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曲柄连杆机构的维修要点

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:拆装飞轮注意事项 如果拆装飞轮方法不当,会使飞轮与曲轴配合出现松动,造成飞轮、曲轴及平衡轴损坏等严重后果。4)飞轮装上后,应检查、判断飞轮与曲轴是否有松动。飞轮加大后,使柴油机负荷以及拖拉机转向制动机构承受的负荷也增加,当超过设计性能允许的限度时,不仅柴油机动力性、经济性变坏,还容易出现转向制动失灵等事故。195型柴油机凸轮轴的轴向定位,是用齿轮室盖上的止推螺钉实现的。

曲柄连杆机构的维修要点

(1)柴油轴瓦的安装注意事项安装轴瓦应认真检查轴瓦的磨损情况,若轴瓦合金有熔化、剥落、刮伤或过度磨损(合金厚度小于0.3mm),或轴瓦钢背与座孔的贴合面小于75%,则应更换新瓦。轴瓦装入座孔后,轴瓦端面应高出座孔平面一定高度H,以保证轴瓦与座孔的配合具有适当的过盈量,一般H为0.05~0.10mm。若H值过小,则轴瓦接合处有缝隙,轴瓦容易松动,贴合不良,座孔磨损加剧,引起轴瓦疲劳剥落和烧熔;如H值过大,轴瓦容易产生变形,轴瓦与轴颈的正常配合会遭到破坏,甚至导致烧瓦。因此,装配轴瓦时必须注意轴瓦的高度。高度过大时可锉修或用砂纸打磨;高度过低时应重新配瓦或修复座孔。注意严禁在瓦背加垫垫高轴瓦,以免影响散热和造成轴瓦松动和损坏。

连杆轴瓦上制有“定位唇”,安装时两个定位唇分别嵌入连杆大头和连杆盖上的相应凹槽内,防止轴瓦在工作中产生转动和轴向移动。

(2)拆装飞轮注意事项 如果拆装飞轮方法不当,会使飞轮与曲轴配合出现松动,造成飞轮、曲轴及平衡轴损坏等严重后果。正确做法是:

1)拆卸飞轮要用专用工具,不能强敲硬打,以免损坏飞轮;若用专用工具不能将飞轮拆下时,可将飞轮连同曲轴一起取下,用压力机将曲轴压去。

2)飞轮或曲轴更换后,应保证飞轮锥孔与曲轴的接触面积在75%以上,否则,应予以更换,以免工作中产生松动。

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图3-14 柴油机连杆大头切口形状

1—开口销 2—连杆螺母 3—大端盖 4—连杆轴瓦 5—大端 6—连杆螺栓 7—杆身 8—小端 9—衬套 10—定位筒 11—锁片

3)在装配前要擦净飞轮与曲轴的配合面以及平键等零件,以免接触表面混有杂质颗粒;装平键时应注意平整,若有毛刺必须剔除;飞轮螺母上紧后,再将螺母拧松取下,检查曲轴后端的凸肩是否低于飞轮孔端平面。如果凸肩低于飞轮孔端平面,则说明飞轮已与曲轴紧固;如果凸肩与飞轮孔端平面平齐,则说明飞轮与曲轴并没有上紧,此时可用一个厚度3~5mm、内径大于曲轴端台肩直径的垫片,装上后再上紧螺母,然后将止推垫圈翻边锁紧以防止松动。

4)飞轮装上后,应检查、判断飞轮与曲轴是否有松动。如果将减压手柄扳至减压位置,摇车时没有任何响声,扳回减压手柄,却发生“吭吭”声响,则说明飞轮没有上紧,应仔细检查后重新安装;当柴油机工作时,如果突然增加柴油机转速,或松放离合器使柴油机卸除负荷,飞轮发出沉闷的“吭吭”响声,而且转速变化越急,响声越大,则说明飞轮与曲轴配合不紧,有松动,应仔细检查后重新安装。

(3)不能随意加大飞轮 飞轮与曲轴在柴油机出厂前都经过平衡试验,飞轮上面刻有定时角度和上、下止点等标记。如果随意加大飞轮或用其他不同型号的飞轮代替,就会因飞轮质量不同,使柴油机的动平衡遭到破坏,机体振动增大,调速性能变坏。同时,加大飞轮也会使飞轮端的曲轴主轴承负荷增大而加剧磨损。飞轮加大后,使柴油机负荷以及拖拉机转向制动机构承受的负荷也增加,当超过设计性能允许的限度时,不仅柴油机动力性、经济性变坏,还容易出现转向制动失灵等事故。

(4)正时齿轮的拆装要求 正时齿轮的功用是保证配气机构与曲轴连杆机构的正确配合,实现配气定时。正时齿轮包括曲轴齿轮、凸轮轴齿轮、平衡轴齿轮及调速器齿轮(惰齿轮)等。正时齿轮上都打有记号,安装时切勿装错。一般情况下很少拆卸正时齿轮,如果必须拆卸维修时,必须查看正时齿轮周圈上的啮合标记,以便装配时按记号对准。如记号不清或没有记号,可用凿子将相啮合的两齿轮的轮齿刻上标记;若曲轴齿轮和凸轮轴齿轮都拆下,必须将齿轮与相关轴的位置刻上记号;调速器齿轮在卸掉卡坏后,可连同衬套一起拿出。

安装正时齿轮前,应清洗零件,检查齿轮有无裂纹、断裂等损伤。组装时,一定要对准啮合记号,千万不能装错,否则会造成配气时间、供油时间错乱,导致柴油机不能起动或振动加剧等。凸轮轴齿轮和曲轴齿轮相关轴的装配应对准记号,安装要牢固,不得松动,正时齿轮组装好以后,应检查记号是否正确,啮合是否正常。转动齿轮时应没有咬住和摆动现象,也没有较大的轴向窜动。

(5)195型柴油机凸轮轴的轴向间隙的调整 凸轮轴工作时由于受热膨胀,需留有一定的轴向间隙。但间隙过大,如超过2.5mm,会引起凸轮轴轴向窜动,加剧零件磨损,而且由于凸轮轴位置的改变,还会引起配气相位的变动,影响柴油机的正常工作。因此,应对凸轮轴进行轴向定位。柴油机工作时,由于零件的磨损与松动,或者正时齿轮室盖经过拆装后,均需调整凸轮轴的间隙,以保证凸轮轴正常工作。195型柴油机凸轮轴的轴向定位,是用齿轮室盖上的止推螺钉实现的。调整时,需将止推螺钉拧到底,清除轴向间隙,然后再退回约1/4圈即可。

(6)不能将柴油机曲轴箱的通气孔堵死 柴油机工作过程中,当活塞下行时,曲轴箱内的气体(包括泄漏来的燃气)受压缩,使箱内气体压力升高,造成油底壳接合面处机油向外渗漏,并对活塞运动产力阻力。因此,柴油机曲轴箱应有通大气的通气孔。

不同型号的柴油机,曲轴箱上通气孔的位置不一样,但其工作原理相同,即单向阀作用原理。当活塞由上止点向下止点移动时,曲轴箱气压增高将阀打开,使气体排出;当活塞由下止点向上止点移动时,曲轴箱气压随着空间变大而降为负压。负压使阀堵住曲轴箱与外界的通道,阻止外界的灰尘进入曲轴箱,保持机油的清洁,并使柴油机工作时机油向外渗漏的机会减少。因此,柴油机曲轴箱的通气孔应保持畅通,保证曲轴箱的对外“呼气”。

