







内燃机的支承
内燃机的支承随其用途不同而各异,固定式内燃机(如发电机组用内燃机、工程机械用内燃机等),多用机体上的四个支承点刚性地固定在机座或其他重量较重的基础上,以降低由于内燃机固有的不平衡性引起的振动。
3.1.2汽缸体与汽缸盖检修技能
汽缸体和汽缸盖的常见失效形式有:不同位置的裂纹、平面变形、水道口腐蚀和螺孔损坏等。本节将分别讨论这几种失效形式产生的原因、检验及修理方法。
3.1.2.1裂纹的检验与修理
汽缸体和汽缸盖裂纹会导致冷却液或机油泄漏,影响内燃机的工作,甚至造成汽缸体或汽缸盖报废。
(1)裂纹产生的原因
汽缸体与汽缸盖产生裂纹的部位往往与它们的结构有关,不同形式的发动机出现裂纹的部位有它一定的规律性。总体说来,裂纹产生的原因不外乎以下三个方面。
①设计和制造方面的缺陷
a.一些改进型发动机是强化机型,其转速和功率较原发动机显著提高,在高转速下,发动机受到的惯性力和应力也增大,易出现裂纹。
b.汽缸体结构复杂,各处壁厚不均匀,在一些薄弱部位,刚度低,易出现裂纹。
c.加工部位与未加工部位,壁厚不同部位过渡处都将产生应力集中,当这些应力与铸造时的残余应力叠加时,也易产生裂纹。
②使用不当
a.在寒冷冬季,没使用防冻液或停机后没按照规定时间(冷却水冷却至常温)放出冷却水,致使水套内的冷却水结冰而发生冻裂,或在严寒冬季,骤加高温热水而炸裂。
b.在内燃机处于高温工作状况下突然加入冷水,造成汽缸体和汽缸盖热应力过大,致使汽缸体和汽缸盖产生裂纹。
c.在拆装或搬运中不慎,使汽缸体或汽缸盖严重受振或碰撞而产生裂纹。内燃机在运转过程中,材料受到过高的热应力。再在涡轮端方向用尖头钳取出设在浮动轴承另一端的弹簧卡环,但要特别注意,在取出上述两个弹簧卡环时不要擦伤轴承孔及弹性密封环座孔的表面。比如,长时间超负荷工作,造成汽缸体内应力增大;水套中的水垢过厚,减少了冷却水的通过面积,而且水垢的传热性差,降低了发动机的散热性能,特别是汽缸之间、气门座之间以及进、排气孔附近的水道被阻塞后,将严重影响散抹使局部工作温度升高,热应力过大,以致产生裂纹。
d.在没有充分暖机的情况下,迅速增加负荷,致使汽缸体和汽缸盖冷热变化剧烈且不均匀,以致产生裂纹。
③修理质量不高在维修过程中,未能严格执行工艺要求,如汽缸盖螺母未能按规定顾序和力矩拧紧、拧紧力不均匀,用不符合规定的汽缸盖螺母等;在镶配气门座圈时,没有根据气门座的材料及加工精度等选用适当的压入过盈量等,也会使其产生裂纹。
拧紧汽缸盖螺母要用读数准确的扭力扳手,按先中间后两边,分2~3次(如135系列柴油机汽缸盖螺母的规定力矩为245~265N·m,一次可拧到100N·m;第二次可拧到200N·m;第三次可拧到规定力矩)对称地拧紧到规定的力矩。对重装汽缸盖的发动机在一次走热,冷却至常温后,还需按上述要求再拧一次汽缸盖螺母以达到规定力矩,并应重新调整一次气门间隙。配合间隙大小与轴瓦合金层的材料、轴颈直径、内燃机转速及轴瓦单位面积上承受的载荷有关,但起决定性作用的还是轴瓦合金层的材料。
拆卸汽缸盖螺母的顺序与上述顺序刚好相反,按先两边后中间的顺序,分2~3次对称地拧松。千万不要为了方便,一次性地把所有螺母卸掉。
曲轴裂纹和折断的原因、检验及修理
1)原因其原因除与曲轴弯、扭大致相同外,还有以下几个方面。
①光磨轴颈时,没有使轴颈与曲轴臂(曲柄)连接处保持一定的内圆角(一般要求轴颈的内圆角为1~3mm之间)引起应力集中而使曲轴断裂。
②轴承的间隙过大或合金脱落,引起冲击载荷的增大。
③曲轴长期工作后发生疲劳损伤。
④曲轴经常在临界转速运转。
⑤汽缸体变形,曲轴轴承座不正,修配曲轴轴承时,各曲轴轴承座孔不在一轴线上。
⑥润滑油道不畅通,曲轴处于半干摩擦状态,导致曲轴裂断。
⑦曲轴材质不佳,或制造时存有缺陷。
⑧曲轴平衡遭到***,曲轴受到很大的惯性冲击,使曲轴疲劳而裂断。

曲轴裂纹与折断的检查曲轴裂纹多发生在连杆轴颈端部或曲轴臂与曲轴轴颈的结合处。其检查方法有以下几种。
