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廢氣渦輪增壓器的拆卸
在拆卸前可將壓氣機殼、中間殼及無葉渦殼三者的相互位置做好標記,以便在裝屺時安裝到原始位置。拆卸過程按如下步驟進行。
①分別松開壓氣機殼、無葉渦殼與中間殼上的固緊件,取下兩只殼體。若兩只體與中間殼配合較緊時,可用橡膠或木質(zhì)槌沿殼體四周輕輕敲打,取下殼體時要細心,不能使殼體在軸線方向上產(chǎn)生傾斜,以免碰上壓氣機及渦輪葉片的部分或碰毛殼體相應(yīng)的內(nèi)側(cè)表面。
②將渦輪轉(zhuǎn)子軸和葉輪出口處六角凸臺夾在臺虎鉗上,識別或做好自鎖螺母、渦輪轉(zhuǎn)子軸及壓氣機葉輪相互位置的動平衡標記。松開自鎖螺母并將其擰下,將壓氣機葉輪從渦輪轉(zhuǎn)子軸上輕輕拔出。若拔不出,則可將附有轉(zhuǎn)子的中間殼從臺虎鉗上取下后,倒置過來,將壓氣機葉輪部分浸沒在裝有沸水的盆內(nèi),稍待片刻后即可將葉輪從轉(zhuǎn)子軸上順利取下。
③取出壓氣機葉輪后,用手托住渦輪葉輪,把附有渦輪轉(zhuǎn)子軸的中間殼從臺虎鉗上取下置于工作臺上。用手輕輕壓渦輪轉(zhuǎn)子軸在壓氣機端的螺紋中心孔端面,取出渦輪轉(zhuǎn)子軸。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。
④用圓頭鉗取下中間殼內(nèi)壓氣機端的孔用彈性擋圈,并用兩把螺釘旋具取下壓氣機端氣封板,并從中間殼上取出擋油板、壓氣機端推力片和隔圈,再從壓氣機端氣封板中壓出軸封,然后在手指上套上兩個用細鐵絲做成的圓環(huán),取出軸封上的兩個彈力密封環(huán)。
⑤用平口螺釘旋具壓平推力軸承上鎖片的翻邊,先擰下4只六角螺栓,然后取出推力軸承及另一片推力片。
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)。但要特別注意不要使彈簧卡環(huán)擦傷軸承孔的表面。
⑦用尖頭鉗取出中間殼在渦輪端軸承孔中的彈簧卡環(huán),然后取出推力環(huán)和浮動軸承。再在渦輪端方向用尖頭鉗取出設(shè)在浮動軸承另一端的彈簧卡環(huán),但要特別注意,在取出上述兩個彈簧卡環(huán)時不要擦傷軸承孔及彈性密封環(huán)座孔的表面。
曲軸的構(gòu)造
曲軸主要由主軸頸、連桿軸頸(曲柄銷)、曲柄臂、平衡重(并非所有曲軸都有)、前端(自由端)和后端(功率輸出端)等組成。
①主軸頸與連桿軸頸內(nèi)燃機的主軸頸與連桿軸頸都是尺寸精度較高和粗糙度較低的圓柱體,它們以較大的圓弧半徑與曲柄臂相連接。主軸頸是用來支承曲軸的,NTA855-G3康明斯柴油發(fā)電機,曲軸繞主軸頸中心高速旋轉(zhuǎn)。主軸頸多為實心的,而球墨鑄鐵的曲軸主軸頸與連桿軸頸大多是空心的,其優(yōu)點是可以減少旋轉(zhuǎn)質(zhì)量,從而減少其離心力;同時可作為潤滑油離心濾清的空腔。主軸頸與連桿軸頸采用壓力潤滑,潤滑油通過曲柄臂中的斜油道被壓送至連桿軸頸空腔內(nèi),在旋轉(zhuǎn)離心力的作用下,將機油中密度大的金屬磨屑及其他雜質(zhì)甩向空腔的外壁,內(nèi)側(cè)干凈的機油通過油管流到連桿軸頸及軸承摩擦表面。
②曲柄臂(簡稱曲柄)曲柄臂的作用是連接主軸頸與連桿軸頸,通常制成橢圓形或圓形,其厚度與寬度應(yīng)使曲軸有足夠的剛度和強度。
③平衡重平衡重通常設(shè)在與連桿軸頸相對的一側(cè)曲柄臂上,其形狀多為扇形。平衡重的作用是平衡連桿軸頸及曲柄臂的重量、離心力及其力矩,以減輕主軸承的載荷,增加運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性。
④曲軸的前端曲軸的前端制成有臺肩的圓柱形。其上分別裝有正時齒輪、擋油圈、油封、帶輪和止推片等零件。有些中小功率內(nèi)燃機曲軸前端設(shè)有啟動爪,另有一些高速內(nèi)燃機曲軸前端裝有扭轉(zhuǎn)減振器,還有些工程機械用內(nèi)燃機的曲軸前端設(shè)有動力輸出裝置。
⑤曲軸的后端一般曲軸的后端設(shè)有油封、回油螺槽、后凸緣等結(jié)構(gòu)。曲軸后端的尾部伸出機體外,以便將內(nèi)燃機的功率輸送給配套機具的傳動裝置。后端多裝有飛輪,通過花鍵或凸緣與其相配,然后用螺栓固緊。山于飛輪尺寸大而重,因此對螺栓的緊固有一定的要求。
(4)曲軸的形狀和發(fā)動機的發(fā)火次序
曲軸的形狀及曲柄銷間的相互位置(即曲拐的布置)與沖程數(shù)、汽缸數(shù)、汽缸排列方式和各汽缸做功行程發(fā)生的順序(稱為發(fā)火次序或工作順序)有關(guān)。曲軸的形狀要同時滿足慣性力的平衡和發(fā)動機工作平穩(wěn)性的要求。
就四沖程發(fā)動機而言,曲軸每轉(zhuǎn)兩圈(即一個工作循環(huán)),每缸都應(yīng)發(fā)火做功一次。各缸的發(fā)火間隔時間(以°CA表示)應(yīng)力求均勻。設(shè)發(fā)動機有個汽缸,則發(fā)火間隔應(yīng)為720°/i°CA,即曲軸每轉(zhuǎn)720°/i時,就應(yīng)有一個缸做功,這樣才能使發(fā)動機工作平穩(wěn)。現(xiàn)就常用的4缸、6缸和V型8缸發(fā)動機說明如下。
