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汽缸蓋
汽缸蓋裝于汽缸體上部,用缸蓋螺栓按規(guī)定力矩緊固在汽缸體上。其功用是封閉汽缸上平面,并與汽缸和活塞頂構(gòu)成燃燒室汽缸蓋的結(jié)構(gòu)常見的有三種形式:①單缸式,即每一個(gè)汽缸有一個(gè)單獨(dú)汽缸蓋;①磁力探傷法用磁力探傷器進(jìn)行檢查,先把曲軸用磁力探傷器磁化,再用鐵粉末撒在需要檢查的部位,同時(shí)用小手錘輕輕敲擊曲軸。②雙缸式,即每?jī)蓚€(gè)汽缸共用一個(gè)汽缸蓋;③多缸式,即每列汽缸共用一個(gè)汽缸蓋,又稱整體式。
柴油機(jī)汽缸蓋的熱負(fù)荷十分嚴(yán)重,由于它上面裝有進(jìn)、排氣門,氣門搖臂和噴油器等零部件,而且汽缸蓋內(nèi)布置有進(jìn)、排氣道和機(jī)油道等。特別是風(fēng)冷式柴油機(jī)的汽缸蓋,散熱片的布置比較困難。如果噴油器冷卻效果不好、溫度過(guò)高,則噴油器針閥容易咬死或出現(xiàn)其他故障,由于排氣門受熱嚴(yán)重,如冷卻不良也會(huì)加劇磨損而降低其使用壽命。因?yàn)樵跓釞C(jī)狀態(tài)下,由于內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)間的長(zhǎng)短不同,其機(jī)溫也有所差別,氣門間隙的大小不好把握。所以對(duì)于一些重要部件均需保證有足夠的冷卻效果。
汽缸蓋常用材料為高強(qiáng)度灰鑄鐵HT20-40、HT25-47。大型或強(qiáng)化柴油機(jī)采用合金鑄鐵或球墨鑄鐵。風(fēng)冷柴油機(jī)或特殊用途柴油機(jī)常用鋁合金鑄鐵汽缸蓋。
汽缸墊
汽缸墊裝于汽缸體和汽缸蓋接合面之間,其功用為補(bǔ)償接合面的不平處,保證汽缸體和汽缸蓋間的密封。它對(duì)防止三漏(漏水、漏氣和漏油)關(guān)系甚大,其厚薄程度還會(huì)影響內(nèi)煙機(jī)的壓縮比和工作性能,因此,在使用和維修內(nèi)燃機(jī)時(shí)應(yīng)注意保證汽缸墊良好,更換時(shí)應(yīng)按照原來(lái)標(biāo)準(zhǔn)厚度選用。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。
油底殼
汽缸墊要求耐高溫、耐腐蝕,并具有一定的彈性。同時(shí)還要求拆裝方便,能多次重復(fù)使用。常用的汽缸墊為金屬一石棉缸墊。這種汽缸墊的外廓尺寸與缸蓋底面相同,在自由狀態(tài)時(shí),厚約3mm,壓緊后約為1.5~2mm。缸墊的內(nèi)部是石棉纖維(夾有碎銅絲或鋼屑),外面包以銅皮或鋼皮。有的汽缸墊在汽缸孔的周圍用鎳皮鑲邊,以防止燃?xì)鈱⑵錈龘p。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)開始或完成。在過(guò)水孔和過(guò)油孔的周圍用銅皮鑲邊。這種汽缸墊的彈性好,可重復(fù)使用。
在強(qiáng)化或增壓發(fā)動(dòng)機(jī)上,常用塑性金屬(如硬鋁板)制成的金屬襯墊作汽缸墊。金屬襯墊強(qiáng)度好、油底殼(又稱下曲軸箱)主要用于收集和儲(chǔ)存潤(rùn)滑油,同時(shí)密封曲軸箱。油底殼一般用1~2mm,厚的薄鋼板沖壓或焊接而成,也有用鑄鐵或鋁合金鑄成的。
油底殼的結(jié)構(gòu)形狀主要是根據(jù)機(jī)油的容量、內(nèi)燃機(jī)的安裝位置以及在使用中的縱橫傾斜角度來(lái)決定。為了保證潤(rùn)滑油泵能經(jīng)常吸油,其后部較深,整個(gè)底部呈斜面以保證供油充足。對(duì)于熱負(fù)荷較大的內(nèi)燃機(jī),油底殼還帶有散熱片以降低機(jī)油的溫度。為防止?jié)櫥图R,油底殼中多設(shè)有擋油板。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。油底殼底部有的還裝有磁性放油塞,以吸附潤(rùn)滑油中的鐵屑和必要時(shí)放出潤(rùn)滑油。
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。其檢查方法有以下幾種。
①磁力探傷法 用磁力探傷器進(jìn)行檢查,先把曲軸用磁力探傷器磁化,再用鐵粉末撒在需要檢查的部位,同時(shí)用小手錘輕輕敲擊曲軸。這時(shí)注意觀察,如有裂紋,在鐵粉末聚積的中間就會(huì)發(fā)現(xiàn)有清楚的裂紋線條。
②錘擊法 先清除黏附在曲軸表面上的油污,然后用煤油或柴油浸洗整個(gè)曲軸,再取出曲軸將其抹拭干凈,后將曲軸的兩端支撐在木架上,用小手錘輕輕敲擊每道曲軸臂。如發(fā)出“鏘、鏘”(連貫的尖銳金屬聲),則表示曲軸無(wú)裂紋;如發(fā)出“波、波”(不連貫,短促的啞金屬聲),則表示曲軸有裂紋。然后在這附近容易產(chǎn)生裂紋的部位,用眼看或用放大鏡仔細(xì)觀察,如發(fā)現(xiàn)油漬冒出或成一黑線的地方,就是裂紋之所在。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。
