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活塞與連桿的裝配與檢驗
①將活塞上所標記的裝配方向認定準確
a.有膨脹槽的活塞,應(yīng)朝向連桿噴油孔的相對面。
b.活塞頂上的箭頭:指向排氣管。
c.活塞頂上的凹槽:按相關(guān)位置裝配。
d.活塞平頂無記號:任意裝配(但不能裝錯缸)。
②活塞、活塞銷及連桿小頭的裝配將鋁制活塞(全浮式)活塞,放入水中加熱到75~85℃,取出活塞后迅速擦凈銷孔,將活塞銷推入孔的一端,立即在襯套內(nèi)涂以少許機油,把連桿伸入活塞內(nèi)與活塞銷對正(注意方向:一般大頭上有油匙的一邊應(yīng)朝向工作時的轉(zhuǎn)動方向)。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。繼續(xù)用手的腕力將活塞銷推入另一銷孔(或用木錘敲進)。尤其用木錘往里敲時,活塞銷一定要裝正,否則對銷孔內(nèi)表面有損傷。裝好后繼續(xù)放入水中加溫,當溫度達到90℃左右時,再從水中取出,當活塞銷處于垂直地面位置時,活塞銷在孔中應(yīng)不能自動下移,如果下移就證明配合松;另外應(yīng)搖動連桿,看活塞銷是否在孔中轉(zhuǎn)動,如能轉(zhuǎn)動,證明配合正常。如活塞銷在孔中不轉(zhuǎn)動,則證明配合過緊,此時應(yīng)把銷子打出來,適當修刮。
③活塞銷與連桿襯套裝配檢驗在常溫下,檢查活塞銷與襯套的配合情況時,可以手扶住活塞,另一手持連桿大頭部分擺動,如果活塞銷和襯套配合正常,擺動時應(yīng)有一定的阻力;或用手握住活塞,使連桿大頭部分稍向上,虛線位置,若襯套與活塞銷配合正常,則連桿能借本身的重量徐徐下降。為了提高氣門座表面的耐磨性,有時采用耐熱鋼、球墨鑄鐵或合金鑄鐵制成單獨的零件,然后壓入相應(yīng)的孔中。若配合松時,則下降很快;若配合緊了,則連桿不下降。若配合稍松,可用合適的工具在襯套兩邊輕輕敲擊數(shù)下,這樣可以使襯套內(nèi)徑稍變小,若緊得不多,則不必用修刮,可將活塞銷裝進襯套,然后將活塞銷夾在虎鉗上,來回搬動連桿,使襯套內(nèi)表面磨得光滑些即可。
④活塞連桿裝好后,在活塞銷兩端裝入卡環(huán)一定要把卡環(huán)裝在槽內(nèi),并使開口朝向活塞的上邊(活塞頂端方向),這是因為活塞銷端部受熱膨脹的系數(shù)大,卡環(huán)長期受高溫而失去彈力,開口朝上時,卡環(huán)端部回縮,不易跑出槽外,同時,開口朝上,還可以保存潤卡環(huán)有兩種(鋼絲和鋼片)。④供油開始和結(jié)束要求迅速干脆,防止供油停止后噴油器滴油或出現(xiàn)不正常噴射,影響噴油器的使用壽命。如卡環(huán)為鋼片時,其卡環(huán)槽深度為0.6~0.7mm;卡環(huán)為鋼絲時,槽的深度為鋼絲直徑的1/2、2/3,卡環(huán)裝入槽內(nèi)與槽的四周應(yīng)接觸嚴密??ōh(huán)與活塞銷兩端的間隙均應(yīng)不小于0.10mm。保留此間隙的目的在于使活塞銷受熱后有膨脹的余地。若沒有此間隙,活塞銷膨脹會使活塞的變形加大,甚至頂出卡環(huán),易造成“拉缸”事故。間隙過小或沒有時,可將活塞銷磨短少許即可。
⑤檢查活塞連桿組的彎扭在連桿校驗器上檢查整套活塞連桿組是否有彎扭現(xiàn)象(檢查時不裝活塞環(huán)),檢查方法:按要求將活塞連桿組裝在連桿校驗器上,使活塞的底部與槽塊的頂部接觸,通過左右間隙的測量來確定活塞連桿組的扭曲,不得超過0.10mm;通過測量活塞裙部上下與平塊之間的間隙來確定活塞連桿組的彎曲,不得超過0.10mm,若超過規(guī)定就要重新對軸承、活塞銷孔、連桿襯套、連桿的彎曲與扭曲進行校驗。同時,滾輪則迫使從動盤沿箭頭方向轉(zhuǎn)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。
⑥活塞連桿組的重量規(guī)定內(nèi)燃機的型號不同,要求也不一樣,各內(nèi)燃機說明書均有具體規(guī)定,例如,135系列柴油機,新機時,在同一臺柴油機中各活塞質(zhì)量差不得大于5g,在同一臺柴油機中各連桿組(包括連桿體、連桿蓋、大小頭軸承、連桿螦釘)質(zhì)量差不得大于30g。噴油提前角調(diào)節(jié)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(zhuǎn)角,而供油提前角則是噴油泵開始向汽缸供油時的曲軸轉(zhuǎn)角。一般修理時要求略低一些,例如鑄鐵活塞直徑在150mm左右的,各缸質(zhì)量差不能超過15g,連桿不能超過30、40g,活塞連桿組不超過60~80g,汽缸直徑在100mm左右的鋁活塞各缸質(zhì)量差不超過10g,連桿不能超過25~30g,活塞連桿組不能超過40~50g。
氣門組
