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裂紋的檢驗(yàn)方法
汽缸體和汽缸蓋是不允許有裂紋存在的,否則就會(huì)使內(nèi)燃機(jī)不能正常工作,汽缸體和汽缸蓋裂紋的檢驗(yàn)缸蓋的嚴(yán)重裂紋,一般容易發(fā)現(xiàn),但細(xì)小裂紋不易察覺(jué)。通常,汽缸體方法有以下三種。
①水壓法水。把汽缸蓋和汽缸墊按技術(shù)要求裝在汽缸體上,將水壓機(jī)出水管接頭與汽缸前端連接好,并封閉所有水道口,然后將水壓入汽缸體和汽缸蓋內(nèi)(有條件時(shí),可用80~90℃的熱水),在0.3~0.5MPa的壓力下,保持5min,應(yīng)沒(méi)有任何滲漏現(xiàn)象。如果有水珠滲出,就表明滲水處有裂紋。當(dāng)采用上述旋流紙質(zhì)空氣濾清器時(shí),消聲器出口處需預(yù)裝有與之匹配的排氣引射管,當(dāng)柴油機(jī)排氣時(shí),高速氣流通過(guò)喉管處使廢氣氣流增大,于是便形成了真空度。內(nèi)燃機(jī)修補(bǔ)過(guò)汽缸體,更換過(guò)汽缸套、氣門(mén)座圈及氣門(mén)導(dǎo)管后,均應(yīng)進(jìn)行一次水壓檢驗(yàn)。
②氣壓法在沒(méi)有水壓機(jī)的情況下,可用自來(lái)水、氣泵或打氣筒。將自來(lái)水注入汽缸體和汽缸蓋水套內(nèi)'然后用氣泵或打氣筒向注水的水套內(nèi)充氣,借助氣體壓力檢有無(wú)液體滲漏,即可確定裂紋所在的部位。這樣就破壞了氣門(mén)與座的密封性和配氣定時(shí),從而使內(nèi)燃機(jī)功率下降以及燃油消耗量增加。為防止水和氣倒流,應(yīng)在充氣管與汽缸體水管接頭間裝一單向閥門(mén)。
③浸油錘擊顯示法在以上兩種檢查方法的條件都不具備時(shí),可用浸油錘擊顯示法。檢驗(yàn)時(shí),先將零件浸入柴油或煤油中一定時(shí)間,取出后將表面擦干,撒上一層粉,然后用小錘輕輕敲擊非工作表面,如果零件有裂紋,由于振動(dòng),會(huì)使浸入裂紋的柴油或煤油滲出,使裂紋處的粉呈現(xiàn)黃色線痕。若軸頸上有毛糙、可將00#砂布剪成與軸頸同寬并蘸上少許機(jī)油把毛糙打磨光。一旦檢驗(yàn)出汽缸體或汽缸蓋有裂紋,就必須進(jìn)行修理。
曲軸的構(gòu)造
曲軸主要由主軸頸、連桿軸頸(曲柄銷(xiāo))、曲柄臂、平衡重(并非所有曲軸都有)、前端(自由端)和后端(功率輸出端)等組成。
①主軸頸與連桿軸頸內(nèi)燃機(jī)的主軸頸與連桿軸頸都是尺寸精度較高和粗糙度較低的圓柱體,它們以較大的圓弧半徑與曲柄臂相連接。主軸頸是用來(lái)支承曲軸的,曲軸繞主軸頸中心高速旋轉(zhuǎn)。主軸頸多為實(shí)心的,而球墨鑄鐵的曲軸主軸頸與連桿軸頸大多是空心的,其優(yōu)點(diǎn)是可以減少旋轉(zhuǎn)質(zhì)量,從而減少其離心力;從動(dòng)盤(pán)還固定有筒狀盤(pán),其外圓面與驅(qū)動(dòng)盤(pán)的內(nèi)圓面相配合,以保證驅(qū)動(dòng)盤(pán)與從動(dòng)盤(pán)的同心度。同時(shí)可作為潤(rùn)滑油離心濾清的空腔。主軸頸與連桿軸頸采用壓力潤(rùn)滑,潤(rùn)滑油通過(guò)曲柄臂中的斜油道被壓送至連桿軸頸空腔內(nèi),在旋轉(zhuǎn)離心力的作用下,將機(jī)油中密度大的金屬磨屑及其他雜質(zhì)甩向空腔的外壁,內(nèi)側(cè)干凈的機(jī)油通過(guò)油管流到連桿軸頸及軸承摩擦表面。
②曲柄臂(簡(jiǎn)稱(chēng)曲柄)曲柄臂的作用是連接主軸頸與連桿軸頸,通常制成橢圓形或圓形,其厚度與寬度應(yīng)使曲軸有足夠的剛度和強(qiáng)度。
③平衡重平衡重通常設(shè)在與連桿軸頸相對(duì)的一側(cè)曲柄臂上,其形狀多為扇形。平衡重的作用是平衡連桿軸頸及曲柄臂的重量、離心力及其力矩,以減輕主軸承的載荷,增加運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性。
④曲軸的前端曲軸的前端制成有臺(tái)肩的圓柱形。其上分別裝有正時(shí)齒輪、擋油圈、油封、帶輪和止推片等零件。有些中小功率內(nèi)燃機(jī)曲軸前端設(shè)有啟動(dòng)爪,另有一些高速內(nèi)燃機(jī)曲軸前端裝有扭轉(zhuǎn)減振器,還有些工程機(jī)械用內(nèi)燃機(jī)的曲軸前端設(shè)有動(dòng)力輸出裝置。