③粉漬法 將曲軸用煤油或柴油洗凈抹干后,在曲軸表面均勻涂上一層滑石粉,然后用小手錘輕敲曲軸臂,如果曲軸存在裂紋,油漬就會(huì)由裂紋內(nèi)部滲出而使曲軸表面的滑石粉變成黃褐色,即可發(fā)現(xiàn)裂紋之所在。
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℃。這時(shí),白堊便吸收儲(chǔ)存在裂縫中的油液,這部分白堊便成暗色,顯示出裂紋的形狀。調(diào)整時(shí),首先轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸使要調(diào)整缸的活塞恰好處于壓縮沖程上止點(diǎn)位置,此時(shí),進(jìn)、排氣門處于完全關(guān)閉狀態(tài),然后用螺釘旋具和厚薄規(guī)調(diào)整該缸的進(jìn)、排氣門間隙,調(diào)整完畢后按同樣方法依次調(diào)整其他缸。
供油量的調(diào)節(jié)
噴油泵向噴油器供給的柴油量主要取決于柱塞的有效行程和柱塞的直徑,其數(shù)值等于柱塞開始?jí)河蜁r(shí),回油孔處斜槽的下邊緣至回油孔下邊緣的距離。此距離愈長(zhǎng),有效行程愈長(zhǎng),則供油量愈大,而這一距離的長(zhǎng)短則可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)柱塞加以改變。油量控制機(jī)構(gòu)就是根據(jù)柴油機(jī)負(fù)荷的大小,轉(zhuǎn)動(dòng)柱塞來(lái)調(diào)節(jié)供油量,使其與負(fù)荷相適應(yīng)。氣門傳動(dòng)組(氣門與挺柱或氣門與搖臂之間)在常溫下裝配時(shí)必須留有適當(dāng)?shù)拈g隙,以補(bǔ)償氣門及各傳動(dòng)零件的熱膨脹,此間隙稱為氣門的冷間隙。
油量控制機(jī)構(gòu)有兩種形式:齒桿式和撥叉式。
①齒桿式油量控制機(jī)構(gòu)目前應(yīng)用廣泛。柱塞下端有條狀凸塊伸入套筒的缺口內(nèi),套筒則松套在柱塞套筒的外面。套筒的上部用固緊螺釘鎖緊一個(gè)可調(diào)齒圈,可調(diào)齒圈與齒桿相嚙合。移動(dòng)齒桿即可改變供油量。當(dāng)需要調(diào)整某缸供油量時(shí),先松開可調(diào)齒圈的固緊螺釘,然后轉(zhuǎn)動(dòng)套筒,帶動(dòng)柱塞相對(duì)于齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度,再將齒圈固定即可。①止推片軸向定位,凸輪軸止推片用螺釘固定在汽缸體上,止推片與正時(shí)齒輪之間應(yīng)留有適當(dāng)?shù)拈g隙,此間隙的大小通常為0。這種油量控制機(jī)構(gòu)傳動(dòng)平穩(wěn)、工作可靠,但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。
②撥叉式油量控制機(jī)構(gòu)主要由供油拉5、調(diào)節(jié)叉和調(diào)節(jié)臂等組成。當(dāng)供油拉桿移動(dòng)時(shí),固定在拉桿上的調(diào)節(jié)叉隨即撥動(dòng)調(diào)節(jié)臂,使柱塞隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng),從而改變供油量。柱塞僅轉(zhuǎn)動(dòng)很小角度就能使供油量改變很大,因此撥叉式油量控制機(jī)構(gòu)對(duì)供油量的調(diào)節(jié)十分靈敏。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。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易,適用于中小型柴油機(jī)。
在柱塞直徑一定時(shí),有效行程愈長(zhǎng),供油量愈大,噴油延續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)。噴油延續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),則會(huì)由于后期噴入的燃料不能充分燃燒而使柴油機(jī)性能惡化。因此,供油量較大的柴油機(jī),必須選用較大的柱塞直徑。
對(duì)于多缸噴油泵,如各缸的供油量不一致時(shí),必須進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整的方法因結(jié)構(gòu)不同而異。如采用撥叉式油量控制機(jī)構(gòu),則可通過(guò)改變調(diào)節(jié)叉在拉桿上的位置來(lái)調(diào)整供油量。
電子調(diào)速器
