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(lái)引導(dǎo)活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)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(shí)與高溫、高壓燃?xì)饧皽囟容^低的新鮮空氣交替接觸。③根據(jù)柴油機(jī)燃燒室的形式和混合氣形成方式的不同，噴油泵必須向噴油器供給一定壓力的柴油，以獲得良好的噴霧質(zhì)量。由于燃?xì)鈮毫蜏囟鹊挠绊?，加之活塞相?duì)于汽缸內(nèi)壁的高速運(yùn)動(dòng)和側(cè)壓力的作用，使汽缸表面產(chǎn)生磨損。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(huì)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(duì)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(lái)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(dú)的汽缸套鑲?cè)肫左w中。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。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。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(diǎn)是缸套的外表面不與冷卻水直接接觸。如無(wú)規(guī)定一般應(yīng)不超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)寬度0·當(dāng)超過(guò)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(kāi)新鍵槽外，其余均不應(yīng)使用。采用干式汽缸套的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體剛度較好，不存在冷卻水密封問(wèn)題；缺點(diǎn)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。

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(diǎn)是裝拆方便，冷卻可靠，容易加工；缺點(diǎn)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(gè)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。也就是說(shuō)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油提前角（供油時(shí)間）是通過(guò)調(diào)整噴油泵的供油提前角來(lái)實(shí)現(xiàn)的。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(gè)耐熱耐油的橡膠密封水圈，有的發(fā)動(dòng)機(jī)則把密封水圈安裝在機(jī)體上。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(dòng)機(jī)在汽缸套下端開(kāi)有切口，以保證連桿在其大傾斜位置時(shí)不致與缸套相碰。

氣門(mén)彈簧

氣門(mén)彈簧的功用是保證氣門(mén)在關(guān)閉時(shí)能壓緊在氣門(mén)座上，而在運(yùn)動(dòng)時(shí)使傳動(dòng)件保持相互接觸，不致因慣性力的作用而相互脫離，產(chǎn)生沖擊和噪聲。所以氣門(mén)彈簧在安裝時(shí)就有較大氣門(mén)彈簧的材料通常為高碳錳鋼、硅錳鋼和鎳鉻錳鋼的鋼絲，用冷繞成型后，經(jīng)熱處理而成。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。為了提高彈簧的疲勞強(qiáng)度，一般用噴丸或噴砂表面處理。氣門(mén)彈簧的形狀多為圓柱形螺旋彈簧。

氣門(mén)彈簧在工作時(shí)可能發(fā)生共振。當(dāng)氣門(mén)彈簧的固有振動(dòng)頻率與凸輪軸轉(zhuǎn)速或氣門(mén)開(kāi)閉的次數(shù)成倍數(shù)關(guān)系時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生共振。共振會(huì)使氣門(mén)彈簧加速疲勞損壞，配氣機(jī)構(gòu)也無(wú)法正常工作，因而應(yīng)盡力防止。

通過(guò)增加彈簧剛度來(lái)提高固有頻率是防止共振的措施之一。但剛度增加，凸輪表面的接蘭應(yīng)力加大，使磨損加快，曲軸驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)所消耗的功也增加。如減壓環(huán)帶磨損或間隙過(guò)大，使密封不良，就會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)工作性能惡化。有的內(nèi)燃機(jī)采用變鏍距彈簧來(lái)防止共振。工作時(shí)，彈簧螺距較小的一端逐漸疊合，有效圈數(shù)不斷減少，因而固有頻率也不斷增加。這種氣門(mén)彈簧在安裝時(shí)，應(yīng)將螺距較小的一端靠近氣門(mén)座。

不少內(nèi)燃機(jī)采用兩根氣門(mén)彈簧來(lái)防止共振。內(nèi)、外兩根氣門(mén)彈簧同心地安裝在一個(gè)氣門(mén)。由于新鮮氣體（或可燃混合氣）和廢氣流動(dòng)慣性都很大，雖然進(jìn)、排氣門(mén)同時(shí)開(kāi)啟，但氣流并不互相錯(cuò)位與混合。采用雙彈簧的優(yōu)點(diǎn)除了可以防止共振外，同時(shí)當(dāng)一根彈簧折斷時(shí)，另一根還可繼續(xù)維持工作，不致產(chǎn)生氣門(mén)落入汽缸的事故。此外，在保證相同彈力的條件下，雙彈簧的高度可比一根彈簧的小，因而可降低整機(jī)高度。采用雙彈簧時(shí)，內(nèi)、外彈簧的螺旋方向應(yīng)相反，以避免當(dāng)一根彈簧折斷時(shí)，折斷部分卡入另一根彈簧中。

凸輪軸和正時(shí)齒輪的檢驗(yàn)與修理

（1)凸輪軸和正時(shí)齒輪的常見(jiàn)失效形式

①凸輪軸的常見(jiàn)失效形式有三種：凸輪的磨損；軸頸及軸承的磨損；軸線(xiàn)彎曲。

②正時(shí)齒輪的常見(jiàn)失效形式有兩種：牙齒磨損；牙齒斷裂。

（2）凸輪軸和正時(shí)齒輪失效的原因分析

凸輪軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（長(zhǎng)而細(xì)）和工作特點(diǎn)（周期性的承受不均勻的負(fù)荷），促使它在工作中發(fā)生軸頸和軸承的磨損，失圓和整個(gè)軸線(xiàn)的彎曲；凸輪與配氣機(jī)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使凸輪外形和高度受到磨損。由于軸承磨損松曠，將加劇軸線(xiàn)的彎曲。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。軸線(xiàn)的彎曲又將促使油泵齒輪、正時(shí)齒輪及軸頸和軸承的磨損，甚至?xí)斐升X輪工作時(shí)的噪聲和牙齒斷裂，氣門(mén)挺柱球面轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活；加速凸輪的磨損，使軸頸的失圓度和錐形度超過(guò)公差等。

但一般說(shuō)來(lái)，由于凸輪軸的受力不大，它的磨損速度是緩慢的，通常在內(nèi)燃機(jī)兩三個(gè)大修周期（甚至更長(zhǎng)時(shí)間）才達(dá)到允許使用極限。在上止點(diǎn)附近，進(jìn)、排氣門(mén)同時(shí)開(kāi)啟的角度稱(chēng)為氣門(mén)重疊角（以℃A表示）。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(mén)桿端和挺柱間的間隙調(diào)整帶來(lái)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)。

（3）凸輪軸的檢驗(yàn)

①凸輪軸彎曲度的檢驗(yàn)其方法是將凸輪軸安裝于車(chē)床頂針間或以v形鐵塊安放于平板上，以?xún)啥溯S頸作為支點(diǎn)，用百分表檢查各中間軸頸的擺差。如大彎曲度超過(guò)0·025mm（即百分表讀數(shù)總值為0.05mm)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行冷壓校正。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。當(dāng)軸有單數(shù)支承軸頸時(shí)，測(cè)中間軸頸；當(dāng)軸有雙數(shù)支承軸頸時(shí)，則測(cè)中間兩個(gè)軸頸。

②凸輪的檢驗(yàn)凸輪的檢驗(yàn)，可用標(biāo)準(zhǔn)樣板或外徑千分尺測(cè)量，凸輪頂部的磨損超過(guò)1mm時(shí)，應(yīng)予以堆焊修復(fù)。而且，凸輪的圓弧磨損不應(yīng)超過(guò)允許限度。

③凸輪軸軸頸的檢驗(yàn)凸輪軸軸頸的失圓度及錐形度誤差應(yīng)不大于0.03mm，軸頸磨損量應(yīng)不大于1mm。