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發布時間：2021-09-22 23:03
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（1)活塞
活塞的功用是承受燃氣的壓力，并經過連桿將力傳給曲軸。
活塞的工作條件十分惡劣，它是在高溫、高壓的燃氣作用下，不斷地作高速往復直線運動。由于受到周期性變化的燃氣壓力和往復慣性力的作用，活塞承受很大的機械負荷和熱負荷，加之溫度分布不均勻，就會引起熱應力。因此，要求活塞必須有較輕的重量以及足夠的強度與剛度。活塞在高溫、高壓、高速條件下工作，其潤滑條件較差，活塞與汽缸壁摩擦嚴重。當采用上述旋流紙質空氣濾清器時，消聲器出口處需預裝有與之匹配的排氣引射管，當柴油機排氣時，高速氣流通過喉管處使廢氣氣流增大，于是便形成了真空度。為減小磨損，活塞表面必須耐磨。
高速內燃機的活塞通常采用鑄鋁合金。隨著內燃機的不斷強化，采用鍛鋁合金或共晶鋁硅合金的活塞日益增多，而高增壓內燃機較多采用鑄鐵活塞，其目的在于提高其強度，減小熱膨脹系數。活塞的基本構造可分為頂部、環槽部（防漏部或頭部）、活塞銷座和裙部四部分。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。
①頂部頂部是構成燃燒室的一部分，其結構形狀與發動機及燃燒室的型式有關。活塞頂部的幾種不同結構形狀。小型內燃機大多采用平頂活塞，優點是制造簡單，受熱面積小。大多數內燃機的活塞頂部由于要形成特殊形狀的燃燒室，其形狀比較復雜，一般都制有各種各樣的凹坑。凹坑是為了改善發動機的燃燒狀況而設置的，使可燃混合氣的形成更有利，燃燒過程更完善。增壓方法按照驅動增壓器所用能量來源的不同，基本的增壓方法可分為三類：機械增壓系統、廢氣渦輪增壓系統和復合增壓系統三類。有的內燃機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。
內燃機活塞所受的熱負荷大（尤其是直接噴射式內燃機），往往會使活塞引起熱疲勞，產生裂紋。因此，有的內燃機可從連桿小頭上的噴油孔噴射機油，以冷卻活塞頂內壁。也有的內燃機在機體里設有專門的噴油機構，也可起到同樣的作用。活塞頂部因承受燃氣壓力，所以一般比較厚；有的活塞頂內部還制有加強筋。由此可知：要提高柴油機的輸出功率，經濟有效的辦法是增加進入汽缸的空氣量。
②環槽部環槽部主要用于安裝活塞環以防止燃油或燃氣漏入曲軸箱，并將活塞吸收的熱量經活塞環傳給汽缸壁，與此同時阻止潤滑油竄入燃燒室。活塞頭部加工有數道安裝活塞環的環槽，上面2一3道用于安裝氣環，下面1、2道是油環槽。油環槽的底部鉆有許多徑向小孔，以便油環從汽缸壁上刮下多余的潤滑油從小孔流回曲軸箱。在內燃機使用過程中，由于零件的磨損與變形，氣門間隙會逐漸增大，促使進、排氣門遲開、早關，導致進、排氣的時間變短，進氣不足，排氣不凈，致使內燃機的動力性與經濟性下降，同時使各零件之間的撞擊與磨損加劇，噪聲增大。
有的內燃機在活塞頂到一環槽之間，或者一直到以下幾道環槽處，都開有細小的隔熱溝槽。溝槽在活塞工作時，可形成一定的退讓性，可以防止活塞與汽缸壁的咬合，故這種活塞可適當減小活塞與汽缸間的間隙。
二道環槽的耐磨性，有的內燃機在環槽部位上隨著內燃機的不斷強化，為了提高一鑲鑄耐熱和耐磨的奧氏體鑄鐵護槽圈。
