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。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(jī)體上，其端面與凸輪軸的凸緣隔圈之間應(yīng)留有適當(dāng)?shù)拈g隙。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。廢氣渦輪增壓器的拆卸在拆卸前可將壓氣機(jī)殼、中間殼及無葉渦殼三者的相互位置做好標(biāo)記，以便在裝屺時安裝到原始位置。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(jī)體剛度較好，不存在冷卻水密封問題；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。尤其在高原地區(qū)，因氣壓低、空氣稀薄，導(dǎo)致輸出功率下降，一般當(dāng)海拔高度每升高1000m，功率將下降8％~10％。

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(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。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。對空氣濾清器的要求是：濾清效率高、阻力小、應(yīng)用周期長且保養(yǎng)方便。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。

軸頸磨損的檢驗與修理

1)軸頸磨損的原因曲軸經(jīng)長時間使用后，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，是正常現(xiàn)象，但由于使用不當(dāng)、潤滑不良、軸承間隙過大或過小，都會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）。由此可知：要提高柴油機(jī)的輸出功率，經(jīng)濟(jì)有效的辦法是增加進(jìn)入汽缸的空氣量。

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。在柱塞偶件的上端面上，裝有另一副精密偶件（出油閥與出油閥座），稱為出油閥副。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。

不圓一一連桿軸頸磨損不圓，主要是由于：內(nèi)燃機(jī)工作時的氣體壓力、活塞連桿組運動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載荷的不均勻性和連續(xù)時間的不同而造成的。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。因為通向連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)。②對軸瓦孔失圓度、錐形度的檢查其測量方法是：按規(guī)定力矩擰緊瓦蓋螺栓，然后用量缸表測量其失圓度與錐形度。另外，由于某些內(nèi)燃機(jī)為了縮短連桿長度，將連桿大端做成不對稱，因而造成連桿軸頸沿軸線方向所受的載荷分布不均勻，形成連桿軸頸長度方向沿軸線方向的磨損不均勻。

2）軸頸圓度及圓柱度誤差的檢驗曲軸軸頸和連桿軸頸圓度及圓柱度誤差的檢驗，一般用外徑千分尺在軸頸的同一橫斷面上進(jìn)行多點測量（先在軸頸油孔的兩側(cè)測量，旋轉(zhuǎn)90°，再測量），其大直徑與小直徑之差，即為圓度誤差；兩側(cè)端測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)拉動繩索的兩端，進(jìn)行光磨。或用特別的磨光夾具進(jìn)行光磨。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。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，涂上一層潤滑油，再進(jìn)行后的拋光。

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0.025mm或0.040mm時，即需按次一級的修理尺寸進(jìn)行磨削修整，或進(jìn)行振動推焊，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，反復(fù)進(jìn)行，再用繩索或磨夾按上述方法進(jìn)行光磨。運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。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)。一般修理入員不可效仿。丨

③軸頸的車磨軸頸的修理尺寸，柴油機(jī)有6級，每縮小0.25mm為一級（0.25、0.50、0.75、1.00、1.25、1.50），油機(jī)有16級，每縮小0.125mm為一級（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2mm，超過時，應(yīng)用堆焊、鍍鉻和噴鍍等方法修復(fù)。對于四沖程內(nèi)燃機(jī)，每完成一個工作循環(huán)，曲軸旋轉(zhuǎn)兩周，各缸進(jìn)、排氣門各開啟一次，凸輪軸只旋轉(zhuǎn)一周，其傳動比為2：1。

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所得之值對照修理尺寸表，看這個數(shù)值同哪一級修理尺寸比較近，就選擇哪一級修理尺寸。05mm的薄銅皮2~3片（注意不要將它墊在軸瓦兩端的接合處），這樣可以減少軸瓦的修刮量，縮短其修刮時間。修理尺寸選擇好后，就在磨床上進(jìn)行磨削。

b.注意事項。修理時要以磨損厲害的軸頸為標(biāo)準(zhǔn)，把各個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)采用同一級的。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。曲軸的圓根處保留完善，千萬不能磨小圓角的弧度，一般圓角的半徑為4~6mm。

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，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；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。消聲器內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣在排氣管中流動時，由于排氣門的開閉與活塞往復(fù)運動的影響，氣流呈脈動形式，并具有較大的能量。

凸輪軸軸向間隙的檢查

凸輪軸軸向間隙，一般是以止推突緣與隔圈的厚度差來決定。

凸輪軸的軸向間隙：油機(jī)一般為0.05~0.20mm，不得超過0.25mm；柴油機(jī)一般為0.10~0.40mm，不得超過0.50mm。

凸輪軸軸頸長期工作后，因磨損會使其間隙增大，造成凸輪軸的軸向移動，這不僅影響配氣機(jī)構(gòu)的正常工作，同時還會影響凸輪軸帶動機(jī)件的正常工作。所以，在維修機(jī)器中，不能忽視這一間隙的檢查與調(diào)整。

檢查方法：用厚薄規(guī)進(jìn)行測量，若間隙超過規(guī)定值，應(yīng)更換止推突緣，或在止推突緣端面重新澆鑄一層錫基軸承合金，以達(dá)到正常間隙。

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)值等于柱塞開始壓油時，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，有效行程愈長，則供油量愈大，而這一距離的長短則可通過轉(zhuǎn)動柱塞加以改變。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。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)動柱塞來調(diào)節(jié)供油量，使其與負(fù)荷相適應(yīng)。

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可調(diào)齒圈，可調(diào)齒圈與齒桿相嚙合。移動齒桿即可改變供油量。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。當(dāng)需要調(diào)整某缸供油量時，先松開可調(diào)齒圈的固緊螺釘，然后轉(zhuǎn)動套筒，帶動柱塞相對于齒圈轉(zhuǎn)動一定角度，再將齒圈固定即可。這種油量控制機(jī)構(gòu)傳動平穩(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)供油拉桿移動時，固定在拉桿上的調(diào)節(jié)叉隨即撥動調(diào)節(jié)臂，使柱塞隨之一起轉(zhuǎn)動，從而改變供油量。柱塞僅轉(zhuǎn)動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)對供油量的調(diào)節(jié)十分靈敏。噴油泵的結(jié)構(gòu)形式很多，按作用原理的不同，大體可分為四類：柱塞式噴油泵、分配式噴油泵、泵一噴嘴和PT泵。其結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，適用于中小型柴油機(jī)。

在柱塞直徑一定時，有效行程愈長，供油量愈大，噴油延續(xù)時間愈長。噴油延續(xù)時間過長，則會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。

對于多缸噴油泵，如各缸的供油量不一致時，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)，則可通過改變調(diào)節(jié)叉在拉桿上的位置來調(diào)整供油量。