第四章柴油機主要運動部件

1、【學習目標】掌握活塞組件、連桿組件和曲軸飛輪組件等各部件的功用、基本結構、安裝要求及檢查維護柴油機主要運動部件包括活塞組件、連桿組件和曲軸組件，常稱為曲柄連桿機構,如圖1-17所示。它們是完成柴油機工作循環(huán)和實現能量轉換的重要部件。圖1-17 主要運動部件1、2-氣環(huán) 3-油環(huán) 4-卡簧 5-活塞 6-襯套 7-連桿 8-連桿軸承 9-連桿軸承蓋 10-連桿螺栓 11-開口銷 12-連桿螺母 13-活塞銷 14-鍵 15-曲軸 16-螺栓 17-飛輪第一節(jié) 活寨組件活塞組件由活塞、活塞銷和活塞環(huán)組成，如圖1-18所示?；钊h(huán)裝在活塞的環(huán)槽內，活塞銷裝入活塞的銷座孔內?；钫M件在氣缸內做往復直線

2、運動。圖1-18 活寨組件一、活塞1、活塞的功用活塞的功用是與氣缸套、氣缸蓋共同構成密閉的氣缸空間，并沿氣缸作往復直線運動，改變氣缸容積，承受氣體壓力和側推力。2、活塞的基本結構活塞為筒形活塞，由活塞頂、頭部、環(huán)槽、裙部、銷座組成，如圖1-19所示。圖1-19 筒形活塞結構活塞頂通常為簡單曲面，如做成淺凹坑，以適應噴油器噴出燃油形狀；頭部是活塞頂到第一道環(huán)槽的一段圓柱體；環(huán)槽位于頭部和裙部，頭部有數道環(huán)槽，安裝氣環(huán)和油環(huán)，而裙部有12道環(huán)槽，安裝油環(huán)，且油環(huán)環(huán)槽開有回油孔；裙部是頭部以下的圓柱體，為活塞運動導向，并承受側推力；銷座是群部內凸出部分，并制有圓孔，安裝活塞銷。3、活塞的常見損傷及檢

3、查活塞常見缺陷有活塞環(huán)槽、群部及銷座孔磨損，活塞頂燒蝕，裂紋或破損等。（1）測量活塞裙部的磨損。應在活塞裙部上、中、下三個位置，且每個位置分別測出縱、橫方向直徑，計算其圓度和圓柱度，如圖1-20所示。圖1-20 測量活塞裙部磨損（2）測量活塞與氣缸的間隙?？刹捎贸叽绫容^法和直接測量法，尺寸比較法是用氣缸中、下部橫向的最大直徑減去活塞裙部橫向的最小直徑獲得；直接測量法是用塞尺直接測出活塞群部與氣缸的間隙，但很少使用。（3）測量活塞環(huán)槽的磨損。采用標準樣板或新活塞環(huán)，測出標準樣板或新活塞環(huán)與環(huán)槽的間隙。（4）檢查活塞銷座孔磨損。用新活塞銷與銷座孔進行試配。二、活塞銷1、活塞銷的功用活塞銷的功用是連

4、接活塞與連桿，并傳遞活塞與連桿之間的力。2、活塞銷的基本結構活塞銷為一中空的圓柱體，其內孔制成直徑相同或中間厚兩邊薄?；钊N與活塞及連桿采用浮動式連接，即活塞銷浮動于銷座與連桿小頭的銷孔中，在活塞銷兩端用卡簧軸向定位，如圖1-21所示。這種連接方式結構簡單、磨損均勻、工作可靠、使用壽命長、拆裝較方便。圖1-21 活塞銷與活塞浮動式連接3、活塞銷的常見損傷及檢查活塞銷常見損傷有磨損、裂紋等。（1）測量活塞銷的磨損。在活塞銷長度方向左、中、右三個位置，且每個位置分別測出垂直、水平方向直徑，計算活塞銷的圓度和圓柱度。（2）檢查活塞銷的裂紋。通常采用磁力探傷法檢查活塞銷是否有裂紋（尤其是橫向裂紋）。（

