模塊二柴油機的結構和主要零部件1

模塊二柴油機的結構和主要零部件,教學目標1.具有拆裝工具選用及使用的能力；2.具有對動力裝置拆裝的技術與安全操作的能力；3.具有正確拆吊和裝配四、二沖程柴油機主要零部件的能力；4.具有正確測量氣缸套內徑磨損、活塞銷磨損、活塞環(huán)天地間隙、搭口間隙的能力；6.具有柴油機主要零部件結構的知識和對工作條件分析、管理的能力；重點：柴油機各主要部件的作用、工作條件、工作原理及結構特點，各部件的常見故障及原因，管理注意事項。難點：燃燒室部件承受的機械負荷、熱負荷及分析，缸套、活塞、連桿、十字頭、曲軸、活塞桿填料涵及活塞冷卻機構的結構，曲柄排列與發(fā)火順序。,主要內容,單元一燃燒室部件單元二曲柄連桿機構單元三柴油機的主要固定部件缸蓋燃燒室部件缸套活塞組件主要零部件連桿曲柄連桿機構曲軸主軸承主要固定件：機架、機座、貫穿螺栓,單元一燃燒室部件,一、燃燒室部件承受的負荷1機械負荷機械負荷指受力部件承受氣體力、安裝預緊力、慣性力等的強烈程度。主要以氣體力和慣性力為主。柴油機的機械負荷有兩個特點：一是周期交變；二是具有沖擊性。1）安裝應力：安裝應力與預緊力成正比。因此，安裝氣缸蓋時不應過分緊固，否則會使氣缸套、氣缸蓋發(fā)生損傷。另外將缸套凸肩加高，可使缸套安裝應力大大減小。,2）氣體力：氣體力是周期變化的，其最大值為最高爆炸壓力，變化頻率與轉速有關，因而由氣體力產生的機械應力也稱高頻應力。由氣體力產生的機械應力具有以下特點：氣缸蓋、活塞：觸火面為壓應力，冷卻面為拉應力。缸套：徑向：觸火面為壓應力最大，冷卻面為零。切向：觸火面為拉應力最大，冷卻面為拉應力最小。機械應力與部件壁厚成反比，即壁厚愈大，機械應力愈小。3）慣性力：活塞組件在缸內作往復變速運動，產生往復慣性力；曲軸作回轉運動產生離心慣性力。其大小與部件質量和曲軸轉速的平方成正比。由慣性力產生機械應力是一種高頻應力。,2熱負荷,1）熱負荷是指柴油機的燃燒室部件承受溫度、熱流量及熱應力的強烈程度。2）熱負荷的表示方法（1）熱流密度（2）溫度場（3）熱應力3）熱負荷過高對柴油機的危害：（1）使材料的機械性能降低，承載能力下降；（2）使受熱部件膨脹、變形，改變了原來正常工作間隙；（3）使?jié)櫥砻娴幕脱杆僮冑|、結焦、蒸發(fā)乃至被燒掉；（4）使受熱部件（如活塞頂）受熱面被燒蝕；（5）使受熱部件承受的熱應力過大，產生疲勞破壞等。船舶上，輪機管理人員通常用排氣溫度來判斷熱負荷的高低。,4）熱應力：是指受熱部件在內外表面溫度不同并且有一定約束的條件下在金屬內產生的一種內力。,氣缸蓋、活塞：觸火面為熱壓應力，冷卻面為熱拉應力。缸套：徑向：為零。切向：觸火面為壓熱應力，冷卻面為拉熱應力。熱應力與部件壁厚成正比，即壁厚愈大，熱應力愈大。高頻應力：應力變化周期與柴油機工作循環(huán)周期相同，頻率較高。與轉速有關。低頻應力：應力變化周期與柴油機起動-運行-停車或負荷變化的周期相同，頻率較低。,由機械應力和熱應力可知：機械應力與部件壁厚成反比，即壁厚愈大，機械應力愈小。因而從降低機械應力的角度看，應使增大，但熱應力與部件壁厚成正比，因此增大，熱應力增加。所以對燃燒室部件不能采取厚壁結構。合理解決這一技術難題的措施是采用薄壁強背結構。所謂薄壁就是燃燒室部件的壁要薄，以減少熱應力。而強背就是在薄壁的背面設置強有力的支承，以降低機械應力?