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。活塞銷座與頂部之間往往還有加強筋，以增加剛度。銷座孔內設有安裝彈性卡環的環槽，活塞銷卡環是用來防止活塞銷在工作中發生軸向竄動，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槽以下的部分稱為裙部。其作用主要是對活塞在汽缸內的運動加以導向，此外它還承受側壓力。柴油機由于燃氣壓力高，側壓力大，所以裙部也比較長，以減小單位面積上的壓力和磨損。
由于柴油機汽缸壓力很大，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（既不因間隙過大而使密封性變差和產生敲缸現象，又不因間隙過小而刮傷汽缸壁，甚至發生咬缸現象）。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。因此，柴油機活塞與汽缸壁的裝配間隙要比油機的大。為了保證柴油機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，柴油機應具有更多的密封環和刮油環。調整時，首先轉動曲軸使要調整缸的活塞恰好處于壓縮沖程上止點位置，此時，進、排氣門處于完全關閉狀態，然后用螺釘旋具和厚薄規調整該缸的進、排氣門間隙，調整完畢后按同樣方法依次調整其他缸。
?活塞環的檢驗與修理
活塞環的檢驗與修理
1)活塞環間隙的檢查與修理
①側隙的檢查側隙（也叫邊隙），是指活塞環與環槽平面間（槽內的上下平面間）的間隙。側隙過大，將影響活塞的密封作用；側隙過小，將會使活塞環卡死在環槽內。
側隙的測量是把活塞環放在各自的環槽內，圍繞著環槽滾行一周，應能自由滾動，而且
既不松動又不澀滯，用厚薄規按規定間隙大小測量。
如活塞環側隙過小，可采用下列方法：將活塞環放在極細的（00號）砂布上研磨，研磨時，砂布應放在平板上，稍涂機油，使環貼緊砂布，細心、均勻地作回轉運動；②對軸瓦孔失圓度、錐形度的檢查其測量方法是：按規定力矩擰緊瓦蓋螺栓，然后用量缸表測量其失圓度與錐形度。用平板玻璃涂以磨料（金剛砂）及機油，將活塞環平放細磨。如側隙過大，活塞環將不能使用，要采用加厚的活塞環，但更普遍的方法是更換活塞。
背隙的檢查背隙（也叫槽隙），是指活塞與活塞環裝入汽缸后，活塞環背部與活塞環槽之間的間隙。為了測量方便，通常用活塞環槽的深度與活塞環的厚度之差來表示（可用帶深度尺的游標卡尺測量）。活塞環一般應低于環岸0.2~0.35mm，以免在汽缸內卡住。如果背隙過小，可將活塞環槽車深。為保證配氣相位的準確，在曲軸與凸輪軸驅動機構之間通常設有專門的記號，在裝配過程中必須按照相關說明書的要求將記號對準，不得隨意改動。
②開口間隙的檢查開口間隙（也叫端隙），是指活塞環裝入汽缸后，在活塞環的開口處兩端之間的間隙。開口間隙的大小與汽缸直徑有關，汽缸直徑每100mm，開口間隙為0.25~0.45mm，而且一道環，然后依次減小。若開口間隙過大，汽缸密封不好；廢氣渦輪增壓是利用柴油機排出的廢氣能量來驅動增壓器，將空氣壓縮后再送入汽缸的一種增壓方法。若開口間隙過小，活塞環受熱膨脹后將卡死在汽缸內。
檢查活塞環的開口間隙，是先把活塞環平正的放在待配的汽缸內，用活塞頭部將活塞環推至汽缸的未磨損處（或新汽缸的任何一處），使活塞環平行于汽缸體平面，然后用厚薄規測量其開口處兩端之間的間隙。
如果其開口間隙超過規定值過大，則不能使用，必須更換活塞環；若開口間隙過小，可用細銼刀銼環口一端，加以調整，銼時要注意：環口端面要平整，銼后要留有倒角，以防止環外口的鋒利邊拉壞汽缸，并且要邊銼邊檢查，以防造成開口間隙過大。
2）活塞環漏光度的檢查活塞環必須與汽缸壁處處貼合，以便有效地起到密封作用。為此，在選配活塞環時，應進行漏光度的檢查。
