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，其表面在工作時與高溫、高壓燃?xì)饧皽囟容^低的新鮮空氣交替接觸。來自燃油箱的燃油經(jīng)進(jìn)油口2進(jìn)人油水分離器，并從出油口流出至輸油泵。由于燃?xì)鈮毫蜏囟鹊挠绊?，加之活塞相對于汽缸?nèi)壁的高速運(yùn)動和側(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。鉛絲法是在軸承與軸頸間放一直徑為軸承標(biāo)準(zhǔn)間隙約2倍的鉛絲，按規(guī)定力矩旋緊軸承蓋后，再取出鉛絲，用千分尺測量其厚度即為軸瓦與軸頸的徑向間隙。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。柴油機(jī)驅(qū)動其他工作機(jī)械（如發(fā)電機(jī)、水泵等）時，如其輸出轉(zhuǎn)矩與工作機(jī)械克服工作阻力所需的轉(zhuǎn)矩（阻力矩）相等，則工作處于穩(wěn)定狀態(tài)（轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定）。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。用手輕輕壓渦輪轉(zhuǎn)子軸在壓氣機(jī)端的螺紋中心孔端面，取出渦輪轉(zhuǎn)子軸。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個耐熱耐油的橡膠密封水圈，有的發(fā)動機(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不致與缸套相碰。

空氣濾清器

空氣濾清器的功用是濾除空氣中的灰塵及雜質(zhì)，將清潔的空氣送入汽缸內(nèi)，以減少活塞連桿組、配氣機(jī)構(gòu)和汽缸磨損。對空氣濾清器的要求是：濾清、阻力小、應(yīng)用周期長且保養(yǎng)方便。空氣濾清器的濾清方式有以下三種。

①慣性式（離心式）：利用灰塵和雜質(zhì)在空氣成分中密度大的特點(diǎn)，通過引導(dǎo)氣流急劇旋轉(zhuǎn)或拐彎，從而在離心力的作用下，將灰塵和雜質(zhì)從空氣中分離出來。

②油浴式（濕式）：使空氣通過油液，空氣雜質(zhì)便沉積于油中而被濾清。

③過濾式（干式）：引導(dǎo)氣流通過濾芯，使灰塵和雜質(zhì)被黏附在濾芯上。

為獲得較好的濾清效果，可采用上述兩種或三種方式的綜合濾清?？諝鉃V清器由濾清器殼和濾芯等組成，濾清器殼由薄鋼板沖壓而成。濾芯有金屬絲濾芯和紙質(zhì)濾芯等。

135系列4、6缸直列柴油機(jī)用空濾器，這種紙質(zhì)濾芯（金屬絲濾芯）濾清器目前應(yīng)用廣泛，濾芯普遍采用樹脂處理的微孔濾紙制成，濾芯上下兩端由塑料密封墊圈密封。柴油機(jī)工作時，空氣經(jīng)紙質(zhì)濾芯濾清后，從接管沿進(jìn)氣管被吸入汽缸。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。這種濾清器結(jié)構(gòu)簡單、成本低、維護(hù)方便；但用于塵粒量大的環(huán)境時，工作壽命較短，且不甚可靠。

國產(chǎn)135系列增壓柴油機(jī)用的旋流紙質(zhì)空氣濾清器。它主要由旋流粗濾器（內(nèi)部豎置有旋流管）、紙質(zhì)主精濾芯和安全濾芯三部分組成。為保證配氣相位的準(zhǔn)確，在曲軸與凸輪軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)之間通常設(shè)有專門的記號，在裝配過程中必須按照相關(guān)說明書的要求將記號對準(zhǔn)，不得隨意改動。空氣經(jīng)旋流管離心力的作用，使空氣中的絕大部分塵粒落入旋流管下端的集塵室，塵粒再經(jīng)排氣引射管（安裝在消聲器出口處）隨柴油機(jī)廢氣一起排出。粗濾后較清潔的空氣通過紙質(zhì)精濾及安全濾芯濾清，后進(jìn)入發(fā)動機(jī)汽缸。

當(dāng)采用上述旋流紙質(zhì)空氣濾清器時，消聲器出口處需預(yù)裝有與之匹配的排氣引射管，當(dāng)柴油機(jī)排氣時，高速氣流通過喉管處使廢氣氣流增大，于是便形成了真空度。利用此真空度將空濾器集塵室中的塵粒經(jīng)橡膠管吸入排氣引射管內(nèi)，并與柴油機(jī)廢氣一起排出。