，F(xiàn)代新型柴油機燃燒室部件采用鉆孔冷卻機構就是典型的薄壁強背結構。,3熱疲勞,燃燒室部件在交變的熱應力作用下出現(xiàn)的破壞現(xiàn)象稱熱疲勞。熱疲勞對燃燒室部件的破壞是從出現(xiàn)裂紋開始的，逐漸發(fā)展使部件疲勞破裂。當柴油機工作時，高溫面的熱應力為壓應力。如果燃燒室壁面局部在高溫作用產生蠕變而引起塑性變形，則當停車或負荷降低、壁面溫度降低時，因塑性變形無法恢復原狀而產生殘余拉應力，由此形成壓拉應力交替。由于該交變應力的變化周期與轉速無關，而只取決于起動-運行-停車或負荷變化的周期，因此稱為低頻應力。顯然由熱疲勞引起的裂紋，通常從高溫觸火面開始，逐漸發(fā)展形成疲勞損壞。,二、氣缸蓋,1作用：（1）組成燃燒室（2）安裝噴油器、進、排氣閥、啟動閥、示功閥、安全閥等附件。（3）構成冷卻水通道和進、排氣通道2工作條件（1）承受螺栓的預緊力作用。（2）承受氣體力作用：觸火面壓應力，冷卻面拉應力。（3）承受熱負荷的作用：觸火面壓熱應力，冷卻面拉熱應力。（4）承受腐蝕疲勞作用：缸蓋承受冷卻水的腐蝕和機械循環(huán)應力作用，產生腐蝕疲勞。,3要求：（1）足夠的強度和剛度。（2）底部各種閥孔之間的金屬堆積處和高溫部位，要冷卻良好，使各部位的溫度均勻。（3）各種閥件的拆裝、維護方便。（4）冷卻水腔的水垢易于清除。,4類型：（1）按材料分：鑄鐵鑄鋼鍛鋼增壓度較高的低速機多采用鍛鋼制成。（2）按氣缸蓋與氣缸之間的數(shù)量關系可分為：,1單體式氣缸蓋,2整體式氣缸蓋,單體式：每個氣缸設一個氣缸蓋，用在中、大型高增壓柴油機。特點是氣缸蓋和氣缸套接合面處的密封性好，拆裝方便，但氣缸的中心距加大，柴油機長度增加。整體式：整個柴油機所有氣缸的氣缸蓋鑄成一體，多用于小型柴油機。特點是氣缸的中心距小，結構緊湊，但易變形，密封性差，結構復雜，加工不便。分組式：23個氣缸的氣缸蓋合鑄成一體，用在缸徑較大的中小型高速機上。,5構造1）大型低速柴油機氣缸蓋的構造,圖MAN-B&WS-MC-C型柴油機氣缸蓋1-排氣閥孔；2-冷卻鉆孔；3-垂直孔；4-噴油器孔；5-起動閥孔；6-安全閥于示功閥孔；7-氣缸蓋螺栓孔；8-冷卻水腔；9-冷卻水套,（1）冷卻水孔離燃燒室卻很近，構成“薄壁強背”，可降低熱負荷和機械負荷。（2）氣缸蓋底面為倒錐形，利于換氣和燃燒。（3）兩只噴油器對稱布置，有利于油霧形狀和燃燒室形狀的配合，確保油、氣良好混合。（4）缸蓋底最下部的內圓柱形壁面，使缸蓋和缸套的接合面下移，以便接合處不受火焰的直接沖擊，對接合面起到保護作用。（5）冷卻水由接合面的外部進入氣缸蓋，消除了冷卻水通過接合面漏入氣缸內部的可能。（6）缸蓋螺栓在圓周上均勻分布，保證缸蓋、缸套受力均布。,2）中速柴油機氣缸蓋的構造,（1）進、排氣道左右布置，減少高溫排氣對低溫進氣的加熱作用。（2）進氣閥孔比排氣閥孔大，以提高充氣量。（3）缸蓋底板上設有水平中隔板，可把底板減薄，提高冷卻效果，減少熱應力。（4）中隔板通過氣道、噴油器道與底板相連，使底板得到強有力的支承，提高底板的機械應力。（5）中隔板把冷卻水腔分成上、下兩個部分，可提高冷卻水流速。（6）缸蓋前后壁開有較大尺寸的孔，用于清潔冷卻水腔中的水垢。,6常見故障,氣缸蓋最常見的故障是在缸蓋底面上產生裂紋、冷卻水側的腐蝕及閥座的磨損。1）裂紋部位四沖程機常在進、排氣閥孔和噴油器孔及座面上產生裂紋。