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。總體說(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。⑧曲軸平衡遭到破壞，曲軸受到很大的慣性沖擊，使曲軸疲勞而裂斷。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；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(mén)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?chē)?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(mén)座圈時(shí)，沒(méi)有根據(jù)氣門(mén)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；第三次可擰到規(guī)定力矩）對(duì)稱(chēng)地?cái)Q緊到規(guī)定的力矩。③過(guò)濾式（干式）：引導(dǎo)氣流通過(guò)濾芯，使灰塵和雜質(zhì)被黏附在濾芯上。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(mén)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(chēng)地?cái)Q松。千萬(wàn)不要為了方便，一次性地把所有螺母卸掉。

凸輪軸與正時(shí)齒輪

凸輪軸是氣門(mén)傳動(dòng)組的主要零件，氣門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉的過(guò)程主要是由它來(lái)控制。氣門(mén)導(dǎo)管氣門(mén)導(dǎo)管的主要功用是保證氣門(mén)與氣門(mén)座有的同心度，使氣門(mén)在氣門(mén)導(dǎo)管內(nèi)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。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。輪軸各凸輪的相、位置按發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)定的發(fā)火次序排列。根據(jù)各凸輪的相對(duì)位置和凸輪軸的旋轉(zhuǎn)方向，即可判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火次序。為保證內(nèi)燃機(jī)噴訕（或點(diǎn)火）準(zhǔn)時(shí)可靠，凸輪軸和曲軸必須保持一定的正時(shí)關(guān)系。

凸輪軸承受周期性沖擊載荷。噴油器的作用是將燃料霧化成細(xì)粒，并使它們適當(dāng)?shù)胤植荚谌紵抑?，形成良好的可燃混合氣。凸輪與挺柱之間有很高的接觸應(yīng)力，其相對(duì)滑動(dòng)速度也很高，而潤(rùn)滑條件則較差。因此凸輪工作表面磨損較嚴(yán)重，還可能出現(xiàn)擦傷、麻點(diǎn)等不正常磨損情況。凸輪軸一般用鋼模鍛而成。近年來(lái)廣泛采用合金鑄鐵和球墨鑄鐵鑄造。大多數(shù)凸輪軸做成整體式，即各缸進(jìn)、排氣凸輪都在同一根軸上加工而成。

凸輪軸由曲軸驅(qū)動(dòng)。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)。由于凸輪軸與曲軸間有一定距離，中間必須通過(guò)傳動(dòng)件來(lái)傳動(dòng)。前傳動(dòng)方式主要有齒輪式傳動(dòng)和鏈條式傳動(dòng)兩種。由于齒輪式傳動(dòng)方式工作可靠，壽命較長(zhǎng)而應(yīng)用廣。齒輪式傳動(dòng)方式通常在曲軸齒輪和配氣正時(shí)齒輪之間加裝中間齒輪，使齒輪直徑減小，以免機(jī)體橫向尺寸增大。

為了使齒輪嚙合平順，減少噪聲，正時(shí)齒輪一般采用斜齒，其傾斜角度約為10°，曲軸上的正時(shí)齒輪多用合金鋼制造，而凸輪軸上的正時(shí)齒輪多用夾布膠木或工程塑料制成。

由于斜齒輪傳動(dòng)產(chǎn)生的軸向力，或由于工程機(jī)械加速都可能使凸輪軸發(fā)生軸向竄動(dòng)。軸向竄動(dòng)會(huì)引起配氣正時(shí)不準(zhǔn)，因此，對(duì)凸輪軸必須加以軸向定位。

常見(jiàn)的凸輪軸軸向定位的方法有以下兩種。

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0.05~0.20mm，作為零件受熱膨脹時(shí)的余地。此間隙的大小可通過(guò)更換隔圈來(lái)調(diào)整。

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)凸輪軸軸向移動(dòng)其凸緣通過(guò)隔圈碰到推力軸承時(shí)便被擋住。6135柴油機(jī)就是采用這種凸輪軸軸向定位裝置。

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(chēng)為正時(shí)齒輪。若軸瓦合金為鋁基合金（俗稱(chēng)鋁瓦），能轉(zhuǎn)動(dòng)2、3圈，同時(shí)再握住連桿小端，沿曲軸軸線方向撥動(dòng)，應(yīng)沒(méi)有松曠感覺(jué)即為合適。對(duì)于四沖程內(nèi)燃機(jī)，每完成一個(gè)工作循環(huán)，曲軸旋轉(zhuǎn)兩周，各缸進(jìn)、排氣門(mén)各開(kāi)啟一次，凸輪軸只旋轉(zhuǎn)一周，其傳動(dòng)比為2：1。曲軸上的正時(shí)齒輪經(jīng)過(guò)一個(gè)或兩個(gè)中間齒輪，再傳到凸輪軸上的正時(shí)齒輪。

