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技術(shù)維修與康明斯知識 |
柴油發(fā)電機氣缸磨損的測量與檢修 |
氣缸的磨損程度是判斷柴油發(fā)電機技術(shù)狀況是否良好、是否需要大修的重要依據。氣缸磨損至一定程度，柴油發(fā)電機動(dòng)力性能顯著(zhù)下降，汨耗急劇增加，工作性能變壞，甚至不能正常工作。因此，了解氣缸磨損原因和規律，不僅能正確地對其講行修理，而且對于正確使用和管理發(fā)電機組，減少氣缸的磨損，延長(cháng)柴油發(fā)電機的使用壽命，有著(zhù)重要的指導意義。
一、氣缸的磨損規律
氣缸是在潤滑不良、高溫、高壓、交變載荷和腐蝕性物質(zhì)作用下工作的。氣缸磨損是不均勻的，但正常情況下有一定的規律。
1、氣缸軸向磨損規律
從氣缸的縱斷面看，活塞環(huán)行程內的磨損一般是上大下小，即稱(chēng)為“錐形”或“錐體”，如圖1所示。磨損的最大部位在活塞位于上山點(diǎn)時(shí)第一道活塞環(huán)所對應的缸壁。在氣缸內活塞環(huán)接觸不到的上口，沒(méi)有磨損而形成了明顯的臺階，稱(chēng)為“缸階”或“缸肩”〔圖1（a）〕。氣缸下部活塞運動(dòng)區域外的氣缸壁，由于潤滑條件比較好，溫度適中，沒(méi)有活塞環(huán)摩擦作用，氣缸也幾乎沒(méi)有磨損。在特殊情況下，氣缸的磨損不在上部，而是在中部，形成中間大的“腰鼓形”磨損，如圖1（b）所示。在同一臺柴油發(fā)電機上，不同氣缸磨損情況不盡相同，一般水冷柴油發(fā)電機的第一缸前壁和最后一缸的后壁處磨損較為嚴重。
氣缸軸向磨損規律示意圖
2、氣缸徑向磨損規律
從氣缸橫斷面來(lái)看，氣缸的磨損也是不均勻的，磨損成不規則的橢圓形，如圖2所示。各氣缸沿圓周方向的最大磨損部位隨氣缸結構、機型、使用條件的不同而不同。
圖2 氣缸橢圓形磨損示意圖
二、氣缸磨損的原因
氣缸磨損主要是由機械磨損、腐蝕磨損和磨料磨損及純腐蝕異常磨損等造成的。
1、機械磨損
如圖3所示，柴油發(fā)電機工作時(shí)，活塞環(huán)的自身彈力和高壓氣體竄入活塞環(huán)背面致使活塞環(huán)對氣缸壁的正壓力大，摩擦力也大，潤滑油膜被破壞，形成半干摩擦或干摩擦，造成活塞位于上止點(diǎn)時(shí)，第一道活塞環(huán)對應的氣缸壁磨損最為嚴重，形成沿氣缸軸向上大下小的錐形磨損。
圖3 氣缸磨損規律示意圖
2、腐蝕磨損
氣缸內可燃混合氣燃燒后，產(chǎn)生水蒸氣和酸性氧化物CO2、SO2、NO2，它們溶于水而生成礦物酸，對氣缸表面產(chǎn)生腐蝕作用，造成腐蝕磨損。由于氣缸體上部不能完全被潤滑油膜覆蓋，其腐蝕作用更加嚴重。腐蝕磨損還隨柴油發(fā)電機冷卻水溫的降低而增加。
因此柴油發(fā)電機未達到工作溫度時(shí)，其負荷不要過(guò)大，并且應盡量縮短低溫運行時(shí)間，加快柴油發(fā)電機的升溫，以減少腐蝕磨損。對于多缸柴油發(fā)電機，兩端氣缸的前后壁冷卻效率較高、進(jìn)氣門(mén)對面被較冷的可燃混合氣沖刷，潤滑油膜難以形成，致使這些部位受到嚴重的腐蝕磨損。這是氣缸上部磨損大并形成明顯橢圓的主要原因。
3、磨料磨損
空氣中的塵埃、潤滑油中的機械雜質(zhì)和柴油發(fā)電機自身的磨屑等進(jìn)入氣缸壁間造成磨料磨損?？諝庵械幕覊m被吸入氣缸上部，其棱角也鋒利，因而氣缸上部磨損最大。在風(fēng)沙嚴重的地區，大量的灰塵進(jìn)入氣缸后，由于活塞在氣缸中部運動(dòng)速度最大，致使氣缸磨成"腰鼓形"。
