第四章柴油機(jī)主要運(yùn)動(dòng)部件

1、第三章 柴油機(jī)主要運(yùn)動(dòng)部件【學(xué)習(xí)目標(biāo)】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(jié)構(gòu)、安裝要求及檢查維護(hù)柴油機(jī)主要運(yùn)動(dòng)部件包括活塞組件、連桿組件和曲軸組件，常稱(chēng)為曲柄連桿機(jī)構(gòu),如圖1-17所示。它們是完成柴油機(jī)工作循環(huán)和實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的重要部件。圖1-17 主要運(yùn)動(dòng)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(kāi)口銷(xiāo) 12-連桿螺母 13-活塞銷(xiāo) 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(xiāo)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(nèi)，活塞銷(xiāo)裝入活塞的銷(xiāo)座孔內(nèi)。

2、活寨組件在氣缸內(nèi)做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。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(gòu)成密閉的氣缸空間，并沿氣缸作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，改變氣缸容積，承受氣體壓力和側(cè)推力。2、活塞的基本結(jié)構(gòu)活塞為筒形活塞，由活塞頂、頭部、環(huán)槽、裙部、銷(xiāo)座組成，如圖1-19所示。圖1-19 筒形活塞結(jié)構(gòu)活塞頂通常為簡(jiǎn)單曲面，如做成淺凹坑，以適應(yīng)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(kāi)有回油孔；裙部是頭部以下的圓柱體，為活塞運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向，并承受側(cè)推力；銷(xiāo)座是群部?jī)?nèi)凸出部分，并制有圓孔，安裝活塞

3、銷(xiāo)。3、活塞的常見(jiàn)損傷及檢查活塞常見(jiàn)缺陷有活塞環(huán)槽、群部及銷(xiāo)座孔磨損，活塞頂燒蝕，裂紋或破損等。（1）測(cè)量活塞裙部的磨損。應(yīng)在活塞裙部上、中、下三個(gè)位置，且每個(gè)位置分別測(cè)出縱、橫方向直徑，計(jì)算其圓度和圓柱度，如圖1-20所示。圖1-20 測(cè)量活塞裙部磨損（2）測(cè)量活塞與氣缸的間隙?？刹捎贸叽绫容^法和直接測(cè)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(cè)量法是用塞尺直接測(cè)出活塞群部與氣缸的間隙，但很少使用。（3）測(cè)量活塞環(huán)槽的磨損。采用標(biāo)準(zhǔn)樣板或新活塞環(huán)，測(cè)出標(biāo)準(zhǔn)樣板或新活塞環(huán)與環(huán)槽的間隙。（4）檢查活塞銷(xiāo)座孔磨損。用新活塞銷(xiāo)與銷(xiāo)座孔進(jìn)行試配。二、活塞銷(xiāo)1、活

4、塞銷(xiāo)的功用活塞銷(xiāo)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(xiāo)的基本結(jié)構(gòu)活塞銷(xiāo)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(xiāo)與活塞及連桿采用浮動(dòng)式連接，即活塞銷(xiāo)浮動(dòng)于銷(xiāo)座與連桿小頭的銷(xiāo)孔中，在活塞銷(xiāo)兩端用卡簧軸向定位，如圖1-21所示。這種連接方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、磨損均勻、工作可靠、使用壽命長(zhǎng)、拆裝較方便。圖1-21 活塞銷(xiāo)與活塞浮動(dòng)式連接3、活塞銷(xiāo)的常見(jiàn)損傷及檢查活塞銷(xiāo)常見(jiàn)損傷有磨損、裂紋等。（1）測(cè)量活塞銷(xiāo)的磨損。在活塞銷(xiāo)長(zhǎng)度方向左、中、右三個(gè)位置，且每個(gè)位置分別測(cè)出垂直、水平方向直徑，計(jì)算活塞銷(xiāo)的圓度和圓柱度。（2）檢查活塞銷(xiāo)的裂紋。通常采用磁力探傷法檢查活塞銷(xiāo)是否有

