防止柴油機拉缸與燒活塞的措施
1 、活塞與氣缸要有合理的配合間隙
要使活塞在氣缸中保持正常的運動(dòng),又要有良好的氣密性,則要求活塞與氣缸有一個(gè)合理的配合間隙。目前,在組裝柴油機時(shí),對活塞與氣缸的配合間隙的選定方法大致有以下幾種:
(1)計算法計算法僅從溫度引起的熱膨脹考慮,而實(shí)際上柴油機在工作時(shí)間的狀態(tài)變化是十分復雜的,如活塞、氣缸的熱變形等因素均沒(méi)有考慮進(jìn)去,因而計算法只是從理論上進(jìn)行研究,實(shí)際應用還存在一定的問(wèn)題,所以這種方法沒(méi)有得到廣泛的推廣應用。
(2)拉力選配法
拉力選配法是將活塞倒置入氣缸內,選取厚薄規中一定尺寸的薄片以垂直于活塞的方向插入活塞裙部與氣缸壁之間,然后用一秤拉動(dòng)厚薄規,通過(guò)測量其摩擦阻力來(lái)確定配合間隙的合理范圍。
將活塞、氣缸組合件分組越多、組別向的徑向間隙值越小,則配合間隙越能得到保證。國外生產(chǎn)廠(chǎng)家多采取這種方法。
(3)分組選配法
分組選配法就是將加工出來(lái)的活塞與缸孔按不同直徑分組,然后進(jìn)行同組配合。
(4)基軸制選配法
所謂基軸制就是以軸為基準來(lái)加工孔。修理單位則是根據購進(jìn)的活塞與氣缸的配合間隙來(lái)確定氣缸內徑的加工尺寸。這種方法簡(jiǎn)單易行,但如果購進(jìn)的活塞其材質(zhì)與原廠(chǎng)生產(chǎn)的活塞的材質(zhì)不同,其膨脹系數也會(huì )不同,這樣就會(huì )使活塞與氣缸在熱狀態(tài)下的工作間隙得不到保證;若購進(jìn)的活塞其膨脹系數小于原廠(chǎng)活塞的膨脹系數,則會(huì )使工作狀態(tài)時(shí)的間隙變大,發(fā)生敲缸和減少大修間隔里程數;若購進(jìn)的活塞其膨脹系數大于原廠(chǎng)活塞的膨脹系數,就勢必使工作狀態(tài)時(shí)的間隙減小,甚至活塞在氣缸中抱死而造成拉缸、燒活塞。所以,在采用此法時(shí),一定要對購進(jìn)的活塞的原廠(chǎng)活塞進(jìn)行熱膨脹比較,分別計算出各自膨脹系數,然后分別用計算法的經(jīng)驗公式進(jìn)行驗算修正,最后確定活塞與氣缸的理論配合間隙,而實(shí)際配合間隙的控制與測量可綜合運用上述各種方法進(jìn)行。
2、嚴格控制工作溫度
由于柴油機是處于在高溫下工作,在溫度的影響下活塞的幾何尺寸也在不斷地變化,溫度愈高,活塞比氣缸的膨脹越厲害,工作狀態(tài)時(shí)的間隙也愈小,潤滑油膜的形成條件也愈差,產(chǎn)生的摩擦熱量也愈大,膨脹量會(huì )進(jìn)一步增大;如此惡性循環(huán)就會(huì )造成拉缸,甚至抱死而燒毀活塞,特別是對新機和大修后在行駛里程不長(cháng)的階段內,上述現象發(fā)生的可能性較大。在一定的溫度范圍內,預留的配合間隙就可以有效地防止拉缸、燒活塞現象的發(fā)生,所以柴油機在工作時(shí),嚴格控制柴油機的工作溫度(冷卻水溫度)是十分重要的。
但如果使柴油機經(jīng)常處于低溫下工作,將會(huì )使工作狀態(tài)時(shí)的間隙偏大而產(chǎn)生敲缸,而且大量熱能被冷卻系統所吸收,使混合氣燃燒不完全,造成動(dòng)力下降、經(jīng)濟性變差和缸壁磨蝕加大。目前,有不少操作手怕溫度高而造成拉缸,就經(jīng)常使發(fā)動(dòng)機的溫度寧低勿高,其實(shí)這是很不可取的,應保持正常工作溫度為宜。
影響柴油機工作溫度的主要因素是柴油冷卻系統的效率,所以在柴油機的使用維修中要保證冷卻系統對柴油機的溫度有可靠的控制能力。
另外,噴油時(shí)間過(guò)早、混合氣過(guò)稀都會(huì )使發(fā)動(dòng)機的溫度升高,甚至造成活塞頂部燒蝕或拉缸。如12150L柴油機,其噴油提前角為34°,如果這過(guò)早(噴油提前角大于35°),發(fā)動(dòng)機工作時(shí)就會(huì )明顯地爆震,爆震的震源一般產(chǎn)生于噴油器對面的后方、活塞頂部的1/4邊沿處。我們在檢修中發(fā)現有兩臺12150L柴油機均發(fā)生了因上述部位的爆需而造成活塞擊頂,其中一臺甚至造成嚴重燒活塞而拉缸抱死。如果混合氣過(guò)稀,則燃燒速度緩慢,溫度升高,燃燒積炭而使活塞頂部形成局部著(zhù)火現象,導致溫度進(jìn)一步升高,使活塞在氣缸內的工況變壞,以致嚴重燒毀活塞而拉缸。
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