檢查的方法，通常是將活塞環平放在汽缸內，在活塞環下邊放一個燈泡，上面放一個板蓋住環的內圓'觀察環與缸壁之間的漏光縫隙。一般要求是：活塞環漏弧長不超過60。；在環端開口處左右30°范圍內不允許漏光。
3）活塞環彈性的檢查為了保證活塞環與汽缸的緊密配合，活塞環應有一定的彈性。彈性過大，對汽缸壁產生過大的壓力，增加摩擦損失，汽缸壁容易早期磨損；彈性過小，則活塞環在汽缸內就不能起到很好的密封作用，容易使汽缸漏氣竄油。
活塞環的彈性可在彈性檢驗器上檢驗。檢驗時，將活塞環放在檢驗器的凹槽內，環的開口向外，然后移動杠桿上的重錘，按規定所需的力，使活塞環的開口間隙壓緊至規定尺寸，如果荷重符合技術規定的數據，活塞環的彈力便認為合格。
如果沒有檢驗器，可用新舊對比法，將被檢驗的舊活塞環與新環上下直立放在一起，在環上施加一定壓力。如果被檢驗的舊活塞環開口相碰，而新活塞環口還有相當間隙時，即表示舊環彈性不夠，應予以更換。
4）活塞環的選配內燃機大修時，應按照汽缸的修理尺寸，選用與汽缸、活塞相適應的同級活塞環，不可用大尺寸的活塞環銼小使用，因為，如果選用了較大的活塞環，雖然可將開口處銼去一部分，勉強裝入汽缸內，但這樣會使活塞環失圓，使活塞環與汽缸壁接觸不嚴密而造成漏氣，影響內燃機的正常工作性能。（1）機械增壓系統增壓器（壓氣機）由柴油機直接驅動的增壓方式稱為機械增壓系統。
活塞環除標準尺寸外，為了適應汽缸修理的需要，其修理加大尺寸與汽缸修理加大尺寸相同，即共有六級加大尺寸，每級加大0.25mm，直至1.5mm，在活塞環端面上都印有活塞環的修理尺寸。也有生產廠家將活塞環開口間隙做小一些，以便裝配時調整。
5）活塞環的裝配安裝活塞環一般采用工具一一活塞環鉗，在沒有工具的條件下，也可用三塊鐵片或平口起子安裝。有的活塞環采用了不同的斷面，在安裝時要特別注意其安裝方向。
氣門組
氣門組包括氣門、氣門座、氣門導管、氣門彈簧、彈簧座及鎖緊裝置等零件。
在壓縮和燃燒過程中，氣門必須保證嚴密的密封，不能出現漏氣現象。否則內燃機的功率會下降，嚴重時內燃機由于壓縮終了溫度和壓力太低，一直不能著火（點火）啟動。氣門在漏氣情況下工作，高溫燃氣長時間沖刷進氣門，使氣門過熱、燒損。
氣門是在高溫、高機械負荷及冷卻潤滑困難的條件下工作的。氣門頭部還承受氣體壓力的作用。排氣門還要受到高溫廢氣的沖刷，經受廢氣中硫化物的腐蝕。因此，要求氣門具有足夠的強度、耐高溫、耐腐蝕和耐磨損的能力。
氣門分為進氣門和排氣門兩種。頂置式氣門配氣機構有每缸二氣門（一個進氣門、一個三氣門（兩個進氣門、一個排氣門）、四氣門（兩個進氣門、兩個排氣門）和五氣門（三個進氣門、兩個排氣門）之分。二氣門多用于中小功率的內燃機；②將渦輪轉子軸和葉輪出口處六角凸臺夾在臺虎鉗上，識別或做好自鎖螺母、渦輪轉子軸及壓氣機葉輪相互位置的動平衡標記。后三者用于強化程度較高的中、大型內燃機，并以四氣門結構的居多。
進氣門山于工作溫度稍低，一般采用普通合金鋼；排氣門普遍采用耐熱合金鋼。為了節約成本，有時桿部選用一般合金鋼，而頭部采用耐熱合金鋼，然后將兩者焊接在一起。
氣門錐而是氣門與氣門座之間的配合面，氣門的密封性就是依靠兩個表面嚴密貼合來保證的。此外，氣門接受燃氣的加熱量的75%要通過錐面傳出。從有利于傳熱的觀點出發，氣門錐面與氣門座接觸的寬度應愈寬愈好，但是接觸面愈寬，密封的可靠性就愈低，因為工作面上的比壓減小，雜物和硬粒不易被碾碎和排走。所以通常要求氣門錐面密封環帶的寬度在之間即可。經驗法：在軸瓦表面加入一薄層機油，并將瓦蓋按規定力矩擰緊（擰緊順序同上），用雙手的腕力扳動曲軸臂，能使曲軸轉動一圈左右為合適。