調(diào)速器的種類

（1）根據(jù)調(diào)速器 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的不同可分為機(jī)械式、液壓式、氣動式和電子式四種．機(jī)械式調(diào)速器機(jī)械式調(diào)速器的感應(yīng)元件為飛塊或飛球，直接推動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，廣泛用于中、小功率柴油機(jī)上。

①液壓式調(diào)速器 液壓式調(diào)速器一般用飛塊作感應(yīng)元件，推動控制活塞操縱液壓伺服器。凸輪軸和正時齒輪的檢驗與修理（1)凸輪軸和正時齒輪的常見失效形式①凸輪軸的常見失效形式有三種：凸輪的磨損。這種調(diào)速器的感應(yīng)元件較小，通用性強(qiáng)，可用少數(shù)幾種尺寸系列滿足幾十到上萬馬力柴油機(jī)的配套要求，穩(wěn)定性好，調(diào)節(jié)精度高（穩(wěn)定調(diào)速率可到零），推動力大，便于實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)的自動控制，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝要求高，因此，適用于大功率柴油機(jī)。

②氣動式調(diào)速器 氣動式調(diào)速器是利用膜片感應(yīng)進(jìn)氣管真空度的變化，進(jìn)而推動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這種調(diào)速器結(jié)構(gòu)簡單，低速時靈敏度較高，但因進(jìn)氣管裝有節(jié)流閥增加了進(jìn)氣阻力，使功率有所下降，因此，只適用于小功率柴油機(jī)，所以目前采用不多。

③電子式調(diào)速器 電子式調(diào)速器是把柴油發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化轉(zhuǎn)換成電量變化，經(jīng)采樣放大后控制其執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這種調(diào)速器可在柴油機(jī)轉(zhuǎn)速產(chǎn)生明顯變化之前調(diào)整供油量，獲得很高的調(diào)節(jié)精度，實(shí)現(xiàn)無差并聯(lián)運(yùn)行，目前，主要用于柴油發(fā)電機(jī)組。

（2）按照調(diào)速器起作用的轉(zhuǎn)速范圍，可分為單程式、兩極式和全程式三種

①單程式調(diào)速器 單制式調(diào)速器只在某一個轉(zhuǎn)速（一般為標(biāo)定轉(zhuǎn)速）時起作用。它適合于要求轉(zhuǎn)速恒定的柴油機(jī)，如驅(qū)動發(fā)電機(jī)、空氣壓縮機(jī)、離心泵等的柴油機(jī)。

②兩極式調(diào)速器 兩極式調(diào)速器只在柴油機(jī)怠速和標(biāo)定轉(zhuǎn)速兩種情況下起作用，主要用于汽車，以保持怠速工作穩(wěn)定和防止高速時“飛車”。其他工況則由操作者操縱油門來調(diào)節(jié)供油量。

③全程式調(diào)速器 全程式調(diào)速器是在柴油機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)均起作用。氣門傳動組（氣門與挺柱或氣門與搖臂之間）在常溫下裝配時必須留有適當(dāng)?shù)拈g隙，以補(bǔ)償氣門及各傳動零件的熱膨脹，此間隙稱為氣門的冷間隙。裝有這種調(diào)速器的工作機(jī)械．操作人員根據(jù)工作需要選擇任一轉(zhuǎn)速后，調(diào)速器即能自動地使柴油機(jī)穩(wěn)定在該轉(zhuǎn)這下工作。這不僅大大改善了操作人員在負(fù)荷變化頻繁情況下的勞動條件，而且也提高了工作質(zhì)量和生產(chǎn)效率，因此，大多數(shù)工程機(jī)械都采用這種調(diào)速器。

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刻相對于曲軸上止點(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的曲軸轉(zhuǎn)角。顯然，供油提前角稍大于噴油提前角。由于供油提前角便于檢查調(diào)整，所以在生產(chǎn)單位和使用部門采用較多。因此凸輪工作表面磨損較嚴(yán)重，還可能出現(xiàn)擦傷、麻點(diǎn)等不正常磨損情況。噴油提前角需要復(fù)雜而精密的儀器方能測量，因此只在科研中應(yīng)用。也就是說，柴油發(fā)動機(jī)的噴油提前角（供油時間）是通過調(diào)整噴油泵的供油提前角來實(shí)現(xiàn)的。整體式噴油泵柴油發(fā)動機(jī)的總供油時間通常以噴油泵一缸供油提前角為準(zhǔn)，調(diào)整整個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)曲軸間的相對角位置。為此，噴油泵凸輪軸一端的聯(lián)軸器通常是做成可調(diào)整的。出了一種聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)。

