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發布時間:2021-09-01 17:59  
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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。噴油泵的結構形式很多,按作用原理的不同,大體可分為四類:柱塞式噴油泵、分配式噴油泵、泵一噴嘴和PT泵。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。此外,由于柴油機噴油泵本身的性能特點,在怠速工作時不容易保持穩定,而在高速時又容易運轉甚至“飛車”,所以在柴油機上必須安裝調速器,以保持其怠速穩定和防止高速時出現“飛車”現象。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。
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。近年來,我國廣泛應用鐵基粉末冶金加工氣門導管,它在潤滑不良的條件下也能可靠工作,磨損很小。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。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。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。
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。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。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。
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。如果焊接折斷的曲軸,需按曲軸折斷的原痕找出中心縫,用電焊在斷縫兩側先點焊幾點,再在裂縫未電焊的兩面開槽后焊接。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。

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。
①光磨軸頸時,沒有使軸頸與曲軸臂(曲柄)連接處保持一定的內圓角(一般要求軸頸的內圓角為1~3mm之間)引起應力集中而使曲軸斷裂。
②軸承的間隙過大或合金脫落,引起沖擊載荷的增大。
③曲軸長期工作后發生疲勞損傷。
④曲軸經常在臨界轉速運轉。
⑤汽缸體變形,曲軸軸承座不正,修配曲軸軸承時,各曲軸軸承座孔不在一軸線上。
⑥潤滑油道不暢通,曲軸處于半干摩擦狀態,導致曲軸裂斷。
⑦曲軸材質不佳,或制造時存有缺陷。
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。
主軸瓦的修配
主軸瓦(曲軸軸承)的修配的基本工藝與軸頸接觸面積的要求,以及松緊度與接觸面積之間關系的處理等'同連桿瓦(連桿軸承)基本一致。但連桿軸承是單個配合,而曲軸軸承是幾道曲軸軸承支持著一根曲軸'這就要求修配后的各道曲軸軸承中心線必須一致,因此首先應進行水平線的校正,而后再研合各軸承。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。
1)水平線的校正在修刮前,首先檢查當軸瓦裝入座孔時,各道軸瓦是否在一條水平線上。
檢查方法:在曲軸軸頸上涂上一層紅油,并把曲軸放在裝有軸瓦的汽缸體上,裝上軸瓦蓋適當擰緊螺栓(用約60cm長的撬棍能以臂力撬動曲軸為宜),撬動曲軸數圈,然后取下瓦蓋,抬下曲軸,查看各道軸瓦的接觸情況。
若各道軸瓦接觸面積相差很大或個別軸瓦根本不接觸,一般應另行選配軸瓦。若各道軸瓦雖然不一致,但相差不多,可把下瓦接觸重的部分刮去,直至達到接觸面積為75%以上為止,此時,下軸瓦的水平線即校好(曲軸箱有三種常見結構形式:底座式、隧道式和懸掛式。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。在校正水平線時,者校下瓦,后者校上瓦)。在校正水平線的過程中,因各道軸瓦的水平線是很不相同的,并且它們之間相互影響,因此,要經常而準確地觀察與分析各道軸瓦的變化情況及其原因,并注意以下兩占
①在水平線未校正好前,不要刮削上瓦,否則可能會造成當水平線尚未校好時,扭力已達到規定值,而上瓦接觸仍很差,松緊度也過松等不良現象。
②當水平線校好后,除下瓦的個別較重部分適當刮去外,不用刮削下瓦的方法來達到松緊度適當的目的,否則,可能使校好的水平線又遭到破壞。
2)刮配各道軸瓦水平線校好后,抬上曲軸,并按記號裝上主軸瓦蓋,以一定次序逐道擰緊螺栓,每擰緊一道,轉動曲軸數圈,松開該道螺栓,再擰緊另一道,全部這樣做完后,取下主軸瓦蓋,根據接觸面情況修刮軸瓦合金。
修刮方法同連桿瓦的修刮方法。
擰瓦蓋的順序:3道軸瓦:2、1、3
4道軸瓦:2、3、1、4
5道軸瓦:3、2、4、1、5
7道軸瓦:4、2、6、3、7、1、5
柴油機的增壓系統
隨著生產的需要和科技水平的不斷提高,對柴油機的要求也越來越高,既要求柴油機輸出功率要大,經濟性要好,而且重量要輕,體積要小。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。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。在柴油機汽缸容積保持不變的條件下,增加進入汽缸的空氣密度是提高柴油機輸出功率的主要手段。噴油器的作用是將燃料霧化成細粒,并使它們適當地分布在燃燒室中,形成良好的可燃混合氣。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。
所謂增壓,即用增壓器(壓氣機)將柴油機的進氣在缸外壓縮后再送入汽缸,以增加柴油機的進氣量,從而提高平均有效壓力和功率。