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說來，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，沒使用防凍液或停機(jī)后沒按照規(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)過程中，材料受到過高的熱應(yīng)力。然而，空氣密度與壓力成正比，與溫度成反比，因此，增加進(jìn)氣壓力，降低進(jìn)氣溫度都能提高進(jìn)氣密度，目前柴油機(jī)中采用增壓器來提高壓力，采用中冷器降低氣體的溫度。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；水套中的水垢過厚，減少了冷卻水的通過面積，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)力過大，以致產(chǎn)生裂紋。

d.在沒有充分暖機(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^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；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。另外還有測(cè)量法和鉛絲、銅皮法，這兩種方法已在前面講過，在這里就不再重述。

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。

普通連桿

內(nèi)燃機(jī)的連桿組主要由連桿小頭、連桿桿身、連桿大頭、連桿蓋、連桿軸瓦、連桿襯套和連桿螺栓等部分組成。

①連桿小頭連桿小頭的結(jié)構(gòu)通常為短圓管形，用來安裝活塞銷。通常以半徑較大的圓弧與桿身圓滑銜接，從而減少過渡處的應(yīng)力集中。氣門座圈如壓入鋁合金汽缸蓋中時(shí)，其配合表面常制成溝槽，當(dāng)氣門座圈壓入后，少量鋁金屬會(huì)擠入溝槽中，在對(duì)氣門座孔擴(kuò)口時(shí)也會(huì)促使鋁合金擠入，以提高座圈在座孔中的緊固程度，防止松脫。在小頭孔中壓配有耐磨的錫青銅、鋁青銅或鐵基粉末冶金的薄壁襯套，以減小活塞銷的磨損。為了潤(rùn)滑襯套和全浮式活塞銷的配合表面，在連桿小頭和襯套上方鉆孔或銑槽，以收集飛濺下來的油霧。對(duì)采用壓力潤(rùn)滑方式的連桿，在桿身中鉆有油道，潤(rùn)滑油從曲軸連桿軸頸，經(jīng)過桿身油道進(jìn)小頭襯套的摩擦表面。

②連桿桿身連桿桿身一般采用“工”字形斷面，這是因?yàn)樵诓牧蠑嗝婷娣e相等的條件下，其抗彎斷面模數(shù)大，00桿在輕00情況下獲得大的結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度。

③連桿大頭連桿大頭是連桿與曲軸連桿軸頸相連接的部分，亦是連桿軸頸的軸承部分。連桿大頭一般通過孔心分成兩部分，以利于拆裝，其中被分開的小部分稱為連桿蓋（或連桿瓦蓋），裝配時(shí)，這兩部分用兩個(gè)或四個(gè)連桿螺栓連接。

連桿螺栓一般用中碳合金鋼經(jīng)精加工調(diào)質(zhì)處理制成。為使連桿軸瓦與大頭貼合良好，防止大頭剖分面在受力時(shí)產(chǎn)生縫隙，連桿螺栓必須具有一定的預(yù)緊力。所以各生產(chǎn)廠對(duì)螺栓的扭緊力矩都作了詳細(xì)的規(guī)定。但是，這些磨損，會(huì)影響配氣機(jī)構(gòu)工作的準(zhǔn)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(jī)大修時(shí)，應(yīng)對(duì)凸輪、凸輪、凸輪軸承、正時(shí)齒輪等進(jìn)行認(rèn)真的檢驗(yàn)。裝配時(shí)，連桿螺栓應(yīng)按一定次序、對(duì)稱均勻、分2-3次逐步擰緊，達(dá)到規(guī)定的扭緊力矩。連桿螺栓緊固后，為防止其松脫，一般采用開口銷、鐵絲、鎖緊片等鎖緊。當(dāng)螺紋確加工且合理擰緊時(shí)，不加任何鎖緊裝置，連桿螺栓也不會(huì)松動(dòng)。所以在現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)中，連桿螺栓大多沒有特別的鎖緊裝置。

由于大頭孔的精度要求很高，因此必須在剖分后再組合在一起進(jìn)行孔的加工。孔加工后必須通過定位裝置將大頭蓋與連桿大頭之間的相對(duì)位置加以固定，以防裝配時(shí)錯(cuò)位。同時(shí)在大頭與大頭蓋的一側(cè)打上配對(duì)記號(hào)，以免裝錯(cuò)。

