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(dǎo)活塞作往復(fù)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?xì)饧皽囟容^低的新鮮空氣交替接觸。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。氣門導(dǎo)管氣門導(dǎo)管的主要功用是保證氣門與氣門座有的同心度，使氣門在氣門導(dǎo)管內(nèi)作往復(fù)直線運動。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(jìn)行了表面淬火、多孔鍍鉻、噴鉬或氮化處理等。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。

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；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）隨柴油機廢氣一起排出。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(yīng)高于機體頂面0.06~0.15mm，以使汽缸蓋能壓緊在汽缸套上。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(jìn)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(fù)查一次，直至氣門間隙在規(guī)定的范圍內(nèi)。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）活塞銷的檢驗與修理

1）活塞銷磨損的測量與修復(fù)

①磨損的測量內(nèi)燃機的活塞銷，應(yīng)用千分尺測量。測量時要測三個部位：兩頭和中間。每一部位所測得的任意兩相互垂直的直徑之差即為該部位的失圓度；三個部位上所測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，必須更換；當(dāng)徑向磨損小于0.5mm時，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）活塞銷裂紋的檢驗方法是先將活塞銷清洗干凈，然后用放大鏡觀察，必要時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，還有四級加大修理尺寸： 0.08mm、 0.12mm、 0.020mm、 025mm。

②選配時應(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），如選用大一級的加大活塞銷配合時仍感松曠，則應(yīng)重選活塞。

③內(nèi)燃機大修時，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，對多缸內(nèi)燃機而言，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。

配氣機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式及工作過程

氣門式配氣機構(gòu)由氣門組（氣門、氣門導(dǎo)管、氣門座及氣門彈簧等）和氣門傳動組（推桿、搖臂、凸輪軸和正時齒輪等）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)燃機配氣機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式較多，按照氣門相對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)置式氣門配氣機構(gòu)；氣門布置在汽缸頂部的稱為頂置式氣門配氣機構(gòu)。采用側(cè)置式氣門配氣機構(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動的限制不能太小，所以當(dāng)壓縮比大于7.5時，燃燒室就很難布置。對于柴油機，由于壓縮比不能太低，所以廣泛采用頂置式氣門配氣機構(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方式可分為齒輪傳動式和鏈條傳動式；將選好的軸瓦和連桿裝在軸頸上，扭緊螺釘?shù)睫D(zhuǎn)動有阻力為止，然后往復(fù)轉(zhuǎn)動3~4圈，再拆下連桿軸瓦，查看與軸頸的接觸情況并進(jìn)行修刮。按每缸的氣門數(shù)目可分為二氣門、三氣門、四氣門和五氣門機構(gòu)。

頂置式氣門配氣機構(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。如凸輪軸為了傳動方便而靠近曲軸，則凸輪與氣門之間的距離就較長。中間必須通過挺柱、推桿、搖臂等一系列零件才能驅(qū)動氣門，使機構(gòu)較為復(fù)雜，整個系統(tǒng)的剛性較差。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)。

頂置式氣門配氣機構(gòu)工作過程如下：凸輪軸由曲軸通過齒輪驅(qū)動。當(dāng)內(nèi)燃機工作時，凸輪軸即隨曲軸轉(zhuǎn)動，對于四沖程內(nèi)燃機而言，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，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，搖臂的另一端即壓下氣門，使氣門開啟。在壓下氣門的同時，內(nèi)、外兩個氣門彈簧也受到壓縮。當(dāng)凸輪軸凸起部分的高點轉(zhuǎn)過挺柱平面以后，挺柱及推桿隨凸輪的轉(zhuǎn)動而下落，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。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。

調(diào)速器的功用

調(diào)速器的功用是在柴油機所要求的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，能隨著柴油機外界負(fù)荷的變化而自動調(diào)節(jié)供油量，以保持柴油機轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定。

對于柴油機而言，改變供油量只需轉(zhuǎn)動噴油泵的柱塞即可。隨著供油量加大，柴油機的功率和轉(zhuǎn)矩都相應(yīng)增大，反之則減少。

柴油機驅(qū)動其他工作機械（如發(fā)電機、水泵等）時，如其輸出轉(zhuǎn)矩與工作機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）。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(dá)到新的穩(wěn)定工況，則柴油機將停止工作。當(dāng)輸出轉(zhuǎn)矩大于阻力矩時，則轉(zhuǎn)速將升高，如不能達(dá)到新的平衡，則轉(zhuǎn)速將不斷上升，會發(fā)生“飛車”事故。由于工作機械的阻力矩會隨著工作情況的變化而頻繁變化，操作入員是不可能及時靈敏地調(diào)節(jié)供油量，使柴油機輸出轉(zhuǎn)矩與外界阻力相適應(yīng)的，這樣，柴油機的轉(zhuǎn)速就會出現(xiàn)劇烈的波動，從而影響工作機械的正常工作。因此，工程機械（如發(fā)電）用柴油機必須設(shè)置調(diào)速器。此外，由于柴油機噴油泵本身的性能特點，在怠速工作時不容易保持穩(wěn)定，而在高速時又容易運轉(zhuǎn)甚至“飛車”，所以在柴油機上必須安裝調(diào)速器，以保持其怠速穩(wěn)定和防止高速時出現(xiàn)“飛車”現(xiàn)象。取出轉(zhuǎn)子軸時應(yīng)十分小心，切不可將轉(zhuǎn)子軸上螺紋碰及浮動軸承內(nèi)孔表面。