柴油發(fā)電機組氣缸與氣缸套

汽缸與汽缸套

汽缸是用來引導活塞作往復運動的圓筒形空間。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、高壓燃氣及溫度較低的新鮮空氣交替接觸。由于燃氣壓力和溫度的影響，加之活塞相對于汽缸內(nèi)壁的高速運動和側(cè)壓力的作用，使汽缸表面產(chǎn)生磨損。當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，大量燃氣漏入曲軸箱，使柴油機性能惡化，而且機油也較易變質(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。如阻力矩超過輸出轉(zhuǎn)矩，則柴油機轉(zhuǎn)速將下降，如不能達到新的穩(wěn)定工況，則柴油機將停止工作。通常內(nèi)燃機的大修期限是根據(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的汽缸套鑲?cè)肫左w中。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，有的汽缸套還進行了表面淬火、多孔鍍鉻、噴鉬或氮化處理等。為了提高氣門座表面的耐磨性，有時采用耐熱鋼、球墨鑄鐵或合金鑄鐵制成單獨的零件，然后壓入相應的孔中。

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，其特點是缸套的外表面不與冷卻水直接接觸。采用干式汽缸套的優(yōu)點是機體剛度較好，不存在冷卻水密封問題；整體式噴油泵柴油發(fā)動機的總供油時間通常以噴油泵一缸供油提前角為準，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曲軸間的相對角位置。缺點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)點是裝拆方便，冷卻可靠，容易加工；缺點是機體的剛度較差，漏水的可能性比較大。柴油機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。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)動機則把密封水圈安裝在機體上。缸套裝入機體后，其凸緣頂面應高于機體頂面0.06~0.15mm，以使汽缸蓋能壓緊在汽缸套上。凸輪軸與正時齒輪凸輪軸是氣門傳動組的主要零件，氣門開啟和關閉的過程主要是由它來控制。有的發(fā)動機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。

活塞銷與銷座孔的技術要求

①在常溫下，應有微量過盈（一般為0.0025、0.04mm)，加溫到75~85℃時，又有微量間隙，使活塞銷能在銷座孔內(nèi)轉(zhuǎn)動，而冷卻后，活塞裙部橢圓變形即長軸縮短（與活塞硝軸線相垂直方向）；短軸伸長（活塞銷軸線方向），其變化均不應超過0.04mmo這一點，是活塞銷與銷座孔修配的關鍵。若配合太緊，機油進不去，使活塞銷的潤滑變壞，加劇磨損，甚至會產(chǎn)生卡缸現(xiàn)象；①光磨軸頸時，沒有使軸頸與曲軸臂（曲柄）連接處保持一定的內(nèi)圓角（一般要求軸頸的內(nèi)圓角為1~3mm之間）引起應力集中而使曲軸斷裂。若配合太松，會使活塞銷在活塞往復運動中撞擊活塞和連桿襯套，磨損加劇，嚴重時會出現(xiàn)活塞銷折斷或竄出，造成事故。

②接觸面積不少于75%。這是因為，接觸面積太小，單位面積承受載荷上升，加速磨損，影響松緊度，內(nèi)燃機壽命下降。

活塞銷與銷座孔的配合，是通過對活塞銷座孔的搪削或鉸削完成的。鉸削銷座孔時，應選用長刃鉸刀，使兩個銷座孔能同時進行鉸削，以保證兩孔的同心度。

①選擇鉸刀根據(jù)銷座孔的實際尺寸選擇鉸刀，并將鉸刀夾在虎鉗上，使其與鉗口的平面保持垂直。

②調(diào)整鉸刀鉸刀向上調(diào)整尺寸縮小，向下調(diào)整尺寸擴大。因一刀是試驗性的微量鉸削，銷座孔鉸削量較小，一般是調(diào)整到刀片上端露出銷座孔即可，，以后各刀的調(diào)整量也不應過大，一般是旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺母60°~90°為宜，當鉸削量過小時，可再旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺母30°~60°。出油閥上部有一圓錐面，出油閥彈簧將此錐面壓緊在出油閥座上，使柱塞上部空間與高壓油管隔斷。

