飞轮
内燃机飞轮的主要功用是存储做功冲程产生的能量,克服辅助冲程(进气、压缩和排气冲程)的阻力,以保持曲轴旋转的均匀性,使内燃机运转平稳。其次,飞轮还具有克服内燃机短期超载的能力。有时它还可兼作动力输出的带轮等。
内燃发动机的飞轮多用灰铸铁制造,当轮边的圆周速度超过50m/s时,则选用强度较高的球墨铸铁或铸钢。飞轮的结构形状是一个大圆盘。凸轮轴通常采用齿轮驱动,齿轮装在凸轮轴前端,与曲轴上的齿轮直接或间接啮合,称为正时齿轮。轮边尺寸宽而厚,这在重量一定的条件下,可获得较大的转动惯量。多缸内燃机的扭矩输出较均匀,对飞轮的转动惯量要求较小,因此飞轮的尺寸小些。相反,单缸机飞轮相应做得大些。通常在飞轮的外圆上装有启动齿圈,并在外圆上刻有记号或钻有小孔,用以指示某一缸(通常为一缸)在上止点的位置,供检查气门间隙、供油提前角(点火提前角)和配气定时使用。由于飞轮上刻有记号,飞轮与曲轴的位置,在安装时不能随意错动。
轴颈磨损的检验与修理
1)轴颈磨损的原因曲轴经长时间使用后,由于作用在连杆轴颈和曲轴轴颈的力的大小和方向周期变化而产生不均匀的磨损,这是自然磨损的必然结果,是正常现象,但由于使用不当、润滑不良、轴承间隙过大或过小,都会加速轴颈的磨损和轴颈磨损不匀度,磨损后的主要表现是轴颈的不圆(失圆)和不圆柱形(锥形)。调速器的功用调速器的功用是在柴油机所要求的转速范围内,能随着柴油机外界负荷的变化而自动调节供油量,以保持柴油机转速基本稳定。
曲轴轴颈(又称主轴颈)和连杆轴颈的磨损,是由于磨损不均匀而形成沿圆周的轴径不圆和沿长度的不圆柱形磨损。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。连杆轴颈的磨损往往比曲轴轴颈的磨损约大1~2倍。曲轴轴颈的磨损因两端活塞连杆组相互作用的结果,所受合力一般小于连杆轴颈,因此,其磨损也小于连杆轴颈。
不圆一一连杆轴颈磨损不圆,主要是由于:内燃机工作时的气体压力、活塞连杆组运动的惯性力以及连杆大端的离心力所形成的合力,作用在轴颈的内侧面上。因此,连杆轴颈磨损发生在各轴颈的内侧面(即靠曲轴中心线的一侧)。
曲轴轴颈的不圆比连杆轴颈小,也是由于在连杆轴颈离心力的牵制下各点载荷的不均匀性和连续时间的不同而造成的。其大部位是靠近连杆轴颈的一侧。
不圆柱形一一连杆轴颈的不圆柱形(斜削)磨损,主要是油道中机械杂质的偏积。开始修刮时,轴瓦与轴颈的接触一般都是在每片瓦的两端,经几次修刮后应注意:当接触面扩大到轴瓦长度的1/3以上时,应在轴瓦座两端面接触处垫以厚度为0。因为通向连杆轴颈的油道是倾斜的,在曲轴旋转离心力的作用下,使润滑油中的机械杂质,随着润滑油沿油道的上斜面流入连杆轴颈的一侧,由于杂质的偏积,造成同一轴颈不均匀的磨损,磨损的大部位是杂质偏积的一侧。另外,由于某些内燃机为了缩短连杆长度,将连杆大端做成不对称,因而造成连杆轴颈沿轴线方向所受的载荷分布不均匀,形成连杆轴颈长度方向沿轴线方向的磨损不均匀。
2)轴颈圆度及圆柱度误差的检验曲轴轴颈和连杆轴颈圆度及圆柱度误差的检验,一般用外径千分尺在轴颈的同一横断面上进行多点测量(先在轴颈油孔的两侧测量,旋转90°,再测量),其大直径与小直径之差,即为圆度误差;两侧端测得的直径差即为圆柱度误差。
轴颈的圆度及圆柱度公差,直径在80mm。以下的为0.025mm,直径在80mm以上的为0.040mm,如超过了,均应按规定修理尺寸进行修磨。此外,还可用眼看、手摸来发现轴颈的擦伤、起槽、毛糙和烧蚀等损伤。
3)轴颈的磨损、圆度及圆柱度超差的修理和磨削
