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1、 柴油发动机的结构和主要零部件教学目标1、具有拆装工具选用及使用的能力；2、具有对动力装置拆装的技术与安全操作的能力；3、具有正确拆吊和装配四、二冲程柴油机主要零部件的能力；4、具有正确测量气缸套内径磨损、活塞销磨损、活塞环天地间隙、搭口间隙、曲柄臂距差的能力；5、具有正确测量、调整轴承间隙的能力；6、具有柴油机主要零部件结构的知识和对工作条件分析、管理的能力；第1页/共85页模块二 柴油机的结构和主要零部件重点：柴油机各主要部件的作用、工作条件、工作原理及结构特点，各部件的常见故障及原因，管理注意事项。难点：燃烧室部件承受的机械负荷、热负荷及分析，缸套、活塞、连杆、十字头、曲轴、活塞杆填料涵
2、及活塞冷却机构的结构，曲柄排列与发火顺序。第2页/共85页主要内容单元一燃烧室部件单元二曲柄连杆机构单元三柴油机的主要固定部件缸盖燃烧室部件缸套活塞组件主要零部件连杆曲柄连杆机构曲轴主轴承主要固定件：机架、机座、贯穿螺栓第3页/共85页一、气缸盖（图）1作用：（1）组成燃烧室（2）安装喷油器、进、排气阀、启动阀、示功阀、安全阀等附件。（3）构成冷却水通道和进、排气通道2工作条件（1）承受螺栓的预紧力作用。（2）承受气体力作用：触火面压应力，冷却面拉应力。（3）承受热负荷的作用：触火面压热应力，冷却面拉热应力。（4）承受腐蚀疲劳作用：缸盖承受冷却水的腐蚀和机械循环应力作用，产生腐蚀疲劳。第7页/
3、共85页3要求：（1）足够的强度和刚度。（2）底部各种阀孔之间的金属堆积处和高温部位，要冷却良好，使各部位的温度均匀。（3）各种阀件的拆装、维护方便。（4）冷却水腔的水垢易于清除。4类型：（1）按材料分：铸铁铸钢锻钢增压度较高的低速机多采用锻钢制成。（2）按气缸盖与气缸之间的数量关系可分为：第8页/共85页1单体式气缸盖2整体式气缸盖第9页/共85页单体式：每个气缸设一个气缸盖，用在中、大型高增压柴油机。特点是气缸盖和气缸套接合面处的密封性好，拆装方便，但气缸的中心距加大，柴油机长度增加。整体式：整个柴油机所有气缸的气缸盖铸成一体，多用于小型柴油机。特点是气缸的中心距小，结构紧凑，但易变形，密
4、封性差，结构复杂，加工不便。分组式：23个气缸的气缸盖合铸成一体，用在缸径较大的中小型高速机上。第10页/共85页5构造1）大型低速柴油机气缸盖的构造图 MAN-B&W S-MC-C型柴油机气缸盖1-排气阀孔；2-冷却钻孔；3-垂直孔；4-喷油器孔；5-起动阀孔；6-安全阀于示功阀孔；7-气缸盖螺栓孔；8-冷却水腔；9-冷却水套第11页/共85页（1）冷却水孔离燃烧室却很近，构成“薄壁强背”，可降低热负荷和机械负荷。（2）气缸盖底面为倒锥形，利于换气和燃烧。（3）两只喷油器对称布置，有利于油雾形状和燃烧室形状的配合，确保油、气良好混合。（4）缸盖底最下部的内圆柱形壁面，使缸盖和缸套的接合面下移
