第四章柴油機主要運動部件

1、第三章 柴油機主要運動部件【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(xiàn)能量轉(zhuǎn)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。活塞環(huán)裝在活塞的環(huán)槽內(nèi)，活塞銷裝入活塞的銷座孔內(nèi)。

2、活寨組件在氣缸內(nèi)做往復直線運動。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?shù)降谝坏拉h(huán)槽的一段圓柱體；環(huán)槽位于頭部和裙部，頭部有數(shù)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(nèi)凸出部分，并制有圓孔，安裝活塞

3、銷。3、活塞的常見損傷及檢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

4、塞銷的功用活塞銷的功用是連接活塞與連桿，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(nèi)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

5、裂紋（尤其是橫向裂紋）。（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)?；钊h(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(nèi)，油環(huán)安裝在活塞頭部最后一道環(huán)槽內(nèi)及裙部下方環(huán)槽內(nèi)。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(nèi)氣體壓力的作用力來實現(xiàn)?；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)

6、油環(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(zhuǎn)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(chǎn)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(nèi)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(nèi)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)其他檢查包括活塞環(huán)的徑向厚度、彈力及

8、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(shù)嚴格控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，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(zhì)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(zhuǎn)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(xiàn)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(shù)據(jù)。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）活塞銷兩端裝有卡簧，不能漏裝，以免浮動式活塞銷

9、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(zhuǎn)變?yōu)榍S旋轉(zhuǎn)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(nèi)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兩半，一半為連桿蓋，用連桿螺栓緊固在一起，如圖1-25所示

10、。大端孔內(nèi)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(xiàn)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件的安裝要求：（1）安裝連桿小端村套。安裝小端襯套時，應確

11、保襯套與小端座孔的過盈量，避免因襯套轉(zhuǎn)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(diào)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(zhuǎn)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?qū)⒙菽笖Q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

12、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(zhuǎn)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(zhuǎn)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1-27 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

13、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(zhuǎn)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

14、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-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

15、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(zhuǎn)速變化時，依靠飛輪的慣性，使曲軸能均勻地旋轉(zhuǎn)；協(xié)助氣缸數(shù)較少的柴油機起動；協(xié)助調(diào)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(zhuǎn)動慣性使柴油機運轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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刻度線，用于調(diào)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

16、）柴油機運行中，應經(jīng)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(xiàn)異?，F(xiàn)象，應立即查找原因，及時處理。（2）在操車時盡快越過臨界轉(zhuǎn)速區(qū)，避免過大的扭轉(zhuǎn)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(zhì)，避免因滑油變質(zhì)產(chǎn)生的酸性物質(zhì)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。 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(xiàn)能量轉(zhuǎn)換?；钊ㄟ^連桿與曲軸連接，實現(xiàn)活塞的往復直線運動和曲軸旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)換。這些運動部件在工作中易出現(xiàn)磨損等損傷，要做好檢查維護工作，保證柴油機正常運行。 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?；钊h(huán)有一定搭扣間隙，為了降低活塞環(huán)切口處泄漏的氣體量，活塞上安裝