(7)气缸盖拆卸困难的原因 导致气缸盖难以拆卸的原因,既可能是气缸盖螺栓孔小或孔距偏斜,也可能是各缸的气缸套安装不合要求,使气缸套凸缘凸出于气缸体上平面上的高度不一致,有的低于气缸体上平面。上述原因,会造成气缸盖密封不良,使高压气体顺着缝隙流窜,最终使螺栓孔塞满积炭而难以拆卸。

拆卸气缸盖时,需先把冷却水放尽。当气缸盖因与气缸体长时间接合而不容易拆卸时,不允许用旋具(俗称螺丝刀、改锥)硬撬气缸盖与气缸垫的接合处,以防损伤气缸垫,或在气缸盖和气缸体接触上刮出痕迹,导致气缸盖与气缸垫及气缸体密封不严而漏气。

通常解决的办法是,先用木锤在气缸盖四壁轻轻地敲几下。若仍不能分开,则需将气缸盖螺母装回原处,然后用手摇柄转动曲轴,借助活塞压缩空气的冲力,顶起气缸盖使其易与气缸体分开。

当遇到气缸盖螺栓孔塞满积炭而难以拆卸时,可先用汽油浸泡所有积炭部位,使积炭软化后再抬起气缸盖。

(8)拧紧气缸盖螺栓的步骤和方法 柴油机在工作过程中,气缸盖螺栓在爆发压力作用下处于交变负载状态。当气缸中的混合气爆发时,气缸盖螺栓承受的拉力突然增加,这将使作用在气缸垫上的压紧力发生释放。如果气缸垫质量差、弹性不强,或使用过久后气缸垫的持久弹复性不能保证,则会造成气缸盖和气缸垫之间漏气。因此,气缸盖螺栓应反复拧紧。

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图3-15 扭力扳手

拧紧气缸盖螺栓,应将扭力扳手与套筒配合使用。扭力扳手如图3-15所示。实际操作时,左手握住与套筒头连接处,右手握住手柄加力。拧紧气缸盖螺栓应分2~3次进行,不得一次拧紧达到规定的力矩。用力不要过猛,每次拧紧时都要按顺序进行。拧过一遍后,再拧第二遍、第三遍。这样做的目的,是为了能尽量避免漏气、漏水及气缸盖平面变形等不良状况的出现。

拧紧气缸盖螺栓的顺序是:对于单缸柴油机(如195型柴油机),可利用对角拧紧的方法将螺栓拧紧;而对于多缸柴油机来说,应该先紧中间,后紧两边,左边一个,右边一个,对称均匀拧紧。图3-16是康明斯6BT型柴油机气缸盖螺栓的拧紧顺序。在拆卸时,则应与上述顺序相反,即按照先两边、后中间的顺序拧松。否则,易引起气缸盖底平面翘曲变形。

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图3-16 康明斯6BT型柴油机气缸盖螺栓的拧紧顺序

(9)气缸盖开裂的主要原因通常情况下,裂纹有一个逐步形成的过程。开始时,先出现若干条细而浅的纹路。接着其中的某一条逐渐变深,伸长开裂。当出现轻微裂纹时,柴油机会出现排气管冒烟、气缸体的渗水漏进油底壳等现象。裂纹扩展后,柴油机会出现排水管处有水的炸响声,并向散热水箱里窜气等现象。

导致气缸盖开裂,通常有以下五个方面的原因:

1)柴油机在过热情况下骤加冷却水。在冬季使用时,为了便于起动,先将柴油机发动后再向水箱中加入冷却水,很容易引起气缸盖炸裂。这是因为柴油机运转后,机体温度会迅速升高。这时加入冷水,由于骤冷骤热,就会出故障。另外,在寒冬时柴油汽车在库外停车,若刚停车(水温高达90℃以上)就放掉冷却水,也易导致裂纹的发生。

2)停机方法不对。如果经常使用减压手柄停机,柴油机会因在高温下突然吸入过多的冷空气,而导致气缸盖开裂。

3)维修不当。如气缸盖螺母未按规定的顺序、次数和力矩拧紧,气缸套高出气缸体上平面的高度过多或各缸高度差过大等,也会导致气缸盖开裂。此外,装用的气缸垫不符合要求或气缸垫使用日久失去弹性而窜气,也会导致气缸盖开裂。而且裂纹经常出现在气缸盖上两缸之间的鼻梁处,如图3-17所示。

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图3-17 气缸盖易开裂的部位

4)冷却系统水垢过多。冷却水如果碱性较大,水套内易产生水垢而又没有及时清除,以致散热性变差,也易使其因过热而产生裂纹。有关科研资料表明,如果气缸盖水套内积1mm厚的水垢,气缸盖底面温度约可升高170℃。这样就会引起局部应力集中,加速裂纹的产生。

5)先天性缺陷。例如在铸造时气缸盖壁厚差过大、镶气门座圈过盈量大等,都会导致裂纹的产生。以4195型柴油机为例,设计时为了增加进、排气门直径,以及涡流室位置布置的要求,这部分比较紧凑,内腔空间较小,因此,冷却水流动较慢。其次,为了便于铸造,进、排气门之间至气缸盖底面的壁部设计较厚(图样上规定为14mm),有的工厂甚至可能还会超过这个尺寸。

(10)气缸盖镶块上的引燃孔易堵塞的原因。堵塞引燃孔的东西,大多是油料燃烧不好所产生的积炭。因此寻找引燃孔堵塞的原因,要从容易引起燃烧室内积炭的因素着手。

喷油器雾化不良,是容易产生积炭的一个原因。但有的喷油器雾化不良并不是它本身技术状态不好,而是由于喷油泵上的出油阀和柱塞副磨损严重所致。在此状态下,喷射压力远远达不到规定值。此时若将喷油器喷油压力调高,则会使喷油嘴不出油或出油很少。而拧松喷油器喷油压力调整螺钉后,虽然喷油了,但雾化程度必然变差。在这种情况下,即使换用新的喷油器总成也无法解决问题。

使用不合规定的柴油,也是产生积炭的重要原因。此外,活塞环严重磨损、活塞与气缸套配合间隙过大,以及两者的圆度和圆柱度超限、气门杆与气门导管配合间隙过大、油底壳内机油平面过高等,都有可能使机油大量窜入燃烧室。这些机油不但排不净、燃烧不完全,且会干扰柴油的充分燃烧,其结果会使引燃孔很快被堵塞。

需要说明的是,引燃孔堵塞后,在柴油机工作时并不能察觉,这是因为引燃孔只在起动时起作用。往往在停机后再一次起动时,柴油机极难着火运转,才有可能考虑并判断出它被堵塞。有时堵塞并不一定到工作一个班次后才发生。严重时,短时间内就会发生堵死现象。不过堵塞物不一定都是很硬的物质,而有可能是胶状物。此时如果喷油器有足够的喷射压力,摇几次车就能冲开,也可用铁丝捅开。

(11)用水压法检查气缸体上的裂纹 当气缸盖和气缸体裂纹严重时,一般容易发现。但其细小的裂纹,尤其出现在气缸体内部的裂纹,则难以观察到。气缸盖和气缸体内泄漏常用水压试验法确诊。

水压试验法的连接,如图3-18所示。将气缸盖和气缸体之间装上气缸垫,并用一盖板装在气缸体前壁进水口处,用水管将水压机和进水口相连,将水套出水口封闭,放水开关关闭。

用水压机加压,当水压升至350~400kPa时,保持时间5min左右。若发现有水珠渗出,即表明该处有裂纹。

在没有水压机的情况下,可往气缸体水套内加入自来水,用气泵自行车打气筒向注入水的水套内充气,借助气体压力检查渗漏部位。为了防止水汽倒流,在做气压试验时,应在充气软管与气缸体水管接头之间安装一个单向阀门