5、裂紋（尤其是橫向裂紋）。（3）檢查活塞銷(xiāo)與活塞銷(xiāo)座孔的配合間隙。用新活塞與活塞銷(xiāo)進(jìn)行試配。三、活塞環(huán)活塞環(huán)是開(kāi)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(guò)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(lái)實(shí)現(xiàn)?；钊贤ǔＱb有35道氣環(huán)，安裝時(shí)各氣環(huán)的切口應(yīng)在圓周方向錯(cuò)開(kāi)120或180，多道氣環(huán)對(duì)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(rùn)滑方式，即曲軸旋轉(zhuǎn)將滑油甩到氣缸表面上進(jìn)行潤(rùn)滑，在活塞下行時(shí)油環(huán)將多余的滑油刮下，而在活塞上行時(shí)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(kāi)度），天地間隙（活塞環(huán)端面與環(huán)槽間軸向間隙，也稱(chēng)側(cè)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(yù)留量，其大小直接影響到活塞環(huán)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和工作性能。4、活塞環(huán)常見(jiàn)損傷及檢查活塞環(huán)常見(jiàn)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(cè)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(cè)量搭口痕跡的距離?；钊h(huán)搭口間隙應(yīng)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(cè)量一圈，測(cè)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(biāo)準(zhǔn)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(zhǎng)不得超過(guò)30，整個(gè)漏光弧長(zhǎng)相加不得超過(guò)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(jìn)。（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(hù)管理活塞組件的維護(hù)管理：（1）將柴油機(jī)的運(yùn)行參數(shù)嚴(yán)格控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，避免長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行。（2）保證活塞組件與氣缸之間的良好潤(rùn)滑，保證滑油的品質(zhì)和供給量。（3）保持柴油機(jī)的良好燃燒，以防止發(fā)生活塞頂燒蝕。（4）當(dāng)發(fā)生活塞拉缸時(shí)，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速將迅速下降或自停，曲軸箱冒煙，必須立即停車(chē)檢修，或停止該缸噴油。（5）當(dāng)發(fā)現(xiàn)柴油機(jī)的壓縮壓力顯著下降時(shí)，停車(chē)后進(jìn)行檢查。（6）定期檢修，仔細(xì)觀察活塞組件的狀況，并測(cè)量有關(guān)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(yīng)清潔、檢查所有零件，確保合格后方可安裝。（2）活塞銷(xiāo)兩端裝有卡簧，不能漏裝，以免浮動(dòng)式活塞銷(xiāo)

9、軸向竄動(dòng)刮傷氣缸壁。（3）氣環(huán)安裝時(shí)，各環(huán)的切口在圓周方向應(yīng)錯(cuò)開(kāi)120或180。（4）油環(huán)安裝時(shí)，刮刃的尖端應(yīng)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(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。二、連桿組件的基本結(jié)構(gòu)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(chēng)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(rùn)滑油并用以潤(rùn)滑，如圖1-24所示。連桿小頭通過(guò)活塞銷(xiāo)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(xiāo)連接。圖1-25 連桿大頭三、連桿組件的常見(jiàn)損傷及檢查連桿組件的常見(jiàn)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(cè)量連桿長(zhǎng)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(xì)檢查桿身裂紋。（3）檢查連桿螺栓。裝上螺母來(lái)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(wú)卡阻和松動(dòng)現(xiàn)象；測(cè)量連桿螺栓塑性伸長(zhǎng)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(shí)，應(yīng)確

11、保襯套與小端座孔的過(guò)盈量，避免因襯套轉(zhuǎn)動(dòng)將油孔堵住。（2）安裝連桿大頭。連桿與連桿蓋通常配對(duì)加工，加工后，在它們同一側(cè)標(biāo)有記號(hào)，安裝時(shí)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(dòng)，安裝時(shí)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(shí)應(yīng)注意與連桿上相應(yīng)的油孔對(duì)齊。（3）安裝連桿螺栓。擰緊螺栓的方法和預(yù)緊力的大小，應(yīng)嚴(yán)格按說(shuō)明書(shū)的規(guī)定進(jìn)行。必須使用專(zhuān)用工具或扭力扳手，兩側(cè)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(yīng)按規(guī)定對(duì)螺母進(jìn)行鎖緊防松。連桿螺栓損壞后絕不能用其他螺栓來(lái)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(yùn)動(dòng)。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(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)連桿變成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將各缸所做的功匯集起來(lái)向外輸出，帶動(dòng)柴油機(jī)的附屬設(shè)備（如凸輪軸、氣閥機(jī)構(gòu)和各種泵等）。2、曲軸的基本結(jié)構(gòu)多缸柴油機(jī)的曲軸由若干個(gè)曲柄及前后端構(gòu)成，如圖1-27所示。由于曲柄臂和曲柄銷(xiāo)的重心不在主軸頸的中心線上，因此，在曲柄臂遠(yuǎn)離曲柄銷(xiāo)一端安置平衡塊。曲軸的前端（自由端）用來(lái)安裝傳動(dòng)齒輪或皮帶輪；后端（輸出端）通常帶有凸緣，用來(lái)安裝飛輪。圖1-27 曲軸曲軸的每個(gè)曲柄包括兩個(gè)主軸頸、兩個(gè)曲柄臂、一個(gè)曲柄銷(xiāo)，曲柄臂