5、，以便接合处不受火焰的直接冲击，对接合面起到保护作用。（5）冷却水由接合面的外部进入气缸盖，消除了冷却水通过接合面漏入气缸内部的可能。（6）缸盖螺栓在圆周上均匀分布，保证缸盖、缸套受力均布。第12页/共85页2）中速柴油机气缸盖的构造（1）进、排气道左右布置，减少高温排气对低温进气的加热作用。（2）进气阀孔比排气阀孔大，以提高充气量。（3）缸盖底板上设有水平中隔板，可把底板减薄，提高冷却效果，减少热应力。（4）中隔板通过气道、喷油器道与底板相连，使底板得到强有力的支承，提高底板的机械应力。（5）中隔板把冷却水腔分成上、下两个部分，可提高冷却水流速。（6）缸盖前后壁开有较大尺寸的孔，用于清洁冷却
6、水腔中的水垢。第13页/共85页6常见故障气缸盖最常见的故障是在缸盖底面上产生裂纹、冷却水侧的腐蚀及阀座的磨损。1）裂纹部位四冲程机常在进、排气阀孔和喷油器孔及座面上产生裂纹。二冲程机常在孔与孔之间和孔的圆角处，即有应力集中的地方。2）裂纹原因缸盖产生裂纹的根本原因是热应力和机械应力周期作用引起的热疲劳操作不当：起动、加速太快或超负荷运行；冷却、润滑液不足或中断；突加冷却水等。维护保养不当：每按规定上紧螺栓或各螺栓受力不均。第14页/共85页3）裂纹判断（1）管理中判断：开车前冲车时，观察示功阀有无水汽、水珠喷出。如有，表明气缸盖可能产生了裂纹。运转中，观察冷却水压力是否波动，冷却水出口温度是
7、否升高，膨胀水箱水位是否正常；滑油中是否有水，油位是否升高。吊缸时，活塞顶部有积水或锈痕，表明气缸盖有裂穿现象。（2）目侧法：（3）粉剂显痕法：煤油、白粉、15min（4）水压试验法：0.7MPa（5）磁力探伤：第15页/共85页三、气缸套（图）1作用：（1）组成燃烧室（2）四冲程机是活塞运动的导承，承受侧推力（3）二冲程机与活塞运动配合控制换气过程（4）与缸体构成冷却水空间第17页/共85页2工作条件（1）承受周期性变化的气体力作用：径向：触火面压应力最大，冷却面为零。切向：触火面拉应力最大，冷却面拉应力最小。（2）承受热负荷的作用：触火面压热应力，冷却面拉热应力。（3）承受摩擦作用（4）内
8、表面承受燃气的化学腐蚀，外表面承受冷却水的腐蚀作用。（5）筒状活塞承受冷却水的穴蚀作用。第18页/共85页3要求：强度刚度耐热性能耐磨性能工作中良好的润滑与冷却一定的粗糙度,圆度和圆柱度精度可靠的气封和水封第19页/共85页4材料：采用耐热、耐磨的合金铸铁，内表面镀铬以提高耐磨性，外表面涂防锈漆或装锌5类型：a)湿式气缸套；b)干式气缸套；c)带冷却水套式气缸套第20页/共85页第21页/共85页干式特点：（适用于大批量生产的小型柴油机）优点：缸套可以很薄，节省材料缺点：缸套外表面与缸体内孔加工精度度高湿式特点：（应用最广泛）优点：散热性好缸套厚度大，刚性好制造和更换方便缺点：易产生穴蚀和腐蚀
9、。冷却水套式特点：避免缸体受冷却水的腐蚀冷却水腔布置合理，中下部温度较高减少腐蚀磨损降低气缸体高度，简化结构减轻重量，对超长行程尤其有利第22页/共85页图 Su1zer RTA型柴油机气缸1，3，6-O型密封圈；2-气缸套；4-导水环；5-闷头或传感器；7-气缸体；8-布油槽；9-冷却水导套；D，D1-放泄孔；L-进水孔；KB，KB1-检漏孔；KW-冷却水腔；LR-空腔；TB-冷却水孔；S-扫气口；ZS-注油孔；A-填料函座孔；B-扫气通道；C-人孔 6构造：以二冲程十字头式Sulzer RTA型柴油机为例：第23页/共85页（1）缸套凸肩做得又高又厚，采用钻孔冷却，可降低缸套上部的机械应力