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图3-18 气缸体和气缸盖的水压试验

1—气缸盖 2—软管 3—气缸体 4—水压表 5—水压机 6—储水槽

(12)用示踪法检查气缸体上的裂纹 随着科学技术的不断发展,惰性荧光检测技术已广泛应用于测定柴油机水路和油路系统泄漏。示踪检漏是先将示踪剂涂覆在待检测系统或机件表面,再用检测灯发出用将定波长的光,照射待检测系统或机件的表面,泄漏点发出强烈的荧光,即可清晰地看见所有泄漏处。这种方法灵敏度高、定位准确、可检查出泄漏率为4g/年的泄漏。示踪剂一次加入,长期有效。上海亿邦光化学有限公司出品的BON-0701型和BON-0702型检漏套装产品,由示踪剂、检测灯、加注工具等组成,使用很方便。

(13)用补板法修复气缸体上的裂纹 补板法可用于对气缸体外部非配合表面的裂纹或破缺部位的修理,但此法只适用于受力不大的部位和距离安装零件处40mm以上的部位。补板修理的步骤如下:

1)先将厚度为3~4mm的纯铜板按裂纹大小下料,再进行退火处理。先将裂缝处用锡焊焊牢,再用小锤子敲成与气缸体平面一样平整,以免水从压板中流出。

2)沿纯铜板边每隔20mm左右钻直径为8mm的孔,并在气缸体上攻螺纹

3)在纯铜板与缸体之间铺一张厚度为0.5~1mm的石棉板,再在石棉板上涂一厚层油漆。用螺钉压紧纯铜板即可正常使用。

(14)用电焊法修复气缸盖和气缸体上的裂纹 气缸盖和气缸体裂纹的修复也可采用电焊法。焊接时,选用牌号为铸308(又称上焊74)或铸508(又称上焊70)的铸铁电焊条。当采用直径为3.2mm的电焊条时,焊接电流通常选用90~110A。

施焊前,应用直径为3~4mm的钻头沿裂纹钻出一排透孔,再沿透孔开出V形坡口。之所以采用这种形式的坡口,一是有利于金属的焊透,可以提高焊缝强度;二是气体可由透孔向下排出,减少产生气孔的可能性,保证焊缝细密;三是焊道比较平整和美观。

焊接前应用钢丝刷清洁焊缝处的杂物。焊接时,为了最大限度地减少焊接热影响,避免出现龟裂,可采用“一点接一点”的焊接方法。即每焊一点(约15~20mm)就用小锤轻轻敲打焊缝,帮助焊缝收缩,消除内应力;待焊缝冷却到不烫手时,再焊下一点。在施焊时,为了便于引弧和避免出现夹渣,在每次起弧之前,应将焊条弧罩部分的药皮去掉。

电焊的关键是被焊件受热不要过大,除熔池及其周围金属在小范围内受热外,被焊件其他部分则处于全冷状态。在冷却收缩时,焊缝区金属通过塑性很好的焊药被拉伸而得到补偿,能防止产生新的裂纹。

(15)用刮削的方法修整变形的气缸盖平面 当气缸盖变形量超过一定值时,就应进行刮削或磨平修理。翘曲的气缸盖若不及时修理,则其与气缸体的上平面不能紧密地接合,容易在使用中冲坏气缸垫。而冲坏的气缸垫若不及时更换,又会引起气缸盖进一步翘曲变形。

气缸盖平面的刮削方法:先在钳上划线平台的工作面(或平板玻璃)上薄薄地涂一层红丹油或图章印泥,然后将气缸盖平面轻轻放在平台上,使气缸盖平面和平台接触,并回转研磨3~5圈,取下气缸盖,翘曲变形的凸出部分便会显示出红丹油的印痕,再用刮刀(俗称平铲刀)刮去印痕部分。印痕刮去后,把气缸盖平面和检验平台清洗干净,再在平台的工作面上涂红丹油,重复检查直到满意为止。

每次涂红丹油检查之后,刮削线痕的方向应当改变,使刮削线痕互相交叉。刮削修复后的质量,一般用工作平面上印痕均匀分布的点数来检查。只要印痕点大小基本一致,且分布均匀即认为良好。

(16)用磨削方法修整变形的气缸盖平面时应注意的问题 当气缸盖平面的平面度误差较大时,通常可采用平面磨床磨削的方法修平。但是应注意的一点是,磨削量不能过大。这是因为如果气缸盖磨削量过大,可能会出现各个气缸燃烧室容积不等的问题。一般要求为:容积变化不得大于气缸燃烧室公称容积的5%,同一台柴油机各气缸燃烧室容积差应不大于平均值的4%。否则,将会出现怠速工作不稳定和爆燃增加的倾向。

(17)气缸盖工作平面变形原因的检查 柴油机气缸盖通常用铸铁制造,由于各部分凝固不均匀,金属组织和硬度也各不相同。因此,气缸盖存在残余铸造应力。为了消除这种应力,通常气缸盖在浇铸成形后都要进行时效处理。

当柴油机在运转时,由于气缸盖局部承受巨大的热负荷和机械负荷,加之它的几何形状复杂,各部分受热不均,如果此时气缸盖螺母有的松紧程度不一,就会使气缸盖平面发生翘曲变形。为了防止气缸盖变形,通常要求热机时不得拆卸气缸盖,而在冷机时拆下的气缸盖应该放在平整的地方。

在柴油机大修时,应及时检查气缸盖平面和进、排气支管安装面有无变形。气缸盖平面的检测方法如图3-19所示。用标准直尺塞尺检测其平面度时,塞尺应至少在六个方位上检测间隙,其最大值即是气缸的平面度误差。

不同机型柴油机,对气缸盖平面的平面度误差要求不一样。一般情况下,其技术要求应达到以下数值:

1)在任意位置,每(50×50)mm2范围内,平面度误差不得大于0.05mm。

2)全长小于600mm的气缸盖,平面度误差不得大于0.15mm。

3)全长大于600mm的气缸盖,平面度误差不得大于0.25mm。

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图3-19 气缸盖平面的检测方法

4)进、排气支管座平面度误差不得大于0.10mm。

(18)气缸垫老化或被烧损时的应急处理措施 当发现气缸盖和气缸体接合面漏气,拆卸气缸垫后发现气缸垫并没有破损时可将气缸垫放在火上均匀地烘烤一下。气缸垫受热后,里面的石棉垫膨胀恢复弹性,则仍可继续使用。经验证明,用这种简便的修理方法,可使气缸垫多次反复使用,从而延长使用期限。

若气缸垫被冲坏,现场一时又无备件,可视气缸垫冲坏的具体情况分别给予处理。如果冲坏部位是一道线状的小沟,可用香烟盒的包装锡纸或石棉线等,填补冲坏处,并仔细敲打压实。如果冲坏的部位较大,可利用废气缸垫或与原气缸垫厚度一致的牛皮垫、皮带等剪下一块贴补。接口处要形成S形,细心敲打压实,并压平使之接合良好。如果气缸体上平面或气缸盖下平面冲出凹坑,则可用石棉线、锡纸、电工熔丝等填补在凹坑内,轻轻地敲打使其填满充实,并用细砂纸磨平。也可以将凹坑处清洗干净,晾干后涂上胶水,并使胶水高出其填补的平面,待胶水晾干后,即可恢复使用。