連桿大頭的剖分形式有平切口和斜切口兩種。剖分面垂直于連桿桿身中心線的稱為平切口。剖分面與桿身中心線傾斜成一定角度（60°~90°，通常成45°）的稱為斜切口。

供油干脆

供油干脆即供油迅速開始和斷然結(jié)束。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。出油閥的主要作用就是使噴油泵供油開始及時(shí)迅速而停油干脆利落。

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。錐面下部有一圓柱形的環(huán)帶稱為減壓環(huán)帶，減壓環(huán)帶與出油閥座的內(nèi)孔精密配合，也具有密封作用。除了利用上述三種方法來提高汽缸的空氣壓力外，還有利用進(jìn)排氣管內(nèi)的氣體動(dòng)力效應(yīng)來提高汽缸充氣效率的慣性增壓系統(tǒng)以及利用進(jìn)排氣的壓力交換來提高汽缸空氣壓力的氣波增壓器。減壓環(huán)帶下面的閥桿上銑有四個(gè)直槽，使斷面呈十字形。十字部分在出油閥升降時(shí)起導(dǎo)向作用，而四個(gè)溝槽則是柴油的通路。

當(dāng)柱塞開始?jí)河椭敛裼蛪毫Τ^出油閥彈簧彈力時(shí)，出油閥開始升起，但并不出油，當(dāng)出油閥升至減壓環(huán)帶下邊緣離開出油閥座孔時(shí)，高壓柴油才通過十字槽、高壓油管流向噴油器，使供油迅速開始。

當(dāng)柱塞斜槽邊緣與回油孔接通時(shí)，高壓柴油即倒流入低壓油腔內(nèi)。出油閥在出油閥彈簧及高壓柴油的共同作用下迅速下落，高壓油管中的油壓迅速降低。

當(dāng)減壓環(huán)帶的下邊緣進(jìn)入出油閥座的內(nèi)孔時(shí)，柱塞上部的油腔即與高壓油管隔斷。隨著出油閥的繼續(xù)下落直至圓錐面落座，出油閥上方的高壓油腔讓出了一部分容積，因而高壓油管中的油腔容積突然增大，油壓又迅速降低，噴油立即停止，這就保證了噴油后期燃油的霧化質(zhì)量，同時(shí)防止出現(xiàn)二次噴射和滴漏現(xiàn)象。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。此外，由于出油閥錐面與閥座配合嚴(yán)密，使高壓油管中能保留一定量的柴油和保持一定的剩余壓力，使下次供油比較迅速，且供油量較為均勻穩(wěn)定。如減壓環(huán)帶磨損或間隙過大，使密封不良，就會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)工作性能惡化。出油閥副也是成對(duì)進(jìn)行選配并精細(xì)研磨而成的偶件，在使用時(shí)不能隨意更換。

噴油提前角調(diào)節(jié)裝置

噴油提前角是指柴油開始噴入汽缸的時(shí)刻相對(duì)于曲軸上止點(diǎn)的曲軸轉(zhuǎn)角，而供油提前角則是噴油泵開始向汽缸供油時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)角。顯然，供油提前角稍大于噴油提前角。由于供油提前角便于檢查調(diào)整，所以在生產(chǎn)單位和使用部門采用較多。噴油提前角需要復(fù)雜而精密的儀器方能測(cè)量，因此只在科研中應(yīng)用。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。也就是說，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油提前角（供油時(shí)間）是通過調(diào)整噴油泵的供油提前角來實(shí)現(xiàn)的。整體式噴油泵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的總供油時(shí)間通常以噴油泵一缸供油提前角為準(zhǔn)，調(diào)整整個(gè)噴油泵供油提前角的方法是改變噴油泵凸輪軸與柴油機(jī)曲軸間的相對(duì)角位置。為此，噴油泵凸輪軸一端的聯(lián)軸器通常是做成可調(diào)整的。出了一種聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)。

聯(lián)軸器主要有兩個(gè)凸緣盤組成：裝在驅(qū)動(dòng)齒輪軸上的凸緣盤和裝在噴油泵凸輪軸一端的從動(dòng)凸緣盤，兩凸緣盤間用螺釘連接。驅(qū)動(dòng)凸緣盤安裝螺釘?shù)目资腔⌒蔚拈L(zhǎng)孔。松開固定螺釘可變更兩凸緣盤間的相對(duì)角位置，從而也就變更了整個(gè)噴油泵的供油提前角。

