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發(fā)布時(shí)間:2020-12-31 08:03  







(1)活塞

活塞的功用是承受燃?xì)獾膲毫?,并?jīng)過(guò)連桿將力傳給曲軸。

活塞的工作條件十分惡劣,它是在高溫、高壓的燃?xì)庾饔孟?,不斷地作高速往?fù)直線運(yùn)動(dòng)。由于受到周期性變化的燃?xì)鈮毫屯鶑?fù)慣性力的作用,活塞承受很大的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷,加之溫度分布不均勻,就會(huì)引起熱應(yīng)力。因此,要求活塞必須有較輕的重量以及足夠的強(qiáng)度與剛度。取出轉(zhuǎn)子軸時(shí)應(yīng)十分小心,切不可將轉(zhuǎn)子軸上螺紋碰及浮動(dòng)軸承內(nèi)孔表面?;钊诟邷亍⒏邏?、高速條件下工作,其潤(rùn)滑條件較差,活塞與汽缸壁摩擦嚴(yán)重。為減小磨損,活塞表面必須耐磨。

高速內(nèi)燃機(jī)的活塞通常采用鑄鋁合金。隨著內(nèi)燃機(jī)的不斷強(qiáng)化,采用鍛鋁合金或共晶鋁硅合金的活塞日益增多,而高增壓內(nèi)燃機(jī)較多采用鑄鐵活塞,其目的在于提高其強(qiáng)度,減小熱膨脹系數(shù)。再在渦輪端方向用尖頭鉗取出設(shè)在浮動(dòng)軸承另一端的彈簧卡環(huán),但要特別注意,在取出上述兩個(gè)彈簧卡環(huán)時(shí)不要擦傷軸承孔及彈性密封環(huán)座孔的表面?;钊幕緲?gòu)造可分為頂部、環(huán)槽部(防漏部或頭部)、活塞銷座和裙部四部分。

①頂部頂部是構(gòu)成燃燒室的一部分,其結(jié)構(gòu)形狀與發(fā)動(dòng)機(jī)及燃燒室的型式有關(guān)。活塞頂部的幾種不同結(jié)構(gòu)形狀。小型內(nèi)燃機(jī)大多采用平頂活塞,優(yōu)點(diǎn)是制造簡(jiǎn)單,受熱面積小。在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)(熱狀態(tài)下),也需要一定的氣門間隙,保證凸輪不作用于氣門時(shí),氣門能完全密閉。大多數(shù)內(nèi)燃機(jī)的活塞頂部由于要形成特殊形狀的燃燒室,其形狀比較復(fù)雜,一般都制有各種各樣的凹坑。凹坑是為了改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀況而設(shè)置的,使可燃混合氣的形成更有利,燃燒過(guò)程更完善。有的內(nèi)燃機(jī)為避免氣門與活塞頂相碰撞,在頂部還制有淺的氣門避碰凹坑。

內(nèi)燃機(jī)活塞所受的熱負(fù)荷大(尤其是直接噴射式內(nèi)燃機(jī)),往往會(huì)使活塞引起熱疲勞,產(chǎn)生裂紋。因此,有的內(nèi)燃機(jī)可從連桿小頭上的噴油孔噴射機(jī)油,以冷卻活塞頂內(nèi)壁。也有的內(nèi)燃機(jī)在機(jī)體里設(shè)有專門的噴油機(jī)構(gòu),也可起到同樣的作用。槽的底部呈圓弧形,槽口的寬需根據(jù)裂紋的深度、長(zhǎng)度和形狀等情況來(lái)決定。活塞頂部因承受燃?xì)鈮毫?,所以一般比較厚;有的活塞頂內(nèi)部還制有加強(qiáng)筋。

②環(huán)槽部環(huán)槽部主要用于安裝活塞環(huán)以防止燃油或燃?xì)饴┤肭S箱,并將活塞吸收的熱量經(jīng)活塞環(huán)傳給汽缸壁,與此同時(shí)阻止?jié)櫥透Z入燃燒室?;钊^部加工有數(shù)道安裝活塞環(huán)的環(huán)槽,上面2一3道用于安裝氣環(huán),下面1、2道是油環(huán)槽。①焊修前的準(zhǔn)備先將曲軸放在堿水中煮洗清潔,除去油污,再用鑿刀沿著裂紋表面鑿成“U”形槽。油環(huán)槽的底部鉆有許多徑向小孔,以便油環(huán)從汽缸壁上刮下多余的潤(rùn)滑油從小孔流回曲軸箱。

有的內(nèi)燃機(jī)在活塞頂?shù)揭画h(huán)槽之間,或者一直到以下幾道環(huán)槽處,都開有細(xì)小的隔熱溝槽。溝槽在活塞工作時(shí),可形成一定的退讓性,可以防止活塞與汽缸壁的咬合,故這種活塞可適當(dāng)減小活塞與汽缸間的間隙。