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图3-20 气缸套结构

a)干式气缸套 b)湿式气缸套

(19)干式气缸套和湿式气缸套的结构活塞在气缸内运动,气缸表面必须耐磨,目前广泛采用的方法是在气缸体内镶入耐磨性较好的气缸套。根据气缸套是否与冷却水相接触,气缸套分为干式和湿式两种。其结构分别如图3-20所示。

新型柴油机的湿式气缸套在结构上主要有两种形式:一种是防水圈装在气缸套外圈的环槽内,另一种则是装在气缸套底孔的环槽内。就维修装配而言,上述两种气缸套各有优缺点。但是,一个共同的关键点是防水圈的装配质量。

(20)测量气缸的圆柱度、圆度和最大磨损量 测量气缸的圆柱度和圆度,使用的工具为量缸表,也称内径百分表。具体做法如图3-21a所示。

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图3-21 用量缸表测量气缸的圆度和圆柱度

a)测量方法 b)截面选择 c)测量部位

测量时,在气缸套内壁选取三个截面(见图3-21b)进行测量:第一个截面,是活塞位于上止点时第一道活塞环所处的位置,这个位置,通常是气缸内壁磨损量最大的部位;第二个截面,是气缸内壁的中间位置;第三个截面是活塞位于下止点时,最后一道活塞环所处的位置,通常该处是气缸内壁磨损量最小的位置。

分别测量出第一个截面的左、右和上、下(见图3-21c)两个方向的直径,就可以计算出气缸的圆度和圆柱度。在同一个截面内测量出的相互垂直的两个直径的差为圆度。在气缸内壁三个截面的相同方向上,分别测量出的三个直径中,最大直径和最小直径的差为圆柱度。量缸表在气缸内壁磨损最大位置测量得到的直径,与标准直径的差值,即为该缸的最大磨损量。多缸柴油机取各缸中圆柱度最大的一个缸,作为确定修理与否的依据。

(21)对气缸的圆度和圆柱度的要求 对气缸圆度的要求:当气缸内径小于100mm时,圆度值应小于0.20mm;当气缸内径大于100mm时,圆度值应小于0.30mm。一般情况下,气缸最大极限圆度为3D/1000(D为缸套内径,mm)。

对于气缸圆柱度的要求:当气缸长度大于250mm时,圆柱度应为0.025~0.500mm。在正常情况下,气缸允许的圆柱度为0.05mm。一般情况下,最大极限圆柱度不允许超过5D/1000(D为缸套内径,mm)。

(22)合理确定气缸套更换或修理的时机 当气缸套磨损量超过规定数值时,就应换用新气缸套或进行镗缸修理。单缸柴油机气缸套磨损超过一定极限后,应直接换用标准尺寸的新品,而不再采用镗缸、磨缸的方法。这是因为,采用镗缸、磨缸的加工费用,比直接购买标准尺寸的新品还高。而且镗、磨气缸后,相应地要采用加大尺寸的活塞和活塞环,一般在农村偏远地区很难购买到。

在使用中,若因活塞与气缸套配合不当,柴油机长时间在高温下工作,或因活塞销卡环选配、安装不当而松脱、折断,在销座孔中窜动而拉伤气缸壁,也必须视情况修理或更换气缸套。

(23)拆卸气缸套 气缸套的拆卸,可使用如图3-22所示的工具。该工具的制作方法是:先用车床车制一阶梯状圆形垫板,下部直径与要拉出的气缸套外径相等,上部直径与气缸内径相等,厚度100~150mm,然后在中心处钻一孔。拆卸时放置到气缸套的下缘,再装上拉杆、垫块,以及上支撑板,拧上螺母。最后用扳手拧动螺母,气缸套即被拉出。

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图3-22 拉出气缸套

拆卸气缸套时,如果没有专用工具,也可用硬木棒或铜棒,从下面伸入曲轴箱内顶到气缸套的下缘,对称均匀地用力,将气缸套从上面敲出。采用这种方法要注意必须使棒顶到气缸套的下缘,不要滑移到阻水圈座,并注意用力的程度。否则,容易打坏气缸体的阻水圈座。

在拆卸干式气缸套时,若因气缸套与气缸体配合较紧,且又无压力机等专用设备,也可用同一机型的废旧活塞制作一种简单工具,拆卸起来就会较方便。

制作这种工具时,在活塞的环槽上装1~2根旧的气环,并用直径8mm左右的圆钢板做一个两头有圆圈的拉杆(要求两圆圈的中心距比连杆两孔中心距长约50mm),并将旧活塞销装在活塞上。

使用时,把活塞顶部朝下,装入气缸套内。当活塞环超过气缸套下端时,便会自动弹开,卡住气缸套。然后用木棒通过拉杆向上提,就可方便地将气缸套取出。

(24)气缸套表面加工成平台网纹状 目前,将气缸套表面加工成平台网纹状,已被广泛应用。平台网纹的成形过程,是通过对气缸套表面进行拉网纹珩磨和平台抛光两种不同工艺,使气缸套表面既具有一定深度的沟槽,又有平台表面结构。与普通珩磨相比,在平台网纹的加工过程中,气缸套工作表面的尖峰、毛刺能很快被清除掉,所以初期磨合性能优良、磨合时间缩短,使气缸套能很快进入正常工作期。在此同时,平台网纹表面可以保持机油更加洁净,延长机油的更换周期,大幅度降低机油消耗。为此,建议有条件的修理单位不妨一试。

(25)镶装湿式气缸套 镶装湿式气缸套时,应先将未安装阻水圈的气缸套用手压入气缸体内并压紧到位,然后用直尺和塞尺测量气缸套上端面凸出高度,如图3-23所示。

以S195型柴油机为例,该高度值应为0.04~0.15mm。如果无法从技术资料中查到凸出高度的标准值,可以在拆卸旧气缸套之前,测出凸出高度,并以此为标准。检查后如果发现高度不足,可以在台肩下加垫铜垫圈调整。如果没有现成铜垫圈可供购买,可以用旧的气缸垫改制而成。若过高,则应检查是否夹有杂质颗粒。必要时,用车床把台肩车削至合适高度。

各种柴油机所使用的湿式气缸套阻水圈数量不一,规格也不尽相同,有的还有颜色区别。例如日本日野DM100型柴油机有两道颜色不同的阻水圈,黑色的装在上面,浅棕色的装在下面。在维修时,要尽量符合厂方的技术要求,若无技术资料,可在拆卸前注意观察原件状况。

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图3-23 气缸套端面高度的检查

更换湿式气缸套阻水圈时,还应注意阻水圈不能重复使用,只要拆下就必须换用新件。阻水圈装入槽内时应平整,不能扭曲,以防止失效漏水。

(26)装配干式气缸套 装配干式气缸套时,压入之前先在气缸套和承座孔配合面涂上一些机油,将气缸套有锥角的一端插入承座孔中并放正,然后缓慢平稳地压入承座孔中。在压入承座孔内20~30mm的过程中,应放松压力两次,以便使气缸套在弹性变形作用下,自动校正轴线的同轴度。与此同时,还应该用直角尺检查气缸套是否歪斜。

干式气缸套镶装后,上端面应与气缸体上平面平齐,其上端面高出气缸体上平面不得超过0.2mm。否则,需用油石将其磨掉。当上端面低于气缸体上平面不超过0.1mm时,不会影响使用。