13、連接曲柄銷(xiāo)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(gè)整體，結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，在中小型柴油機(jī)中普遍采用。為了保證柴油機(jī)具有良好的運(yùn)轉(zhuǎn)均勻性和平衡性，多缸柴油機(jī)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(jī)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?yàn)?53624，1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(jī)的曲柄排列在曲軸前后端軸頸處設(shè)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(pán)和擋油螺紋等，一般采用兩種或多種密封結(jié)構(gòu)的復(fù)合形式，以獲得良好的密封效果。3、曲軸的常見(jiàn)損傷及檢查曲軸的常見(jiàn)損傷有軸頸磨損、裂紋、變形等。（1）檢查曲軸軸頸磨損。應(yīng)在軸頸長(zhǎng)度方向的三個(gè)截面進(jìn)行測(cè)量，每個(gè)截面均應(yīng)測(cè)量垂直和水平兩個(gè)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(guò)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(yīng)特別檢查軸頸圓角及油孔附近有無(wú)裂紋，如圖1-31所示。必要時(shí)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(chǔ)存做功行

15、程的能量，用于克服進(jìn)氣、壓縮和排氣行程的阻力和其他阻力，保證柴油機(jī)工作循環(huán)順利進(jìn)行；當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)速變化時(shí)，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(jī)起動(dòng)；協(xié)助調(diào)速器在柴油機(jī)負(fù)荷急劇變化時(shí)，阻止速度過(guò)大的變化；飛輪配有齒圈或盤(pán)車(chē)孔，以便電力起動(dòng)或用盤(pán)車(chē)桿盤(pán)車(chē)。2、飛輪的基本結(jié)構(gòu)在曲軸后端（輸出端）裝上飛輪，利用飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性使柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更均勻和平穩(wěn)。飛輪是一個(gè)圓形輪盤(pán)，輪緣較厚，具有較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，飛輪外圓周上安裝了齒圈，供電力起動(dòng)和盤(pán)車(chē)用，如圖1-32所示。有的飛輪還刻有各缸上止點(diǎn)標(biāo)志和360刻度線，用于調(diào)整氣閥定時(shí)和噴油定時(shí)。三、曲軸飛輪組件的維護(hù)管理曲軸飛輪組件的維護(hù)管理：（1

16、）柴油機(jī)運(yùn)行中，應(yīng)經(jīng)常察聽(tīng)曲軸箱中的聲音，注意曲軸箱中有無(wú)煙氣冒出，并注意滑油壓力和溫度。如發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，應(yīng)立即查找原因，及時(shí)處理。（2）在操車(chē)時(shí)盡快越過(guò)臨界轉(zhuǎn)速區(qū)，避免過(guò)大的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)對(duì)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(duì)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(pán)連接，應(yīng)保證飛輪與曲軸之間正確的相對(duì)位置（通常采用定位銷(xiāo)定位），以免破壞曲軸組件的動(dòng)平衡，并按規(guī)定扭矩?cái)Q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?cái)Q緊主軸承蓋螺栓。 本章小結(jié)活塞、活塞銷(xiāo)、活塞環(huán)、連桿、曲軸和飛輪是柴油機(jī)的運(yùn)動(dòng)部件，保證柴油機(jī)完成工作循環(huán)和實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。活塞通過(guò)連桿與曲軸連接，實(shí)現(xiàn)活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)和曲軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換。這些運(yùn)動(dòng)部件在工作中易出現(xiàn)磨損等損傷，要做好檢查維護(hù)工作，保證柴油機(jī)正常運(yùn)行。 考試樣題解析例題1、柴油機(jī)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