10、和热应力。（2）缸套上部固定，下部呈自由状态，受热后可向下膨胀。（3）设有O型密封圈3、3a，防水漏入LR空间，可从KB1孔检查（4）O型密封圈6可防水漏入扫气箱，并防扫气箱空气进入冷却水腔。可从KB孔检查（5）上部注油点设有布油槽，均匀分布。（6）缸套下部扫气口均匀分布。第24页/共85页7常见故障气缸套的损坏形式有内表面磨损、裂纹、拉缸、外表面的腐蚀和穴蚀1）裂纹部位：一般发生在应力集中的部位。如气口、布油槽及凸肩等处。原因：检查方法：第25页/共85页2）磨损（1）气缸套磨损的形式熔着磨损：一般发生在活塞位于上止点时第一道活塞环所对应的缸套位置。腐蚀磨损：A、低温腐蚀 防止低温腐蚀的措施
11、 B、高温腐蚀磨料磨损：（2）过度磨损正常磨损：铸铁缸套的磨损量0.1mm/kh镀铬缸套的磨损量0.01-0.03mm/kh原因：第26页/共85页（3）缸套磨损的最大位置大多数柴油机缸套磨损的最大位置是在活塞位于上止点时第一道活塞环所对应的缸套位置：原因：活塞在上部运动速度较低，不易形成液体动力润滑和油膜；缸套上部温度高，气缸油易氧化变质、蒸发烧结；缸套上部压力高，作用在环背上的气体力大，摩擦力大；缸套上部为燃烧室，燃烧产物所生成的磨料形成颗粒及燃烧产物形成腐蚀磨损。第27页/共85页（4）缸套的测量用量缸表或内径百分表。测量部位：活塞位于上止点时第一道活塞环所对应的缸套位置；活塞位于行程中
12、点时第一道活塞环所对应的缸套位置；活塞位于行程中点时最后一道刮油环所对应的缸套位置；活塞位于下止点时最后一道刮油环所对应的缸套位置；大型二冲程低速机，有气口且行程较长，可在气口上、下方增加两个测量点。第28页/共85页3）拉缸4）穴蚀：在缸套外表面产生的蜂窝状的小孔群损伤。一般发生在筒状活塞柴油机（1）原因：穴蚀主要是由于振动引起的。（2）防止穴蚀的措施：首先，降低缸套振动；其次，提高缸套抗穴蚀能力；最后，在管理中控制冷却水温度不能过高，保证足够的水压，防止冷却水中含有大量空气，保持冷却水腔清洁，控制柴油机的负荷与转速等。第29页/共85页四、活塞组件第30页/共85页1活塞的功用：（1）组成
13、燃烧室；（2）将气体力传给曲柄连杆机构实现能量转换。（3）筒状活塞承受侧推力，起往复运动的导向作用；（4）十字头式活塞控制扫、排气口的启闭。2活塞的工作条件：（1）承受周期性变化的气体力作用；（2）承受热负荷作用；（3）承受燃气的腐蚀和冷却水的腐蚀作用；（4）承受机械磨擦作用；（5）承受往复惯性力的作用。第31页/共85页第32页/共85页3要求：活塞强度高刚度大，尽可能减轻重量气密可靠冷却效果好摩擦损失小耐磨损，较少的润滑油消耗量良好的润滑、较小的磨损第33页/共85页4活塞的构造：长裙活塞：用于弯流扫气，裙部做得较长，防止新鲜空气流失；短裙活塞：用于直流扫气，裙部做得较短。1）十字头式活塞
14、第34页/共85页图MAN-B&WL-MC型1-活 塞 杆；2-冷却油管；3-活塞裙；4-活塞环；5-活塞头第35页/共85页（1）活塞尺寸大，单位容积的散热面积小，采用强制冷却。（2）头部和裙部分开制造，头部承受高温高压燃气作用，用耐热合金钢制造；裙部与缸套接触，产生摩擦，采用耐磨铸铁制成，两者用柔性螺栓连接。（3）顶部制成凹形：有利于扫气，有利于自由膨胀，有利于燃油与空气的混合。（4）采用钻孔冷却，构成薄壁强背结构。活塞加速和减速作用产生“鸡尾振荡”效应，提高传热效果。（5）头部有五道活塞环槽，用于密封。（6）裙部设有青铜承磨环，用于改善磨合性能；（7）头部直径小于裙部直径。（8）裙部不受