①磁力探伤法 用磁力探伤器进行检查,先把曲轴用磁力探伤器磁化,再用铁粉末撒在需要检查的部位,同时用小手锤轻轻敲击曲轴。这时注意观察,如有裂纹,在铁粉末聚积的中间就会发现有清楚的裂纹线条。
②锤击法 先清除黏附在曲轴表面上的油污,然后用煤油或柴油浸洗整个曲轴,再取出曲轴将其抹拭干净,后将曲轴的两端支撑在木架上,用小手锤轻轻敲击每道曲轴臂。如发出“锵、锵”(连贯的尖锐金属声),则表示曲轴无裂纹;如发出“波、波”(不连贯,短促的哑金属声),则表示曲轴有裂纹。若轴瓦合金为铝基合金(俗称铝瓦),能转动2、3圈,同时再握住连杆小端,沿曲轴轴线方向拨动,应没有松旷感觉即为合适。然后在这附近容易产生裂纹的部位,用眼看或用放大镜仔细观察,如发现油渍冒出或成一黑线的地方,就是裂纹之所在。
③粉渍法 将曲轴用煤油或柴油洗净抹干后,在曲轴表面均匀涂上一层滑石粉,然后用小手锤轻敲曲轴臂,如果曲轴存在裂纹,油渍就会由裂纹内部渗出而使曲轴表面的滑石粉变成黄褐色,即可发现裂纹之所在。
④石灰乳法 将曲轴洗净浸在热油(机油)中约2h,让油进入裂缝,取出抹干后,用喷枪把“石灰乳液"喷到曲轴上使其干燥(石灰乳液是清洁的白垩和酒精的混合液,其比例为1:10-1:12),或用气焊火焰将曲轴上的喷层加热至70~80℃。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。这时,白垩便吸收储存在裂缝中的油液,这部分白垩便成暗色,显示出裂纹的形状。
气门导管
气门导管的主要功用是保证气门与气门座有的同心度,使气门在气门导管内作往复直线运动。此外,还担负部分传热的任务。
气门导管在250、300℃的高温及润滑不良条件下工作,易磨损。气门导管一般选用灰铸铁或球墨铸铁制造;近年来,我国广泛应用铁基粉末冶金加工气门导管,它在润滑不良的条件下也能可靠工作,磨损很小。
为了防止气门导管可能落入汽缸中,在导管露出汽缸盖部分嵌有卡环。气门与气门导管之间通常留有一定的间隙。④石灰乳法将曲轴洗净浸在热油(机油)中约2h,让油进入裂缝,取出抹干后,用喷枪把“石灰乳液"喷到曲轴上使其干燥(石灰乳液是清洁的白垩和酒精的混合液,其比例为1:10-1:12),或用气焊火焰将曲轴上的喷层加热至70~80℃。间隙过小会影响气门的运动,在杆身受热膨胀时还可能卡死;间隙过大则气门运动时会有摆动现象,使气门座磨损不均匀。同时机油也容易从间隙中漏入汽缸,造成烧机油等不良后果。
气门座是与气门密封锥面相配合的支承面,它与气门共同保证密封性能,同时它还要把气门头部的热量传递出去。
气门座可以直接在汽缸盖或汽缸体上加工而成。为了提高气门座表面的耐磨性,有时采用耐热钢、球墨铸铁或合金铸铁制成单独的零件,然后压入相应的孔中。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。这个零件即称为气门座圈。铝制汽缸盖或汽缸体进、排气门座都必须采用气门座圈。对于强化内燃机,排气门热负荷高、磨损严重,所以排气门座通常都采用气门座圈。有的增压内燃机,由于进气管中无真空度,所以进气门处得不到机油的润滑,而排气门处由于有废气中的油烟可起到润滑作用,所以进气门座有座圈,而排气门座则没有。
采用气门座圈的优点是提高了座面的耐磨性和寿命,更换和维修也比较方便。缺点是传热条件差,加工要求高,气门座圈如工作时松脱则会造成事故。
气门座圈的外表面有制成圆锥形或圆柱形两种。有的增压内燃机,由于进气管中无真空度,所以进气门处得不到机油的润滑,而排气门处由于有废气中的油烟可起到润滑作用,所以进气门座有座圈,而排气门座则没有。锥形表面压入座圈孔时,必须按规定的冲力将其压紧。气门座圈如压入铝合金汽缸盖中时,其配合表面常制成沟槽,当气门座圈压入后,少量铝金属会挤入沟槽中,在对气门座孔扩口时也会促使铝合金挤入,以提高座圈在座孔中的紧固程度,防止松脱。
气门座紧压在汽缸盖的座孔中,磨损后可以更换。气门锥面是气门与气门座之间的配合面,气门的密封性就是依靠两个表面严密贴合来保证的。为了保证密封,每个气门和气门座都要配对研磨,研磨后气门不能互换。