氣門組包括氣門、氣門座、氣門導(dǎo)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(xiàn)漏氣現(xiàn)象。否則內(nèi)燃機的功率會下降,嚴重時內(nèi)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(jīng)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。柴油機采用廢氣渦輪增壓后,可提高輸出功率30%~100%以上,同時還可減少單位功率的質(zhì)量,縮小外形尺寸,節(jié)省原材料,降低燃油消耗率,增大柴油機扭矩,提高載荷能力以及減少排氣對大氣的污染等優(yōu)點,因而得到廣泛應(yīng)用。頂置式氣門配氣機構(gòu)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(nèi)燃機;后三者用于強化程度較高的中、大型內(nèi)燃機,并以四氣門結(jié)構(gòu)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(jié)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。為保證配氣相位的準確,在曲軸與凸輪軸驅(qū)動機構(gòu)之間通常設(shè)有專門的記號,在裝配過程中必須按照相關(guān)說明書的要求將記號對準,不得隨意改動。此外,氣門接受燃氣的加熱量的75%要通過錐面?zhèn)鞒?。從有利于傳熱的觀點出發(fā),氣門錐面與氣門座接觸的寬度應(yīng)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(huán)帶的寬度在之間即可。
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(zhuǎn)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(shù)內(nèi)燃發(fā)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(nèi)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(nèi)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。但是,這些磨損,會影響配氣機構(gòu)工作的準確性,并給氣門桿端和挺柱間的間隙調(diào)整帶來困難,因此,在內(nèi)燃機大修時,應(yīng)對凸輪、凸輪、凸輪軸承、正時齒輪等進行認真的檢驗。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??紤]到進氣阻力對內(nèi)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(nèi)燃機的進、排氣門直徑相同,以便于制造和維修。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(yīng)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(nèi)燃機在排氣門的密封錐面上,堆焊一層特種合金。
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(zhì),將清潔的空氣送入汽缸內(nèi),以減少活塞連桿組、配氣機構(gòu)和汽缸磨損。對空氣濾清器的要求是:濾清、阻力小、應(yīng)用周期長且保養(yǎng)方便??諝鉃V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(zhì)在空氣成分中密度大的特點,通過引導(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。
②油浴式(濕式):使空氣通過油液,空氣雜質(zhì)便沉積于油中而被濾清。
③過濾式(干式):引導(dǎo)氣流通過濾芯,使灰塵和雜質(zhì)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??諝鉃V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(zhì)濾芯等。
135系列4、6缸直列柴油機用空濾器,這種紙質(zhì)濾芯(金屬絲濾芯)濾清器目前應(yīng)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。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。柴油機工作時,空氣經(jīng)紙質(zhì)濾芯濾清后,從接管沿進氣管被吸入汽缸。這種濾清器結(jié)構(gòu)簡單、成本低、維護方便;但用于塵粒量大的環(huán)境時,工作壽命較短,且不甚可靠。