二沖程機常在孔與孔之間和孔的圓角處，即有應力集中的地方。2）裂紋原因缸蓋產生裂紋的根本原因是熱應力和機械應力周期作用引起的熱疲勞操作不當：起動、加速太快或超負荷運行；冷卻、潤滑液不足或中斷；突加冷卻水等。維護保養(yǎng)不當：每按規(guī)定上緊螺栓或各螺栓受力不均。,3）裂紋判斷（1）管理中判斷：開車前沖車時，觀察示功閥有無水汽、水珠噴出。如有，表明氣缸蓋可能產生了裂紋。運轉中，觀察冷卻水壓力是否波動，冷卻水出口溫度是否升高，膨脹水箱水位是否正常；滑油中是否有水，油位是否升高。吊缸時，活塞頂部有積水或銹痕，表明氣缸蓋有裂穿現(xiàn)象。（2）目側法：（3）粉劑顯痕法：煤油、白粉、15min（4）水壓試驗法：0.7MPa（5）磁力探傷：,三、氣缸套,1作用：（1）組成燃燒室（2）四沖程機是活塞運動的導承，承受側推力（3）二沖程機與活塞運動配合控制換氣過程（4）與缸體構成冷卻水空間,2工作條件,（1）承受周期性變化的氣體力作用：徑向：觸火面壓應力最大，冷卻面為零。切向：觸火面拉應力最大，冷卻面拉應力最小。（2）承受熱負荷的作用：觸火面壓熱應力，冷卻面拉熱應力。（3）承受摩擦作用（4）內表面承受燃氣的化學腐蝕，外表面承受冷卻水的腐蝕作用。（5）筒狀活塞承受冷卻水的穴蝕作用。,3要求：強度剛度耐熱性能耐磨性能工作中良好的潤滑與冷卻一定的粗糙度,圓度和圓柱度精度可靠的氣封和水封,4材料：采用耐熱、耐磨的合金鑄鐵，內表面鍍鉻以提高耐磨性，外表面涂防銹漆或裝鋅5類型：,a)濕式氣缸套；b)干式氣缸套；c)帶冷卻水套式氣缸套,干式特點：（適用于大批量生產的小型柴油機）優(yōu)點：缸套可以很薄，節(jié)省材料缺點：缸套外表面與缸體內孔加工精度度高濕式特點：（應用最廣泛）優(yōu)點：散熱性好缸套厚度大，剛性好制造和更換方便缺點：易產生穴蝕和腐蝕。冷卻水套式特點：避免缸體受冷卻水的腐蝕冷卻水腔布置合理，中下部溫度較高減少腐蝕磨損降低氣缸體高度，簡化結構減輕重量，對超長行程尤其有利,圖Su1zerRTA型柴油機氣缸1，3，6-O型密封圈；2-氣缸套；4-導水環(huán)；5-悶頭或傳感器；7-氣缸體；8-布油槽；9-冷卻水導套；D，D1-放泄孔；L-進水孔；KB，KB1-檢漏孔；KW-冷卻水腔；LR-空腔；TB-冷卻水孔；S-掃氣口；ZS-注油孔；A-填料函座孔；B-掃氣通道；C-人孔,6構造：以二沖程十字頭式SulzerRTA型柴油機為例：,（1）缸套凸肩做得又高又厚，采用鉆孔冷卻，可降低缸套上部的機械應力和熱應力。（2）缸套上部固定，下部呈自由狀態(tài)，受熱后可向下膨脹。（3）設有O型密封圈3、3a，防水漏入LR空間，可從KB1孔檢查（4）O型密封圈6可防水漏入掃氣箱，并防掃氣箱空氣進入冷卻水腔?？蓮腒B孔檢查（5）上部注油點設有布油槽，均勻分布。（6）缸套下部掃氣口均勻分布。,7常見故障,氣缸套的損壞形式有內表面磨損、裂紋、拉缸、外表面的腐蝕和穴蝕1）裂紋部位：一般發(fā)生在應力集中的部位。如氣口、布油槽及凸肩等處。原因：檢查方法：,2）磨損（1）氣缸套磨損的形式熔著磨損：一般發(fā)生在活塞位于上止點時第一道活塞環(huán)所對應的缸套位置。