①四沖程直列4缸發(fā)動機因缸數(shù)i=4,所以發(fā)火間隔應(yīng)為720°/4一180°CA。其曲柄銷布置4個曲柄銷布置在同一平面內(nèi),1、4缸的曲柄銷朝上時,2、3缸的朝下,1、4缸與2、3缸相隔180°。
曲枘銷的另種布置形式是將述一種方式的2、5缸分別與3、4缸互換。這種方式的著火次序是,只有少數(shù)進內(nèi)燃機采用這種著火次序。
按發(fā)火次序看,前后兩個汽缸的做功行程有60°是重疊的,這種現(xiàn)象是容易理解的。因為各汽缸間做功行程的間隔是120°,而每個汽缸的做功行程本身都是180°,就必然有前后兩個汽缸的做功行程有60°的重疊角。在這個60°中,兩個汽缸都在做功,個汽缸做功未完,后一個汽缸做功已經(jīng)開始。這種做功行程重疊的現(xiàn)象對發(fā)動機工作的平穩(wěn)性是非常有利的。
③四沖程v型8缸機大多將汽缸排列成雙列v形(兩列汽缸的中心線夾角常取90°)。因其汽缸數(shù)i=8,所以,各缸發(fā)火間隔應(yīng)為720°/8=90°CA。通常,這種發(fā)動機左右兩列汽缸中相對的一對連桿共裝在一個曲柄銷上,所以v型8缸機只有4個曲柄銷。一般情況下,將4個曲柄銷布置在兩個互成90°的平面內(nèi)。v型8缸機常用的發(fā)火次序為1-5-4-2-6-3-7-8。
活塞銷與銷座孔的技術(shù)要求
①在常溫下,應(yīng)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(yīng)超過0.04mmo這一點,是活塞銷與銷座孔修配的關(guān)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?xí)a(chǎn)生卡缸現(xiàn)象;若配合太松,會使活塞銷在活塞往復(fù)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(yīng)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(yīng)過大,一般是旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺母60°~90°為宜,當(dāng)鉸削量過小時,可再旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺母30°~60°。
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(dāng)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;為了提高粗糙度,接近鉸好時,鉸刀的鉸削量應(yīng)盡量調(diào)小
④試配鉸削過程中應(yīng)隨時用活塞銷試配,防止把活塞銷座孔鉸大,當(dāng)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(yīng)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(dāng)進行修刮。
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(yīng)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(yīng)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。
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;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(yīng)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(fù)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;活塞組零件及連桿本身(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(yīng)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(yīng)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。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(yīng)力集中不敏感,制造成本低。
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