國產(chǎn)135系列增壓柴油機用的旋流紙質(zhì)空氣濾清器。如減壓環(huán)帶磨損或間隙過大,使密封不良,就會導(dǎo)致柴油機工作性能惡化。它主要由旋流粗濾器(內(nèi)部豎置有旋流管)、紙質(zhì)主精濾芯和安全濾芯三部分組成??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)隨柴油機廢氣一起排出。粗濾后較清潔的空氣通過紙質(zhì)精濾及安全濾芯濾清,后進入發(fā)動機汽缸。
當采用上述旋流紙質(zhì)空氣濾清器時,消聲器出口處需預(yù)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(jīng)橡膠管吸入排氣引射管內(nèi),并與柴油機廢氣一起排出。
電子調(diào)速器
電子調(diào)速器在結(jié)構(gòu)和控制原理上與機械式調(diào)速器有很大不同,它是將轉(zhuǎn)速和(或)負荷的變化以電子信號的形式傳到控制單元,與設(shè)定的電壓(電流)信號進行比較后再輸出一個電子信號給執(zhí)行機構(gòu),執(zhí)行機構(gòu)動作拉動供油齒條加油或減油,以達到快速調(diào)整發(fā)動機轉(zhuǎn)速的目的。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。電子調(diào)速器以電信號控制代替了機械調(diào)速器中的旋轉(zhuǎn)飛重等結(jié)構(gòu),沒有使用機械機構(gòu),動作靈敏、響應(yīng)速度快、動態(tài)與靜態(tài)參數(shù)精度高;電子調(diào)速器無調(diào)速器驅(qū)動機構(gòu),體積小,安裝方便,便于實現(xiàn)自動控制。
常見的電子調(diào)速器有單脈沖電子調(diào)速器和雙脈沖電子調(diào)速器兩種。對于強化內(nèi)燃機,排氣門熱負荷高、磨損嚴重,所以排氣門座通常都采用氣門座圈。單脈沖電子調(diào)速器是以轉(zhuǎn)速脈沖信號來調(diào)節(jié)供油量;雙脈沖電子調(diào)速器是將轉(zhuǎn)速和負荷的兩個單脈沖信號疊加起來調(diào)節(jié)供油量的。雙脈沖電子調(diào)速器能在負荷一有變化而轉(zhuǎn)速尚未變化之前就開始調(diào)整供油亙,其調(diào)整精度比單脈沖電子調(diào)速器高,更能保證供電頻率的穩(wěn)定。
雙脈沖電子調(diào)速器的基本組成主要由執(zhí)行機構(gòu)、轉(zhuǎn)速傳感器、負荷傳感器和速度控制單元等組成。⑦用尖頭鉗取出中間殼在渦輪端軸承孔中的彈簧卡環(huán),然后取出推力環(huán)和浮動軸承。磁電式轉(zhuǎn)速傳感器用于監(jiān)測柴油機轉(zhuǎn)速的變化,并按比例產(chǎn)生交流電壓輸出;負荷傳感器用于檢測柴油機負荷的變化,并按比例轉(zhuǎn)換成直流電壓輸出;速度控制單元是電子調(diào)速器的核心,接受來自轉(zhuǎn)速傳感器和負荷傳感器的輸出電壓信號,并按比例轉(zhuǎn)換成直流電壓后與轉(zhuǎn)速設(shè)定電壓進行比較,把比較后的差值作為控制信號送往執(zhí)行機構(gòu),執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)輸人的控制信號以電子(液壓、氣動)方式拉動柴油機的油量控制機構(gòu)加油或減油。
若柴油機負荷突然增加,負荷傳感器的輸出電壓首先發(fā)生變化'此后轉(zhuǎn)速傳感器的輸出電壓也發(fā)生相應(yīng)變化(數(shù)值均下降)。因為在熱機狀態(tài)下,由于內(nèi)燃機工作時間的長短不同,其機溫也有所差別,氣門間隙的大小不好把握。上述兩種降低的脈沖信號在速度控制單元內(nèi)與設(shè)定的轉(zhuǎn)速電壓比較傳感器的負值信號數(shù)值小于轉(zhuǎn)速設(shè)定電壓的正值信號數(shù)值、輸出正值的電壓信號,在執(zhí)行機構(gòu)中使輸出軸向加油方向轉(zhuǎn)動,增加柴油機的循環(huán)供油量。
反之,若柴油機的負荷突然降低,也是負荷傳感器的輸出電壓首先發(fā)生變化,此后轉(zhuǎn)速傳感器的輸出電壓也發(fā)生相應(yīng)變化(數(shù)值均升高)。出油閥在出油閥彈簧及高壓柴油的共同作用下迅速下落,高壓油管中的油壓迅速降低。上述兩種升高的脈沖信號在速度控制單元內(nèi)與設(shè)定的轉(zhuǎn)速電壓比較,此時,傳感器的負值信號數(shù)值大于轉(zhuǎn)速設(shè)定電壓的正值信號數(shù)值,速度控制單元輸出負值的電壓信號,在執(zhí)行機構(gòu)中使輸出軸向減油方向轉(zhuǎn)動,降低柴油發(fā)動機的循環(huán)供油量。