)。但是，這些磨損，會(huì)影響配氣機(jī)構(gòu)工作的準(zhǔn)確性，并給氣門桿端和挺柱間的間隙調(diào)整帶來困難，因此，在內(nèi)燃機(jī)大修時(shí)，應(yīng)對(duì)凸輪、凸輪、凸輪軸承、正時(shí)齒輪等進(jìn)行認(rèn)真的檢驗(yàn)。

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供油開始和結(jié)束要求迅速干脆，防止供油停止后噴油器滴油或出現(xiàn)不正常噴射，影響噴油器的使用壽命。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)軸頸車磨成一樣大小。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。錐面下部有一圓柱形的環(huán)帶稱為減壓環(huán)帶，減壓環(huán)帶與出油閥座的內(nèi)孔精密配合，也具有密封作用。曲軸的圓根處保留完善，千萬不能磨小圓角的弧度，一般圓角的半徑為4~6mm。

c.車磨后的要求。其失圓度和錐形度應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)。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。噴油提前角調(diào)節(jié)裝置噴油提前角是指柴油開始噴入汽缸的時(shí)刻相對(duì)于曲軸上止點(diǎn)的曲軸轉(zhuǎn)角，而供油提前角則是噴油泵開始向汽缸供油時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)角。

配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式及工作過程

氣門式配氣機(jī)構(gòu)由氣門組（氣門、氣門導(dǎo)管、氣門座及氣門彈簧等）和氣門傳動(dòng)組（推桿、搖臂、凸輪軸和正時(shí)齒輪等）組成；進(jìn)排氣系統(tǒng)由空氣濾清器、進(jìn)氣管、排氣管和消聲器等組成。

內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式較多，按照氣門相對(duì)于汽缸的位置不同可分為兩種形式：氣門布置在汽缸側(cè)面的稱為側(cè)置式氣門配氣機(jī)構(gòu)；曲軸裂紋與折斷的檢查曲軸裂紋多發(fā)生在連桿軸頸端部或曲軸臂與曲軸軸頸的結(jié)合處。氣門布置在汽缸頂部的稱為頂置式氣門配氣機(jī)構(gòu)。采用側(cè)置式氣門配氣機(jī)構(gòu)布置的燃燒室橫向面積大，結(jié)構(gòu)不緊湊，而高度又受氣流和氣門運(yùn)動(dòng)的限制不能太小，所以當(dāng)壓縮比大于7.5時(shí)，燃燒室就很難布置。對(duì)于柴油機(jī)，由于壓縮比不能太低，所以廣泛采用頂置式氣門配氣機(jī)構(gòu)。按凸輪軸的布置位置可分為上置凸輪軸式、中置凸輪軸式和下置凸輪軸式；按曲軸與凸輪軸之間的傳動(dòng)方式可分為齒輪傳動(dòng)式和鏈條傳動(dòng)式；按每缸的氣門數(shù)目可分為二氣門、三氣門、四氣門和五氣門機(jī)構(gòu)。

頂置式氣門配氣機(jī)構(gòu)由凸輪軸、挺柱、推桿、氣門搖臂和氣門等零件組成。進(jìn)、排氣門都布置在汽缸蓋上，氣門頭部朝下，尾部朝上。如凸輪軸為了傳動(dòng)方便而靠近曲軸，則凸輪與氣門之間的距離就較長(zhǎng)。④連桿大端端隙的檢查當(dāng)連桿軸瓦全部刮配好以后，還要對(duì)連桿大端的端隙進(jìn)行檢查，連桿大端的側(cè)面與曲軸臂之間的間隙不能過大，一般為0。中間必須通過挺柱、推桿、搖臂等一系列零件才能驅(qū)動(dòng)氣門，使機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，整個(gè)系統(tǒng)的剛性較差。

頂置式氣門配氣機(jī)構(gòu)工作過程如下：凸輪軸由曲軸通過齒輪驅(qū)動(dòng)。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，凸輪軸即隨曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)于四沖程內(nèi)燃機(jī)而言，凸輪軸的轉(zhuǎn)速為曲軸轉(zhuǎn)速的1/2，即曲軸轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)完成一個(gè)工作循環(huán)，而凸輪軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，使進(jìn)、排氣門各開啟一次。當(dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)到凸起部分與挺柱相接觸時(shí)，挺柱開始升起。通過推桿和調(diào)整螺釘使搖臂繞搖臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)，搖臂的另一端即壓下氣門，使氣門開啟。在壓下氣門的同時(shí)，內(nèi)、外兩個(gè)氣門彈簧也受到壓縮。將裝、刮配好軸瓦的連桿夾穩(wěn)在虎鉗上，且按規(guī)定力矩上好連桿螺栓，用量缸表配合外徑千分尺測(cè)量出瓦孔直徑。當(dāng)凸輪軸凸起部分的高點(diǎn)轉(zhuǎn)過挺柱平面以后，挺柱及推桿隨凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而下落，被壓緊的氣們彈簧通過氣門彈簧座和氣門鎖片，將氣門向上抬起，后壓緊在氣門座上，使氣門關(guān)閉。氣門彈簧在安裝時(shí)就有一定的預(yù)緊力，以保證氣門與氣門座貼合緊密而不致漏氣。