15、侧推力，故做得较薄。第36页/共85页2）筒状活塞第37页/共85页（1）活塞头部有落阀坑，防进、排气阀重叠开启时与活塞相撞。（2）活塞顶部较厚，保证偶足够强度。（3）头部有3-4道环槽，保证密封。（4）顶部内壁与裙部用大圆弧过渡连接，可减少应力集中。（5）裙部较长，可减轻侧推力比压。（6）裙部设有1-2道刮油环，用于刮掉缸壁多余的滑油。（7）头部直径小于裙部直径，工作时使头部和裙部的热膨胀量趋于一致。第38页/共85页（8）活塞销附近的裙部制成椭圆形，以消除热膨胀后出现的失圆。长轴在垂直于活塞销轴线方向上，短轴位于活塞销轴线方向上。原因：筒形活塞在侧推力作用下将使活塞裙沿销轴方向变长，气体力
16、作用在活塞上，会使活塞产生弯曲变形使裙部直径沿销轴方向变长，裙部在销座方向的金属堆积较多，受热后将销轴方向产生较大的热膨胀变形，使裙部沿销座中心线方向增大。动画演示第39页/共85页5材料：大型：活塞头用耐热铸钢、耐磨合金钢，裙部用铸铁或合金铸铁。中、高速机：铸铁、铝合金、铸钢。合金铸铁：具有高的机械强度、较小的热膨胀系数和良好的耐磨耐腐蚀性能，但重量大，散热性较差。铝合金：重量轻，但热强度差，热膨胀系数大。球墨铸铁和耐热合金钢：机械强度高，其它与合金铸铁相近。第40页/共85页分类构成名称常用材料大型低速柴油机活塞组合式活塞头耐热合金钢活塞裙耐磨（合金）铸铁中型强载柴油机组合式活塞头铸钢活塞
17、裙球墨铸铁强化度小及小型柴油机一体活塞本体铝合金第41页/共85页6活塞的冷却：(1)筒状活塞冷却方式（都采用油冷式）：飞溅冷却依靠曲柄销轴承甩上来的滑油对活塞和气缸套进行润滑和冷却；循环冷却采用强制方式，使冷却液在冷却腔内不断循环带走热量；振荡冷却采用强制方式，使冷却液在冷却腔内不断循环并产生振荡带走热量；（2）十字头活塞冷却机构：铰链式冷却机构仅适用于油冷活塞，其缺点是密封困难，采用油冷后，不怕漏泄，但冷却效果不如水冷。套管式冷却机构适用于水、油冷，对密封性要求高，水的热容量大，冷却效果好。第42页/共85页（3）套管式冷却机构：由动管、不动管及上下密封装置组成。动管滑套在不动管内，不动管
18、装有导套和喷管式抽吸器。导套起导向和密封作用，抽吸器把动静管间隙中的漏水和空气吸入管道中，以减少水的漏泄和缓冲因容积变化所引起的水击。上密封阻止增压空气和污物下漏，下密封阻止水和污物上窜。而密封装置可在不吊出活塞时进行检查和拆卸。第43页/共85页7活塞杆填料函(Stuffing Box)作用：(1)防止contaminant漏入crankcase；(2)防止LO.带到ScavengeSpace第44页/共85页第45页/共85页定位销弹簧刮油环刮油片Lamella for scraper ring第46页/共85页第47页/共85页活塞杆填料函的确两种拆卸方法和活塞杆一起拆卸 从曲轴箱内拆下
