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柴油发电机组气缸与气缸套

汽缸与汽缸套

汽缸是用来引导活塞作往复运动的圆筒形空间。汽缸内壁与活塞顶、汽缸盖底面共同构成燃烧室，其表面在工作时与高温、高压燃气及温度较低的新鲜空气交替接触。由于燃气压力和温度的影响，加之活塞相对于汽缸内壁的高速运动和侧压力的作用，使汽缸表面产生磨损。为保证内燃机喷讪（或点火）准时可靠，凸轮轴和曲轴必须保持一定的正时关系。当汽缸壁磨损到一定程度后，活塞环与汽缸壁之间就会失去密封性，大量燃气漏入曲轴箱，使柴油机性能恶化，而且机油也较易变质。因此对汽缸的材料、加工精度和表面粗糙度都有较高要求。通常内燃机的大修期限是根据汽缸壁面的磨损情况来决定的。

为了提高汽缸的强度和耐磨性，便于维修和降低成本，通常采用较好的合金材料将汽缸制成单独的汽缸套镶入汽缸体中。⑥用尖头钳取出压气机端轴承孔中弹簧卡环，再从轴承孔中取出推力环及浮动轴承，然后仍在压气机端方向用尖头钳从轴承孔中取出该浮动轴承另一端的弹簧卡环。一般汽缸套采用耐磨合金铸铁制造，如高磷铸铁、含硼铸铁、球墨铸铁或奥氏体铸铁等。为了使汽缸套的耐磨性更好，有的汽缸套还进行了表面淬火、多孔镀铬、喷钼或氮化处理等。

常用的汽缸套可分为干式和湿式两种：干式汽缸套是壁厚为1~3mm的薄壁圆筒，其特点是缸套的外表面不与冷却水直接接触。调整气门间隙的方法是：先松开调整螺钉的锁紧螺母，再旋转调整螺钉，用规定数值的厚薄规插入气门杆与摇臂之间进行测量，使气门间隙符合规定，调整好后再将锁紧螺母拧紧，复查一次，直至气门间隙在规定的范围内。采用干式汽缸套的优点是机体刚度较好，不存在冷却水密封问题；缺点是缸套的散热条件不如湿式汽缸套好，加工面增加，成本高，拆卸困难。

湿式汽缸套是壁厚为5~9mm的圆筒，其外壁直接与冷却水相接触。优点是装拆方便，冷却可靠，容易加工；缺点是机体的刚度较差，漏水的可能性比较大。柴油机大多采用湿式汽缸套。

湿式汽缸套因外壁直接与冷却水接触，所以在缸套的外表面制有两个凸出的圆环带，以保证汽缸套的径向定位和密封。曲轴裂纹和折断的原因、检验及修理1)原因其原因除与曲轴弯、扭大致相同外，还有以下几个方面。缸套的轴向定位是利用上端的凸缘。凸缘下面装有密封铜垫片。缸套外表面的下凸出圆环带上装有1~3个耐热耐油的橡胶密封水圈，有的发动机则把密封水圈安装在机体上。缸套装入机体后，其凸缘顶面应高于机体顶面0.06~0.15mm，以使汽缸盖能压紧在汽缸套上。有的发动机在汽缸套下端开有切口，以保证连杆在其大倾斜位置时不致与缸套相碰。

裂纹的检验方法

汽缸体和汽缸盖是不允许有裂纹存在的，否则就会使内燃机不能正常工作，汽缸体和汽缸盖裂纹的检验缸盖的严重裂纹，一般容易发现，但细小裂纹不易察觉。通常，汽缸体方法有以下三种。

①水压法水。为保证配气相位的准确，在曲轴与凸轮轴驱动机构之间通常设有专门的记号，在装配过程中必须按照相关说明书的要求将记号对准，不得随意改动。把汽缸盖和汽缸垫按技术要求装在汽缸体上，将水压机出水管接头与汽缸前端连接好，并封闭所有水道口，然后将水压入汽缸体和汽缸盖内（有条件时，可用80~90℃的热水），在0.3~0.5MPa的压力下，保持5min，应没有任何渗漏现象。如果有水珠渗出，就表明渗水处有裂纹。内燃机修补过汽缸体，更换过汽缸套、气门座圈及气门导管后，均应进行一次水压检验。

②气压法在没有水压机的情况下，可用自来水、气泵或打气筒。然后用磨床在焊接处进行磨削加工，使表面光洁平整，并可在曲轴的工作表面进行热处理，以增加工作表面的抗磨性能。将自来水注入汽缸体和汽缸盖水套内'然后用气泵或打气筒向注水的水套内充气，借助气体压力检有无液体渗漏，即可确定裂纹所在的部位。为防止水和气倒流，应在充气管与汽缸体水管接头间装一单向阀门。

③浸油锤击显示法在以上两种检查方法的条件都不具备时，可用浸油锤击显示法。但是为了进气更充分，排气更干净，进、排气门要提早打开、延迟关闭。检验时，先将零件浸入柴油或煤油中一定时间，取出后将表面擦干，撒上一层粉，然后用小锤轻轻敲击非工作表面，如果零件有裂纹，由于振动，会使浸入裂纹的柴油或煤油渗出，使裂纹处的粉呈现黄色线痕。一旦检验出汽缸体或汽缸盖有裂纹，就必须进行修理。