⑤曲軸的后端一般曲軸的后端設(shè)有油封、回油螺槽、后凸緣等結(jié)構(gòu)。曲軸后端的尾部伸出機(jī)體外,以便將內(nèi)燃機(jī)的功率輸送給配套機(jī)具的傳動(dòng)裝置。后端多裝有飛輪,通過(guò)花鍵或凸緣與其相配,然后用螺栓固緊。山于飛輪尺寸大而重,因此對(duì)螺栓的緊固有一定的要求。
(4)曲軸的形狀和發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火次序
曲軸的形狀及曲柄銷(xiāo)間的相互位置(即曲拐的布置)與沖程數(shù)、汽缸數(shù)、汽缸排列方式和各汽缸做功行程發(fā)生的順序(稱(chēng)為發(fā)火次序或工作順序)有關(guān)。曲軸的形狀要同時(shí)滿(mǎn)足慣性力的平衡和發(fā)動(dòng)機(jī)工作平穩(wěn)性的要求。
就四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)而言,曲軸每轉(zhuǎn)兩圈(即一個(gè)工作循環(huán)),每缸都應(yīng)發(fā)火做功一次。各缸的發(fā)火間隔時(shí)間(以°CA表示)應(yīng)力求均勻。設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)有個(gè)汽缸,則發(fā)火間隔應(yīng)為720°/i°CA,即曲軸每轉(zhuǎn)720°/i時(shí),就應(yīng)有一個(gè)缸做功,這樣才能使發(fā)動(dòng)機(jī)工作平穩(wěn)?,F(xiàn)就常用的4缸、6缸和V型8缸發(fā)動(dòng)機(jī)說(shuō)明如下。①慣性式(離心式):利用灰塵和雜質(zhì)在空氣成分中密度大的特點(diǎn),通過(guò)引導(dǎo)氣流急劇旋轉(zhuǎn)或拐彎,從而在離心力的作用下,將灰塵和雜質(zhì)從空氣中分離出來(lái)。
①四沖程直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)因缸數(shù)i=4,所以發(fā)火間隔應(yīng)為720°/4一180°CA。其曲柄銷(xiāo)布置4個(gè)曲柄銷(xiāo)布置在同一平面內(nèi),1、4缸的曲柄銷(xiāo)朝上時(shí),2、3缸的朝下,1、4缸與2、3缸相隔180°。
曲枘銷(xiāo)的另種布置形式是將述一種方式的2、5缸分別與3、4缸互換。這種方式的著火次序是,只有少數(shù)進(jìn)內(nèi)燃機(jī)采用這種著火次序。
按發(fā)火次序看,前后兩個(gè)汽缸的做功行程有60°是重疊的,這種現(xiàn)象是容易理解的。因?yàn)楦髌组g做功行程的間隔是120°,而每個(gè)汽缸的做功行程本身都是180°,就必然有前后兩個(gè)汽缸的做功行程有60°的重疊角。在這個(gè)60°中,兩個(gè)汽缸都在做功,前一個(gè)汽缸做功未完,后一個(gè)汽缸做功已經(jīng)開(kāi)始。這種做功行程重疊的現(xiàn)象對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的平穩(wěn)性是非常有利的。有的發(fā)動(dòng)機(jī)只規(guī)定了冷間隙,此時(shí)的冷間隙數(shù)值能保證發(fā)動(dòng)機(jī)在熱機(jī)狀態(tài)下仍有一定的氣門(mén)間隙。
③四沖程v型8缸機(jī)大多將汽缸排列成雙列v形(兩列汽缸的中心線夾角常取90°)。因其汽缸數(shù)i=8,所以,各缸發(fā)火間隔應(yīng)為720°/8=90°CA。通常,這種發(fā)動(dòng)機(jī)左右兩列汽缸中相對(duì)的一對(duì)連桿共裝在一個(gè)曲柄銷(xiāo)上,所以v型8缸機(jī)只有4個(gè)曲柄銷(xiāo)。一般情況下,將4個(gè)曲柄銷(xiāo)布置在兩個(gè)互成90°的平面內(nèi)。v型8缸機(jī)常用的發(fā)火次序?yàn)?-5-4-2-6-3-7-8。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。