5、3）檢查活塞銷與活塞銷座孔的配合間隙。用新活塞與活塞銷進行試配。三、活塞環(huán)活塞環(huán)是開有切口的扁形金屬圓環(huán)。活塞環(huán)分為氣環(huán)（密封環(huán)）和油環(huán)（刮油環(huán)）兩種，如圖1-22所示。氣環(huán)安裝在活塞頭部環(huán)槽內，油環(huán)安裝在活塞頭部最后一道環(huán)槽內及裙部下方環(huán)槽內。圖1-22 活塞環(huán)1、氣環(huán)氣環(huán)的功用是保證氣缸與活塞間的密封性，防止漏氣，并將活塞頭部吸收的熱量通過氣缸壁傳給冷卻水。氣環(huán)的密封主要依靠本身的彈性以及氣缸內氣體壓力的作用力來實現?；钊贤ǔＱb有35道氣環(huán)，安裝時各氣環(huán)的切口應在圓周方向錯開120°或180°，多道氣環(huán)對下竄氣體可形成曲徑式密封，使切口處泄漏氣體量大大降低。2、油環(huán)油

6、環(huán)的功用是刮油和布油，輔助密封。氣缸壁主要采用飛濺潤滑方式，即曲軸旋轉將滑油甩到氣缸表面上進行潤滑，在活塞下行時油環(huán)將多余的滑油刮下，而在活塞上行時將一層均勻的油膜鋪涂在氣缸壁上。這樣既可以防止滑油竄入氣缸燃燒掉，又可以減少活塞、活塞環(huán)與氣缸壁的摩擦阻力。3、活塞環(huán)間隙活塞環(huán)裝入氣缸后，依靠其圓周方向產生彈力與氣缸壁貼合，并存在搭口間隙（活塞環(huán)切口開度），天地間隙（活塞環(huán)端面與環(huán)槽間軸向間隙，也稱側隙）、背隙（活塞環(huán)內圓與環(huán)槽底圓間間隙），這些間隙作為熱膨脹預留量，其大小直接影響到活塞環(huán)的運動狀態(tài)和工作性能。4、活塞環(huán)常見損傷及檢查活塞環(huán)常見損傷有磨損、粘著和折斷等。（1）檢查活塞環(huán)搭口間隙。

7、清潔活塞環(huán)，將活塞環(huán)平放在氣缸下部磨損最小的部位，用塞尺直接測取搭口間隙或在搭口處涂些滑油等，用白紙印上搭口痕跡，再用直尺測量搭口痕跡的距離?；钊h(huán)搭口間隙應大于或等于安裝間隙，小于極限間隙。（2）檢查活塞環(huán)天地間隙。清潔活塞環(huán)及環(huán)槽，將活塞環(huán)裝入活塞環(huán)槽中，用塞尺在活塞環(huán)與環(huán)槽的端面測量一圈，測量出環(huán)與環(huán)槽的間隙。（3）檢查活塞環(huán)漏光。清潔活塞環(huán)，將活塞環(huán)放在標準的氣缸中，用光照射檢查活塞環(huán)與氣缸的貼合情況。每處漏光弧長不得超過30°，整個漏光弧長相加不得超過90°，在環(huán)搭口附近30°范圍內不得漏光，且所有漏光處用0.020.03毫米塞尺不能插進。（4）活塞環(huán)其

8、他檢查包括活塞環(huán)的徑向厚度、彈力及表面損傷的檢查。四、活塞組件的維護管理活塞組件的維護管理：（1）將柴油機的運行參數嚴格控制在規(guī)定的范圍內，避免長期超負荷運行。（2）保證活塞組件與氣缸之間的良好潤滑，保證滑油的品質和供給量。（3）保持柴油機的良好燃燒，以防止發(fā)生活塞頂燒蝕。（4）當發(fā)生活塞拉缸時，柴油機轉速將迅速下降或自停，曲軸箱冒煙，必須立即停車檢修，或停止該缸噴油。（5）當發(fā)現柴油機的壓縮壓力顯著下降時，停車后進行檢查。（6）定期檢修，仔細觀察活塞組件的狀況，并測量有關數據。五、活塞組件的安裝要求活塞組件的安裝要求：（1）安裝前，應清潔、檢查所有零件，確保合格后方可安裝。（2）活塞銷兩端裝