(27)气缸套穴蚀形成的特点 在湿式气缸套表面和水接触的部位,有时会出现一些大小不等的蜂窝状凹坑,严重时甚至穿透漏水,这种现象叫做穴蚀。目前,渔船柴油机的功率质量比和功率尺寸比不断提高,使气缸套的穴蚀问题更加突出,并成为影响使用寿命和可靠性的关键问题之一。有的渔船柴油机仅仅经过几十小时高负荷的运转,就会在气缸套的表面产生相当数量的直径1~5mm、深达2~3mm的孔群。还有不少渔船上的柴油机,气缸套与活塞配合的镜面磨耗离报废尺寸差得很远,但是由于穴蚀的孔深已超过气缸套厚度的一半,而不得不报废。

柴油机气缸套穴蚀形成的特点是:局部呈聚集的蜂窝状孔穴和麻点,且穴蚀最早聚集在连杆运动的平面内,多发生在侧推力较大的一边。其一般特征是:穴蚀常发生在水套狭窄区;气缸体与气缸套穴蚀面对应部位也常发生穴蚀,但气缸体的穴蚀较轻;穴蚀发生在气缸套上下定位止口,特别是上止口与气缸体定位凸台配合处。

(28)导致干式气缸套穴蚀的原因 如果使用不当,干式气缸套同样也会出现穴蚀现象。以日产PD6型柴油机为例,干式气缸套壁厚为2.5mm,气缸套与气缸孔的加工精度高,且气缸套与气缸孔之间的配合,有“0”号和“1”号两组加工尺寸。为保证两者具有适宜的过盈配合,只允许“0”组气缸体与“0”或“1”组气缸套和“1”组气缸体与“1”组气缸套配合。在维修中,若不慎将“1”组气缸体与“0”组气缸套相配合,以致形成过渡配合(+0.02~-0.01mm),柴油机工作时将产生较强的高频振动,使气缸套的外表面呈现出密集的蜂窝状凹坑。

(29)测量气缸压力应注意事项 测量气缸压力时,应注意的事项如下:

1)测量用气压表要准确,且气压表的密封性要可靠。

2)单缸测量时应先拆卸全部气缸的喷油器,以减少起动阻力。

3)保证测量时柴油机转速在150~200r/min。

4)测量前应调整好气门间隙,避免因气门间隙不准确,导致气门关闭不严而漏气。

5)测量前按规定复核气缸盖螺栓拧紧力矩。

(30)按气缸压力表的指示值判断柴油机的故障 检查气缸压力时,可将气缸压力表的橡皮头放在喷油器废孔上,并用力按住。在起动机刚转动的瞬间,如果压力表指针上升很少,而后随着起动机的持续运转,压力才上升,当指针不再摆动时,压力表指示压力仍很低(相当于标准压力的2/3左右),可判断为气门密封不良。不同柴油机的气缸压力标准数值不尽相同,如果不知道有关具体数据,可先测定正常工作的同型号柴油机的气缸压力,加以对比即可知晓。

如果在起动机刚运转的时刻,压力表指示压力很低,在起动机的连续运转中,气缸压力逐渐升高到一定数值(仍然低于标准压力),也可以判明为气缸密封不良,气缸内部有问题。如活塞环折断或严重磨损、气缸拉伤等。

若压力表指示相邻两缸压力值相等,并均偏低,故障原因一般为气缸垫被冲坏,或是气缸体和气缸盖的接合面严重不平,导致两缸相互窜气,而影响柴油机的动力性。

上述方法比传统的向气缸内加机油来区分气缸或气门故障的方法,更为便捷。

(31)造成气缸压缩力不足的原因 造成气缸压缩力不足的原因很多,常见的原因有以下几个方面:

1)活塞、活塞环、气缸套磨损严重,配合间隙过大。

2)活塞环弹力过低,侧隙、背隙加大,气缸密封失效。

3)活塞环对口。活塞环安装于气缸中时,各道环的开口间隙几乎在同一条直线上,没有能相互错开120°。

由于振动活塞环在气缸内产生位移是正常现象,一般情况下,新的或刚大修不久的柴油机在安装活塞连杆组件时,只要使活塞环开口间隙按规定角度叉开,就不会产生各道活塞环开口转到重叠在一起的情况。当活塞偏磨或磨损过大而产生圆度和圆柱度误差时,就有可能使活塞环的各道开口间隙转到同一方向,直至圆度最大位置处为止。除了上述原因外,当连杆扭曲变形、活塞与气缸套装配间隙过大,以及活塞环的开口间隙和侧隙过大,也是造成活塞环产生位移而形成对口的重要原因。

4)气缸盖螺母松动。

5)气缸垫破损。

6)气门间隙不合要求,以至于进气量不足。

7)气门与气门座圈的密封性能差,产生漏气现象。

8)气门座圈不合要求,致使气门下降过多,导致气门口处的容积比规定的标准有所增加。

9)气门杆卡在气门导管内。

10)配气正时齿轮安装有误差。

11)气门弹簧弹力不足或弹簧折断。

12)喷油器与气缸盖密封垫圈没有装好。

13)配气凸轮磨损严重,使气门开起高度有所降低。

14)气缸垫的厚度不符合标准,导致气缸内压缩比下降。

15)活塞顶部平面至气缸盖平面的距离不对。

(32)压缩室高度检查的方法 压缩比是柴油机性能的重要技术指标,但在维护维修柴油机时,检查压缩比比较复杂,通常用检查压缩室高度来代替。压缩室高度是指活塞在上止点位置时,活塞顶与气缸盖平面的距离,俗称存气间隙或余隙。

影响压缩室高度的原因,除了气缸垫的厚度外,其他因素还有:气缸套上端面是否过高、连杆是否变形、曲轴中心线和曲轴连杆轴颈中心线距离是否合乎要求等。

压缩室高度检查的方法是:在活塞顶部均匀放置三小堆电工用的熔丝,装好气缸盖后,转动曲轴数圈后拆下气缸盖,测量熔丝厚度,该厚度即可认为是压缩室高度。(www.xing528.com)

一般情况下,压缩室的测量高度不应超过制造厂规定高度的±5%。

(33)活塞磨损规律可循,合理确定活塞的更换时机 在工作中,活塞磨损可以总结出以下规律:其一,最严重的磨损部位在活塞环槽,尤其是第一道环槽,往下逐渐减轻;其二,在同一环槽中磨损最大的是环槽的下平面,上平面磨损较轻;其三是活塞裙部的磨损,如果使用不当,在侧压力的作用下,与气缸壁接触的裙部面会产生有规律的丝缕状磨损痕迹;其四,由于气体压力和惯性力的作用,活塞销座孔与销之间也会产生磨损,磨损最大处一般在座孔上下部位,当磨损后配合间隙过大时,在工作中便会产生不正常的响声。

对于活塞环槽和裙部发生的轻微磨损,在柴油机小修时可暂不维修。在大修时,为了提高柴油机技术性能,可采用更换活塞和活塞环的方法予以处理。若个别活塞因裙部磨损过大而产生敲缸,而气缸套磨损又未达到极限值,则可个别更换。当活塞销座孔与销之间磨损形成一定间隙时,可通过换用直径较大的活塞销解决,不必更换活塞。如果发现活塞顶上有气门头印痕(见图3-24),或活塞裙部破裂(见图3-25)则应及时处理,不可拖延,以防止整个柴油机报废。

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图3-24 活塞顶部有气门头印痕

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图3-25 活塞裙部破裂

(34)选用新活塞 活塞的修理级别尺寸,一般都刻印在活塞顶部,应该选用与气缸加大级别一致的活塞。

目前国内柴油机活塞加大尺寸分为5级,即0.25mm、0.75mm、1.00mm、1.25mm、1.5mm。实际上,使用加大尺寸的活塞只有0.25~1.00mm的三个级别。选用何种级别加大尺寸的活塞,要根据气缸的磨损程度来决定。

