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發布時間:2020-09-12 05:53  
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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。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。來自燃油箱的燃油經進油口2進人油水分離器,并從出油口流出至輸油泵。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。鉛絲法是在軸承與軸頸間放一直徑為軸承標準間隙約2倍的鉛絲,按規定力矩旋緊軸承蓋后,再取出鉛絲,用千分尺測量其厚度即為軸瓦與軸頸的徑向間隙。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。柴油機驅動其他工作機械(如發電機、水泵等)時,如其輸出轉矩與工作機械克服工作阻力所需的轉矩(阻力矩)相等,則工作處于穩定狀態(轉速基本穩定)。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。缸套的軸向定位是利用上端的凸緣。用手輕輕壓渦輪轉子軸在壓氣機端的螺紋中心孔端面,取出渦輪轉子軸。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。
空氣濾清器
空氣濾清器的功用是濾除空氣中的灰塵及雜質,將清潔的空氣送入汽缸內,以減少活塞連桿組、配氣機構和汽缸磨損。對空氣濾清器的要求是:濾清、阻力小、應用周期長且保養方便。空氣濾清器的濾清方式有以下三種。
①慣性式(離心式):利用灰塵和雜質在空氣成分中密度大的特點,通過引導氣流急劇旋轉或拐彎,從而在離心力的作用下,將灰塵和雜質從空氣中分離出來。
②油浴式(濕式):使空氣通過油液,空氣雜質便沉積于油中而被濾清。
③過濾式(干式):引導氣流通過濾芯,使灰塵和雜質被黏附在濾芯上。
為獲得較好的濾清效果,可采用上述兩種或三種方式的綜合濾清。空氣濾清器由濾清器殼和濾芯等組成,濾清器殼由薄鋼板沖壓而成。濾芯有金屬絲濾芯和紙質濾芯等。
135系列4、6缸直列柴油機用空濾器,這種紙質濾芯(金屬絲濾芯)濾清器目前應用廣泛,濾芯普遍采用樹脂處理的微孔濾紙制成,濾芯上下兩端由塑料密封墊圈密封。柴油機工作時,空氣經紙質濾芯濾清后,從接管沿進氣管被吸入汽缸。然而,空氣密度與壓力成正比,與溫度成反比,因此,增加進氣壓力,降低進氣溫度都能提高進氣密度,目前柴油機中采用增壓器來提高壓力,采用中冷器降低氣體的溫度。這種濾清器結構簡單、成本低、維護方便;但用于塵粒量大的環境時,工作壽命較短,且不甚可靠。
國產135系列增壓柴油機用的旋流紙質空氣濾清器。它主要由旋流粗濾器(內部豎置有旋流管)、紙質主精濾芯和安全濾芯三部分組成。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。空氣經旋流管離心力的作用,使空氣中的絕大部分塵粒落入旋流管下端的集塵室,塵粒再經排氣引射管(安裝在消聲器出口處)隨柴油機廢氣一起排出。粗濾后較清潔的空氣通過紙質精濾及安全濾芯濾清,后進入發動機汽缸。
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。利用此真空度將空濾器集塵室中的塵粒經橡膠管吸入排氣引射管內,并與柴油機廢氣一起排出。

調速器的種類
(1)根據調速器 調節機構的不同可分為機械式、液壓式、氣動式和電子式四種.機械式調速器機械式調速器的感應元件為飛塊或飛球,直接推動執行機構。其結構簡單,工作可靠,廣泛用于中、小功率柴油機上。
①液壓式調速器 液壓式調速器一般用飛塊作感應元件,推動控制活塞操縱液壓伺服器。凸輪軸和正時齒輪的檢驗與修理(1)凸輪軸和正時齒輪的常見失效形式①凸輪軸的常見失效形式有三種:凸輪的磨損。這種調速器的感應元件較小,通用性強,可用少數幾種尺寸系列滿足幾十到上萬馬力柴油機的配套要求,穩定性好,調節精度高(穩定調速率可到零),推動力大,便于實現柴油機的自動控制,但其結構復雜,工藝要求高,因此,適用于大功率柴油機。
②氣動式調速器 氣動式調速器是利用膜片感應進氣管真空度的變化,進而推動執行機構。這種調速器結構簡單,低速時靈敏度較高,但因進氣管裝有節流閥增加了進氣阻力,使功率有所下降,因此,只適用于小功率柴油機,所以目前采用不多。