气门组

气门组包括气门、气门座、气门导管、气门弹簧、弹簧座及锁紧装置等零件。

在压缩和燃烧过程中，气门必须保证严密的密封，不能出现漏气现象。否则内燃机的功率会下降，严重时内燃机由于压缩终了温度和压力太低，一直不能着火（点火）启动。气门在漏气情况下工作，高温燃气长时间冲刷进气门，使气门过热、烧损。

气门是在高温、高机械负荷及冷却润滑困难的条件下工作的。气门头部还承受气体压力的作用。排气门还要受到高温废气的冲刷，经受废气中硫化物的腐蚀。因此，要求气门具有足够的强度、耐高温、耐腐蚀和耐磨损的能力。

气门分为进气门和排气门两种。在发动机正常运转时（热状态下），也需要一定的气门间隙，保证凸轮不作用于气门时，气门能完全密闭。顶置式气门配气机构有每缸二气门（一个进气门、一个三气门（两个进气门、一个排气门）、四气门（两个进气门、两个排气门）和五气门（三个进气门、两个排气门）之分。二气门多用于中小功率的内燃机；后三者用于强化程度较高的中、大型内燃机，并以四气门结构的居多。

进气门山于工作温度稍低，一般采用普通合金钢；排气门普遍采用耐热合金钢。为了节约成本，有时杆部选用一般合金钢，而头部采用耐热合金钢，然后将两者焊接在一起。

气门锥而是气门与气门座之间的配合面，气门的密封性就是依靠两个表面严密贴合来保证的。气门座是与气门密封锥面相配合的支承面，它与气门共同保证密封性能，同时它还要把气门头部的热量传递出去。此外，气门接受燃气的加热量的75%要通过锥面传出。从有利于传热的观点出发，气门锥面与气门座接触的宽度应愈宽愈好，但是接触面愈宽，密封的可靠性就愈低，因为工作面上的比压减小，杂物和硬粒不易被碾碎和排走。所以通常要求气门锥面密封环带的宽度在之间即可。

气门顶面上有时还铣出一条较窄的凹槽，主要用于研磨气门时能将工具插入槽中旋转气门。气门和气门座配对进行研磨，研磨后气门即不能互换。

气门锥面的锥角一般为30°或45°。也有少数内燃发动机做成60°或15°锥角的。锥角愈小，单位面积上的压力也愈小，气门与气门座之间的相对滑动位移也较小，从而使气门的磨损减轻。因此，有的内燃机进气门锥面的锥角为30°。

排气门由于高温废气不断流过锥面，废气中的碳烟微粒容易沉积附着在锥面上，影响密封性。因此，排气门要求锥面上的比压要高些，以利于积炭的排除。排气门大多采用45°的锥角。为了制造和维修方便，不少内燃机进、排气门锥角均采用45°。

气门座的锥角有时比气门锥角大0.5°~1°，使两者接触面积更小，可以提高工作面的比压，从而提高其密封的可靠性。

气门头部的直径对气流的阻力影响较大。由于斜齿轮传动产生的轴向力，或由于工程机械加速都可能使凸轮轴发生轴向窜动。头部直径愈大，其流通截面也愈大，因而阻力减小。但直径的大小受汽缸顶面的限制。考虑到进气阻力对内燃机性能的影响比排气阻力更大，所以一般都使进气门的直径比排气门稍大。有些内燃机的进、排气门直径相同，以便于制造和维修。但如果两者材料不同，则必须打上标记，以免装错。

气门头部边缘应保持一定的厚度，一般为1、3mm，以防止工作时，由于气门与气门座

之间的冲击而损坏或被高温气体烧蚀。为了改善气门头部的耐磨性和耐腐蚀性，以增强密封性能，有些内燃机在排气门的密封锥面上，堆焊一层特种合金。

气门弹簧锁紧装置

气门弹簧装在气门杆部外边，其一端支承在汽缸盖上，而另一端靠锁紧装置固定在弹簧座上。气门弹簧锁紧装置主要有以下三种。

一种气门弹簧锁紧装置为锁片式锁紧装置。该装置的气门杆尾部有凹槽，分为两半的锥形锁片卡在凹槽中，锁片锥形外圆与弹簧座锥孔配合，在弹簧的作用下使锁片不致脱落。这种气门弹簧锁紧装置应用为普遍。

第二种气门弹簧锁紧装置为锁销式锁紧装置。该装置在气门杆尾部钻有小孔，在孔内可插入一根锁销，锁销两端露出在气门杆外。弹簧座先放入气门杆中。当锁销插入孔中后，再将弹簧座提起，锁销即卡在弹簧座的凹槽中不致跳出。

第三种气门弹簧锁紧装置为锁环式锁紧装置。增压方法按照驱动增压器所用能量来源的不同，基本的增压方法可分为三类：机械增压系统、废气涡轮增压系统和复合增压系统三类。该装置在气门杆尾端制出锥面，大端靠尾部。弹簧座内孔也做成锥面。为了能使弹簧座装入气门杆中，在弹簧座上铣有宽度略大于气门杆直径的缺口。气门杆尾端加粗后，气门导管如为整体，则气门无法装入气门导管，因此必须分为两半。显然这种结构在制造和装配方面都比较麻烦。