將噴油泵從柴油機(jī)上拆下后再重新裝回時(shí)，可先將噴油泵固定在柴油機(jī)機(jī)體上的噴油泵托架上，再慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，使柴油機(jī)一缸的活塞位于壓縮行程上止點(diǎn)前相當(dāng)于規(guī)定的供油提前角的位置，然后使噴油泵凸輪軸上與噴油泵殼體上相應(yīng)記號(hào)對(duì)準(zhǔn)。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。再擰緊聯(lián)軸器的固定螺釘。

多數(shù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是在標(biāo)定轉(zhuǎn)速和全負(fù)荷下通過試驗(yàn)確定在該工況下的噴油提前角的，將噴油泵安裝到柴油機(jī)上時(shí)，即按此噴油提前角調(diào)定，而在柴油機(jī)工作過程中一般不再變動(dòng)。顯然，當(dāng)柴油機(jī)在其他工況下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，這個(gè)噴油提前角就不是有利的。如無(wú)規(guī)定一般應(yīng)不超過標(biāo)準(zhǔn)寬度0·當(dāng)超過上述各項(xiàng)允許跟度后，除鍵槽容許在與舊鍵槽成120°位置另開新鍵槽外，其余均不應(yīng)使用。對(duì)于轉(zhuǎn)速范圍變化比較大的柴油機(jī)，為了提高其經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性，希望柴油機(jī)的噴油提前角能隨轉(zhuǎn)速的變化自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其保持較有利的數(shù)值。因此，在這種柴油機(jī)（特別是直接噴射式柴油機(jī)）的噴油泵上，往往裝有離心式供油提前角自動(dòng)調(diào)節(jié)器。

一種離心式供油提前角自動(dòng)調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)器裝在聯(lián)軸器和噴油泵之間。前端面有兩個(gè)方形凸塊的驅(qū)動(dòng)盤，也就是聯(lián)軸器的從動(dòng)盤。在驅(qū)動(dòng)盤的腹板上裝有兩個(gè)銷軸。兩個(gè)飛塊的一端各有一個(gè)圓孔套在此銷軸上。凸輪軸通常采用齒輪驅(qū)動(dòng)，齒輪裝在凸輪軸前端，與曲軸上的齒輪直接或間接嚙合，稱為正時(shí)齒輪。兩個(gè)飛塊的另一端則壓裝有兩個(gè)銷釘。每個(gè)銷釘上松套著一個(gè)滾輪內(nèi)座圈和滾輪。調(diào)節(jié)器的從動(dòng)盤的轂部用半月鍵與噴油泵凸輪軸相連。從動(dòng)盤兩臂的弧形側(cè)面與滾輪接觸，另一側(cè)面則壓在兩個(gè)彈簧上。彈簧的另一端支在彈簧座圈上。彈簧座圈則由螺釘固定在銷軸的端部。

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。整個(gè)調(diào)節(jié)器為一密閉體，內(nèi)腔充滿機(jī)油以供潤(rùn)滑。

柴油機(jī)工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)盤連同飛塊被曲軸驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。飛塊在離心力的作用下繞銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其活動(dòng)端向外擺動(dòng)。同時(shí)，滾輪則迫使從動(dòng)盤沿箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，直到彈簧的彈力與飛塊的離心力相平衡時(shí)為止。錐面下部有一圓柱形的環(huán)帶稱為減壓環(huán)帶，減壓環(huán)帶與出油閥座的內(nèi)孔精密配合，也具有密封作用。于是驅(qū)動(dòng)盤與從動(dòng)盤開始同步旋轉(zhuǎn)。當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速升高，飛塊活動(dòng)端進(jìn)一步向外張開，從動(dòng)盤再沿箭頭方向相對(duì)于驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)過一定角度，使供油提前角隨轉(zhuǎn)速增加而相應(yīng)增大。反之，曲軸轉(zhuǎn)速降低，飛塊離心力減小，從動(dòng)盤在彈簧的作用下退回一定角度，使供油提前角相應(yīng)減小。這種離心式供油提前角自動(dòng)調(diào)