③電子式調速器 電子式調速器是把柴油發動機轉速的變化轉換成電量變化,經采樣放大后控制其執行機構。這種調速器可在柴油機轉速產生明顯變化之前調整供油量,獲得很高的調節精度,實現無差并聯運行,目前,主要用于柴油發電機組。
(2)按照調速器起作用的轉速范圍,可分為單程式、兩極式和全程式三種
①單程式調速器 單制式調速器只在某一個轉速(一般為標定轉速)時起作用。它適合于要求轉速恒定的柴油機,如驅動發電機、空氣壓縮機、離心泵等的柴油機。
②兩極式調速器 兩極式調速器只在柴油機怠速和標定轉速兩種情況下起作用,主要用于汽車,以保持怠速工作穩定和防止高速時“飛車”。其他工況則由操作者操縱油門來調節供油量。
③全程式調速器 全程式調速器是在柴油機工作轉速范圍內均起作用。氣門傳動組(氣門與挺柱或氣門與搖臂之間)在常溫下裝配時必須留有適當的間隙,以補償氣門及各傳動零件的熱膨脹,此間隙稱為氣門的冷間隙。裝有這種調速器的工作機械.操作人員根據工作需要選擇任一轉速后,調速器即能自動地使柴油機穩定在該轉這下工作。這不僅大大改善了操作人員在負荷變化頻繁情況下的勞動條件,而且也提高了工作質量和生產效率,因此,大多數工程機械都采用這種調速器。
噴油提前角調節裝置
噴油提前角是指柴油開始噴入汽缸的時刻相對于曲軸上止點的曲軸轉角,而供油提前角則是噴油泵開始向汽缸供油時的曲軸轉角。顯然,供油提前角稍大于噴油提前角。由于供油提前角便于檢查調整,所以在生產單位和使用部門采用較多。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。噴油提前角需要復雜而精密的儀器方能測量,因此只在科研中應用。也就是說,柴油發動機的噴油提前角(供油時間)是通過調整噴油泵的供油提前角來實現的。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。為此,噴油泵凸輪軸一端的聯軸器通常是做成可調整的。出了一種聯軸器的結構。
聯軸器主要有兩個凸緣盤組成:裝在驅動齒輪軸上的凸緣盤和裝在噴油泵凸輪軸一端的從動凸緣盤,兩凸緣盤間用螺釘連接。驅動凸緣盤安裝螺釘的孔是弧形的長孔。松開固定螺釘可變更兩凸緣盤間的相對角位置,從而也就變更了整個噴油泵的供油提前角。
將噴油泵從柴油機上拆下后再重新裝回時,可先將噴油泵固定在柴油機機體上的噴油泵托架上,再慢慢轉動曲軸,使柴油機一缸的活塞位于壓縮行程上止點前相當于規定的供油提前角的位置,然后使噴油泵凸輪軸上與噴油泵殼體上相應記號對準。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。再擰緊聯軸器的固定螺釘。
多數柴油發動機是在標定轉速和全負荷下通過試驗確定在該工況下的噴油提前角的,將噴油泵安裝到柴油機上時,即按此噴油提前角調定,而在柴油機工作過程中一般不再變動。顯然,當柴油機在其他工況下運轉時,這個噴油提前角就不是有利的。曲軸裂紋和折斷的原因、檢驗及修理1)原因其原因除與曲軸彎、扭大致相同外,還有以下幾個方面。對于轉速范圍變化比較大的柴油機,為了提高其經濟性和動力性,希望柴油機的噴油提前角能隨轉速的變化自動進行調節,使其保持較有利的數值。因此,在這種柴油機(特別是直接噴射式柴油機)的噴油泵上,往往裝有離心式供油提前角自動調節器。
一種離心式供油提前角自動調節器。調節器裝在聯軸器和噴油泵之間。前端面有兩個方形凸塊的驅動盤,也就是聯軸器的從動盤。在驅動盤的腹板上裝有兩個銷軸。曲軸裂紋與折斷的檢查曲軸裂紋多發生在連桿軸頸端部或曲軸臂與曲軸軸頸的結合處。兩個飛塊的一端各有一個圓孔套在此銷軸上。兩個飛塊的另一端則壓裝有兩個銷釘。每個銷釘上松套著一個滾輪內座圈和滾輪。調節器的從動盤的轂部用半月鍵與噴油泵凸輪軸相連。從動盤兩臂的弧形側面與滾輪接觸,另一側面則壓在兩個彈簧上。彈簧的另一端支在彈簧座圈上。彈簧座圈則由螺釘固定在銷軸的端部。
從動盤還固定有筒狀盤,其外圓面與驅動盤的內圓面相配合,以保證驅動盤與從動盤的同心度。整個調節器為一密閉體,內腔充滿機油以供潤滑。
柴油機工作時,驅動盤連同飛塊被曲軸驅動而旋轉。飛塊在離心力的作用下繞銷軸轉動,其活動端向外擺動。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。同時,滾輪則迫使從動盤沿箭頭方向轉動一個角度,直到彈簧的彈力與飛塊的離心力相平衡時為止。于是驅動盤與從動盤開始同步旋轉。當柴油機轉速升高,飛塊活動端進一步向外張開,從動盤再沿箭頭方向相對于驅動盤轉過一定角度,使供油提前角隨轉速增加而相應增大。反之,曲軸轉速降低,飛塊離心力減小,從動盤在彈簧的作用下退回一定角度,使供油提前角相應減小。這種離心式供油提前角自動調