氣門頂面上有時還銑出一條較窄的凹槽，主要用于研磨氣門時能將工具插入槽中旋轉氣門。氣門和氣門座配對進行研磨，研磨后氣門即不能互換。
氣門錐面的錐角一般為30°或45°。也有少數內燃發動機做成60°或15°錐角的。錐角愈小，單位面積上的壓力也愈小，氣門與氣門座之間的相對滑動位移也較小，從而使氣門的磨損減輕。因此，有的內燃機進氣門錐面的錐角為30°。
排氣門由于高溫廢氣不斷流過錐面，廢氣中的碳煙微粒容易沉積附著在錐面上，影響密封性。因此，排氣門要求錐面上的比壓要高些，以利于積炭的排除。排氣門大多采用45°的錐角。為了制造和維修方便，不少內燃機進、排氣門錐角均采用45°。
氣門座的錐角有時比氣門錐角大0.5°~1°，使兩者接觸面積更小，可以提高工作面的比壓，從而提高其密封的可靠性。
氣門頭部的直徑對氣流的阻力影響較大。頭部直徑愈大，其流通截面也愈大，因而阻力減小。但直徑的大小受汽缸頂面的限制。考慮到進氣阻力對內燃機性能的影響比排氣阻力更大，所以一般都使進氣門的直徑比排氣門稍大。有些內燃機的進、排氣門直徑相同，以便于制造和維修。④供油開始和結束要求迅速干脆，防止供油停止后噴油器滴油或出現不正常噴射，影響噴油器的使用壽命。但如果兩者材料不同，則必須打上標記，以免裝錯。
氣門頭部邊緣應保持一定的厚度，一般為1、3mm，以防止工作時，由于氣門與氣門座
之間的沖擊而損壞或被高溫氣體燒蝕。為了改善氣門頭部的耐磨性和耐腐蝕性，以增強密封性能，有些內燃機在排氣門的密封錐面上，堆焊一層特種合金。
供油量的調節
噴油泵向噴油器供給的柴油量主要取決于柱塞的有效行程和柱塞的直徑，其數值等于柱塞開始壓油時，回油孔處斜槽的下邊緣至回油孔下邊緣的距離。此距離愈長，有效行程愈長，則供油量愈大，而這一距離的長短則可通過轉動柱塞加以改變。油量控制機構就是根據柴油機負荷的大小，轉動柱塞來調節供油量，使其與負荷相適應。這時，白堊便吸收儲存在裂縫中的油液，這部分白堊便成暗色，顯示出裂紋的形狀。
油量控制機構有兩種形式：齒桿式和撥叉式。
①齒桿式油量控制機構目前應用廣泛。柱塞下端有條狀凸塊伸入套筒的缺口內，套筒則松套在柱塞套筒的外面。套筒的上部用固緊螺釘鎖緊一個可調齒圈，可調齒圈與齒桿相嚙合。移動齒桿即可改變供油量。當需要調整某缸供油量時，先松開可調齒圈的固緊螺釘，然后轉動套筒，帶動柱塞相對于齒圈轉動一定角度，再將齒圈固定即可。②錘擊法先清除黏附在曲軸表面上的油污，然后用煤油或柴油浸洗整個曲軸，再取出曲軸將其抹拭干凈，最后將曲軸的兩端支撐在木架上，用小手錘輕輕敲擊每道曲軸臂。這種油量控制機構傳動平穩、工作可靠，但結構較復雜。
②撥叉式油量控制機構主要由供油拉5、調節叉和調節臂等組成。當供油拉桿移動時，固定在拉桿上的調節叉隨即撥動調節臂，使柱塞隨之一起轉動，從而改變供油量。柱塞僅轉動很小角度就能使供油量改變很大，因此撥叉式油量控制機構對供油量的調節十分靈敏。其結構簡單、制造容易，適用于中小型柴油機。整體式噴油泵柴油發動機的總供油時間通常以噴油泵一缸供油提前角為準，調整整個噴油泵供油提前角的方法是改變噴油泵凸輪軸與柴油機曲軸間的相對角位置。
在柱塞直徑一定時，有效行程愈長，供油量愈大，噴油延續時間愈長。噴油延續時間過長，則會由于后期噴入的燃料不能充分燃燒而使柴油機性能惡化。因此，供油量較大的柴油機，必須選用較大的柱塞直徑。
對于多缸噴油泵，如各缸的供油量不一致時，必須進行調整。調整的方法因結構不同而異。如采用撥叉式油量控制機構，則可通過改變調節叉在拉桿上的位置來調整供油量。