同一台柴油机上,应选用同一厂牌、同一规格和同一组别的活塞。且其质量差为3%~5%,直径差为0.020~0.025mm。各机型柴油机大修时,必须检测新活塞的裙部尺寸,以防止发生装配质量问题。

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图3-26 活塞裙部尺寸的测量

(35)测量活塞裙部直径 活塞裙部直径的测量,通常采用两种方法:一种方法是根据不同机型或活塞顶部记号注明的尺寸,用外径千分尺在活塞裙部规定的位置测量。例如依维柯汽车装用的索菲姆8140.27型柴油机,使用BORS型活塞,其裙部测量位置在垂直于销座孔方向距活塞底面12mm处,如图3-26所示。索菲姆8140.27型柴油机使用KS型活塞,其裙部测量位置则在垂直于销座孔方向距活塞底面17mm处。将在此位置测得的数值和气缸磨损最大部位测量值的差值,与所配气缸间隙值相比较,即可确定该活塞可否继续使用。

另一种方法是,采用测量配缸间隙的方法来确定活塞可否使用。具体做法是,将活塞倒置于相应的气缸中,销座孔平行于曲轴方向,在活塞受侧压力大的一面,用塞尺垂直插入气缸壁与活塞裙部之间(与活塞一起放入),如图3-27所示。当以30N的力垂直拉动塞尺时,若手感觉有轻微阻力,即为合适。

此时必须注意的一点是,当配缸间隙在0.15mm以内时可使用此法检查。若间隙大于0.15mm,就不能再用此法检查。这是因为,此时用的塞尺厚而刚度大,不能与活塞表面紧密贴合,易产生误差。在这种情况下,只能用前一种测量方法。

(36)用手工铰配法安装活塞销 活塞经过加热,如果活塞销仍很难轻便地推入活塞销座孔中,则说明活塞的销孔过小,或是活塞销的直径过大。可采用手工铰配法来实现活塞与活塞销的装配。正确操作方法是,将活络铰刀垂直地夹持在台虎钳上,铰削活塞销座孔,如图3-28所示。

铰削时,要用两手平握活塞,按顺时针方向转动活塞并轻轻下压。转动要平稳,每次铰削至刀刃下端与销座平齐时应停止铰削。压下活塞,从铰刀下方退出,以防刀刃缩进下面的座孔后造成铰偏或起棱。此外,为使销座孔铰削正直,每调整一次铰刀,要从销座孔两个方向各铰一次。

为防止铰大销座孔,在铰削过程中应随时用活塞销与之试配。当铰削到能用手掌的力将活塞销推入销座孔的1/3时,即应停止铰削,如图3-29所示。

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图3-27 活塞和气缸套配合间隙的测量

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图3-28 活塞销座孔的铰削

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图3-29 活塞销与座孔的试配

经刮削后的座孔,应达到能用手掌的力量将活塞销推入座孔1/2~2/3,且接触面积在75%以上。

(37)正确安装活塞连杆组件 活塞连杆组是总成组件,主要由活塞、活塞环、活塞销、连杆衬套、连杆瓦等组成。为了保证活塞环顺利进入气缸套不受损伤,事先要准备好专用安装工具。专用工具有两种:一种是铁皮夹圈,另一种是专用套筒。以195型柴油机为例,可用厚1~1.5mm、宽80~100mm的铁皮做一个铁皮夹圈,如图3-30所示。安装时用铁皮夹圈将活塞环夹紧后推入气缸,如图3-31所示。用于其他型号柴油机的铁皮夹圈,除直径变化外,其他数值不变。

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图3-30 铁皮夹圈

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图3-31 把活塞环装入气缸内

专用套筒的制作方法是:把一个磨损台阶较深的旧气缸套,或一个全新的气缸套锯下一段,并把一头的内壁用车床车削成外宽里小的嗽叭状,如图3-32所示。

喇叭口比未压缩的活塞环直径应该大3~5mm,且喇叭口内壁应光滑。

将活塞连杆组件装入气缸时,应先转动曲轴使准备装入活塞连杆组件的连杆轴颈位于上止点,再用木棒轻轻敲击活塞顶部,小心而谨慎地把它推进去。如果发现推进困难,应仔细观察是不是因活塞环脱出卡住造成的。

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图3-32 用专用套筒安装活塞连杆组件

a)制作专用套筒 b)将组件装入气缸

(38)确定连杆在气缸中的位置 很多柴油机活塞连杆组件的安装是有一定方向的,装配错误,会影响柴油机的正常使用。实践过程中,可以根据不同形式活塞连杆组件所具有的特点,来判断活塞连杆组件在气缸中的位置。

连杆杆身槽内有字的一面,一般是朝向柴油机前面(即装有喷油泵的一面),45°分开面的连杆大端,分开面应与曲轴轴颈的旋转方向一致,即从曲轴顺时针转向看,连杆大端的长端在曲轴中心线的左边,短端在右面。具体有以下几种情况:

1)对于大端瓦座有止推缺口的连杆,从曲轴顺时针转向看,缺口一般在曲轴中心线的右边。

2)对于大端有射油眼的连杆,射油眼一般朝向气门挺杆。

3)对于大端有油匙的连杆,油匙方向应与曲轴转向相同。连杆小头油孔必须与活塞顶燃烧室缺口同侧,如图3-33所示。

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图3-33 活塞连杆组件的正确标配

另外,安装连杆轴瓦盖时应注意,连杆体与连杆轴瓦盖的编号应该相同,且号码应装在同一侧,如图3-34所示,不允许把各个连杆轴瓦盖任意互换装配。

(39)确定活塞在气缸中的位置 对于顶部为平顶、裙部有防胀槽的活塞,其防胀槽一边应装在燃烧爆发时气缸受侧压力的对面。即从曲轴顺时针转向看,在气缸套中心线的右边。对于没有防胀槽的活塞,要视其顶部厚度是否一致而定。若有厚薄之分,较厚的一面应装在燃烧爆发时活塞受侧压力的一边;若活塞顶部厚薄一致,则安装时没有方向性。

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图3-34 连杆轴瓦盖的装配要求

除了平顶活塞外,为有利于混合气的形成,以达到充分燃烧的目的,很多柴油机往往采用凹顶活塞,凹顶活塞顶部形状如图3-35所示。

活塞顶上的凹穴虽有多种式样,但一般可分为涡流凹穴和气门凹穴两大类。涡流凹穴呈球面,气门凹穴为两个平底圈。其目的是为避免活塞处于上止点时活塞顶与气门头发生撞击。

凹顶活塞安装具有方向性,装配时必须符合各厂的规定要求。一般情况下,涡流凹穴应该朝向气缸盖的涡流燃烧室,气门凹穴应该朝向气缸盖的气门头。

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图3-35 凹顶活塞顶部形状

a)ω形 b)球形 c)U形 d)微涡流燃烧室 e)HMMS-Ⅲ型 f)花瓣形

日本三菱柴油汽车装用的DC系列柴油机,活塞顶上有一个ω形的空腔(见图3-35a),空腔的中心与活塞的中心有微小的偏移。这种柴油机要求活塞顶上的“UP”记号应朝向柴油机中央的V形槽一边。

组装解放CA1091K2汽车装用的6110型柴油机活塞和连杆时,应将活塞向前的箭头标志与连杆体上的凸起标志置于同一侧。活塞加热后,应将表面涂有机油的活塞销轻轻推入销孔内,不得捶击。

