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發布時間：2021-10-01 12:18
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柴油發電機組氣缸與氣缸套
汽缸與汽缸套
汽缸是用來引導活塞作往復運動的圓筒形空間。在上止點附近，進、排氣門同時開啟的角度稱為氣門重疊角（以℃A表示）。汽缸內壁與活塞頂、汽缸蓋底面共同構成燃燒室，其表面在工作時與高溫、高壓燃氣及溫度較低的新鮮空氣交替接觸。由于燃氣壓力和溫度的影響，加之活塞相對于汽缸內壁的高速運動和側壓力的作用，使汽缸表面產生磨損。當汽缸壁磨損到一定程度后，活塞環與汽缸壁之間就會失去密封性，大量燃氣漏入曲軸箱，使柴油機性能惡化，而且機油也較易變質。因此對汽缸的材料、加工精度和表面粗糙度都有較高要求。通常內燃機的大修期限是根據汽缸壁面的磨損情況來決定的。
為了提高汽缸的強度和耐磨性，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的汽缸套鑲入汽缸體中。柴油機輸出功率的大小，取決于進入汽缸的燃油和空氣的數量及熱能的有效利用率。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，其特點是缸套的外表面不與冷卻水直接接觸。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。采用干式汽缸套的優點是機體剛度較好，不存在冷卻水密封問題；缺點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。優點是裝拆方便，冷卻可靠，容易加工；缺點是機體的剛度較差，漏水的可能性比較大。柴油機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凸出的圓環帶，以保證汽缸套的徑向定位和密封。為了防止氣門導管可能落入汽缸中，在導管露出汽缸蓋部分嵌有卡環。缸套的軸向定位是利用上端的凸緣。凸緣下面裝有密封銅墊片。缸套外表面的下凸出圓環帶上裝有1~3個耐熱耐油的橡膠密封水圈，有的發動機則把密封水圈安裝在機體上。缸套裝入機體后，其凸緣頂面應高于機體頂面0.06~0.15mm，以使汽缸蓋能壓緊在汽缸套上。有的發動機在汽缸套下端開有切口，以保證連桿在其大傾斜位置時不致與缸套相碰。
活塞的修理
①活塞裙部的磨損、活塞裙部的失圓度與錐形度大于規定值時應更換。
②活塞環槽磨損加寬，使活塞環的側隙大于規定允許值時，可按照加大尺寸的活塞環在車床上車削活塞環槽。
③活塞銷座孔磨損超過規定值時，要將銷孔用鉸刀鉸到修理尺寸，并配上加大尺寸的活塞銷。
④活塞脫頂，裙部拉傷嚴重時應予以更換。
⑤在不具備修理條件時，通常采用更換標準尺寸活塞或汽缸（套）的方法予以解決。
3.2.2.2活塞環的常見故障與檢修
（1）活塞環的常見故障
1)上下環面磨損
①原因這是因為活塞在汽缸里作往復變速運動，因而，環的運動方向也隨之頻繁地改變，結果使環的上下面在環槽內不斷撞擊，這樣就造成了環的上下面磨損。與環槽的磨損情況相似，也是越靠近活塞頂，環的磨損越大。
②后果活塞環的側隙增大。
2）彈力減弱
①原因磨損和高溫作用
②后果側隙、背隙、端隙增大；密封作用下降；漏氣、竄機油，發動機機油消耗量增加；功率、經濟性下降。
3）斷裂
①原因安裝方法不當，卡傷撞斷活塞環；側隙、端隙過小，使環卡斷；承受大負荷的撞擊（如內燃機突爆時）；修理時缸肩未刮除，將一道活塞環撞斷。
②后果：拉傷活塞及汽缸壁。
軸瓦的檢驗
①外觀檢查
a.合金層燒熔，應報廢。
b.表面磨損起線嚴重，發生咬傷者，應報廢。
c.鉛青銅合金有剝落現象，應報廢；若白合金層中有小片剝落，則可焊補修復。
d.軸瓦表面有裂紋，且裂紋較深較寬者，應報廢。
e.軸瓦定位塊或定位銷與孔有損傷者，不能使用。
f.軸瓦外圓磨損，或用銼刀銼過應報廢。
②測量軸瓦 測量軸瓦主要是測量合金層的厚度。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。內燃機軸瓦有兩種類型：厚壁軸瓦和薄壁軸瓦。厚壁軸瓦澆鑄的合金層厚度為5~10mm，薄壁軸瓦又有兩種：壁厚為0.90、2.30mm的，澆鑄的合金層厚度為0.4~1.0mm；壁厚為1.0~3.0mm的，澆鑄的合金層厚度為0.6~1.5mm。一般軸瓦的澆鑄厚度各機型說明書都有具體說明。
在維修過程中，可參關說明書，這里就不多講述。
