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发动机机体在结构设计上采取的措施
来源:农机使用与维修  作者:佚名  2015-05-05 09:35:29

    摘要:机体是一个结构复杂的零件,柴油机所有零件、附件直接或间接地装在它上面,机体本身的许多部分又分别是曲柄连杆机构、配气机构、供给系、冷却系和润滑系的组成部分。因此说机体很重要,我们很有必要了解它的结构设计特点,为农机修理工作打下良好的基础。

    机体是柴油机的骨架,是柴油机最大、最重的零件,它担负着多种任务并承受各种内、外载荷。柴油机的所有零件、附件直接或间接地装在它上面,机体本身的许多部分又分别是曲柄连杆机构、配气机构、供给系、冷却系和润滑系的组成部分,如气缸盖和气缸体的内壁共同组成燃烧室的一部分,是承受高温、高压的机件。机体包括气缸体和曲轴箱两部分,有的发动机将气缸体和曲轴箱铸成一体,如单缸柴油机的机体,见图1所示。机体上部空腔用于安装气缸套,称气缸体。下部空腔用于安装曲轴、凸轮轴,这部分称曲轴箱。曲轴箱分上曲轴箱和下曲轴箱。上曲轴箱与气缸体铸成一体,下曲轴箱用来贮存润滑油,并封闭上曲轴箱,故又称为油底壳。油底壳受力很小,一般采用薄钢板冲压而成。油底壳底部还装有放油螺塞,通常放油螺塞上装有永久磁铁,以吸附润滑油中的金属屑,减少发动机的磨损。在上下曲轴箱接合面之间装有衬垫,防止润滑油泄漏。在机体内还布置有冷却水道、润滑油道和其它孔道。其上还有用于固定其它零件、附件的螺纹孔。因此,机体是一个结构复杂的零件。

    1 机体的强度措施
    在工作中,机体承受气体爆发压力、螺栓预紧力、往复惯性力、旋转惯性力(离心力)等,因此受力很复杂。为了保证使用中机体不产生变形和裂纹,保证各主要运动件安装位置正确,运转正常,机体要有足够的刚度和强度。在受力较大的地方的内壁,还有加强筋。

    2 防止机油渗漏措施
    柴油机工作时,曲轴箱内运动零件的表面布满了机油,受离心力的作用机油不断地被甩到机体内壁、固定零件表面和空腔中。为此,必须在结构上采取措施,防止机油向外渗漏。
    (1)机体的静态结合面一般为平面,如主轴承盖端面、后盖结合面、齿轮室盖结合面、水箱口、上平衡轴窗口、油底壳结合面、机油泵结合面等,一般采用弹性纸垫用螺栓压紧的方法进行密封。如在纸垫的两面均匀薄涂一层密封胶则效果更佳。
    (2)旋转面采用“导”和“堵”相结合的办法,如曲轴飞轮端主轴承处,采用骨架橡胶油封密封并在下部设置回油孔泄油。机油经轴承渗出后,被内唇紧贴在曲轴上的油封挡住,并经下部的两个泄油孔流回曲轴箱。
    (3)一般紧固螺栓孔均为盲孔,如不得不采用通孔时,如油底壳放油螺栓孔等,则采用紫铜垫圈密封。机体放水螺孔则制成锥形管螺纹以防止渗漏。喷油泵三个固定螺栓上旋人机体端涂上厌氧胶可保证不渗漏。
    (4)柴油机在工作时,总有一定的废气经活塞环泄漏到曲轴箱中。柴油机使用久了,随着缸套、活塞环的磨损,间隙增大,活塞环弹力降低,漏入曲轴箱的废气会更多。由于曲轴箱是密封内腔,漏入的废气越积越多,不仅会使机油变质,油温升高,还会使曲轴箱内压力升高,将机油压出机体,造成渗漏。因此,柴油机必须设置曲轴箱通风装置。195型、1100型柴油机采用弹簧片式单向阀结构。在活塞下行程时,曲轴箱的容积变小,压力升高,于是通风装置的弹簧片打开,把废气排向大气。活塞上行程时,曲轴箱容积增大,压力降低,弹簧片弹回,外面的空气不能进入曲轴箱。这样曲轴箱内就能保持一定的低于大气压力的负压,使机油不易渗出。

    3 曲轴箱的通风措施
    在发动机工作时,总有一部分可燃混合气和废气经活塞环窜到曲轴箱内,窜到曲轴箱内的汽油蒸气凝结后将使机油变稀,性能变坏。废气内含有水蒸气和二氧化硫,水蒸气凝结在机油中形成泡沫,破坏机油供给,这种现象在冬季尤为严重;二氧化硫遇水生成业硫酸,亚硫酸遇到空气中的氧生成硫酸,这些酸性物质的出现不仅使机油变质,而且也会使零件受到腐蚀。漏入曲轴箱内的气体使箱内压力和温度升高,机油从油封、衬垫等处泄漏和变质。流失到大气中的机油蒸气会加大发动机对大气的污染。发动机装有曲轴箱通风装置就可以避免或减轻上述现象的发生。
    装用曲轴箱通风装置的目的是:①防止机油变质,减少摩擦机件的磨损和腐蚀。发动机工作时,有一部分可燃混合气和废气漏到曲轴箱内,形成燃油蒸气和水蒸气,其后果是使机油变稀、性能变坏,降低润滑性能。如废气内含有水蒸气和硫的气体,则会形成硫酸,对机件产生腐蚀。②降压、降温、防漏。由于可燃混合气和废气窜到曲轴箱内,曲轴箱内的压力将增大,机油会从曲轴油封、曲轴箱衬垫等处渗出而流失。曲轴箱通风后对机油有一定的冷却、降压和防漏作用。③减小排放对大气的污染,同时可以回收部分可燃气体,有利于提高燃料经济性和减少排放污染。
    发动机上都采用了闭式强制的曲轴箱通风装置,使漏到曲轴箱内的可燃混合气和废气,可以随同空气一起从发动机曲轴箱经过通气管、空气滤清器进入进气歧管再次吸进气缸内加以利用和燃烧。
    曲轴箱通风不良会有如下危害:①未完全燃烧的燃油漏入曲轴箱后使机油变稀,润滑性能变差。②废气中的硫、二氧化碳等形成酸,加速机油变质腐蚀机体;废气中的水蒸气冷凝成水渗入机油,加上高温加速氧化,使机油性能变差。③废气和可燃混合气使曲轴箱的压力增加,机油容易渗漏,并增加了活塞下行的阻力,多消耗功率。④在曲轴箱内温度过高并存在飞溅油雾和燃气的情况下,遇到某种热源而可能被引燃时,可能发生爆炸。⑤曲轴箱强制通风不良,加剧废气污染,使环境保护受到损害。
    因此,在使用中要加强对曲轴箱通风装置的维护,拆下空气滤清器上方通往加油管和空气滤清器下方通往气门室盖的通气管,用煤油清洗并用压缩空气吹净,装复时应将各接管紧固,不允许有漏气现象。
 

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