19、第48页/共85页特点2个作用由3部分组成，有2种拆卸方法每一道刮油环及密封环都由3段或4段环组成，外面用弹簧箍紧。3种通道：气缸横隔板孔A相连的通道引到机外孔B流回曲轴箱第49页/共85页8活塞销：第50页/共85页1）工作条件：（1）承受气体力和往复惯性力的作用。（2）尺寸小，轴颈比压很大。（3）工作时相对于活塞销座和连杆小端衬套的滑动速度小，温度高，单位承压面积压力大及变形，润滑条件差。活塞销同其配合的轴承是柴油机中工作条件最恶劣的摩擦副之一。2）要求：有足够的疲劳强度、刚度、表面硬度和抗冲击韧性。3）材料：低（中）碳钢，表面渗碳淬火处理，达到外硬内韧；合金钢，表面氮化处理。第51页/共
20、85页4）活塞销的装配形式：（1）固定式：销固定在销孔的销座上，活塞销跟连杆小端衬套作相对滑动，这种装配形式使工作中冲击减小，但活塞销单边磨损严重。（2）半浮动式：销与连杆小端固紧，两端与销孔是间隙配合，这种装配形式因润滑困难，目前很少使用。（3）浮动式：销既可相对连杆小端衬套转动，又可相对销孔转动，这种装配形式使塞销表面相对速度低，磨损均匀，工作可靠，拆装方便，因而广泛应用于中、高速柴油机中。铝合金活塞采用浮动式装配形式，在常温下，销与销孔是过盈配合，理由是铝合金材料的热膨胀系数比销高，这样在工作时（热态）才会有合适的间隙，装配时通常把活塞加热到90-100，然后将销轻轻地推入销孔中，切忌硬
21、敲击以免擦伤销和销座。第52页/共85页销在销孔中必须轴向定位，以防轴向窜动而刮伤气缸套，一般用卡簧或塞子定位。图活塞销的轴向定位第53页/共85页9活塞环：十字头-注油润滑-压缩环、承磨环。筒型活塞-飞溅润滑-压缩环、刮油环。第54页/共85页1）作用：密封、散热、支承、布油、刮油2）工作条件：受到高温高压燃气的作用往复惯性力作用缸套摩擦力作用3）环在环槽中的运动分析轴向运动径向运动回转运动扭曲运动4）要求：良好的密封性、耐磨性，足够的强度、热稳定性及弹性，表面硬度稍高于缸套。第55页/共85页5）压缩环（1）作用：密封、散热、支承。（2）密封机理漏气的主要途径密封机理：第一次密封是依靠环自
22、身的弹性。第二次密封是依靠作用在环上表面和漏到环背内圆柱面的气体力，使环紧贴在环槽的下表面和缸套的内壁上。第二次密封比第一次密封更为重要（气体力比环弹力大得多），但没有第一次密封，就无法保证第二次密封。第56页/共85页（3）压缩环的断面形状a.矩形环：优点：结构简单，加工方便缺点：（1）与气缸壁的单位面积压力小，密封和刮油效果都较差；（2）运行时往往因活塞的热膨胀和活塞头的摇摆等原因，使环与缸壁失去正常的接触，引起滑油耗量的增加。第57页/共85页b、倒角环优点：上行布油下行刮油缩短初磨合时间缺点：外圆面上也受到气体压力作用，降低了密封作用，锥面角越大超为严重。一般不能作第一道环，不能装反第
23、58页/共85页c、梯形环优点：环的相对运动侧面间隙不断变化，把环槽中的积碳压碎并挤压出去侧隙中的气体产生径向分力加强了密封作用单侧楔形环，有扭曲环的特点。缺点：环的制造比较麻烦，其断面强度较低。（耐高温性好，常用于热负荷较高柴油机的第一道气环）第59页/共85页d.扭曲环：分内切槽环和外切槽环两种。安装扭曲环时常将内切槽环放在第二、第三道，目的是为下两道环切槽处存留滑油，以利润滑。另外安装时应注意内切槽环的切槽朝上，外切槽环的切槽朝下，防止滑油刮入燃烧室。优点：扭曲兼有锥面环优点，良好的气密和刮油作用。缺点：不能装反，增大了环与环槽侧面的磨损第60页/共85页e、开槽环(槽面环)优点：有利于