9、有卡簧，不能漏裝，以免浮動式活塞銷軸向竄動刮傷氣缸壁。（3）氣環(huán)安裝時，各環(huán)的切口在圓周方向應錯開120°或180°。（4）油環(huán)安裝時，刮刃的尖端應向下，不能裝反。第二節(jié) 連桿組件一、連桿組件的功用連桿組件的功用是，連接活塞與曲軸，并將活塞往復運動轉變?yōu)榍S旋轉運動。二、連桿組件的基本結構連桿組件主要由小頭、桿身、大頭等組成，如圖1-23所示。圖1-23 連桿組件連桿小頭是與桿身連在一體的環(huán)狀體，孔內壓入村套，稱為小端軸承，在連桿小端和襯套上銑有油槽或鉆有油孔，以收集飛濺的潤滑油并用以潤滑，如圖1-24所示。連桿小頭通過活塞銷與活塞相連。圖1-24 連桿小頭連桿大頭一般制成

10、兩半，一半為連桿蓋，用連桿螺栓緊固在一起，如圖1-25所示。大端孔內裝有軸瓦。連桿大頭與曲軸曲柄銷連接。圖1-25 連桿大頭三、連桿組件的常見損傷及檢查連桿組件的常見損傷有連桿桿身的變形（彎曲、扭曲和彎扭）、裂紋、大小端軸承磨損、連桿螺栓損壞等。（1）檢查連桿桿身變形。測量連桿長度和大、小端軸承座孔中心線平行度。（2）檢查連桿桿身裂紋。清潔連桿，用色油法并借助放大鏡檢查桿身裂紋，或用磁力探傷法仔細檢查桿身裂紋。（3）檢查連桿螺栓。裝上螺母來檢查螺紋的磨損情況；用牙規(guī)和直尺檢查螺紋的螺距和彎曲情況；檢查連桿螺栓與螺栓孔的配合有無卡阻和松動現象；測量連桿螺栓塑性伸長等。四、連桿組件的安裝要求連桿組

11、件的安裝要求：（1）安裝連桿小端村套。安裝小端襯套時，應確保襯套與小端座孔的過盈量，避免因襯套轉動將油孔堵住。（2）安裝連桿大頭。連桿與連桿蓋通常配對加工，加工后，在它們同一側標有記號，安裝時注意不得互相調換或變更方向。連桿大頭軸瓦常用定位唇定位，以防止軸瓦在座孔中轉動，安裝時注意嵌入連桿大頭和連桿蓋的定位槽中。部分軸瓦上還制有油孔，安裝時應注意與連桿上相應的油孔對齊。（3）安裝連桿螺栓。擰緊螺栓的方法和預緊力的大小，應嚴格按說明書的規(guī)定進行。必須使用專用工具或扭力扳手，兩側連桿螺栓必須交替擰緊，用力均勻，或將螺母擰入使連桿大頭切口貼合后，再旋緊約50°即可。連桿螺栓擰緊后，應按規(guī)定

12、對螺母進行鎖緊防松。連桿螺栓損壞后絕不能用其他螺栓來代替。第三節(jié) 曲軸飛輪組件曲軸飛輪組件包括曲軸和飛輪，如圖1-26所示。飛輪與曲軸一端連接。曲軸組件作旋轉運動。圖1-26 曲軸組件一、曲軸1、曲軸的功用曲軸的功用是將活塞的往復運動通過連桿變成回轉運動，將各缸所做的功匯集起來向外輸出，帶動柴油機的附屬設備（如凸輪軸、氣閥機構和各種泵等）。2、曲軸的基本結構多缸柴油機的曲軸由若干個曲柄及前后端構成，如圖1-27所示。由于曲柄臂和曲柄銷的重心不在主軸頸的中心線上，因此，在曲柄臂遠離曲柄銷一端安置平衡塊。曲軸的前端（自由端）用來安裝傳動齒輪或皮帶輪；后端（輸出端）通常帶有凸緣，用來安裝飛輪。圖1-