圖4 氣缸磨損曲線(xiàn)圖
三、氣缸磨損的測量
測量柴油發(fā)電機氣缸磨損的目的，主要是確定氣缸磨損后的圍度和圓柱度。根據氣缸新的磨損程度 ，確定柴油發(fā)電機是否雲要大修 ，以及確定氣缸的修理尺寸。測量氣缸通常使用量缸表，見(jiàn)圖5，其測量方法如下∶
（1）根據氣缸直徑，選擇相應尺寸的測量接桿，并將其固定在量缸表桿的下端。
按規定接桿固定好后與活動(dòng)測桿的總長(cháng)度應與被測氣缸的尺寸相適應。
（2）校正量缸表的尺寸。
將干分尺校正到被測氣缸的標準尺寸，再將量缸表校準到干分尺的尺寸，并使伸縮桿有2mm左右的壓縮行程，旋轉表盤(pán)，使表針對準零位。
（3）測量氣缸上、中、下三個(gè)位置的縱向和橫向上的氣缸直徑。
氣缸上部應測量第一道活塞環(huán)在上止點(diǎn)位置時(shí)所對應的氣缸壁;氣缸下部應測量距離氣缸下邊緣10mm左右處。
圖5 氣缸量缸表結構圖
由柴油發(fā)電機氣缸磨損規律可知，柴油發(fā)電機一般前后兩缸磨損最為嚴重。因此，測量時(shí)可重點(diǎn)測量前后兩缸，或"缸肩"較深的氣缸。為保證測量準確，量缸表測桿與氣缸軸線(xiàn)要保持垂直。測量時(shí)應轉動(dòng)量缸表，指針指示的最小值即為被測值，如圖6所示，并將測量值逐一記錄下來(lái)，計算圓度與圓柱度誤差。如汽油機的圓度誤差超過(guò)0.05mm、圓柱度誤差超過(guò)0.20mm，柴油機的圓度誤差超過(guò)0.065mm、圓柱度誤差超過(guò)0 .25mm，超過(guò)極限值則進(jìn)行更換。
圖6 用量缸表測量氣缸磨損程度
四、氣缸修理
如果氣缸有修復的價(jià)值，可送專(zhuān)業(yè)修理廠(chǎng)維修，若氣缸磨損超過(guò)允許的限度時(shí)，應更換氣缸。
1、干式氣缸套的鑲換
① 第一次鑲套應選用標準尺寸的氣缸套。若氣缸體上已鑲有缸套，可用缸套拉拔器將缸套拉出，如圖7所示，或用鏜缸機鏜削掉缸套。根據氣缸套的外形尺寸和表面粗糙度以保證氣缸與缸套的良好結合。
② 鑲配時(shí)，應在氣缸套的外壁涂以潤滑油，放正氣缸套，墊以平整墊木，用壓床徐徐壓入，或用手操縱專(zhuān)用壓具壓入新缸套。在壓入20～30mm的過(guò)程中，可松壓幾次，使缸套的少許偏斜自行得到校正。壓力應逐漸增加，不能過(guò)大或過(guò)小。為了防止氣缸體變形，應隔缸壓入。
③ 氣缸套壓入后，應與氣缸體上平面平齊，不得低于氣缸體上平面;如有高出，不得超過(guò)0.10mm，如不符合要求可用鏜削或磨削修平。氣缸套壓入后，按氣缸需要的修理尺寸進(jìn)行鏜削和磨削。
圖7 干式氣缸套更換安裝圖
2、濕式氣缸套的換配
① 拆卸舊缸套時(shí)，可輕輕敲擊缸套底部，用手或缸套拉拔器（如圖7）取出。清理氣缸體內的污垢，保證氣缸體與氣缸套的結合處光滑。
② 氣缸套在壓入前，應裝入新的涂以白漆的防水橡膠密封圈。
③ 壓入氣缸套，檢查氣缸套端面高出氣缸體頂面的距離是否符合規定（0.05~0.15 mm）。距離過(guò)大或過(guò)小，可用調換氣缸套的銅墊片來(lái)調整。
提示∶鑲氣缸套后，應進(jìn)行水壓試驗。
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