③鉸削鉸削時，兩手握住活塞穩(wěn)妥輕壓，輕壓的力要均勻，掌握要平正，按順時針方向旋轉(zhuǎn)鉸削。為了使銷座孔鉸削正直，每調(diào)整一次鉸刀，要從銷座孔的兩個方向鉸一下，當轉(zhuǎn)到某個位置很緊時，可稍倒轉(zhuǎn)一下，再繼續(xù)順時針方向旋轉(zhuǎn)，能在轉(zhuǎn)不動時硬轉(zhuǎn)，這樣對刀片和銷孔表面均有影響，而且要一直鉸到底，將活塞從鉸刀的另一端取出；中途不能倒轉(zhuǎn)回來，因為，這樣會使活塞銷孔內(nèi)圓表面出現(xiàn)與鉸刀刀片數(shù)目相同的階梯，以致在工作過程中，活塞銷和孔的配合間隙會迅速增大；⑥用尖頭鉗取出壓氣機端軸承孔中彈簧卡環(huán)，再從軸承孔中取出推力環(huán)及浮動軸承，然后仍在壓氣機端方向用尖頭鉗從軸承孔中取出該浮動軸承另一端的彈簧卡環(huán)。為了提高粗糙度，接近鉸好時，鉸刀的鉸削量應盡量調(diào)小

④試配鉸削過程中應隨時用活塞銷試配，防止把活塞銷座孔鉸大，當鉸削到用手掌的力量將活塞銷推入一個銷座孔的1/3左右時，應停止鉸削。然后用木錘或墊以銅銃用手錘輕輕將活塞銷打入一個銷座孔，試配一兩次檢查接觸情況后，再繼續(xù)打入另一個座孔。打壓時，活塞銷要放正，以防銷子傾斜損傷銷座孔的工作面，后將活塞銷銃出，查看接觸面情況，適當進行修刮。調(diào)整氣門間隙的方法是：先松開調(diào)整螺釘?shù)逆i緊螺母，再旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺釘，用規(guī)定數(shù)值的厚薄規(guī)插入氣門桿與搖臂之間進行測量，使氣門間隙符合規(guī)定，調(diào)整好后再將鎖緊螺母擰緊，復查一次，直至氣門間隙在規(guī)定的范圍內(nèi)。

⑤刮配修刮不僅能增加活塞銷與銷座孔的接觸面積，而且還可以獲得合適的配合緊度，修刮時刀刃應與銷座孔的軸線成30°~40°角，以避免修刮面積過大，刮傷未接觸的部位，修刮時應按從里到外，刮重留輕，刮大留小的原則進行，兩端邊緣處好開始少刮或不刮，以防止刮成喇叭口形，待活塞銷與銷座孔的松緊度和接觸面接近合適時，再稍修刮兩端，修刮后，使松緊度和接觸面都達到要求。裝在殼體下部的浮子隨著積聚在油水分離器殼體內(nèi)的冷凝水的增多而逐漸上升。

松緊度的要求：常溫下，油機能用手掌的力量，把活塞銷推進一個座孔的1/2一2/3為宜；③過濾式（干式）：引導氣流通過濾芯，使灰塵和雜質(zhì)被黏附在濾芯上。柴油機要求活塞在水中加溫到75~85℃時，在活塞銷上涂以機油，用手掌稍用力將其推入銷座孔為合適接觸面的要求：接觸面75‰以上，在銷座孔工作面上的印痕應星點分布均勻，輕重一致。

連桿組的功用是連接活塞與曲軸，將活塞承受的燃氣壓力傳給曲軸，并和連桿配合，把活塞的直線往復運動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動。

連桿在工作時，承受有三種作用力：活塞傳來的氣體壓力；當浮子達到規(guī)定的放水水位時，液面?zhèn)鞲衅鲗㈦娐方油ǎ趦x表盤上的放水警告燈就發(fā)出放水信號，這時需及時松開油水分離器上的放水塞放水?；钊M零件及連桿本身（小頭）的慣性力；連桿本身繞活塞銷作變速擺動時的慣性力。這些力的大小和方向都是周期性的變化，因此連桿承受著壓縮、拉伸和橫向彎曲等交變應力。連桿或連桿螺栓一旦斷裂，就可能造成整機破壞的重大事故。如果剛度不足，使大頭孔變形失圓，大頭軸承的潤滑條件受到破壞，則軸承會發(fā)熱而燒損。連桿桿身變形彎曲，則會造成汽缸與活塞的偏磨，引起漏氣和竄機油。所以要求連桿在盡可能輕的情況下，保證有足夠的強度和剛度。

