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?？傮w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。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；如果在室溫下裝配時(shí)，氣門和各傳動(dòng)零件（搖臂、推桿、挺柱）及凸輪軸之間緊密接觸，則在熱態(tài)下，氣門勢(shì)必關(guān)閉不嚴(yán)，造成汽缸漏氣。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，未能嚴(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；在鑲配氣門座圈時(shí)，沒(méi)有根據(jù)氣門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；來(lái)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。第三次可擰到規(guī)定力矩）對(duì)稱地?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)整一次氣門間隙。

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?，F(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）。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。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。從動(dòng)盤還固定有筒狀盤，其外圓面與驅(qū)動(dòng)盤的內(nèi)圓面相配合，以保證驅(qū)動(dòng)盤與從動(dòng)盤的同心度。

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)。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。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。

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。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。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。

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。一般修理入員不可效仿。②油浴式（濕式）：使空氣通過(guò)油液，空氣雜質(zhì)便沉積于油中而被濾清。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(guò)2mm，超過(guò)時(shí)，應(yīng)用堆焊、鍍鉻和噴鍍等方法修復(fù)。它由柴油機(jī)的曲軸通過(guò)齒輪、皮帶或鏈條等傳動(dòng)裝置帶動(dòng)增壓器旋轉(zhuǎn)。

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。修理尺寸選擇好后，就在磨床上進(jìn)行磨削。③焊后整理焊后，應(yīng)先將焊修處鑿修平整，并鉆通油道，檢驗(yàn)焊接處有無(wú)裂紋，曲軸有沒(méi)有彎曲變形。

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。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。凸輪軸與正時(shí)齒輪凸輪軸是氣門傳動(dòng)組的主要零件，氣門開(kāi)啟和關(guān)閉的過(guò)程主要是由它來(lái)控制。

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；柴油機(jī)輸出功率的大小，取決于進(jìn)入汽缸的燃油和空氣的數(shù)量及熱能的有效利用率。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。

曲軸軸向間隙的檢查

曲軸軸向間隙也稱曲軸的端隙，是指軸承承推端面與軸頸定位軸肩之間的軸向間隙。它是為了適應(yīng)內(nèi)燃機(jī)在工作中機(jī)件熱膨脹時(shí)的需要而定的。如果此間隙過(guò)小，會(huì)使機(jī)件膨脹而卡死；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。如果此間隙過(guò)大'前后竄動(dòng)，則給活塞連桿組的機(jī)件帶來(lái)不正常的磨損，止推墊圈表面逐漸磨損，使間隙改變，形成軸向位移。因此，在裝配曲軸時(shí)，應(yīng)進(jìn)行曲軸軸向間隙的檢驗(yàn)。

檢驗(yàn)時(shí)，先將曲定軸和軸承的承推端面的一邊靠合，用撬棍擠曲軸后端，然后用厚薄規(guī)在一道曲軸臂與止推墊圈間的測(cè)量。曲軸軸向間隙一般在0.05~0.25mm之間。如軸向間隙過(guò)大或過(guò)小，則應(yīng)更換或修整止推墊圈。

配氣機(jī)構(gòu)與進(jìn)排氣系統(tǒng)的功用是按內(nèi)燃機(jī)（柴油機(jī)或油機(jī)）的工作循環(huán)和著火（或點(diǎn)火）順序，定時(shí)地開(kāi)啟和關(guān)閉各缸的進(jìn)排氣門，以保證新鮮空氣（或可燃混合氣）適時(shí)充入汽缸，并將燃燒后的廢氣即時(shí)排出。

配氣機(jī)構(gòu)與進(jìn)排氣系統(tǒng)各機(jī)件的技術(shù)狀況在工作過(guò)程中是不斷變化的，如氣門、氣門座和凸輪軸等主要機(jī)件，在高溫高壓和沖擊負(fù)荷的作用下，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損和化學(xué)腐蝕。這樣就破壞了氣門與座的密封性和配氣定時(shí)，從而使內(nèi)燃機(jī)功率下降以及燃油消耗量增加。

4.1配氣機(jī)構(gòu)與進(jìn)排氣系統(tǒng)的構(gòu)造

發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的類型有：氣門式、氣孔式和氣孔一氣門式等三種類型。四沖程內(nèi)燃機(jī)普遍采用氣門式配氣機(jī)構(gòu)。內(nèi)燃機(jī)對(duì)配氣機(jī)構(gòu)及進(jìn)排氣系統(tǒng)的要求是：進(jìn)入汽缸的新鮮氣或可燃混合氣要盡可能多，排氣要盡可能充分；進(jìn)、排氣門的開(kāi)閉時(shí)刻要準(zhǔn)確，開(kāi)閉時(shí)的振動(dòng)和噪聲要盡量??；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。另外，要工作可靠、使用壽命長(zhǎng)和便于調(diào)整。