電子調(diào)速器在結(jié)構(gòu)和控制原理上與機(jī)械式調(diào)速器有很大不同,它是將轉(zhuǎn)速和(或)負(fù)荷的變化以電子信號(hào)的形式傳到控制單元,與設(shè)定的電壓(電流)信號(hào)進(jìn)行比較后再輸出一個(gè)電子信號(hào)給執(zhí)行機(jī)構(gòu),執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作拉動(dòng)供油齒條加油或減油,以達(dá)到快速調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。電子調(diào)速器以電信號(hào)控制代替了機(jī)械調(diào)速器中的旋轉(zhuǎn)飛重等結(jié)構(gòu),沒(méi)有使用機(jī)械機(jī)構(gòu),動(dòng)作靈敏、響應(yīng)速度快、動(dòng)態(tài)與靜態(tài)參數(shù)精度高;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(lái)提高壓力,采用中冷器降低氣體的溫度。電子調(diào)速器無(wú)調(diào)速器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),體積小,安裝方便,便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
常見的電子調(diào)速器有單脈沖電子調(diào)速器和雙脈沖電子調(diào)速器兩種。單脈沖電子調(diào)速器是以轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)供油量;雙脈沖電子調(diào)速器是將轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的兩個(gè)單脈沖信號(hào)疊加起來(lái)調(diào)節(jié)供油量的。雙脈沖電子調(diào)速器能在負(fù)荷一有變化而轉(zhuǎn)速尚未變化之前就開始調(diào)整供油亙,其調(diào)整精度比單脈沖電子調(diào)速器高,更能保證供電頻率的穩(wěn)定。曲軸上的正時(shí)齒輪經(jīng)過(guò)一個(gè)或兩個(gè)中間齒輪,再傳到凸輪軸上的正時(shí)齒輪。
雙脈沖電子調(diào)速器的基本組成主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)速傳感器、負(fù)荷傳感器和速度控制單元等組成。磁電式轉(zhuǎn)速傳感器用于監(jiān)測(cè)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的變化,并按比例產(chǎn)生交流電壓輸出;采用氣門座圈的優(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。負(fù)荷傳感器用于檢測(cè)柴油機(jī)負(fù)荷的變化,并按比例轉(zhuǎn)換成直流電壓輸出;速度控制單元是電子調(diào)速器的核心,接受來(lái)自轉(zhuǎn)速傳感器和負(fù)荷傳感器的輸出電壓信號(hào),并按比例轉(zhuǎn)換成直流電壓后與轉(zhuǎn)速設(shè)定電壓進(jìn)行比較,把比較后的差值作為控制信號(hào)送往執(zhí)行機(jī)構(gòu),執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)輸人的控制信號(hào)以電子(液壓、氣動(dòng))方式拉動(dòng)柴油機(jī)的油量控制機(jī)構(gòu)加油或減油。
若柴油機(jī)負(fù)荷突然增加,負(fù)荷傳感器的輸出電壓首先發(fā)生變化'此后轉(zhuǎn)速傳感器的輸出電壓也發(fā)生相應(yīng)變化(數(shù)值均下降)。上述兩種降低的脈沖信號(hào)在速度控制單元內(nèi)與設(shè)定的轉(zhuǎn)速電壓比較傳感器的負(fù)值信號(hào)數(shù)值小于轉(zhuǎn)速設(shè)定電壓的正值信號(hào)數(shù)值、輸出正值的電壓信號(hào),在執(zhí)行機(jī)構(gòu)中使輸出軸向加油方向轉(zhuǎn)動(dòng),增加柴油機(jī)的循環(huán)供油量。若配合間隙過(guò)大,可將軸瓦兩端的調(diào)整墊片減少,或在軸瓦背面墊適當(dāng)厚度的銅皮(大修時(shí)不允許),必要時(shí)可更換軸瓦。
反之,若柴油機(jī)的負(fù)荷突然降低,也是負(fù)荷傳感器的輸出電壓首先發(fā)生變化,此后轉(zhuǎn)速傳感器的輸出電壓也發(fā)生相應(yīng)變化(數(shù)值均升高)。上述兩種升高的脈沖信號(hào)在速度控制單元內(nèi)與設(shè)定的轉(zhuǎn)速電壓比較,此時(shí),傳感器的負(fù)值信號(hào)數(shù)值大于轉(zhuǎn)速設(shè)定電壓的正值信號(hào)數(shù)值,速度控制單元輸出負(fù)值的電壓信號(hào),在執(zhí)行機(jī)構(gòu)中使輸出軸向減油方向轉(zhuǎn)動(dòng),降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)供油量。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。