為保證連桿結(jié)構(gòu)輕巧，且有足夠的剛度和強度，一般常用中碳鋼（如45號鋼）模鍛或滾壓成形，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。中小功率內(nèi)燃機連桿有采用球墨鑄鐵制造的，其效果良好，且成本較低。強化程度高的內(nèi)燃機采用合金鋼（如40Cr、40MnB、42CrMo等）滾壓制造而成。合金鋼的特點是強度高，但對應力集中比較敏感，因此采用合金鋼制造連桿的時候，對其外部形狀、過渡圓角和表面粗糙度等都有嚴格要求。但是，這些磨損，會影響配氣機構(gòu)工作的準確性，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)燃機大修時，應對凸輪、凸輪、凸輪軸承、正時齒輪等進行認真的檢驗。近年來，硼鋼、可鍛鑄鐵及稀鎂土球墨鑄鐵已廣泛用于制造內(nèi)燃機連桿，其強度接近于中碳鋼，并且其切削性能很好，對應力集中不敏感，制造成本低。

飛輪

內(nèi)燃機飛輪的主要功用是存儲做功沖程產(chǎn)生的能量，克服輔助沖程（進氣、壓縮和排氣沖程）的阻力，以保持曲軸旋轉(zhuǎn)的均勻性，使內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。其次，飛輪還具有克服內(nèi)燃機短期超載的能力。有時它還可兼作動力輸出的帶輪等。

內(nèi)燃發(fā)動機的飛輪多用灰鑄鐵制造，當輪邊的圓周速度超過50m/s時，則選用強度較高的球墨鑄鐵或鑄鋼。飛輪的結(jié)構(gòu)形狀是一個大圓盤。輪邊尺寸寬而厚，這在重量一定的條件下，可獲得較大的轉(zhuǎn)動慣量。多缸內(nèi)燃機的扭矩輸出較均勻，對飛輪的轉(zhuǎn)動慣量要求較小，因此飛輪的尺寸小些。相反，單缸機飛輪相應做得大些。通常在飛輪的外圓上裝有啟動齒圈，并在外圓上刻有記號或鉆有小孔，用以指示某一缸（通常為一缸）在上止點的位置，供檢查氣門間隙、供油提前角（點火提前角）和配氣定時使用。由于飛輪上刻有記號，飛輪與曲軸的位置，在安裝時不能隨意錯動。所謂增壓，即用增壓器（壓氣機）將柴油機的進氣在缸外壓縮后再送入汽缸，以增加柴油機的進氣量，從而提高平均有效壓力和功率。

燃油箱

燃油箱的功用是儲存柴油機工作時所需的柴油。其容量一般可供柴油機連續(xù)運轉(zhuǎn)8~10h。燃油箱通常用薄鋼板沖壓后焊接而成，內(nèi)表面鍍鋅或錫，以防腐蝕生銹。

油箱內(nèi)部通常用隔板將油箱隔成數(shù)格，防止設備工作時振動引起油箱內(nèi)的柴油劇烈晃動而產(chǎn)生泡沫，影響柴油的正常供給。油箱上部有加油口和油箱蓋，加油口內(nèi)裝有銅絲網(wǎng)，以防止顆粒較大的雜質(zhì)帶入油箱內(nèi)。油箱蓋上有通氣孔，保持油箱內(nèi)部與大氣相通，防止工作過程中油面下降使油箱內(nèi)出現(xiàn)真空度，使供油不正常。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)并用螺釘固定在機體上，其端面與凸輪軸的凸緣隔圈之間應留有適當?shù)拈g隙。

在油箱下部有出油管和放油開關，出油管口應高出油箱底平面適當高度，以免箱底沉積的雜質(zhì)由出油口進人供油系統(tǒng)。油箱底部低處還應設置放油螺塞，以便清洗油箱時能將油箱底部的沉積物和水分清除干凈。在燃油箱上還應設置油尺或油面指示裝置，使工作人員能隨時觀察到燃油箱內(nèi)存油量的多少，以便及時向燃油箱內(nèi)添加柴油。對于多缸柴油機的噴油泵，還要求各缸的供油次序應符合選定的發(fā)動機發(fā)火次序，各缸的供油時刻、供油量和供油壓力等參數(shù)盡量相同，以保證各缸工作的均勻性。