腐蝕磨損：A、低溫腐蝕防止低溫腐蝕的措施B、高溫腐蝕磨料磨損：,（2）過度磨損正常磨損：鑄鐵缸套的磨損量0.1mm/kh鍍鉻缸套的磨損量0.01-0.03mm/kh原因：,（3）缸套磨損的最大位置,大多數(shù)柴油機缸套磨損的最大位置是在活塞位于上止點時第一道活塞環(huán)所對應的缸套位置：原因：活塞在上部運動速度較低，不易形成液體動力潤滑和油膜；缸套上部溫度高，氣缸油易氧化變質、蒸發(fā)燒結；缸套上部壓力高，作用在環(huán)背上的氣體力大，摩擦力大；缸套上部為燃燒室，燃燒產物所生成的磨料形成顆粒及燃燒產物形成腐蝕磨損。,（4）缸套的測量,用量缸表或內徑百分表。測量部位：活塞位于上止點時第一道活塞環(huán)所對應的缸套位置；活塞位于行程中點時第一道活塞環(huán)所對應的缸套位置；活塞位于行程中點時最后一道刮油環(huán)所對應的缸套位置；活塞位于下止點時最后一道刮油環(huán)所對應的缸套位置；大型二沖程低速機，有氣口且行程較長，可在氣口上、下方增加兩個測量點。,3）拉缸,4）穴蝕：在缸套外表面產生的蜂窩狀的小孔群損傷。一般發(fā)生在筒狀活塞柴油機（1）原因：穴蝕主要是由于振動引起的。（2）防止穴蝕的措施：首先，降低缸套振動；其次，提高缸套抗穴蝕能力；最后，在管理中控制冷卻水溫度不能過高，保證足夠的水壓，防止冷卻水中含有大量空氣，保持冷卻水腔清潔，控制柴油機的負荷與轉速等。,四、活塞組件,1活塞的功用：（1）組成燃燒室；（2）將氣體力傳給曲柄連桿機構實現(xiàn)能量轉換。（3）筒狀活塞承受側推力，起往復運動的導向作用；（4）十字頭式活塞控制掃、排氣口的啟閉。2活塞的工作條件：（1）承受周期性變化的氣體力作用；（2）承受熱負荷作用；（3）承受燃氣的腐蝕和冷卻水的腐蝕作用；（4）承受機械磨擦作用；（5）承受往復慣性力的作用。,3要求：,活塞強度高剛度大，盡可能減輕重量氣密可靠冷卻效果好摩擦損失小耐磨損，較少的潤滑油消耗量良好的潤滑、較小的磨損,4活塞的構造：長裙活塞：用于彎流掃氣，裙部做得較長，防止新鮮空氣流失；短裙活塞：用于直流掃氣，裙部做得較短。1）十字頭式活塞,圖MAN-B&WL-MC型1-活塞桿；2-冷卻油管；3-活塞裙；4-活塞環(huán)；5-活塞頭,（1）活塞尺寸大，單位容積的散熱面積小，采用強制冷卻。（2）頭部和裙部分開制造，頭部承受高溫高壓燃氣作用，用耐熱合金鋼制造；裙部與缸套接觸，產生摩擦，采用耐磨鑄鐵制成，兩者用柔性螺栓連接。（3）頂部制成凹形：有利于掃氣，有利于自由膨脹，有利于燃油與空氣的混合。（4）采用鉆孔冷卻，構成薄壁強背結構。活塞加速和減速作用產生“雞尾振蕩”效應，提高傳熱效果。（5）頭部有五道活塞環(huán)槽，用于密封。（6）裙部設有青銅承磨環(huán)，用于改善磨合性能；（7）頭部直徑小于裙部直徑。（8）裙部不受側推力，故做得較薄。,2）筒狀活塞,（1）活塞頭部有落閥坑，防進、排氣閥重疊開啟時與活塞相撞。（2）活塞頂部較厚，保證偶足夠強度。（3）頭部有3-4道環(huán)槽，保證密封。（4）頂部內壁與裙部用大圓弧過渡連接，可減少應力集中。（5）裙部較長，可減輕側推力比壓。（6）裙部設有1-2道刮油環(huán)，用于刮掉缸壁多余的滑油。（7）頭部直徑小于裙部直徑，工作時使頭部和裙部的熱膨脹量趨于一致。,（8）活塞銷附近的裙部制成橢圓形，以消除熱膨脹后出現(xiàn)的失圓。長軸在垂直于活塞銷軸線方向上，短軸位于活塞銷軸線方向上。原因：筒形活塞在側推力作用下將使活塞裙沿銷軸方向變長，氣體力作用在活塞上，會使活塞產生彎曲變形使裙部直徑沿銷軸方向變長，裙部在銷座方向的金屬堆積較多，受熱后將銷軸方向產生較大的熱膨脹變形，使裙部沿銷座中心線方向增大。