聯(lián)軸器主要有兩個凸緣盤組成：裝在驅(qū)動齒輪軸上的凸緣盤和裝在噴油泵凸輪軸一端的從動凸緣盤，兩凸緣盤間用螺釘連接。驅(qū)動凸緣盤安裝螺釘?shù)目资腔⌒蔚拈L孔。松開固定螺釘可變更兩凸緣盤間的相對角位置，從而也就變更了整個噴油泵的供油提前角。

將噴油泵從柴油機(jī)上拆下后再重新裝回時，可先將噴油泵固定在柴油機(jī)機(jī)體上的噴油泵托架上，再慢慢轉(zhuǎn)動曲軸，使柴油機(jī)一缸的活塞位于壓縮行程上止點(diǎn)前相當(dāng)于規(guī)定的供油提前角的位置，然后使噴油泵凸輪軸上與噴油泵殼體上相應(yīng)記號對準(zhǔn)。另外還有測量法和鉛絲、銅皮法，這兩種方法已在前面講過，在這里就不再重述。再擰緊聯(lián)軸器的固定螺釘。

多數(shù)柴油發(fā)動機(jī)是在標(biāo)定轉(zhuǎn)速和全負(fù)荷下通過試驗確定在該工況下的噴油提前角的，將噴油泵安裝到柴油機(jī)上時，即按此噴油提前角調(diào)定，而在柴油機(jī)工作過程中一般不再變動。顯然，當(dāng)柴油機(jī)在其他工況下運(yùn)轉(zhuǎn)時，這個噴油提前角就不是有利的。曲軸裂紋和折斷的原因、檢驗及修理1)原因其原因除與曲軸彎、扭大致相同外，還有以下幾個方面。對于轉(zhuǎn)速范圍變化比較大的柴油機(jī)，為了提高其經(jīng)濟(jì)性和動力性，希望柴油機(jī)的噴油提前角能隨轉(zhuǎn)速的變化自動進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其保持較有利的數(shù)值。因此，在這種柴油機(jī)（特別是直接噴射式柴油機(jī)）的噴油泵上，往往裝有離心式供油提前角自動調(diào)節(jié)器。

一種離心式供油提前角自動調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)器裝在聯(lián)軸器和噴油泵之間。前端面有兩個方形凸塊的驅(qū)動盤，也就是聯(lián)軸器的從動盤。在驅(qū)動盤的腹板上裝有兩個銷軸。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。兩個飛塊的一端各有一個圓孔套在此銷軸上。兩個飛塊的另一端則壓裝有兩個銷釘。每個銷釘上松套著一個滾輪內(nèi)座圈和滾輪。調(diào)節(jié)器的從動盤的轂部用半月鍵與噴油泵凸輪軸相連。從動盤兩臂的弧形側(cè)面與滾輪接觸，另一側(cè)面則壓在兩個彈簧上。彈簧的另一端支在彈簧座圈上。彈簧座圈則由螺釘固定在銷軸的端部。

從動盤還固定有筒狀盤，其外圓面與驅(qū)動盤的內(nèi)圓面相配合，以保證驅(qū)動盤與從動盤的同心度。整個調(diào)節(jié)器為一密閉體，內(nèi)腔充滿機(jī)油以供潤滑。

柴油機(jī)工作時，驅(qū)動盤連同飛塊被曲軸驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。飛塊在離心力的作用下繞銷軸轉(zhuǎn)動，其活動端向外擺動。為了使齒輪嚙合平順，減少噪聲，正時齒輪一般采用斜齒，其傾斜角度約為10°，曲軸上的正時齒輪多用合金鋼制造，而凸輪軸上的正時齒輪多用夾布膠木或工程塑料制成。同時，滾輪則迫使從動盤沿箭頭方向轉(zhuǎn)動一個角度，直到彈簧的彈力與飛塊的離心力相平衡時為止。于是驅(qū)動盤與從動盤開始同步旋轉(zhuǎn)。當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速升高，飛塊活動端進(jìn)一步向外張開，從動盤再沿箭頭方向相對于驅(qū)動盤轉(zhuǎn)過一定角度，使供油提前角隨轉(zhuǎn)速增加而相應(yīng)增大。反之，曲軸轉(zhuǎn)速降低，飛塊離心力減小，從動盤在彈簧的作用下退回一定角度，使供油提前角相應(yīng)減小。這種離心式供油提前角自動調(diào)