斯太尔1491汽车装用的WD615型柴油机和依维柯汽车装用的索菲姆8140型柴油机,活塞顶上的标志均指向飞轮方向,装配时切不可装错。

(40)正确把握活塞环的更换时机 在活塞环与气缸套这一对摩擦副中,活塞环是低值易损件。不适时地更换活塞环,会加速柴油机的磨损,缩短使用寿命,以及影响柴油机的动力性和经济性。应正确选择换环时机,更换时应考虑以下因素:

1)气缸和活塞环的磨损程度。使用实践证明,活塞环比气缸磨损快。因此除大修时必须更换活塞环外,在两次大修之间,当气缸最大磨损量每100mm缸经达0.18~0.22mm(相当于活塞环的端隙超过2mm)时,即应更换活塞环。

2)镗缸或更换气缸套时,必须更换活塞环。

3)活塞环断裂损坏,必须更换。

(41)正确选配活塞环 更换活塞环时,应按照气缸的修理尺寸,选配与气缸规格相同的活塞环。活塞环除标准尺寸外,还有加大0.25mm、0.50mm、0.75mm、1.00mm等尺寸。但通常使用的修理尺寸只有两级,即0.25mm和0.50mm。当气缸磨损到一定程度后,通常都采用更换气缸套和活塞的办法进行修理。此时,应使用标准尺寸的活塞环。

为了确保活塞环与活塞环槽、气缸的良好的配合,在选配活塞环时,还应检查端隙、侧隙、背隙、漏光度和弹力等。实践证明,活塞环的弹力弱是导致排气管喷机油的重要原因之一。活塞环弹力的强弱,可用弹簧试验器检查,也可用对比法进行。此时可将旧活塞环和新活塞环直立在一起,用手从上面加压力。如果旧环口相遇,而新环口还有相当的间隙,则表示旧环弹力比新环差。

(42)正确拆卸活塞环 拆卸活塞上的活塞环时,最好用图3-36所示的活塞环卡钳进行,这是最便捷的方法。也可将铁丝弯成环形,套在两手的拇指上帮助拆卸,如图3-37所示。如果一件工具也没有,则先可用布包住大拇指,然后用两个大拇指掰开活塞环开口,从活塞顶部拆出。

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图3-36 用卡钳拆活塞环

1—活塞环 2—卡钳

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图3-37 用铁丝帮助拆活塞环

(43)正确装配连杆螺栓 连杆螺栓是柴油机上极为重要的螺栓,是为数极少的三处有拧紧力矩要求的螺栓之一(其他两处为气缸盖螺母和飞轮螺母)。

在柴油机运转过程中,一旦连杆螺栓折断,除了可将气缸体损坏外,还有可能使活塞连杆组件完全报废。连杆螺栓的断裂部位,大多在螺纹接触面前1~2圈处,如图3-38所示。

为了防止柴油机发生异常的大事故,在装配连杆螺栓时,应注意以下事项:

1)按照规定力矩拧紧连杆螺栓。S195型柴油机连杆螺栓拧紧力矩为78~98N·m,ZS1115型柴油机连杆螺栓的拧紧力矩为78~118N·m。若拧紧力矩不足,就会导致螺栓松动脱落而发生事故;拧紧力矩过大则损伤螺纹,拉长螺栓,同样会导致事故的发生。

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图3-38 连杆螺栓折断部位

按规定,连杆螺栓要用力矩扳手拧紧到规定数值。没有力矩扳手也可用一般的扳手代替,但扳手力臂的长度应为360~460mm,用一只手拧至稍感到吃力为止。当然,用普通扳手拧紧连杆螺栓,由有较丰富实践经验的人员操作为好。这是因为,在一些人的心目中,往往有一种拧紧力矩越大越保险的错误概念。其结果,必然适得其反。

当缺乏技术资料,不知道该型柴油机连杆螺栓的拧紧力矩是多少时,有两种方法可以大致估算出拧紧力距。一种方法是:检测正常使用的同类型柴油机连杆螺栓的拧紧力矩,并以此作为操作标准;另一种方法是:根据螺栓螺纹直径的大小估计其力矩,例如米制螺纹直径为10mm的螺栓,拧紧力矩为60~80N·m;米制螺纹直径为12mm的螺栓,拧紧力矩为80~100N·m;米制螺纹直径为14mm的螺栓,拧紧力矩为100~120N·m。其他直径螺栓的拧紧力矩依此类推。

2)连杆螺栓的螺母紧固程序应合理。在装配连杆螺栓时,通常不允许一次拧紧,而应该交替几次拧紧达到规定的力矩。否则,不但会引起被连接机件的变形,也会使连杆轴瓦上的各个连杆螺栓力矩不均,降低连杆使用质量。

以康明斯6BT5.9型柴油机为例,连杆螺栓的拧紧次序为两个螺栓交替拧紧,分两次进行。第一次的拧紧力矩为55N·m,第二次转角60°,拧紧力矩为126N·m。

转角拧紧法是装配精度较高的柴油机紧固时常用的方法。它要求将螺栓先预紧而后转角拧紧,且最好使用转角器拧紧。如无此条件,可在螺栓的六角处做一标记,参照标记转动60°即可。

如在装配WD615型柴油机连杆螺栓时应采用转角法紧固。即先将连杆螺栓预紧,再用120N·m的拧紧力矩对称拧紧,然后分别将连杆螺栓旋转90°±5°,并检查最终拧紧力矩,应达到200~250N·m。

3)防止连杆螺栓的锁紧装置失效。虽然连杆螺栓的螺纹连接本身具有自锁性,但在负荷变化和冲击振动的情况下,螺纹之间的摩擦力不稳定,并有瞬间消失的可能,这必将导致连接的松动和破坏。为了保证持续的可靠性,连杆螺栓大多有防松装置。当装配方法不当,或经长期使用使防松装置损坏失效时,在外载荷的作用下,很容易使螺纹连接发生松动脱落。

S195型柴油机的连杆螺栓,采用铁丝锁紧防松脱装置。此时,锁紧方法应按下列要求操作:

①每根铁丝只能用一次,即使是刚锁好又拆下的铁丝也不能再用。

②各连杆螺栓的穿铁丝线孔,应尽量不在同一直线上,如果已在同一直线上,可把其中的一个螺栓多拧一些。

③铁丝穿过一个孔后,再穿过另一个能把两个螺栓拉向拧紧方向的螺栓孔。然后把铁丝拉紧呈“8”字形拧在一起,如图3-39所示。

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图3-39 正误铁丝锁紧方法

④在拉紧和扭绞铁丝时,都不能敲打或拧过头,以免损伤铁丝。最后,把多余铁丝剪去。

(44)在何种情况下要及时更换连杆螺栓 实际使用过程中,连杆螺栓具有下列情况之一时应当及时更换,不可勉强使用:

1)连杆螺栓螺杆、螺母的螺纹上有损坏部位。

2)发生活塞咬缸或飞轮事故以后。

3)螺栓不能与螺栓孔紧密配合了。

4)螺栓有凹痕、裂口或裂纹。

5)螺母配上螺栓后有松弛现象。

6)螺栓长度比标准螺栓长2%时。

7)如果没有发现上述缺陷,但连续使用时间超过7500h,为了安全起见,应考虑更换连杆螺栓。

(45)检查连杆螺栓上的裂纹 连杆螺栓及其他一些重要零件裂纹的检测,可将被怀疑的连杆螺栓等零件放入煤油中浸0.5h左右,然后取出并擦干净,在欲检查的表面涂上一层白粉笔灰,待干后,裂纹处的白粉笔灰由于吸收裂纹渗漏出来的煤油而变黑,即可很方便地查出裂纹部位。

