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
KTAA19-G6A康明斯发电机组
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。油水分离器为了除去柴油中水分,有的柴油机在燃油箱与输油泵之间还装有专门的油水分离器。
为了提高汽缸的强度和性,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。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。
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;废气涡轮增压器的拆卸在拆卸前可将压气机壳、中间壳及无叶涡壳三者的相互位置做好标记,以便在装屺时安装到原始位置。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。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。
汽缸盖
汽缸盖装于汽缸体上部,用缸盖螺栓按规定力矩紧固在汽缸体上。其功用是封闭汽缸上平面,并与汽缸和活塞顶构成燃烧室汽缸盖的结构常见的有三种形式:①单缸式,即每一个汽缸有一个单独汽缸盖;②双缸式,即每两个汽缸共用一个汽缸盖;③根据柴油机燃烧室的形式和混合气形成方式的不同,喷油泵必须向喷油器供给一定压力的柴油,以获得良好的喷雾质量。③多缸式,即每列汽缸共用一个汽缸盖,又称整体式。
柴油机汽缸盖的热负荷十分严重,由于它上面装有进、排气门,气门摇臂和喷油器等零部件,而且汽缸盖内布置有进、排气道和机油道等。特别是风冷式柴油机的汽缸盖,散热片的布置比较困难。如果喷油器冷却效果不好、温度过高,则喷油器针阀容易咬死或出现其他故障,由于排气门受热严重,如冷却不良也会加剧磨损而降低其使用寿命。所以对于一些重要部件均需保证有足够的冷却效果。出油阀上部有一圆锥面,出油阀弹簧将此锥面压紧在出油阀座上,使柱塞上部空间与高压油管隔断。
汽缸盖常用材料为高强度灰铸铁HT20-40、HT25-47。大型或强化柴油机采用合金铸铁或球墨铸铁。风冷柴油机或特殊用途柴油机常用铝合金铸铁汽缸盖。
汽缸垫
汽缸垫装于汽缸体和汽缸盖接合面之间,其功用为补偿接合面的不平处,保证汽缸体和汽缸盖间的密封。它对防止三漏(漏水、漏气和漏油)关系甚大,其厚薄程度还会影响内烟机的压缩比和工作性能,因此,在使用和维修内燃机时应注意保证汽缸垫良好,更换时应按照原来标准厚度选用。喷油泵的结构形式很多,按作用原理的不同,大体可分为四类:柱塞式喷油泵、分配式喷油泵、泵一喷嘴和PT泵。
油底壳
汽缸垫要求耐高温、耐腐蚀,并具有一定的弹性。同时还要求拆装方便,能多次重复使用。常用的汽缸垫为金属一石棉缸垫。这种汽缸垫的外廓尺寸与缸盖底面相同,在自由状态时,厚约3mm,压紧后约为1.5~2mm。缸垫的内部是石棉纤维(夹有碎铜丝或钢屑),外面包以铜皮或钢皮。若轴瓦合金为铝基合金(俗称铝瓦),能转动2、3圈,同时再握住连杆小端,沿曲轴轴线方向拨动,应没有松旷感觉即为合适。有的汽缸垫在汽缸孔的周围用镍皮镶边,以防止燃气将其烧损。在过水孔和过油孔的周围用铜皮镶边。这种汽缸垫的弹性好,可重复使用。
在强化或增压发动机上,常用塑性金属(如硬铝板)制成的金属衬垫作汽缸垫。金属衬垫强度好、油底壳(又称下曲轴箱)主要用于收集和储存润滑油,同时密封曲轴箱。油底壳一般用1~2mm,厚的薄钢板冲压或焊接而成,也有用铸铁或铝合金铸成的。
油底壳的结构形状主要是根据机油的容量、内燃机的安装位置以及在使用中的纵横倾斜角度来决定。为了保证润滑油泵能经常吸油,其后部较深,整个底部呈斜面以保证供油充足。对于热负荷较大的内燃机,油底壳还带有散热片以降低机油的温度。配合间隙大小与轴瓦合金层的材料、轴颈直径、内燃机转速及轴瓦单位面积上承受的载荷有关,但起决定性作用的还是轴瓦合金层的材料。为防止润滑油激溅,油底壳中多设有挡油板。油底壳底部有的还装有磁性放油塞,以吸附润滑油中的铁屑和必要时放出润滑油。
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、耐腐蚀和损的能力。
气门分为进气门和排气门两种。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。其中要考虑失圆度在内,而各机型轴瓦与轴颈的径向间隙均有具体规定。
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