①轴颈磨损伤痕的修理如果曲轴各道轴颈的圆度和圆柱度都未超过规定限度,而仅有轻微的擦伤、起槽、毛糙和烧蚀等情况,可用与轴颈宽度相同的细纱布长条缠绕在轴颈上,再用麻绳或布条在纱布上绕两三圈,用手往复拉动绳索的两端,进行光磨。或用特别的磨光夹具进行光磨。①焊修前的准备先将曲轴放在碱水中煮洗清洁,除去油污,再用凿刀沿着裂纹表面凿成“U”形槽。轴颈的伤痕磨去后,为了降低轴颈表面粗糙度,可将轴颈和磨夹上的磨料清洗干净,涂上一层润滑油,再进行后的抛光。
②轴颈圆度及圆柱度超差的修理曲轴轴颈和连杆轴颈的圆度及圆柱度超过0.025mm或0.040mm时,即需按次一级的修理尺寸进行磨削修整,或进行振动推焊,镀铬后再磨削至规定尺寸。曲轴的磨削一般是在的曲轴磨床或用普通车床改制的设备上进行。在一般小型修配单位,有的用细锉刀将轴颈仔细地锉圆,仔细检验,反复进行,再用绳索或磨夹按上述方法进行光磨。有的发动机只规定了冷间隙,此时的冷间隙数值能保证发动机在热机状态下仍有一定的气门间隙。运用这种方法修理需要有较熟练的钳工技术,才能保证一定的修理质量。一般修理入员不可效仿。丨
③轴颈的车磨轴颈的修理尺寸,柴油机有6级,每缩小0.25mm为一级(0.25、0.50、0.75、1.00、1.25、1.50),油机有16级,每缩小0.125mm为一级(0.125、1.250、1.125、1.000、1.625、1.750、1.875、2.000)。轴颈的大缩小量不得超过2mm,超过时,应用堆焊、镀铬和喷镀等方法修复。调整气门间隙的方法是:先松开调整螺钉的锁紧螺母,再旋转调整螺钉,用规定数值的厚薄规插入气门杆与摇臂之间进行测量,使气门间隙符合规定,调整好后再将锁紧螺母拧紧,复查一次,直至气门间隙在规定的范围内。
a.确定修理尺寸上机磨削。修理尺寸是这样确定的:曲轴轴颈修理尺寸一磨损严重轴颈的小直径一加工余量×2,一般尺寸加工余量为0·05mmo所得之值对照修理尺寸表,看这个数值同哪一级修理尺寸比较近,就选择哪一级修理尺寸。KTA19基本型柴油机的消声器,它是多腔膨胀共振型(在膨胀筒圆周充填有吸声的超细玻璃纤维),在标定工况下可使噪声下降约为30dB(A)。修理尺寸选择好后,就在磨床上进行磨削。
b.注意事项。修理时要以磨损厉害的轴颈为标准,把各个轴颈车磨成一样大小。由于主轴颈和连杆轴颈的磨损程度不一样,所以,它们的修理尺寸不一定是同一级的,而各道主轴颈或连杆轴颈的修理尺寸,在一般情况下应采用同一级的。②油浴式(湿式):使空气通过油液,空气杂质便沉积于油中而被滤清。曲轴的圆根处保留完善,千万不能磨小圆角的弧度,一般圆角的半径为4~6mm。
c.车磨后的要求。其失圆度和锥形度应在规定的范围内。一般而言,当D<80mm时,主轴颈和连杆轴颈的失圆度和锥形度允许范围分别为0.015mm和0.02mm;当D>80m,主轴颈和连杆轴颈的失圆度和锥形度允许范围分别为0.02mm和0.03mm。②推力轴承轴向***凸轮轴的一道轴承为推力轴承,装在轴承座孔内并用螺钉固定在机体上,其端面与凸轮轴的凸缘隔圈之间应留有适当的间隙。
正时齿轮的检验与修理
凸轮轴上的正时齿轮工作过久会磨损,使齿隙变大,在工作中会产生噪声。当它们的配合间隙,胶木的大于0.20mm(钢铁的大于0.15mm)时,需更换齿轮。其小齿隙,以装配时能用手推进,并转动轻便为宜。因此,对喷油器的基本要求是:有一定的喷射压力、一定的射程、一定的喷雾锥角、喷雾良好,在喷油终了时能迅速停油、不发生滴油现象。经验证明:有些齿轮更换后,虽配合间隙符合要求,但由于啮合不好,往往噪声很大,必须走合一段时间才能消除。因此,如果原来正时齿轮的间隙稍大,只要噪声不大,还可继续使用。
正时齿轮的齿面应光洁,无刻痕和毛刺。沿节圆弦上规定齿高处的齿厚磨损不应超过0.25mmo齿轮内孔磨损应在规定允许限度内;如无规定,一般应不超过0.05mm。键槽宽度应在规定的允许限度内;如无规定一般应不超过标准宽度0·当超过上述各项允许跟度后,除键槽容许在与旧键槽成120°位置另开新键槽外,其余均不应使用。反之,曲轴转速降低,飞块离心力减小,从动盘在弹簧的作用下退回一定角度,使供油提前角相应减小。
