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柴油發(fā)電機(jī)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(jī)技術(shù)狀況是否良好、是否需要大修的重要依據(jù)。氣缸磨損至一定程度,柴油發(fā)電機(jī)動力性能顯著下降,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(guī)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(jī)組,減少氣缸的磨損,延長柴油發(fā)電機(jī)的使用壽命,有著重要的指導(dǎo)意義。
一、氣缸的磨損規(guī)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(guī)律。
1、氣缸軸向磨損規(guī)律
從氣缸的縱斷面看,活塞環(huán)行程內(nèi)的磨損一般是上大下小,即稱為“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)時第一道活塞環(huán)所對應(yīng)的缸壁。在氣缸內(nèi)活塞環(huán)接觸不到的上口,沒有磨損而形成了明顯的臺階,稱為“缸階”或“缸肩”〔圖1(a)〕。氣缸下部活塞運(yùn)動區(qū)域外的氣缸壁,由于潤滑條件比較好,溫度適中,沒有活塞環(huán)摩擦作用,氣缸也幾乎沒有磨損。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(jī)上,不同氣缸磨損情況不盡相同,一般水冷柴油發(fā)電機(jī)的第一缸前壁和最后一缸的后壁處磨損較為嚴(yán)重。
氣缸軸向磨損規(guī)律示意圖
2、氣缸徑向磨損規(guī)律
從氣缸橫斷面來看,氣缸的磨損也是不均勻的,磨損成不規(guī)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(jié)構(gòu)、機(jī)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(jī)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(jī)械磨損
如圖3所示,柴油發(fā)電機(jī)工作時,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,第一道活塞環(huán)對應(yīng)的氣缸壁磨損最為嚴(yán)重,形成沿氣缸軸向上大下小的錐形磨損。
圖3 氣缸磨損規(guī)律示意圖
2、腐蝕磨損
氣缸內(nèi)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?nèi)苡谒傻V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(yán)重。腐蝕磨損還隨柴油發(fā)電機(jī)冷卻水溫的降低而增加。
因此柴油發(fā)電機(jī)未達(dá)到工作溫度時,其負(fù)荷不要過大,并且應(yīng)盡量縮短低溫運(yùn)行時間,加快柴油發(fā)電機(jī)的升溫,以減少腐蝕磨損。對于多缸柴油發(fā)電機(jī),兩端氣缸的前后壁冷卻效率較高、進(jìn)氣門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(yán)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(jī)械雜質(zhì)和柴油發(fā)電機(jī)自身的磨屑等進(jìn)入氣缸壁間造成磨料磨損。空氣中的灰塵被吸入氣缸上部,其棱角也鋒利,因而氣缸上部磨損最大。在風(fēng)沙嚴(yán)重的地區(qū),大量的灰塵進(jìn)入氣缸后,由于活塞在氣缸中部運(yùn)動速度最大,致使氣缸磨成"腰鼓形"。
圖4 氣缸磨損曲線圖
三、氣缸磨損的測量
測量柴油發(fā)電機(jī)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(jù)氣缸新的磨損程度 ,確定柴油發(fā)電機(jī)是否雲(yún)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,見圖5,其測量方法如下∶
(1)根據(jù)氣缸直徑,選擇相應(yīng)尺寸的測量接桿,并將其固定在量缸表?xiàng)U的下端。
按規(guī)定接桿固定好后與活動測桿的總長度應(yīng)與被測氣缸的尺寸相適應(yīng)。
(2)校正量缸表的尺寸。
將干分尺校正到被測氣缸的標(biāo)準(zhǔn)尺寸,再將量缸表校準(zhǔn)到干分尺的尺寸,并使伸縮桿有2mm左右的壓縮行程,旋轉(zhuǎn)表盤,使表針對準(zhǔn)零位。
(3)測量氣缸上、中、下三個位置的縱向和橫向上的氣缸直徑。
氣缸上部應(yīng)測量第一道活塞環(huán)在上止點(diǎn)位置時所對應(yīng)的氣缸壁;氣缸下部應(yīng)測量距離氣缸下邊緣10mm左右處。
圖5 氣缸量缸表結(jié)構(gòu)圖
由柴油發(fā)電機(jī)氣缸磨損規(guī)律可知,柴油發(fā)電機(jī)一般前后兩缸磨損最為嚴(yán)重。因此,測量時可重點(diǎn)測量前后兩缸,或"缸肩"較深的氣缸。為保證測量準(zhǔn)確,量缸表測桿與氣缸軸線要保持垂直。測量時應(yīng)轉(zhuǎn)動量缸表,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,計(jì)算圓度與圓柱度誤差。如汽油機(jī)的圓度誤差超過0.05mm、圓柱度誤差超過0.20mm,柴油機(jī)的圓度誤差超過0.065mm、圓柱度誤差超過0 .25mm,超過極限值則進(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(fù)的價值,可送專業(yè)修理廠維修,若氣缸磨損超過允許的限度時,應(yīng)更換氣缸。
1、干式氣缸套的鑲換
① 第一次鑲套應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)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(jī)鏜削掉缸套。根據(jù)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(jié)合。
② 鑲配時,應(yīng)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,或用手操縱專用壓具壓入新缸套。在壓入20~30mm的過程中,可松壓幾次,使缸套的少許偏斜自行得到校正。壓力應(yīng)逐漸增加,不能過大或過小。為了防止氣缸體變形,應(yīng)隔缸壓入。
③ 氣缸套壓入后,應(yīng)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,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(nèi)的污垢,保證氣缸體與氣缸套的結(jié)合處光滑。
② 氣缸套在壓入前,應(yīng)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(guī)定(0.05~0.15 mm)。距離過大或過小,可用調(diào)換氣缸套的銅墊片來調(diào)整。
提示∶鑲氣缸套后,應(yīng)進(jìn)行水壓試驗(yàn)。
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