,5材料：大型：活塞頭用耐熱鑄鋼、耐磨合金鋼，裙部用鑄鐵或合金鑄鐵。中、高速機：鑄鐵、鋁合金、鑄鋼。合金鑄鐵：具有高的機械強度、較小的熱膨脹系數(shù)和良好的耐磨耐腐蝕性能，但重量大，散熱性較差。鋁合金：重量輕，但熱強度差，熱膨脹系數(shù)大。球墨鑄鐵和耐熱合金鋼：機械強度高，其它與合金鑄鐵相近。,6活塞的冷卻：,(1)筒狀活塞冷卻方式（都采用油冷式）：飛濺冷卻依靠曲柄銷軸承甩上來的滑油對活塞和氣缸套進行潤滑和冷卻；循環(huán)冷卻采用強制方式，使冷卻液在冷卻腔內不斷循環(huán)帶走熱量；振蕩冷卻采用強制方式，使冷卻液在冷卻腔內不斷循環(huán)并產生振蕩帶走熱量；（2）十字頭活塞冷卻機構：鉸鏈式冷卻機構僅適用于油冷活塞，其缺點是密封困難，采用油冷后，不怕漏泄，但冷卻效果不如水冷。套管式冷卻機構適用于水、油冷，對密封性要求高，水的熱容量大，冷卻效果好。,（3）套管式冷卻機構：由動管、不動管及上下密封裝置組成。動管滑套在不動管內，不動管裝有導套和噴管式抽吸器。導套起導向和密封作用，抽吸器把動靜管間隙中的漏水和空氣吸入管道中，以減少水的漏泄和緩沖因容積變化所引起的水擊。上密封阻止增壓空氣和污物下漏，下密封阻止水和污物上竄。而密封裝置可在不吊出活塞時進行檢查和拆卸。,7活塞桿填料函(StuffingBox),作用：(1)防止contaminant漏入crankcase；(2)防止LO.帶到ScavengeSpace,刮油環(huán)刮油片Lamellaforscraperring,活塞桿填料函的確兩種拆卸方法,和活塞桿一起拆卸從曲軸箱內拆下,特點2個作用由3部分組成，有2種拆卸方法每一道刮油環(huán)及密封環(huán)都由3段或4段環(huán)組成，外面用彈簧箍緊。3種通道：氣缸橫隔板孔A相連的通道引到機外孔B流回曲軸箱,8活塞銷：,1）工作條件：（1）承受氣體力和往復慣性力的作用。（2）尺寸小，軸頸比壓很大。（3）工作時相對于活塞銷座和連桿小端襯套的滑動速度小，溫度高，單位承壓面積壓力大及變形，潤滑條件差?；钊N同其配合的軸承是柴油機中工作條件最惡劣的摩擦副之一。2）要求：有足夠的疲勞強度、剛度、表面硬度和抗沖擊韌性。3）材料：低（中）碳鋼，表面滲碳淬火處理，達到外硬內韌；合金鋼，表面氮化處理。,4）活塞銷的裝配形式：（1）固定式：銷固定在銷孔的銷座上，活塞銷跟連桿小端襯套作相對滑動，這種裝配形式使工作中沖擊減小，但活塞銷單邊磨損嚴重。（2）半浮動式：銷與連桿小端固緊，兩端與銷孔是間隙配合，這種裝配形式因潤滑困難，目前很少使用。（3）浮動式：銷既可相對連桿小端襯套轉動，又可相對銷孔轉動，這種裝配形式使塞銷表面相對速度低，磨損均勻，工作可靠，拆裝方便，因而廣泛應用于中、高速柴油機中。鋁合金活塞采用浮動式裝配形式，在常溫下，銷與銷孔是過盈配合，理由是鋁合金材料的熱膨脹系數(shù)比銷高，這樣在工作時（熱態(tài)）才會有合適的間隙，裝配時通常把活塞加熱到90-100，然后將銷輕輕地推入銷孔中，切忌硬敲擊以免擦傷銷和銷座。,銷在銷孔中必須軸向定位，以防軸向竄動而刮傷氣缸套，一般用卡簧或塞子定位。,圖活塞銷的軸向定位,9活塞環(huán)：,十字頭-注油潤滑-壓縮環(huán)、承磨環(huán)。