为了更明显地看清楚裂纹所在部位,还可在擦净的连杆螺栓表面涂上层专用的颜料液(由65%煤油、30%变压器油和5%松节油组成,并在每升混合液中加入5~6g油质橙黄颜料),经10min左右,把表面的颜料液擦去,再在表面涂一薄层白黏土和水混合的糊状物,待干燥后,渗入裂纹中的颜料液便在白色底面上显出鲜明的颜色。

(46)正确判别连杆轴瓦的松旷程度 在维修行业,习惯上把柴油机上使用的滑动轴承,统称为轴瓦。其中曲轴轴承称为大瓦,连杆轴承称为小瓦。

维护时,判断连杆轴瓦的松旷程度可采取下述方法:在静态条件下,将气缸体的侧盖板拆下,转动曲轴使气缸中的活塞连杆组件位于上止点位置,然后以凸轮轴作交点,用一较长的木棒将连杆用力下压,随后再将木棒移至连杆大端下部往上撬。正常情况下,径向不应有松旷的感觉。

在运转过程中,可以从高速突然减速,通过辨别连杆轴瓦的声音,判断轴瓦的松旷程度。此时,若间隙过大,将会听到一种脆而轻的敲击声。响声的特征是,随着柴油机转速的升高而增大,随着负荷的增大而增强。在气缸体外侧听诊,此响声好像用小锤轻敲耐火砖块“嗒嗒”的声音。

另外,也可通过查看机油压力表示数作参考。当轴与轴瓦磨损时,机油压力表的示数下降,即预示着可能存在配合间隙增大而有漏机油的部位。

(47)测量轴瓦的磨损程度 轴瓦磨损程度的测量,先按图3-40所示,用外径千分尺分别测量连杆轴颈和主轴轴颈的直径,再按图3-41所示,用内径千分尺分别测量连杆轴瓦和主轴瓦的内径。

通过计算测量结果得出的差值,即分别是主轴瓦与连杆轴瓦的间隙。当间隙超过使用说明书或修理手册中的规定值时,就应该更换轴瓦。

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图3-40 用外径千分尺分别测量连杆轴颈和主轴轴颈

a)测量连杆轴颈 b)测量主轴轴颈

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图3-41 用内径千分尺测量连杆轴瓦与主轴瓦的内径

a)测量连杆轴瓦 b)测量主轴瓦

(48)装配主轴瓦时应注意的事项 在维修过程中,必须注意的一点是曲轴主轴瓦不能有差错。否则会引起烧轴瓦、轴瓦响等一系列故障。为此在装配曲轴主轴瓦时,应该注意以下事项:

1)对每一道主轴瓦都要做一次仔细检查。通常,主轴瓦盖上按顺序标有1、2、3……的编号,要与曲轴箱上的轴瓦编号一致。这是因为轴瓦盖是对号入座的,不允许互换。有的轴瓦盖还标有箭头,其所指方向为柴油机的前端。

2)安装设置有止推片的轴瓦座时,应注意方向性,不能装错。此时有油槽(油沟)的一面朝外,无油槽的一面紧贴于曲轴箱的轴瓦座上。设置有止推片的轴瓦座与曲轴箱的轴瓦座上均有定位销,以防止止推片掉落或位移,装配时切记不可漏装。

3)主轴瓦盖螺栓必须按规定顺序自中间向两端依次拧紧。操作时,应使用能显示拧紧力矩的扭力扳手,先将中间一道主轴瓦盖螺栓拧紧,而后再依次拧紧其余的主轴瓦盖螺栓。要分2或3次拧紧,最后达到使用说明书上规定的力矩。

4)轴瓦的上下瓦片绝不能装错,否则,将会使润滑油孔堵塞,引起烧瓦事故。

5)装配时,轴瓦内表面与曲轴轴颈表面均需涂抹洁净的润滑机油。

(49)轴瓦损坏形式及表现 柴油机主轴瓦和连杆轴瓦损坏一般有三种表现形式,即砸瓦、拉瓦和烧瓦。

轴瓦合金层掉块,俗称砸瓦。此时,轴瓦的工作表面可能出现平行状、鳞片状或网状剥落,也可能使合金层呈点状、块状或片状掉块。其原因往往是由于轴颈与轴瓦间隙过大,机油变质或是强度不够,在轴与轴瓦冲击力的作用下油膜消失,使轴瓦片上的合金层产生龟裂,严重时使合金层脱落掉块。

轴瓦拉伤时,轴瓦内圆表面沿轴瓦圆周方向出现线状或带状的拉痕。拉瓦的原因是油脏,混在机油中的微小机械杂质随着机油流向轴与轴瓦之间,坚硬的杂质将轴瓦的合金层拉伤,严重时可将曲轴轴颈拉伤。

烧瓦是曲轴轴颈与轴瓦之间因缺少机油润滑而使轴瓦合金被烧熔的一种现象。图3-42所示即为轴瓦烧损实物。

(50)判断柴油机烧瓦 根据实际工作经验,通常同时出现以下三种情况时,可判断该柴油机已发生烧瓦事故:

1)机油温度急剧升高至90℃以上。

2)机油压力突然大幅度下降。

3)拆开机油滤清器或清洗油底壳时,可以看到有许多轴瓦合金粉末。

(51)校正中心线挠曲的曲轴曲轴中心线是否挠曲,可用测量曲轴臂距差的方法来测定。对于已发生挠曲变形的曲轴,应及时矫直或更换。在维修中,敲击矫直法是一种简单可行的办法。方法是用铁锤自轴颈左右两相反方向敲击曲柄臂表面,敲击的力度和方向,应视此段曲轴中心线挠曲程度和方向而定。

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图3-42 轴瓦烧损实物

(52)曲轴滚动轴承外圆转动的因素和应急修复 当柴油机曲轴主轴承采用滚动轴承时,在使用中常常发生轴承外圈在主轴承孔中转动,使孔径很快磨大,导致与曲轴前后轴承孔的不同轴度加大,如不及时修理,必使曲轴无法正常工作。

造成滚动轴承外座圈转动的主要因素有三个:一是柴油机在工作中经常产生振动;二是柴油机工作过程中产生的爆发压力,通过连杆、曲轴及滚动轴承传给机体,在这过程中,滚动轴承外圈受到转动力矩的作用;三是据有关研究单位的试验,柴油机使用中轴承内圈的温度要比外圈高10℃左右,热胀程度不一致,有可能使滚珠和滚道的间隙消失,甚至形成过盈挤死,这样运转的结果,不是把滚珠保持器损坏,就是使外圈转动。

如果发现滚动轴承外圈已经松动,理想的办法是在轴承外圈用烙铁均匀地涂上一层锡或巴氏合金,用平锉修整到要求尺寸。此外,采用在轴承与其座孔间夹铜皮,或用冲子在主轴承座孔上冲“麻眼”等办法,也能使轴承外圈在装配后恢复一定的紧度。但是,上述的后两种方法不能修整椭圆度,从长远看还会使轴承孔的不同轴度加大,因此只能作为一种临时救急的办法应用。

(53)曲轴扭转减振器的功用和橡胶式扭转减振器的结构 柴油机曲轴扭转减振器的功用,是使曲轴扭转振动的能量消耗在减振器内的摩擦上。其产生的阻尼作用,使扭振的振幅衰减,即使在强共振的工况下,也不会产生危及安全的大振幅。

图3-43所示是各种橡胶式扭转减振器的结构。

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图3-43 各种橡胶式扭转减振器

1—减振盘 2—减振橡胶 3—销钉 4—缓冲弹簧 5—带轮 6—罩壳

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