柴油機(jī)的增壓系統(tǒng)
隨著生產(chǎn)的需要和科技水平的不斷提高,對(duì)柴油機(jī)的要求也越來(lái)越高,既要求柴油機(jī)輸出功率要大,經(jīng)濟(jì)性要好,而且重量要輕,體積要小。柴油機(jī)輸出功率的大小,取決于進(jìn)入汽缸的燃油和空氣的數(shù)量及熱能的有效利用率。由此可知:要提高柴油機(jī)的輸出功率,經(jīng)濟(jì)有效的辦法是增加進(jìn)入汽缸的空氣量。在柴油機(jī)汽缸容積保持不變的條件下,增加進(jìn)入汽缸的空氣密度是提高柴油機(jī)輸出功率的主要手段。然而,空氣密度與壓力成正比,與溫度成反比,因此,增加進(jìn)氣壓力,降低進(jìn)氣溫度都能提高進(jìn)氣密度,目前柴油機(jī)中采用增壓器來(lái)提高壓力,采用中冷器降低氣體的溫度。尤其在高原地區(qū),因氣壓低、空氣稀薄,導(dǎo)致輸出功率下降,一般當(dāng)海拔高度每升高1000m,功率將下降8%~10%。
所謂增壓,即用增壓器(壓氣機(jī))將柴油機(jī)的進(jìn)氣在缸外壓縮后再送入汽缸,以增加柴油機(jī)的進(jìn)氣量,從而提高平均有效壓力和功率。
噴油提前角調(diào)節(jié)裝置
噴油提前角是指柴油開(kāi)始噴入汽缸的時(shí)刻相對(duì)于曲軸上止點(diǎn)的曲軸轉(zhuǎn)角,而供油提前角則是噴油泵開(kāi)始向汽缸供油時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)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(diào)整,所以在生產(chǎn)單位和使用部門(mén)采用較多。噴油提前角需要復(fù)雜而精密的儀器方能測(cè)量,因此只在科研中應(yīng)用。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。整體式噴油泵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的總供油時(shí)間通常以噴油泵一缸供油提前角為準(zhǔn),調(diào)整整個(gè)噴油泵供油提前角的方法是改變噴油泵凸輪軸與柴油機(jī)曲軸間的相對(duì)角位置。為此,噴油泵凸輪軸一端的聯(lián)軸器通常是做成可調(diào)整的。出了一種聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)。反之,曲軸轉(zhuǎn)速降低,飛塊離心力減小,從動(dòng)盤(pán)在彈簧的作用下退回一定角度,使供油提前角相應(yīng)減小。
聯(lián)軸器主要有兩個(gè)凸緣盤(pán)組成:裝在驅(qū)動(dòng)齒輪軸上的凸緣盤(pán)和裝在噴油泵凸輪軸一端的從動(dòng)凸緣盤(pán),兩凸緣盤(pán)間用螺釘連接。驅(qū)動(dòng)凸緣盤(pán)安裝螺釘?shù)目资腔⌒蔚拈L(zhǎng)孔。松開(kāi)固定螺釘可變更兩凸緣盤(pán)間的相對(duì)角位置,從而也就變更了整個(gè)噴油泵的供油提前角。
將噴油泵從柴油機(jī)上拆下后再重新裝回時(shí),可先將噴油泵固定在柴油機(jī)機(jī)體上的噴油泵托架上,再慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸,使柴油機(jī)一缸的活塞位于壓縮行程上止點(diǎn)前相當(dāng)于規(guī)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(yīng)記號(hào)對(duì)準(zhǔn)。再擰緊聯(lián)軸器的固定螺釘。在修刮過(guò)程中,如松緊度合適,但接觸面未達(dá)到要求,可適當(dāng)減少墊片后繼續(xù)修刮。
