内燃机的支承
内燃机的支承随其用途不同而各异,固定式内燃机(如发电机组用内燃机、工程机械用内燃机等),多用机体上的四个支承点刚性地固定在机座或其他重量较重的基础上,以降低由于内燃机固有的不平衡性引起的振动。
3.1.2汽缸体与汽缸盖检修技能
汽缸体和汽缸盖的常见失效形式有:不同位置的裂纹、平面变形、水道口腐蚀和螺孔损坏等。本节将分别讨论这几种失效形式产生的
C450D5康明斯电力发电机组
内燃机的支承
内燃机的支承随其用途不同而各异,固定式内燃机(如发电机组用内燃机、工程机械用内燃机等),多用机体上的四个支承点刚性地固定在机座或其他重量较重的基础上,以降低由于内燃机固有的不平衡性引起的振动。
3.1.2汽缸体与汽缸盖检修技能
汽缸体和汽缸盖的常见失效形式有:不同位置的裂纹、平面变形、水道口腐蚀和螺孔损坏等。本节将分别讨论这几种失效形式产生的原因、检验及修理方法。
3.1.2.1裂纹的检验与修理
汽缸体和汽缸盖裂纹会导致冷却液或机油泄漏,影响内燃机的工作,甚至造成汽缸体或汽缸盖报废。
(1)裂纹产生的原因
汽缸体与汽缸盖产生裂纹的部位往往与它们的结构有关,不同形式的发动机出现裂纹的部位有它一定的规律性。总体说来,裂纹产生的原因不外乎以下三个方面。
①设计和制造方面的缺陷
a.一些改进型发动机是强化机型,其转速和功率较原发动机显著提高,在高转速下,发动机受到的惯性力和应力也增大,易出现裂纹。
b.汽缸体结构复杂,各处壁厚不均匀,在一些薄弱部位,刚度低,易出现裂纹。
c.加工部位与未加工部位,壁厚不同部位过渡处都将产生应力集中,当这些应力与铸造时的残余应力叠加时,也易产生裂纹。
②使用不当
a.在寒冷冬季,没使用防冻液或停机后没按照规定时间(冷却水冷却至常温)放出冷却水,致使水套内的冷却水结冰而发生冻裂,或在严寒冬季,骤加高温热水而炸裂。
b.在内燃机处于高温工作状况下突然加入冷水,造成汽缸体和汽缸盖热应力过大,致使汽缸体和汽缸盖产生裂纹。
c.在拆装或搬运中不慎,使汽缸体或汽缸盖严重受振或碰撞而产生裂纹。此外,由于柴油机喷油泵本身的性能特点,在怠速工作时不容易保持稳定,而在高速时又容易运转甚至“飞车”,所以在柴油机上必须安装调速器,以保持其怠速稳定和防止高速时出现“飞车”现象。内燃机在运转过程中,材料受到过高的热应力。比如,长时间超负荷工作,造成汽缸体内应力增大;水套中的水垢过厚,减少了冷却水的通过面积,而且水垢的传热性差,降低了发动机的散热性能,特别是汽缸之间、气门座之间以及进、排气孔附近的水道被阻塞后,将严重影响散抹使局部工作温度升高,热应力过大,以致产生裂纹。
d.在没有充分暖机的情况下,迅速增加负荷,致使汽缸体和汽缸盖冷热变化剧烈且不均匀,以致产生裂纹。
③修理质量不高在维修过程中,未能严格执行工艺要求,如汽缸盖螺母未能按规定顾序和力矩拧紧、拧紧力不均匀,用不符合规定的汽缸盖螺母等;在镶配气门座圈时,没有根据气门座的材料及加工精度等选用适当的压入过盈量等,也会使其产生裂纹。
拧紧汽缸盖螺母要用读数准确的扭力扳手,按先中间后两边,分2~3次(如135系列柴油机汽缸盖螺母的规定力矩为245~265N·m,一次可拧到100N·m;第二次可拧到200N·m;第三次可拧到规定力矩)对称地拧紧到规定的力矩。整体式喷油泵柴油发动机的总供油时间通常以喷油泵一缸供油提前角为准,调整整个喷油泵供油提前角的方法是改变喷油泵凸轮轴与柴油机曲轴间的相对角位置。对重装汽缸盖的发动机在一次走热,冷却至常温后,还需按上述要求再拧一次汽缸盖螺母以达到规定力矩,并应重新调整一次气门间隙。