筒型活塞-飛濺潤滑-壓縮環(huán)、刮油環(huán)。,1）作用：密封、散熱、支承、布油、刮油2）工作條件：受到高溫高壓燃氣的作用往復慣性力作用缸套摩擦力作用3）環(huán)在環(huán)槽中的運動分析軸向運動徑向運動回轉運動扭曲運動4）要求：良好的密封性、耐磨性，足夠的強度、熱穩(wěn)定性及彈性，表面硬度稍高于缸套。,5）壓縮環(huán)（1）作用：密封、散熱、支承。（2）密封機理漏氣的主要途徑密封機理：第一次密封是依靠環(huán)自身的彈性。第二次密封是依靠作用在環(huán)上表面和漏到環(huán)背內圓柱面的氣體力，使環(huán)緊貼在環(huán)槽的下表面和缸套的內壁上。第二次密封比第一次密封更為重要（氣體力比環(huán)彈力大得多），但沒有第一次密封，就無法保證第二次密封。,（3）壓縮環(huán)的斷面形狀a.矩形環(huán)：優(yōu)點：結構簡單，加工方便缺點：（1）與氣缸壁的單位面積壓力小，密封和刮油效果都較差；（2）運行時往往因活塞的熱膨脹和活塞頭的搖擺等原因，使環(huán)與缸壁失去正常的接觸，引起滑油耗量的增加。,b、倒角環(huán)優(yōu)點：上行布油下行刮油縮短初磨合時間缺點：外圓面上也受到氣體壓力作用，降低了密封作用，錐面角越大超為嚴重。一般不能作第一道環(huán)，不能裝反,c、梯形環(huán)優(yōu)點：環(huán)的相對運動側面間隙不斷變化，把環(huán)槽中的積碳壓碎并擠壓出去側隙中的氣體產生徑向分力加強了密封作用單側楔形環(huán)，有扭曲環(huán)的特點。缺點：環(huán)的制造比較麻煩，其斷面強度較低。（耐高溫性好，常用于熱負荷較高柴油機的第一道氣環(huán)）,d.扭曲環(huán)：分內切槽環(huán)和外切槽環(huán)兩種。安裝扭曲環(huán)時常將內切槽環(huán)放在第二、第三道，目的是為下兩道環(huán)切槽處存留滑油，以利潤滑。另外安裝時應注意內切槽環(huán)的切槽朝上，外切槽環(huán)的切槽朝下，防止滑油刮入燃燒室。優(yōu)點：扭曲兼有錐面環(huán)優(yōu)點，良好的氣密和刮油作用。缺點：不能裝反，增大了環(huán)與環(huán)槽側面的磨損,e、開槽環(huán)(槽面環(huán))優(yōu)點：有利于潤滑和建立油膜，提高了表面接觸比壓缺點：容易引起漏氣適用于潤滑條件差、強載度高的柴油機。作第一道活塞環(huán)時，槽數(shù)不能太多。,（4）環(huán)的搭口形式：1）直切口加工方便，但漏氣量大。2）斜切口常為45或30，漏氣量??；3）重疊搭口密封性最好，但加工不便，工作中易折斷，不適宜用在一、二道環(huán)。安裝時注意：搭口處應倒角，但修正環(huán)（矯正環(huán)）不用倒角，搭口應互相錯開120-180，斜搭口方向也互相錯開。同時應檢查環(huán)的搭口間隙和側面（天地）間隙應在要求范圍內，防止過大時造成漏氣，過小時卡滯或咬死。,二沖程柴油機搭口要倒角，以防與氣口掛碰，但不宜過大，否則，漏氣。校正環(huán)，使用時不用倒角，冷態(tài)時搭口做成略向內彎，熱態(tài)時伸直與缸壁貼合。