二道環(huán)槽的耐磨性,有的內(nèi)燃機(jī)在環(huán)槽部位上隨著內(nèi)燃機(jī)的不斷強(qiáng)化,為了提高一鑲鑄耐熱和耐磨的奧氏體鑄鐵護(hù)槽圈。

③活塞銷座銷座用以安裝活塞銷,主要起傳遞氣壓力的作用?;钊N座與頂部之間往往還有加強(qiáng)筋,以增加剛度。銷座孔內(nèi)設(shè)有安裝彈性卡環(huán)的環(huán)槽,活塞銷卡環(huán)是用來(lái)防止活塞銷在工作中發(fā)生軸向竄動(dòng),竄出活塞銷座孔而打壞汽缸體。

④裙部活塞頭部低一道油環(huán)槽以下的部分稱為裙部。其作用主要是對(duì)活塞在汽缸內(nèi)的運(yùn)動(dòng)加以導(dǎo)向,此外它還承受側(cè)壓力。柴油機(jī)由于燃?xì)鈮毫Ω撸瑐?cè)壓力大,所以裙部也比較長(zhǎng),以減小單位面積上的壓力和磨損。

由于柴油機(jī)汽缸壓力很大,要求裙部具有足夠大的承壓面積,又要在任何情況下保持它與汽缸壁有佳的配合間隙(既不因間隙過(guò)大而使密封性變差和產(chǎn)生敲缸現(xiàn)象,又不因間隙過(guò)小而刮傷汽缸壁,甚至發(fā)生咬缸現(xiàn)象)。故其活塞裙部通常不開切槽,只是將活塞軸向制成上小下大的圓錐形,并將裙部徑向做成橢圓形。如果焊接折斷的曲軸,需按曲軸折斷的原痕找出中心縫,用電焊在斷縫兩側(cè)先點(diǎn)焊幾點(diǎn),再在裂縫未電焊的兩面開槽后焊接。因此,柴油機(jī)活塞與汽缸壁的裝配間隙要比油機(jī)的大。為了保證柴油機(jī)壓縮終了有足夠的壓力和溫度,則要求其有更好的密封性,因此,柴油機(jī)應(yīng)具有更多的密封環(huán)和刮油環(huán)。


曲軸裂紋和折斷的原因、檢驗(yàn)及修理

1)原因其原因除與曲軸彎、扭大致相同外,還有以下幾個(gè)方面。

①光磨軸頸時(shí),沒(méi)有使軸頸與曲軸臂(曲柄)連接處保持一定的內(nèi)圓角(一般要求軸頸的內(nèi)圓角為1~3mm之間)引起應(yīng)力集中而使曲軸斷裂。

②軸承的間隙過(guò)大或合金脫落,引起沖擊載荷的增大。

③曲軸長(zhǎng)期工作后發(fā)生疲勞損傷。

④曲軸經(jīng)常在臨界轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。

⑤汽缸體變形,曲軸軸承座不正,修配曲軸軸承時(shí),各曲軸軸承座孔不在一軸線上。

⑥潤(rùn)滑油道不暢通,曲軸處于半干摩擦狀態(tài),導(dǎo)致曲軸裂斷。

⑦曲軸材質(zhì)不佳,或制造時(shí)存有缺陷。

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。


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(lái)決定。

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

凸輪軸軸頸長(zhǎng)期工作后,因磨損會(huì)使其間隙增大,造成凸輪軸的軸向移動(dòng),這不僅影響配氣機(jī)構(gòu)的正常工作,同時(shí)還會(huì)影響凸輪軸帶動(dòng)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(cè)量,若間隙超過(guò)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。


調(diào)速器的功用

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

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

柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)其他工作機(jī)械(如發(fā)電機(jī)、水泵等)時(shí),如其輸出轉(zhuǎn)矩與工作機(jī)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(guò)輸出轉(zhuǎn)矩,則柴油機(jī)轉(zhuǎn)速將下降,如不能達(dá)到新的穩(wěn)定工況,則柴油機(jī)將停止工作。當(dāng)輸出轉(zhuǎn)矩大于阻力矩時(shí),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(huì)發(fā)生“飛車”事故。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。由于工作機(jī)械的阻力矩會(huì)隨著工作情況的變化而頻繁變化,操作入員是不可能及時(shí)靈敏地調(diào)節(jié)供油量,使柴油機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與外界阻力相適應(yīng)的,這樣,柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速就會(huì)出現(xiàn)劇烈的波動(dòng),從而影響工作機(jī)械的正常工作。因此,工程機(jī)械(如發(fā)電)用柴油機(jī)必須設(shè)置調(diào)速器。此外,由于柴油機(jī)噴油泵本身的性能特點(diǎn),在怠速工作時(shí)不容易保持穩(wěn)定,而在高速時(shí)又容易運(yùn)轉(zhuǎn)甚至“飛車”,所以在柴油機(jī)上必須安裝調(diào)速器,以保持其怠速穩(wěn)定和防止高速時(shí)出現(xiàn)“飛車”現(xiàn)象。


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