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柴油发电机主要运动部件详解

2014-03-01 14:41      点击:


     柴油发电机机的运动件由活塞组、连杆组、曲轴飞轮组等组件构成。它的作用是将活塞承受的气体压力通过连杆传给曲轴,并将活塞的往复直线运动变为曲轴的旋转运动输出机械能。

     (一)活塞连杆组

     活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞梢、连杆等机件组成,如图右所示。

     1.活塞

     活塞的作用是与气缸、气缸盖组成燃烧室,并通过活塞销和连杆向曲轴传递机械能。    活塞顶部是燃烧室的组成部分,当柴油机工作时,其顶部直接承受(5880~8820)kPa〔增压柴油机为(7840--11760)kPa]爆发压力和瞬时高温的作用,顶部最高温度达300~4003 C , 整个活塞温度分布又极不均匀,并进行不等速的高速直线往复运动,这就要求活塞有高的强度、小的热膨胀系数、良好的耐磨性和耐腐蚀性、好的导热性及重量要轻。

     柴油机的活塞顶部通常设有各种各样的凹坑。凹坑是为改变燃烧室的形状而设置的,使可燃混合气的形成更有利,燃烧过程更加完善。

     对强载度较高的活塞,头部要有冷却油道,以降低温度.康明斯NT系列柴油机活塞头部上面切有三道安装密封环(气环)的槽,下面一道槽用以安装刮油环(油环)的梢。油环槽的底面钻有许多小孔,以便使刮油环从缸壁上刮下的多余润滑油经小孔流回下曲轴箱。


    活塞裙部用来引导活塞在气缸内作直线运动,并把连杆的侧向力传给气缸壁,因此。应有足够的承压面积。活塞裙部还有活塞销座,将气休作用力经活塞销传给连杆。

    由于柴油机气缸中压力很大,故其活塞裙部不开切槽。只是将活塞做成锥形,并在裙部做出较大的椭圆度,因此,它的活塞与气缸壁的装配间隙比汽油机大。为了保证柴油机压缩终了有足够的压力和温度,则要求有更好的密封性,因此,柴油机应具有更多的密封环和刮油环。


    在使用过程中,由于磨损活塞与气缸之间的间隙逐渐增大。若间隙大于0.5mm时需要搪修气缸,然后按气缸尺寸选配适当尺寸的活塞,恢复标准间隙,气缸按原来尺寸加大0.25mm 作为修理尺寸,活塞也应有相应的选配尺寸,以保证其密封性。

     将活塞放入气缸后,活塞裙部与气缸壁之间的装配间隙。

     在装配活塞时,应注意活塞顶部刻印的各种记号,以保证柴油机运转时的平衡。


     2.活塞环

     活塞又分为气环和油环,如图2. 7所示。活塞环的切口形状如图2.7(b)所示,直切口加工方便;斜切口的漏气通道面积减小;阶梯形切口的漏气通道面积最小,但加工困难。

     气环的作用是密封气缸,并将活塞所吸收的热量传给气缸壁进人冷却系统.它是活塞散热的主要路径。特别是第一道环,传递全部热量的40%-50%。油环的作用是将飞溅在缸壁上过多的机油刮下,防止机油窜人燃烧室。活塞环工作时由于往复高速运动的磨擦,润滑条件差,故易磨损,因此,活塞环的材料应具有良好的耐磨性、耐热性、导热性、耐蚀性、韧性、弹性及与气缸材料的照合性等性能.目前常用的是优质铸铁或合金铸铁,为提高耐磨性,常在第一道环的工作表面进行多孔性镀铬,为加速新环的磨合,其余环上有一层约0.01 mm厚的锡层或经硫化或磷化处理。近年来国内外在某油机活塞环的材料和处理方面,进行了很多研究和改进,如采用稀土镁球墨铸铁、稀土桐钙铸铁或加入钨、钛、硼等合金元素,以及采用粉末治金、喷钼等工艺,其性能大为改善


     活塞环应与气缸壁严密贴合,用漏光检查时,环的漏光处应不多于两处,每处漏光长度应小于30弧度,翻光间陈应小于0.02-0.04mm,超过应更新。


     活塞环的开口间隙要适当,开口过小无膨胀余地,容易卡死,反之则会造成漏气。


     康明斯NT系列柴油机的活塞环安装到活塞时,应将有记号(TOP)的一面朝向活塞班,并使几个环的开口相错开120度,并且开口不得对着活塞销座方向,以保证气缸的密封。


     3.活塞梢

     活塞销是用来连接活塞与连杆的机件,通过它将活塞承受的气体压力及活组的住复仗性力传给连杆。

     工作时活塞销在高沮下受很大的周期性冲击弯曲负荷,润滑条件又差,这就要求它应具有足够的强度和刚度,井具有良好的耐磨性和扰冲击韧性。

     活塞销通常采用低碳钢或合金钢精磨加工制成空心圆柱形、圆锥形或圆往组合形,其表面经渗碳淬火热处理,以提高其硬度。活塞销的结构及固定方式。

     安装时活塞销的中部穿过连杆小头孔的衬套,其两端支承在活塞裙部的销座孔中,并用锁簧作轴向定位,防止轴向窜动而刮伤气缸壁。工作时活塞销在连杆小头衬套和梢座孔中部可自由转动,因此,要求它们之间的配合间隙要适当。间隙过大,会产生敲击声,并加剧磨损;间隙过小会卡死或使活塞变形。

     活塞销在常沮下安装时,销与座孔之间应有一定的过盈,才能保证在高沮工作时有正常的间隙。在使用和维修时,活塞销尺寸的选配应适当,表面应无伤痕、黑点、裂纹或碰伤,粗糙度要高。


     4.连杆

     连杆是将活塞与曲轴连接起来的部件.它的作用是将作用在活塞上的气体压力传给曲轴,并通过连杆把活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。连杆小头随活塞作往复运动,连杆大头随曲轴的连杆轴颈转动,整个连杆绕活塞销摆动。

     连杆组由连杆、连杆螺栓、螺母、连杆轴瓦、小头衬套及连杆益等零件组成。

     柴油机工作时连杆承受气体压力和活塞组的惯性力都是急剧变化的,其载荷带有冲击性。而且连杆本身摆动,工作时承受弯曲拉伸和压缩等复杂应力,因此,要求连杆必须有足够的强度和刚度,而且每组连杆的重f和重心位I偏差应在允许的范田内。

     康明斯NT系列柴油机的连杆采用优质合金钢棋傲造。其结构与国产柴油机一样分连杆小头、连杆体和连杆大头三部分,如图2.10所示。在连杆小头孔内压装有耐磨性好的锡青铜活塞销轴承(衬套),孔内有油槽和油孔,以利润滑。连杆大头为分开式.采用平切口,分开部分为连杆盆,用高强度的连杆螺栓与连杆体紧固,并设有两个定位销,以保证装配正确。大头孔中装有耐磨性好的铝合金连杆轴瓦,其内径与曲轴的连杆轴颈之间具有最佳的配合间隙,并且在圆周方向和轴向上开有油槽,利于润滑。连杆轴瓦采用薄壁铝合金材料,便于更换和装配。安装时,应把轴瓦背上的凸链嵌人连杆大头相应的凹槽中,使两者贴合紧密,以防轴瓦移动或转动.新的连杆轴瓦具有互换性,使用后的轴瓦,拆修后重装时,应按配对记号装复不许调换。活塞连杆组装人气缸时,应注愈连杆轴瓦凸链朝向凸轮轴方向。


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