,（5）材料：硬度比氣缸套稍硬,為提高其壽命、磨合性能和工作可靠性，常采用如下工藝過程，進行表面處理：1）多孔性鍍鉻以提高耐磨性；2）內表面刻紋以提高彈性；3）環(huán)外表面開設蓄油槽以利于潤滑；4）環(huán)外表面鍍銅或鑲嵌青銅等材料以促進磨合；5）噴鉬或滲硫以防粘著；6）表面氮化處理以提高機械性能；7）搭口處內凹（稱修正環(huán)）以防掛氣口。,（6）配合間隙：搭口間隙：天地間隙（平面間隙）：背隙：,（7）氣環(huán)的泵油作用：泵油原理：活塞開始下行時，氣環(huán)壓在環(huán)槽上平面上，環(huán)在運動中把缸壁上的油刮到環(huán)槽中。當活塞上行時，氣環(huán)壓在環(huán)槽下平面上，把環(huán)槽下方的滑油擠到環(huán)的上方（上一道環(huán)槽下方）。如此周而復始，滑油就逐漸向上竄入燃燒室內。泵油的危害：滑油的消耗量增加，燃燒后造成大量積碳，增加缸套磨損。防止泵油的措施：正確安裝刮油環(huán)；適當減小天地間隙。,氣環(huán)的泵油作用,6）刮油環(huán)：,結構形式：,圖油環(huán)的結構形式和工作原理,結構特點：a.環(huán)與壁的接觸面積小，增加接觸壓力，以提高刮油能力。b.環(huán)與槽的天地間隙小，以降低泵油作用。c.雙刃式開有泄油孔，環(huán)槽下面也開有泄油孔。工作原理：刮油環(huán)上行布油，下行刮油，因此安裝刮油環(huán)時要注意把刮刃尖端朝下，若方向裝反，則會向上刮油，使大量滑油竄入燃燒室。,7）承磨環(huán)：十字頭式活塞專設為活塞氣缸磨合的青銅環(huán)。為活塞與氣缸的磨合而設置的；承磨環(huán)在運行中雖已磨平，但不必更換；缸套、活塞換新時承磨環(huán)應換新；承磨環(huán)的磨損可分析活塞的對中。,10活塞組件常見的故障,1）活塞：常見的故障有活塞頂裂紋、燒蝕和磨損。活塞頂裂紋：活塞頂燒蝕：高溫時，活塞頂部金屬材料發(fā)生氧化或脫落的現(xiàn)象。主要原因：（1）噴油器漏泄或噴孔過度磨損，使油束直噴到頂部或滴到頂板，造成燃燒惡化；（2）活塞冷卻腔結垢，使冷卻不良，導熱不好，局部過熱，加快燒蝕；（3）噴油正時滯后，造成后燃，引起溫度升高；（4）柴油機超負荷引起高溫過熱。部位：噴油器相對的活塞頂面，第一道環(huán)漏氣時在第一道環(huán)槽會發(fā)生燒蝕。措施：堆焊修補，不嚴重時允許將活塞頭轉過90使燒傷部位避開油區(qū)。,活塞磨損：部位：環(huán)槽、裙部和銷座筒狀活塞上部磨損比下部大，左右方向磨損大于前后方向（左右方向承受側推力）十字頭式活塞主要是由于安裝不正，滑快與導板過度磨損等引起。,2）活塞環(huán)：常見的故障有活塞環(huán)異常磨損、粘環(huán)、斷環(huán)（1）環(huán)的異常磨損正常磨損：外表面光滑無毛刺，無硬化層，呈鼓形，0.30.5mm/kh。環(huán)外圓磨損反映在搭口間隙，環(huán)與環(huán)槽磨損反映在天地間隙上。原因：潤滑不良、燃燒不良、磨合不良、冷卻不良、摩擦表面有硬質顆粒等。,（2）粘環(huán)：環(huán)在環(huán)槽中不能運動。,粘著原因：由于活塞或氣缸過熱、注油過多、刮油環(huán)失效、燃燒不良等原因造成環(huán)槽結炭。防止措施：a.防竄氣，竄氣會使滑油變質b.提高刮油環(huán)的刮油能力，防刮油環(huán)裝反。c.適當增加天地間隙d.控制氣缸注油量e.保持氣缸冷卻水溫度適宜f.定期更換潤滑油和加入抗氧化添加劑,判斷：a.