在裝配凸輪軸時(shí)，必須對(duì)準(zhǔn)各對(duì)齒輪的正時(shí)記號(hào)，才能保證氣門(mén)按規(guī)定時(shí)刻開(kāi)閉，柴油機(jī)的噴油泵按規(guī)定時(shí)刻供油（或油機(jī)的分電器按規(guī)定時(shí)刻點(diǎn)火）。

氣門(mén)間隙

發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，氣門(mén)、推桿、挺柱等零件因溫度升高而伸長(zhǎng)。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。如果在室溫下裝配時(shí)，氣門(mén)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(mén)勢(shì)必關(guān)閉不嚴(yán)，造成汽缸漏氣。為保證氣門(mén)的密封性，必須在氣門(mén)與傳動(dòng)件之間留適當(dāng)?shù)拈g隙，習(xí)慣稱(chēng)之為“氣門(mén)間隙”，并有“冷間隙"與“熱間隙”之分。

氣門(mén)傳動(dòng)組（氣門(mén)與挺柱或氣門(mén)與搖臂之間）在常溫下裝配時(shí)必須留有適當(dāng)?shù)拈g隙，以補(bǔ)償氣門(mén)及各傳動(dòng)零件的熱膨脹，此間隙稱(chēng)為氣門(mén)的冷間隙；在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)（熱狀態(tài)下），也需要一定的氣門(mén)間隙，保證凸輪不作用于氣門(mén)時(shí)，氣門(mén)能完全密閉。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(mén)，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。發(fā)動(dòng)機(jī)在熱態(tài)下的氣門(mén)間隙稱(chēng)為氣門(mén)的熱間隙。

在內(nèi)燃機(jī)使用過(guò)程中，由于零件的磨損與變形，氣門(mén)間隙會(huì)逐漸增大，促使進(jìn)、排氣門(mén)遲開(kāi)、早關(guān)，導(dǎo)致進(jìn)、排氣的時(shí)間變短，進(jìn)氣不足，排氣不凈，致使內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性下降，同時(shí)使各零件之間的撞擊與磨損加劇，噪聲增大；若氣門(mén)間隙過(guò)小，則會(huì)引起氣門(mén)密封不嚴(yán)而漏氣，導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)功率下降，油耗增加，甚至燒壞氣門(mén)零件。曲軸上的正時(shí)齒輪經(jīng)過(guò)一個(gè)或兩個(gè)中間齒輪，再傳到凸輪軸上的正時(shí)齒輪。

因此，在使用過(guò)程中，應(yīng)定期檢查和調(diào)整氣門(mén)間隙。公斤扳手法（比較可靠的方法）：用扭力扳手在曲軸后端裝飛輪的螺栓處轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)力矩為：3道瓦：2~3kgf?m。內(nèi)燃機(jī)的氣門(mén)間隙一般由制造廠給出，各機(jī)型都有具體規(guī)定。在常溫下（冷間隙），一般進(jìn)氣門(mén)間隙在0.20~0.35mm之間，排氣門(mén)間隙在0.30~0.40mm范圍內(nèi)。有的發(fā)動(dòng)機(jī)只規(guī)定了冷間隙，此時(shí)的冷間隙數(shù)值能保證發(fā)動(dòng)機(jī)在熱機(jī)狀態(tài)下仍有一定的氣門(mén)間隙。有的發(fā)動(dòng)機(jī)則分別規(guī)定了冷間隙和熱間隙。裝配時(shí)應(yīng)將氣門(mén)間隙調(diào)整到規(guī)定數(shù)值。

調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)間隙在冷機(jī)狀態(tài)下，氣門(mén)完全關(guān)閉時(shí)進(jìn)行。其方法是：在軸瓦上涂一薄層機(jī)油，然后裝在軸頸上，按規(guī)定力矩?cái)Q緊連桿螺栓，用手使勁甩動(dòng)連桿，如軸瓦合金為巴氏合金即鎳基合金，可依靠連桿本身的慣性轉(zhuǎn)動(dòng)1/2、1圈。因?yàn)樵跓釞C(jī)狀態(tài)下，由于內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)間的長(zhǎng)短不同，其機(jī)溫也有所差別，氣門(mén)間隙的大小不好把握。調(diào)整時(shí)，首先轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸使要調(diào)整缸的活塞恰好處于壓縮沖程上止點(diǎn)位置，此時(shí)，進(jìn)、排氣門(mén)處于完全關(guān)閉狀態(tài)，然后用螺釘旋具和厚薄規(guī)調(diào)整該缸的進(jìn)、排氣門(mén)間隙，調(diào)整完畢后按同樣方法依次調(diào)整其他缸。調(diào)整氣門(mén)間隙的方法是：先松開(kāi)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(mén)桿與搖臂之間進(jìn)行測(cè)量，使氣門(mén)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(mén)間隙在規(guī)定的范圍內(nèi)。