氣門組

氣門組包括氣門、氣門座、氣門導(dǎo)管、氣門彈簧、彈簧座及鎖緊裝置等零件。

在壓縮和燃燒過(guò)程中，氣門必須保證嚴(yán)密的密封，不能出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。否則內(nèi)燃機(jī)的功率會(huì)下降，嚴(yán)重時(shí)內(nèi)燃機(jī)由于壓縮終了溫度和壓力太低，一直不能著火（點(diǎn)火）啟動(dòng)。氣門在漏氣情況下工作，高溫燃?xì)忾L(zhǎng)時(shí)間沖刷進(jìn)氣門，使氣門過(guò)熱、燒損。

氣門是在高溫、高機(jī)械負(fù)荷及冷卻潤(rùn)滑困難的條件下工作的。氣門頭部還承受氣體壓力的作用。排氣門還要受到高溫廢氣的沖刷，經(jīng)受廢氣中硫化物的腐蝕。因此，要求氣門具有足夠的強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕和耐磨損的能力。

氣門分為進(jìn)氣門和排氣門兩種。頂置式氣門配氣機(jī)構(gòu)有每缸二氣門（一個(gè)進(jìn)氣門、一個(gè)三氣門（兩個(gè)進(jìn)氣門、一個(gè)排氣門）、四氣門（兩個(gè)進(jìn)氣門、兩個(gè)排氣門）和五氣門（三個(gè)進(jìn)氣門、兩個(gè)排氣門）之分。二氣門多用于中小功率的內(nèi)燃機(jī)；焊接時(shí)，用采用對(duì)向焊接（與裂紋垂直方向移動(dòng)焊條）的方法，而且每焊完一層后，應(yīng)立即清除焊渣，再焊下一層。后三者用于強(qiáng)化程度較高的中、大型內(nèi)燃機(jī)，并以四氣門結(jié)構(gòu)的居多。

進(jìn)氣門山于工作溫度稍低，一般采用普通合金鋼；排氣門普遍采用耐熱合金鋼。為了節(jié)約成本，有時(shí)桿部選用一般合金鋼，而頭部采用耐熱合金鋼，然后將兩者焊接在一起。

氣門錐而是氣門與氣門座之間的配合面，氣門的密封性就是依靠?jī)蓚€(gè)表面嚴(yán)密貼合來(lái)保證的。此外，氣門接受燃?xì)獾募訜崃康?5%要通過(guò)錐面?zhèn)鞒?。從有利于傳熱的觀點(diǎn)出發(fā)，氣門錐面與氣門座接觸的寬度應(yīng)愈寬愈好，但是接觸面愈寬，密封的可靠性就愈低，因?yàn)楣ぷ髅嫔系谋葔簻p小，雜物和硬粒不易被碾碎和排走。所以通常要求氣門錐面密封環(huán)帶的寬度在之間即可。②凸輪的檢驗(yàn)凸輪的檢驗(yàn)，可用標(biāo)準(zhǔn)樣板或外徑千分尺測(cè)量，凸輪頂部的磨損超過(guò)1mm時(shí)，應(yīng)予以堆焊修復(fù)。

氣門頂面上有時(shí)還銑出一條較窄的凹槽，主要用于研磨氣門時(shí)能將工具插入槽中旋轉(zhuǎn)氣門。氣門和氣門座配對(duì)進(jìn)行研磨，研磨后氣門即不能互換。

氣門錐面的錐角一般為30°或45°。也有少數(shù)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)做成60°或15°錐角的。錐角愈小，單位面積上的壓力也愈小，氣門與氣門座之間的相對(duì)滑動(dòng)位移也較小，從而使氣門的磨損減輕。因此，有的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣門錐面的錐角為30°。

排氣門由于高溫廢氣不斷流過(guò)錐面，廢氣中的碳煙微粒容易沉積附著在錐面上，影響密封性。因此，排氣門要求錐面上的比壓要高些，以利于積炭的排除。排氣門大多采用45°的錐角。為了制造和維修方便，不少內(nèi)燃機(jī)進(jìn)、排氣門錐角均采用45°。

氣門座的錐角有時(shí)比氣門錐角大0.5°~1°，使兩者接觸面積更小，可以提高工作面的比壓，從而提高其密封的可靠性。

氣門頭部的直徑對(duì)氣流的阻力影響較大。頭部直徑愈大，其流通截面也愈大，因而阻力減小。但直徑的大小受汽缸頂面的限制。考慮到進(jìn)氣阻力對(duì)內(nèi)燃機(jī)性能的影響比排氣阻力更大，所以一般都使進(jìn)氣門的直徑比排氣門稍大。有些內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)、排氣門直徑相同，以便于制造和維修。但如果兩者材料不同，則必須打上標(biāo)記，以免裝錯(cuò)。氣門導(dǎo)管在250、300℃的高溫及潤(rùn)滑不良條件下工作，易磨損。

氣門頭部邊緣應(yīng)保持一定的厚度，一般為1、3mm，以防止工作時(shí)，由于氣門與氣門座

之間的沖擊而損壞或被高溫氣體燒蝕。為了改善氣門頭部的耐磨性和耐腐蝕性，以增強(qiáng)密封性能，有些內(nèi)燃機(jī)在排氣門的密封錐面上，堆焊一層特種合金。