喷油提前角调节装置
喷油提前角是指柴油开始喷入汽缸的时刻相对于曲轴上止点的曲轴转角,而供油提前角则是喷油泵开始向汽缸供油时的曲轴转角。显然,供油提前角稍大于喷油提前角。由于供油提前角便于检查调整,所以在生产单位和使用部门采用较多。喷油提前角需要复杂而精密的仪器方能测量,因此只在科研中应用。也就是说,柴油发动机的喷油提前角(供油时间)是通过调整喷油泵的供油提前角来实现的。因为在热机状态下,由于内燃机工作时间的长短不同,其机温也有所差别,气门间隙的大小不好把握。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。为此,喷油泵凸轮轴一端的联轴器通常是做成可调整的。出了一种联轴器的结构。
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。驱动凸缘盘安装螺钉的孔是弧形的长孔。松开固定螺钉可变更两凸缘盘间的相对角位置,从而也就变更了整个喷油泵的供油提前角。
将喷油泵从柴油机上拆下后再重新装回时,可先将喷油泵固定在柴油机机体上的喷油泵托架上,再慢慢转动曲轴,使柴油机一缸的活塞位于压缩行程上止点前相当于规定的供油提前角的位置,然后使喷油泵凸轮轴上与喷油泵壳体上相应记号对准。再拧紧联轴器的固定螺钉。气门间隙发动机工作时,气门、推杆、挺柱等零件因温度升高而伸长。
多数柴油发动机是在标定转速和全负荷下通过试验确定在该工况下的喷油提前角的,将喷油泵安装到柴油机上时,即按此喷油提前角调定,而在柴油机工作过程中一般不再变动。显然,当柴油机在其他工况下运转时,这个喷油提前角就不是有利的。对于转速范围变化比较大的柴油机,为了提高其经济性和动力性,希望柴油机的喷油提前角能随转速的变化自动进行调节,使其保持较有利的数值。④用圆头钳取下中间壳内压气机端的孔用弹性挡圈,并用两把螺钉旋具取下压气机端气封板,并从中间壳上取出挡油板、压气机端推力片和隔圈,再从压气机端气封板中压出轴封,然后在手指上套上两个用细铁丝做成的圆环,取出轴封上的两个弹力密封环。因此,在这种柴油机(特别是直接喷射式柴油机)的喷油泵上,往往装有离心式供油提前角自动调节器。
一种离心式供油提前角自动调节器。调节器装在联轴器和喷油泵之间。前端面有两个方形凸块的驱动盘,也就是联轴器的从动盘。在驱动盘的腹板上装有两个销轴。两个飞块的一端各有一个圆孔套在此销轴上。两个飞块的另一端则压装有两个销钉。每个销钉上松套着一个滚轮内座圈和滚轮。出油阀上部有一圆锥面,出油阀弹簧将此锥面压紧在出油阀座上,使柱塞上部空间与高压油管隔断。调节器的从动盘的毂部用半月键与喷油泵凸轮轴相连。从动盘两臂的弧形侧面与滚轮接触,另一侧面则压在两个弹簧上。弹簧的另一端支在弹簧座圈上。弹簧座圈则由螺钉固定在销轴的端部。
从动盘还固定有筒状盘,其外圆面与驱动盘的内圆面相配合,以保证驱动盘与从动盘的同心度。整个调节器为一密闭体,内腔充满机油以供润滑。
柴油机工作时,驱动盘连同飞块被曲轴驱动而旋转。飞块在离心力的作用下绕销轴转动,其活动端向外摆动。同时,滚轮则迫使从动盘沿箭头方向转动一个角度,直到弹簧的弹力与飞块的离心力相平衡时为止。于是驱动盘与从动盘开始同步旋转。若轴颈上有毛糙、可将00#砂布剪成与轴颈同宽并蘸上少许机油把毛糙打磨光。当柴油机转速升高,飞块活动端进一步向外张开,从动盘再沿箭头方向相对于驱动盘转过一定角度,使供油提前角随转速增加而相应增大。反之,曲轴转速降低,飞块离心力减小,从动盘在弹簧的作用下退回一定角度,使供油提前角相应减小。这种离心式供油提前角自动调
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