13、27 曲軸曲軸的每個曲柄包括兩個主軸頸、兩個曲柄臂、一個曲柄銷，曲柄臂連接曲柄銷和主軸頸，如圖1-28所示。圖1-28 曲柄曲軸的形式有整體式、組合式和分段式三種，其中，整體式曲軸將所有曲柄、前后端做成一個整體，結構緊湊、重量輕，在中小型柴油機中普遍采用。為了保證柴油機具有良好的運轉均勻性和平衡性，多缸柴油機的曲柄是按一定原則合理排列的，曲柄的排列決定于氣缸的發(fā)貨間隔和發(fā)火次序，直列六缸四沖程柴油機的曲柄排列如圖1-29所示，各缸發(fā)火間隔角為120°，發(fā)火順序為153624，1與6曲柄、2與5曲柄、3與4曲柄在同一方位。圖1-29 直列六缸四沖程柴油機的曲柄排列在曲軸前后端軸頸處設置

14、了密封裝置，防止曲軸前后端沿軸頸表面漏油。常用的密封裝置有填料油封（如油毛氈、石棉繩）、橡膠骨架式油封、甩油盤和擋油螺紋等，一般采用兩種或多種密封結構的復合形式，以獲得良好的密封效果。3、曲軸的常見損傷及檢查曲軸的常見損傷有軸頸磨損、裂紋、變形等。（1）檢查曲軸軸頸磨損。應在軸頸長度方向的三個截面進行測量，每個截面均應測量垂直和水平兩個方向直徑，獲得軸頸的圓度和圓柱度，如圖1-30所示。若軸頸形狀誤差超過規(guī)定值，則予以修理或更換。圖1-30 檢查曲軸軸頸磨損（2）檢查曲軸軸頸裂紋。應特別檢查軸頸圓角及油孔附近有無裂紋，如圖1-31所示。必要時采用磁力探傷法檢查。圖1-31 檢查曲軸軸頸裂紋13

15、-軸頸圓角裂紋 4、5-油孔附近裂紋二、飛輪1、飛輪的功用飛輪的功用是，儲存做功行程的能量，用于克服進氣、壓縮和排氣行程的阻力和其他阻力，保證柴油機工作循環(huán)順利進行；當曲軸轉速變化時，依靠飛輪的慣性，使曲軸能均勻地旋轉；協(xié)助氣缸數較少的柴油機起動；協(xié)助調速器在柴油機負荷急劇變化時，阻止速度過大的變化；飛輪配有齒圈或盤車孔，以便電力起動或用盤車桿盤車。2、飛輪的基本結構在曲軸后端（輸出端）裝上飛輪，利用飛輪的轉動慣性使柴油機運轉更均勻和平穩(wěn)。飛輪是一個圓形輪盤，輪緣較厚，具有較大的轉動慣量，飛輪外圓周上安裝了齒圈，供電力起動和盤車用，如圖1-32所示。有的飛輪還刻有各缸上止點標志和360

16、6;刻度線，用于調整氣閥定時和噴油定時。三、曲軸飛輪組件的維護管理曲軸飛輪組件的維護管理：（1）柴油機運行中，應經常察聽曲軸箱中的聲音，注意曲軸箱中有無煙氣冒出，并注意滑油壓力和溫度。如發(fā)現異?，F象，應立即查找原因，及時處理。（2）在操車時盡快越過臨界轉速區(qū)，避免過大的扭轉振動對曲軸的損害。（3）定期檢查曲軸軸頸和軸瓦的貼合情況。（4）注意檢查滑油的品質，避免因滑油變質產生的酸性物質對軸頸的腐蝕。四、曲軸飛輪組件的安裝要求曲軸飛輪組件的安裝要求：（1）飛輪用螺栓與曲軸后端法蘭盤連接，應保證飛輪與曲軸之間正確的相對位置（通常采用定位銷定位），以免破壞曲軸組件的動平衡，并按規(guī)定扭矩擰緊螺栓。（2）正確安裝曲軸前后端密封裝置，防止漏油。（3）按規(guī)定扭矩擰緊主軸承蓋螺栓。² 本章小結活塞、活塞銷、活塞環(huán)、連桿、曲軸和飛輪是柴油機的運動部件，保證柴油機完成工作循環(huán)和實現能量轉換?；钊ㄟ^連桿與曲軸連接，實現活塞的往復直線運動和曲軸旋轉運動的轉換。這些運動部件在工作中易出現磨損等損傷，要做好檢查維護工作，保證柴油機正常運行。² 考試樣題解析例題1、柴油機的活塞上通常安裝有（ ）到氣環(huán)。A.12 B.23 C.35 D.58解析：答案為C。活塞環(huán)有一定搭扣間隙