24、润滑和建立油膜，提高了表面接触比压缺点：容易引起漏气适用于润滑条件差、强载度高的柴油机。作第一道活塞环时，槽数不能太多。第61页/共85页（4）环的搭口形式：1 1）直切口加工方便，但漏气量大。2 2）斜切口常为4545或3030，漏气量小；3 3）重叠搭口密封性最好，但加工不便，工作中易折断，不适宜用在一、二道环。安装时注意：搭口处应倒角，但修正环（矫正环）不用倒角，搭口应互相错开120-180120-180，斜搭口方向也互相错开。同时应检查环的搭口间隙和侧面（天地）间隙应在要求范围内，防止过大时造成漏气，过小时卡滞或咬死。二冲程柴油机搭口要倒角，以防与气口挂碰，但不宜过大，否则，漏气。校正
25、环，使用时不用倒角，冷态时搭口做成略向内弯，热态时伸直与缸壁贴合。第62页/共85页（5）材料：硬度比气缸套稍硬材料使用机型普通灰铸铁强裁度不高的中、小功率柴油机合金铸铁强载度提高后的大、中功率柴油机球墨铸铁可锻铸铁高速高强载柴油机的活塞环可采用第63页/共85页为提高其寿命、磨合性能和工作可靠性，常采用如下工艺过程，进行表面处理：1）多孔性镀铬以提高耐磨性；2）内表面刻纹以提高弹性；3）环外表面开设蓄油槽以利于润滑；4）环外表面镀铜或镶嵌青铜等材料以促进磨合；5）喷钼或渗硫以防粘着；6）表面氮化处理以提高机械性能；7）搭口处内凹（称修正环）以防挂气口。第64页/共85页（6）配合间隙：搭口间
26、隙：天地间隙（平面间隙）：背隙：（7）气环的泵油作用：泵油原理：活塞开始下行时，气环压在环槽上平面上，环在运动中把缸壁上的油刮到环槽中。当活塞上行时，气环压在环槽下平面上，把环槽下方的滑油挤到环的上方（上一道环槽下方）。如此周而复始，滑油就逐渐向上窜入燃烧室内。泵油的危害：滑油的消耗量增加，燃烧后造成大量积碳，增加缸套磨损。防止泵油的措施：正确安装刮油环；适当减小天地间隙。气环的泵油作用第65页/共85页6）刮油环：结构形式：图 油环的结构形式和工作原理第66页/共85页结构特点：a.环与壁的接触面积小，增加接触压力，以提高刮油能力。b.环与槽的天地间隙小，以降低泵油作用。c.双刃式开有泄油孔
27、，环槽下面也开有泄油孔。工作原理：刮油环上行布油，下行刮油，因此安装刮油环时要注意把刮刃尖端朝下，若方向装反，则会向上刮油，使大量滑油窜入燃烧室。第67页/共85页7）承磨环：十字头式活塞专设为活塞气缸磨合的青铜环。为活塞与气缸的磨合而设置的；承磨环在运行中虽已磨平，但不必更换；缸套、活塞换新时承磨环应换新；承磨环的磨损可分析活塞的对中。第68页/共85页10活塞组件常见的故障1）活塞：常见的故障有活塞顶裂纹、烧蚀和磨损。活塞顶裂纹：活塞顶烧蚀：高温时，活塞顶部金属材料发生氧化或脱落的现象。主要原因：（1）喷油器漏泄或喷孔过度磨损，使油束直喷到顶部或滴到顶板，造成燃烧恶化；（2）活塞冷却腔结垢
28、，使冷却不良，导热不好，局部过热，加快烧蚀；（3）喷油正时滞后，造成后燃，引起温度升高；（4）柴油机超负荷引起高温过热。部位：喷油器相对的活塞顶面，第一道环漏气时在第一道环槽会发生烧蚀。措施：堆焊修补，不严重时允许将活塞头转过90使烧伤部位避开油区。第69页/共85页活塞磨损：部位：环槽、裙部和销座筒状活塞上部磨损比下部大，左右方向磨损大于前后方向（左右方向承受侧推力）十字头式活塞主要是由于安装不正，滑快与导板过度磨损等引起。2）活塞环：常见的故障有活塞环异常磨损、粘环、断环（1）环的异常磨损正常磨损：外表面光滑无毛刺，无硬化层，呈鼓形，0.30.5mm/kh。环外圆磨损反映在搭口间隙，环与环