嚴重漏氣，柴油機工作無力b.機油（或冷卻水）溫度升高c.燃油和滑油消耗量增加。粘環(huán)的后果：a.燃燒室漏氣b.活塞環(huán)斷裂c.拉缸e.四沖程柴油機滑油溫度上升，耗量增大。,（3）活塞環(huán)折斷：斷環(huán)原因：搭口間隙過小無膨脹余地而在對側折斷；環(huán)槽積炭過多或不均勻環(huán)在交變彎曲作用下折斷；環(huán)槽磨損過大過不均勻撞擊、扭轉、彎曲而折斷；環(huán)的壓入當氣體力下降后靠彈力彈出，反復張合而疲勞裂斷；氣缸套失圓張合疲勞；環(huán)掛氣口或缸套臺肩撞擊斷裂；活塞頭部熱變形使環(huán)槽縮小，造成天地間隙過大或過小。,斷環(huán)的征象：氣缸壓力下降，漏氣加劇機油消耗量增加柴油機功率下降排溫升高燃燒惡化冒黑煙。防止措施：防止粘環(huán)和磨損保證搭口間隙和天地間隙在要求范圍內。,3）活塞環(huán)磨損測量：環(huán)與缸套的磨損使環(huán)的搭口間隙變大，環(huán)與環(huán)槽的磨損使天地間隙變大。（1）天地間隙的測量：（2）搭口間隙的測量：部位：缸徑最小部位，二沖程氣口以下部位。,4）活塞環(huán)的檢查：,（1）質量缺陷的外觀檢查：（2）環(huán)上、下端面的撓曲度檢查：檢查方法為將環(huán)平放在平板上，觀察環(huán)端面與平板的接觸情況。合格要求：環(huán)平面應與平板完全接觸，不得有明顯的間隙，但允許有局部間隙，其間隙值為：缸徑200mm者，不大于0.05mm；缸徑200500mm者，不大于0.08mm；缸徑500mm者，不大于0.1mm。,（3）漏光檢查將活塞環(huán)放入標準氣缸套內（或圓筒形量規(guī)），用活塞把環(huán)推平。在缸套中活塞環(huán)的下側放一光源，上側用比氣缸外套內徑小34mm的蓋板將環(huán)蓋住，檢查環(huán)圓面與缸套壁面的漏光情況。合格要求：每處漏光弧長不得超過30，同一根活塞環(huán)的漏光弧長總和不得超過90，但在活塞環(huán)開口處左右30范圍內不允許漏光，并且漏光徑向間隙用0.020.03mm塞尺不得通過。,（4）活塞環(huán)彈性定性檢驗（自由開口法、永久變形量法）自由開口法活塞環(huán)自活塞上取下后，測量自由狀態(tài)下的開口大小。通常新環(huán)在自由狀態(tài)下開口尺寸為（0.100.13）D，D為缸徑。若所測自由開口小于新環(huán)自由開口值，說明環(huán)的彈性下降。永久變形量法活塞環(huán)取下清潔后，人為將自由開口閉合或將其擴大一倍再松開，若其永久變形量大于自由開口值的10，則表明環(huán)的彈性下降。（5）搭口間隙和天地間隙的檢查：,5）活塞環(huán)失效對柴油機運轉的影響（1）發(fā)生漏氣，使PC、PZ、Tr、Ne下降（2）環(huán)的散熱作用下降，使活塞頭過熱。（3）刮油環(huán)的刮油作用下降，使缸壁表面積集大量氣缸油或竄入燃燒室，引起積碳。（4）缸壁油膜被破壞，加速環(huán)與缸套磨損。（5）十字頭式柴油機，漏氣嚴重，會引起掃氣箱著火。（6）箱式柴油機，污染曲柄箱內滑油，加速氧化變質，甚至會使曲柄箱內滑油產生油霧引起爆炸。,五、燃燒室部件的管理要點,1）磨合：柴油機制造完工或更換缸套/活塞后，為獲得良好的配合間隙，需經過負荷漸加過程，以磨損達到目的