多數(shù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是在標(biāo)定轉(zhuǎn)速和全負(fù)荷下通過(guò)試驗(yàn)確定在該工況下的噴油提前角的,將噴油泵安裝到柴油機(jī)上時(shí),即按此噴油提前角調(diào)定,而在柴油機(jī)工作過(guò)程中一般不再變動(dòng)。顯然,當(dāng)柴油機(jī)在其他工況下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),這個(gè)噴油提前角就不是有利的。對(duì)于轉(zhuǎn)速范圍變化比較大的柴油機(jī),為了提高其經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性,希望柴油機(jī)的噴油提前角能隨轉(zhuǎn)速的變化自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié),使其保持較有利的數(shù)值。因此,在這種柴油機(jī)(特別是直接噴射式柴油機(jī))的噴油泵上,往往裝有離心式供油提前角自動(dòng)調(diào)節(jié)器。對(duì)空氣濾清器的要求是:濾清效率高、阻力小、應(yīng)用周期長(zhǎng)且保養(yǎng)方便。
一種離心式供油提前角自動(dòng)調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)器裝在聯(lián)軸器和噴油泵之間。前端面有兩個(gè)方形凸塊的驅(qū)動(dòng)盤(pán),也就是聯(lián)軸器的從動(dòng)盤(pán)。在驅(qū)動(dòng)盤(pán)的腹板上裝有兩個(gè)銷(xiāo)軸。兩個(gè)飛塊的一端各有一個(gè)圓孔套在此銷(xiāo)軸上。兩個(gè)飛塊的另一端則壓裝有兩個(gè)銷(xiāo)釘。每個(gè)銷(xiāo)釘上松套著一個(gè)滾輪內(nèi)座圈和滾輪。調(diào)節(jié)器的從動(dòng)盤(pán)的轂部用半月鍵與噴油泵凸輪軸相連。從動(dòng)盤(pán)兩臂的弧形側(cè)面與滾輪接觸,另一側(cè)面則壓在兩個(gè)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(xiāo)軸的端部??諝饨?jīng)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(jīng)排氣引射管(安裝在消聲器出口處)隨柴油機(jī)廢氣一起排出。
從動(dòng)盤(pán)還固定有筒狀盤(pán),其外圓面與驅(qū)動(dòng)盤(pán)的內(nèi)圓面相配合,以保證驅(qū)動(dòng)盤(pán)與從動(dòng)盤(pán)的同心度。整個(gè)調(diào)節(jié)器為一密閉體,內(nèi)腔充滿(mǎn)機(jī)油以供潤(rùn)滑。
柴油機(jī)工作時(shí),驅(qū)動(dòng)盤(pán)連同飛塊被曲軸驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。飛塊在離心力的作用下繞銷(xiāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng),其活動(dòng)端向外擺動(dòng)。同時(shí),滾輪則迫使從動(dòng)盤(pán)沿箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度,直到彈簧的彈力與飛塊的離心力相平衡時(shí)為止。于是驅(qū)動(dòng)盤(pán)與從動(dòng)盤(pán)開(kāi)始同步旋轉(zhuǎn)。當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速升高,飛塊活動(dòng)端進(jìn)一步向外張開(kāi),從動(dòng)盤(pán)再沿箭頭方向相對(duì)于驅(qū)動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)一定角度,使供油提前角隨轉(zhuǎn)速增加而相應(yīng)增大。反之,曲軸轉(zhuǎn)速降低,飛塊離心力減小,從動(dòng)盤(pán)在彈簧的作用下退回一定角度,使供油提前角相應(yīng)減小。公斤扳手法(比較可靠的方法):用扭力扳手在曲軸后端裝飛輪的螺栓處轉(zhuǎn)動(dòng),其轉(zhuǎn)動(dòng)力矩為:3道瓦:2~3kgf?m。這種離心式供油提前角自動(dòng)調(diào)