29、槽磨损反映在天地间隙上。原因：润滑不良、燃烧不良、磨合不良、冷却不良、摩擦表面有硬质颗粒等。第70页/共85页（2）粘环：环在环槽中不能运动。粘着原因：由于活塞或气缸过热、注油过多、刮油环失效、燃烧不良等原因造成环槽结炭。防止措施：a.防窜气，窜气会使滑油变质 b.提高刮油环的刮油能力，防刮油环装反。c.适当增加天地间隙 d.控制气缸注油量e.保持气缸冷却水温度适宜 f.定期更换润滑油和加入抗氧化添加剂第71页/共85页判断：a.a.严重漏气，柴油机工作无力b.b.机油（或冷却水）温度升高c.c.燃油和滑油消耗量增加。粘环的后果：a.a.燃烧室漏气b.b.活塞环断裂c.c.拉缸e.e.四冲程柴
30、油机滑油温度上升，耗量增大。（3）活塞环折断：断环原因：搭口间隙过小无膨胀余地而在对侧折断；环槽积炭过多或不均匀环在交变弯曲作用下折断；环槽磨损过大过不均匀撞击、扭转、弯曲而折断；环的压入当气体力下降后靠弹力弹出，反复张合而疲劳裂断；气缸套失圆张合疲劳；环挂气口或缸套台肩撞击断裂；活塞头部热变形使环槽缩小，造成天地间隙过大或过小。第72页/共85页 断环的征象：气缸压力下降，漏气加剧机油消耗量增加柴油机功率下降排温升高燃烧恶化冒黑烟。防止措施：防止粘环和磨损 保证搭口间隙和天地间隙在要求范围内。3）活塞环磨损测量：环与缸套的磨损使环的搭口间隙变大，环与环槽的磨损使天地间隙变大。（1）天地间隙的
31、测量：（2）搭口间隙的测量：部位：缸径最小部位，二冲程气口以下部位。第73页/共85页4）活塞环的检查：（1）质量缺陷的外观检查：（2）环上、下端面的挠曲度检查：检查方法为将环平放在平板上，观察环端面与平板的接触情况。合格要求：环平面应与平板完全接触，不得有明显的间隙，但允许有局部间隙，其间隙值为：缸径200mm者，不大于0.05mm；缸径200500mm者，不大于0.08mm；缸径500mm者，不大于0.1mm。第74页/共85页（3）漏光检查 将活塞环放入标准气缸套内（或圆筒形量规），用活塞把环推平。在缸套中活塞环的下侧放一光源，上侧用比气缸外套内径小34mm的盖板将环盖住，检查环圆面与缸
32、套壁面的漏光情况。合格要求：每处漏光弧长不得超过30，同一根活塞环的漏光弧长总和不得超过90，但在活塞环开口处左右30范围内不允许漏光，并且漏光径向间隙用0.020.03mm塞尺不得通过。第75页/共85页（4）活塞环弹性定性检验（自由开口法、永久变形量法）自由开口法 活塞环自活塞上取下后，测量自由状态下的开口大小。通常新环在自由状态下开口尺寸为（0.100.13）D，D为缸径。若所测自由开口小于新环自由开口值，说明环的弹性下降。永久变形量法 活塞环取下清洁后，人为将自由开口闭合或将其扩大一倍再松开，若其永久变形量大于自由开口值的10，则表明环的弹性下降。（5）搭口间隙和天地间隙的检查：第76
