柴油發電機的運動件由活塞組、連桿組、曲軸飛輪組等構成。它的作用是將活塞承受的氣體壓力通過連桿傳給曲軸,并將活塞的往復直線運動變為曲軸的旋轉運動輸出機械能。
1.活塞連桿組
活塞連桿組由活塞、活塞環、活塞銷、連桿等機件組成。
(l)活塞 活塞的作用是與汽缸、汽缸蓋組成燃燒室,并通過活塞銷和連桿向曲軸傳遞機械能。
活塞頂部是燃燒室的組成部分,當柴油發電機工作時,其頂部直接承受5880、8820kPa(增壓柴油機為7840~11760kPa)爆發壓力和瞬時高溫的作用,頂部最高溫度達300、400℃,整個活塞溫度分布又極不均勻,并進行不等速的高速直線往復運動,這就要求活塞有高的強度、小的熱膨脹系數、良好的耐磨性和耐腐蝕性,好的導熱性及重量要輕。
柴油發電機的活塞頂部通常設有各種各樣的凹坑,凹坑是為改變燃燒室的形狀而設置的,使可燃混合氣的形成更有利,燃燒過程更加完善。
對強載度較高的活塞,頭部要有冷卻油道,以降低溫度??得魉?/font>NT系列柴油發電機活塞頭部上面切有三道安裝密封環(氣環)的槽,下面一道槽用以安裝刮油環(油環)的槽,油環槽的底面鉆有許多小孔,以便使刮油從缸壁上刮下的多余潤滑油經小孔流回下曲軸箱。
活塞裙部用來引導活塞在汽缸內作直線運動,并把連桿的側向力傳給汽缸壁,因此,應有足夠的承壓面積?;钊共窟€有活塞銷座,將氣體作用力經活塞銷傳給連桿。
由于柴油發電機機汽缸中壓力很大,故其活塞裙部不開切槽,只是將活塞做成錐形,并在裙部做出較大的橢圓度,因此,它的活塞與汽缸壁的裝配間隙比汽油機大。為了保證柴油發電機壓縮終了有足夠的壓力和溫度,則要求有更好的密封性,因此,柴油發電機應具有更多的密封環和刮油環。
在使用過程中,由于磨損,活塞與缸之間的間隙逐漸增大,若間隙大于0.5m時,需要搪修汽缸,然后按汽缸尺寸選配適當尺寸的活塞,恢復標準間隙。汽缸按原來尺寸加大0.25mm作為修理尺寸,活塞也應有相應的選配尺寸,以保證其密封性。應當指出,在裝配活塞時,應注意活塞頂部刻印的各種記號,以保證柴油發電機運轉時的平衡。
(2)活塞環活塞又分為氣環和油環。有直行切口,加工方便;斜形切口,漏氣通道面積減??;階梯形切口,漏氣通道面積最小,但加工困難。
氣環的作用是密封缸,并將活塞所吸收的熱量傳給汽缸壁進人冷卻系統。它是活塞散熱的主要路徑,特別是第一道環,傳遞全部熱量的40%、50%。
油環的作用是將飛濺在缸壁上過多的機油刮下,防止機油竄入燃燒室?;钊h工作時由于往復高速運動的摩擦,潤滑條件差,故易磨損,因此,活塞環的材料應具有良好的耐磨性、耐熱性、導熱性、耐蝕性、韌性、彈性及與汽缸材料的磨合性等性能。目前常用的是優質鑄鐵或合金鑄鐵,為提高耐磨性,常在第一道環的工作表面進行多孔性鍍鉻,為加速新環的合,其余環上有一層約0.Olmrn厚的錫層或經硫化或磷化處理。近年來,國內外在柴油發電機活塞環的材料和處理方面,進行了很多研究和改進,如采用稀土鎂球墨鑄鐵、稀土銅鈣鑄鐵或加人鎢、鈦、硼等合僉元素,以及采用粉末冶金、噴鉬等工藝,其性能大為改善。