拆卸汽缸盖螺母的顺序与上述顺序刚好相反,按先两边后中间的顺序,分2~3次对称地拧松。千万不要为了方便,一次性地把所有螺母卸掉。
V型连杆
v型内燃机左右两侧相对应的两个汽缸的连杆,通常都装在同一个曲柄销上。按照两个连杆连接方式的不同,可分为下列三种形式。
①并列连杆相对应的左右两缸的连杆,一后地装在同一曲柄销上。由于连杆的结构形式相同,因此可以通用,而且两侧汽缸的活塞连杆组的运动规律相同。其缺点是两侧汽缸的中心线沿曲轴轴向要错开一段距离,因而曲轴的长度增加,使曲轴刚度降低。
②主副连杆主副连杆又称关节式连杆,一列汽缸的连杆装在连杆轴颈上,称为主连杆;另一列汽缸的连杆,通过一圆柱销与主连杆的耳销孔相连接,称为副连杆。左右两列对应汽缸的主副连杆及其中心线位于同一平面内。
这种形式的优点是曲轴的长度不需加长,使曲轴刚度加强。缺点是连杆不能互换。副连杆对主连杆产生附加弯矩,以及左右两列汽缸的活塞连杆组运动规律不同。
③叉片式连杆左右两列汽缸相对应的两个连杆中,一个连杆的大头做成叉形,另一个连杆的大头插在叉形连杆的开挡内,称为叉片式连杆。
叉形连杆杆身的工字断面的长轴位于垂直于摆动平面的平面内。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。其翼板伸到大头的部分就成为叉形,这使片式连杆摆动时,在叉形连杆杆身上开槽的高度可以减小,因而强度有所提高叉形连杆的优点是两列汽缸中活塞连杆组的运动规律相同,曲轴的长度不需加长。缺点是叉形连杆大头结构和制造工艺比较复杂,大头的刚度也不够高。
在缸径较大,缸数较多的v型内燃机上,多采用主副连杆和叉片式连杆,而一般v型内燃机则多采用并列式连杆。
内燃机中的轴承以滑动轴承(又称轴瓦)为多,其中受力较大且具有重要作用轴承和曲轴主轴承。它们的工作情况对内燃机的可靠性、使用寿命等有很大影响。它们的工作情况和材料要求大致相同,因此在此一并介绍。
轴瓦是用厚1~3mm的钢带作瓦背,其上浇有厚0.3~1.0mm的减摩合金(白合金、铜铅合金或铝基合金)的薄壁零件。由于连杆轴承在工作时受到气体压力和活塞连杆组往复惯性力的冲击作用,而且轴承工作表面和轴之间有很高的相对滑动速度,由于高负荷、高速度的作用,所以轴承很容易发热和磨损。联轴器主要有两个凸缘盘组成:装在驱动齿轮轴上的凸缘盘和装在喷油泵凸轮轴一端的从动凸缘盘,两凸缘盘间用螺钉连接。这就要求减摩合金的机械强度要高,耐腐蚀,耐热性和减摩性要好。由于柴油机的轴承负荷大,所以柴油机通常采用铜铅合金或铝基合金轴瓦。它们的强度高,承载能力大,性也好,但其减摩性较差。为了改善减摩合金的表面性能,通常在减摩合金上再镀一层极薄的合金(多为铅锡合金),构成“钢背一减摩合金一表层"的三层金属轴瓦。我国在中小型内燃机上广泛采用了铝基合金轴瓦,其疲劳强度高,减摩性也不差,耐腐蚀性好,制造成本低。
为了使轴瓦在工作中不致转动或轴向移动,在轴瓦上冲出高出背面的定位凸键,在轴瓦装入大头孔中时,两个凸键应分别嵌入连杆杆身和连杆盖的相应凹槽中。调整时,首先转动曲轴使要调整缸的活塞恰好处于压缩冲程上止点位置,此时,进、排气门处于完全关闭状态,然后用螺钉旋具和厚薄规调整该缸的进、排气门间隙,调整完毕后按同样方法依次调整其他缸。有些轴瓦在内表面有浅槽,用以储油以利润滑。但实践证明,开油槽的轴瓦承载能力显著降低,因此受力大的轴瓦,如主轴承的下轴瓦不开槽。
轴瓦的内外表面都经过精密加工,因此,不允许以任何