33、页/共85页5）活塞环失效对柴油机运转的影响（1）发生漏气，使PC、PZ、Tr、Ne下降（2）环的散热作用下降，使活塞头过热。（3）刮油环的刮油作用下降，使缸壁表面积集大量气缸油或窜入燃烧室，引起积碳。（4）缸壁油膜被破坏，加速环与缸套磨损。（5）十字头式柴油机，漏气严重，会引起扫气箱着火。（6）箱式柴油机，污染曲柄箱内滑油，加速氧化变质，甚至会使曲柄箱内滑油产生油雾引起爆炸。第77页/共85页五、燃烧室部件的管理要点1 1）磨合：柴油机制造完工或更换缸套/活塞后，为获得良好的配合间隙，需经过负荷渐加过程，以磨损达到目的。原则：以时间短，磨合快，不拉缸为依据。要有合理的转速、合理的负荷磨合程序
34、，合理的时间间隔。（先转速后负荷，先低速后高速，先低负荷后高负荷）时间间隔分段停车检查。第78页/共85页在磨合中应遵循以下管理要点：（1）磨合中运转负荷、转速与时间分配应按磨合规范，其要点是由空车开始逐渐负荷，连续运转并定时停车检查。（2）磨合期气缸润滑使用纯矿物油或低碱性气缸油，以获得一定的腐蚀磨损，加快磨合。（3）磨合期应增大气缸注油量以密封燃烧室防止拉缸。比正常供油量多50。2 2）运行中工况监视（1）定期检测各工况参数：冷却液温压、排气温度等；变工况中防止负荷变化过快、注意冷却水温调节；注意各缸负荷差异，定期测爆、示功图并分析调整；（2）确保润滑质量，防止拉缸或扫气箱着火；（3）注意
35、运转声音。第79页/共85页3观察孔（扫气口）检查：（1）活塞环工作状况：若向上、向下盘车时环在环槽中可动，说明无粘环现象。用小木棍推压环时环无张力，说明环已断裂。若环工作表面有黑色、无润滑油的区域，说明环的密封性不好。（2）气缸润滑状况：若发现活塞头上有白色、微黄色的沉积物，则说明所用滑油碱值太高。若气缸套表面上有白色或微带褐色的区域，这是由于腐蚀磨损，说明滑油碱值太低。第80页/共85页若第一道活塞环表面有半干半湿的润滑油膜存在，活塞环与缸壁表面油膜干净，则说明注油量适中。若发现活塞与活塞环槽内结炭粘着现象较重，活塞与缸套表面油膜污染变黑，气口因结炭堵塞较重，则说明注油量过多。如果第一道活
36、塞环表面干燥而环与缸壁均出现磨痕、环的棱边出现毛刺，说明注油量过少。（3）冷却腔密封状况：若气缸套外表面有水漏下，说明气缸套外侧密封圈可能失效。第81页/共85页若气缸套内表面有水漏出，说明气缸套或气缸盖可能有贯穿性裂纹或气缸注油器接头处漏水。（4）吊缸检查。气缸盖进行下表面积碳、裂纹和烧伤检查，对冷却水腔积垢、腐蚀检查，气阀与阀座磨损和密封性检查，缸盖与缸套结合面密封性检查。对缸套应进行缸径测量、疏通注油孔及注油接头、检查缸套水空间密封。清洗活塞组件、测量天地间隙和搭口间隙。第82页/共85页思考题：1何谓热负荷？热负荷过高或过低对柴油机工作有何影响？2气缸盖和气缸套各有何功用？工作条件如何？3气缸套一般采用什么材料？内外表面常采用哪些办法来提高其耐磨、耐腐蚀性能？4气缸盖一般采用什么材料？当代高增压柴油机气缸盖用什么材料？5什么叫低温腐蚀？如何预防低温腐蚀？第83页/共85页6什么叫穴蚀？如何预防？7燃烧室部件为何要采用薄壁强背结构？8活塞有何功用？工作条件如何？9密封环、刮油环、减磨环各起什么作用？各用什么材料制造？10活塞环的搭口形式有几种？11压缩环为何会泵油？有何危害？怎样预防？12什么叫磨合？磨合应注意哪些事项？13缸套磨损的最大位置在哪里？为什么？14活塞环失效对柴油机运转有何影响？第84页/共85页感谢您的观看。第85页/共85页