活塞環應與次缸壁嚴密貼合,用漏光檢查時,環的漏光處應不多于兩處,漏光間隙應小于0,02~0.04mrn,超過應更新。
活塞環的開口間隙要適當,開口過小無膨脹余地,容易卡死,反之則會造成漏氣。
康明斯NT系列柴油發電機的活塞環安裝到活塞上時,應將有記號(TOP)的一面朝向活塞頂,并使幾個環的開口互相錯開120°,并且開口不得對著活塞銷座方向,以保證汽缸的密封。
(3)活塞銷活塞銷是用來連接活塞與連桿的機件,通過它將活塞承受的氣體壓力及活塞組的往復慣性力傳給連桿。
工作時活塞銷在高溫下受很大的周期性沖擊彎曲負荷,潤滑條件又差,因此要求它應具有足夠的強度和剛度,并具有良好的耐磨性和抗沖擊韌性。
活塞銷通常采用低碳鋼或合金鋼精磨加工制成空心圓柱形、圓錐形或圓柱組合形,其表面經滲碳淬火熱處理,以提高其硬度。
安裝時活塞銷的中部穿過連桿小頭孔的襯套,其兩端支承在活塞裙部的銷座孔中,并用鎖簧作軸向定位,防止軸向竄動而刮傷汽缸壁。工作時活塞銷在連桿小頭襯套和銷座孔中部可自由轉動,因此,要求它們之間的配合間隙要適當。間隙過大,會產生敲擊聲,并加劇磨損;間隙過小會卡死或使活塞變形。
活塞銷在常溫下安裝時,銷與座孔之間應有一定的過盈,才能保證在高溫工作時有正常的間隙。在使用和維修時,活塞銷尺寸的選配應適當,表面應無傷痕、黑點、裂紋或碰傷,粗糙度要高。
(4)連桿連桿是將活塞與曲軸連接起來的部件。它的作用是將作用在活塞上的氣體壓力傳給曲軸,并通過連桿把活塞的往復運動轉變為曲軸的旋轉運動。連桿小頭隨活塞作往復運動,連桿大頭隨此軸的連桿軸頸轉動,整個連桿繞活塞銷擺動。
連桿組由連桿、連桿嫘栓、螺母、連桿軸瓦、小頭襯套及連桿蓋等零件組成。
柴油發電機工作時連桿承受的氣體壓力和活塞組的慣性力都是急劇變化的,其載荷帶有沖擊性,而且連桿本身擺動,工作時承受彎曲拉伸和壓縮等復雜應力,因此,要求連桿必須有足夠的強度和剛度,而且每組連桿的質量和重心位置偏差應在允許的范圍內。
康明斯NT系列柴油發電機的連桿采用優質合金鋼模鍛造·其結構與國產柴油發電機一樣分連桿小頭、連桿體和連桿大頭三部分。在連桿小頭孔內壓裝有耐磨性好的錫青銅活塞銷軸承(襯套),孔內有油槽和油孔,以利潤滑。連桿大頭為分開式,采用平切口,分開部分為連桿蓋,用高強度的連桿螺栓與連桿體緊固,并設有兩個定位銷,以保證裝配正確。大頭孔中裝有耐磨性好的鋁合金連桿軸瓦,其內經與曲軸的連桿軸頸之間具有最佳的配合間隙,并且在圓周方向和軸向開有油槽,利于潤滑。連桿軸瓦采用薄壁鋁合金材料,便于更換和裝配。安裝時,應把軸瓦背上的凸鏈嵌入連桿大頭相應的凹槽口中,使兩者貼合緊密,以防軸瓦移動或轉動。新的連桿軸瓦具有互換性,使用后的軸瓦,拆修后重裝時,應按配對記號裝復,不許調換?;?/span>塞連桿組裝入汽缸時,應注意連桿軸瓦凸鏈朝向凸輪軸方向。
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