測量合金層厚度的方法有兩種。
a.新舊比較法：新舊兩軸瓦厚度之差，就是磨損量。（合金層的）標準尺寸一磨損量=合金層的厚度。
b.在全套軸瓦中找出磨損后薄的一片，先測出總厚度，再測出底板厚度，二者之差即為合金層厚度。
內燃機大修時，無論是主軸瓦或連桿軸瓦，若其中有一片因磨損過薄或損壞而不能繼續使用時，應予以成套更換；小修和中修時則允許更換個別軸瓦。
③軸瓦座孔的失圓度和錐形度不應超過允許范圍
a.技術要求：生產廠或大修時，失圓度和錐形度均不超過0.02mm；使用時，內燃機不超過0.07mm。
b.軸瓦座孔的失圓度和錐形度超過允許值的后果：使軸瓦座與瓦片貼合不嚴，造成軸承散熱不良，瓦背漏油，軸瓦變形。
c.檢查方法：按規定力矩上好瓦蓋，然后用量缸表測量其失圓度及錐形度。
d.瓦片裝入座孔時，瓦片的兩端應高出座孔平面0.05mm。如果在室溫下裝配時，氣門和各傳動零件（搖臂、推桿、挺柱）及凸輪軸之間緊密接觸，則在熱態下，氣門勢必關閉不嚴，造成汽缸漏氣。如果過高，則擰足扭力時會引起瓦片變形。解決的辦法是：在無定位塊的一端銼去少許。如果過低，則瓦片在座孔內竄動。解決的辦法是：在瓦的背面墊一張與瓦片尺寸相等的薄銅皮，但應保證刮配后有一定的合金層，同時還要注意留出油孔，允許在瓦的背面墊紙和導熱不良的物質，以免影響軸承散熱。并且這種方法只能在小修和中修時使用，大修時不允許。當擰足扭力后，瓦片不得在座內有任何竄動，同時，瓦的背面與座孔接觸面積不應少于75％，否則，同樣會造成潤滑與散熱不良等后果。
凸輪軸與正時齒輪
凸輪軸是氣門傳動組的主要零件，氣門開啟和關閉的過程主要是由它來控制。在特殊情況下，如軸瓦的修刮量太小，可以在軸瓦的背面加上適當厚度的銅墊片，但這種方法只能在中、小修時使用，在大修時一律不得使用。凸輪軸的苴主要配置有各缸進、排氣凸輪、凸輪軸軸頸以及驅動附件的螺旋齒輪或偏心齒輪。輪軸各凸輪的相、位置按發動機規定的發火次序排列。根據各凸輪的相對位置和凸輪軸的旋轉方向，即可判斷發動機的發火次序。為保證內燃機噴訕（或點火）準時可靠，凸輪軸和曲軸必須保持一定的正時關系。
凸輪軸承受周期性沖擊載荷。②焊修焊修前，先用氣焊火焰在焊補部位加溫至350~450℃，再用直徑3~4mm的低碳鋼電焊條進行電焊焊接。凸輪與挺柱之間有很高的接觸應力，其相對滑動速度也很高，而潤滑條件則較差。因此凸輪工作表面磨損較嚴重，還可能出現擦傷、麻點等不正常磨損情況。凸輪軸一般用鋼模鍛而成。近年來廣泛采用合金鑄鐵和球墨鑄鐵鑄造。大多數凸輪軸做成整體式，即各缸進、排氣凸輪都在同一根軸上加工而成。
凸輪軸由曲軸驅動。另外還有測量法和鉛絲、銅皮法，這兩種方法已在前面講過，在這里就不再重述。由于凸輪軸與曲軸間有一定距離，中間必須通過傳動件來傳動。前傳動方式主要有齒輪式傳動和鏈條式傳動兩種。由于齒輪式傳動方式工作可靠，壽命較長而應用廣。齒輪式傳動方式通常在曲軸齒輪和配氣正時齒輪之間加裝中間齒輪，使齒輪直徑減小，以免機體橫向尺寸增大。
為了使齒輪嚙合平順，減少噪聲，正時齒輪一般采用斜齒，其傾斜角度約為10°，曲軸上的正時齒輪多用合金鋼制造，而凸輪軸上的正時齒輪多用夾布膠木或工程塑料制成。
由于斜齒輪傳動產生的軸向力，或由于工程機械加速都可能使凸輪軸發生軸向竄動。軸向竄動會引起配氣正時不準，因此，對凸輪軸必須加以軸向定位。
常見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，止推片與正時齒輪之間應留有適當的間隙，此間隙的大小通常為0.05~0.20mm，作為零件受熱膨脹時的余地。此間隙的大小可通過更換隔圈來調整。
②推力軸承軸向定位 凸輪軸的一道軸承為推力軸承，裝在軸承座孔內并用螺釘固定在機體上，其端面與凸輪軸的凸緣隔圈之間應留有適當的間隙。當凸輪軸軸向移動其凸緣通過隔圈碰到推力軸承時便被擋住。6135柴油機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動，齒輪裝在凸輪軸前端，與曲軸上的齒輪直接或間接嚙合，稱為正時齒輪。將選好的軸瓦和連桿裝在軸頸上，扭緊螺釘到轉動有阻力為止，然后往復轉動3~4圈，再拆下連桿軸瓦，查看與軸頸的接觸情況并進行修刮。對于四沖程內燃機，每完成一個工作循環，曲軸旋轉兩周，各缸進、排氣門各開啟一次，凸輪軸只旋轉一周，其傳動比為2：1。曲軸上的正時齒輪經過一個或兩個中間齒輪，再傳到凸輪軸上的正時齒輪。
在裝配凸輪軸時，必須對準各對齒輪的正時記號，才能保證氣門按規定時刻開閉，柴油機的噴油泵按規定時刻供油（或油機的分電器按規定時刻點火）。
