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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。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。当浮子达到规定的放水水位时，液面传感器将电路接通，在仪表盘上的放水警告灯就发出放水信号，这时需及时松开油水分离器上的放水塞放水。

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。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。有的发动机只规定了冷间隙，此时的冷间隙数值能保证发动机在热机状态下仍有一定的气门间隙。

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。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；对于多缸柴油机的喷油泵，还要求各缸的供油次序应符合选定的发动机发火次序，各缸的供油时刻、供油量和供油压力等参数尽量相同，以保证各缸工作的均匀性。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。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。柴油机采用废气涡轮增压后，可提高输出功率30％~100％以上，同时还可减少单位功率的质量，缩小外形尺寸，节省原材料，降低燃油消耗率，增大柴油机扭矩，提高载荷能力以及减少排气对大气的污染等优点，因而得到广泛应用。

曲轴轴向间隙的检查

曲轴轴向间隙也称曲轴的端隙，是指轴承承推端面与轴颈定位轴肩之间的轴向间隙。它是为了适应内燃机在工作中机件热膨胀时的需要而定的。如果此间隙过小，会使机件膨胀而卡死；当柱塞开始压油至柴油压力超过出油阀弹簧弹力时，出油阀开始升起，但并不出油，当出油阀升至减压环带下边缘离开出油阀座孔时，高压柴油才通过十字槽、高压油管流向喷油器，使供油迅速开始。如果此间隙过大'前后窜动，则给活塞连杆组的机件带来不正常的磨损，止推垫圈表面逐渐磨损，使间隙改变，形成轴向位移。因此，在装配曲轴时，应进行曲轴轴向间隙的检验。

检验时，先将曲定轴和轴承的承推端面的一边靠合，用撬棍挤曲轴后端，然后用厚薄规在一道曲轴臂与止推垫圈间的测量。曲轴轴向间隙一般在0.05~0.25mm之间。如轴向间隙过大或过小，则应更换或修整止推垫圈。

配气机构与进排气系统的功用是按内燃机（柴油机或油机）的工作循环和着火（或点火）顺序，定时地开启和关闭各缸的进排气门，以保证新鲜空气（或可燃混合气）适时充入汽缸，并将燃烧后的废气即时排出。

配气机构与进排气系统各机件的技术状况在工作过程中是不断变化的，如气门、气门座和凸轮轴等主要机件，在高温高压和冲击负荷的作用下，会产生机械磨损和化学腐蚀。这样就破坏了气门与座的密封性和配气定时，从而使内燃机功率下降以及燃油消耗量增加。

4.1配气机构与进排气系统的构造

发动机配气机构的类型有：气门式、气孔式和气孔一气门式等三种类型。四冲程内燃机普遍采用气门式配气机构。内燃机对配气机构及进排气系统的要求是：进入汽缸的新鲜气或可燃混合气要尽可能多，排气要尽可能充分；进、排气门的开闭时刻要准确，开闭时的振动和噪声要尽量小；由于供油提前角便于检查调整，所以在生产单位和使用部门采用较多。另外，要工作可靠、使用寿命长和便于调整。

凸轮轴与正时齿轮

凸轮轴是气门传动组的主要零件，气门开启和关闭的过程主要是由它来控制。凸轮轴的苴主要配置有各缸进、排气凸轮、凸轮轴轴颈以及驱动附件的螺旋齿轮或偏心齿轮。轮轴各凸轮的相、位置按发动机规定的发火次序排列。根据各凸轮的相对位置和凸轮轴的旋转方向，即可判断发动机的发火次序。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。如无规定一般应不超过标准宽度0·当超过上述各项允许跟度后，除键槽容许在与旧键槽成120°位置另开新键槽外，其余均不应使用。

凸轮轴承受周期性冲击载荷。凸轮与挺柱之间有很高的接触应力，其相对滑动速度也很高，而润滑条件则较差。因此凸轮工作表面磨损较严重，还可能出现擦伤、麻点等不正常磨损情况。凸轮轴一般用钢模锻而成。近年来广泛采用合金铸铁和球墨铸铁铸造。大多数凸轮轴做成整体式，即各缸进、排气凸轮都在同一根轴上加工而成。曲轴轴向间隙的检查曲轴轴向间隙也称曲轴的端隙，是指轴承承推端面与轴颈定位轴肩之间的轴向间隙。

凸轮轴由曲轴驱动。由于凸轮轴与曲轴间有一定距离，中间必须通过传动件来传动。前传动方式主要有齿轮式传动和链条式传动两种。由于齿轮式传动方式工作可靠，寿命较长而应用广。齿轮式传动方式通常在曲轴齿轮和配气正时齿轮之间加装中间齿轮，使齿轮直径减小，以免机体横向尺寸增大。在柴油机汽缸容积保持不变的条件下，增加进入汽缸的空气密度是提高柴油机输出功率的主要手段。

为了使齿轮啮合平顺，减少噪声，正时齿轮一般采用斜齿，其倾斜角度约为10°，曲轴上的正时齿轮多用合金钢制造，而凸轮轴上的正时齿轮多用夹布胶木或工程塑料制成。

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。轴向窜动会引起配气正时不准，因此，对凸轮轴必须加以轴向定位。

常见的凸轮轴轴向定位的方法有以下两种。

①止推片轴向定位，凸轮轴止推片用螺钉固定在汽缸体上，止推片与正时齿轮之间应留有适当的间隙，此间隙的大小通常为0.05~0.20mm，作为零件受热膨胀时的余地。此间隙的大小可通过更换隔圈来调整。

②推力轴承轴向定位 凸轮轴的一道轴承为推力轴承，装在轴承座孔内并用螺钉固定在机体上，其端面与凸轮轴的凸缘隔圈之间应留有适当的间隙。当凸轮轴轴向移动其凸缘通过隔圈碰到推力轴承时便被挡住。6135柴油机就是采用这种凸轮轴轴向定位装置。

凸轮轴通常采用齿轮驱动，齿轮装在凸轮轴前端，与曲轴上的齿轮直接或间接啮合，称为正时齿轮。对于四冲程内燃机，每完成一个工作循环，曲轴旋转两周，各缸进、排气门各开启一次，凸轮轴只旋转一周，其传动比为2：1。曲轴上的正时齿轮经过一个或两个中间齿轮，再传到凸轮轴上的正时齿轮。重叠角过小，达不到预期改善换气质量的目的，过大则可能产生废气倒流现象，降低内燃机的工作性能。

在装配凸轮轴时，必须对准各对齿轮的正时记号，才能保证气门按规定时刻开闭，柴油机的喷油泵按规定时刻供油（或油机的分电器按规定时刻点火）。