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1、 铁路东风机车内燃机活塞销润滑系统防漏检测装置的设计活塞销的简介活塞销是装在活塞裙部的圆柱形销子，它的中部穿过连杆小头孔，用来连接活塞和连杆，把活塞承受的气体作用力传给连杆。为了减轻重量，活塞销一般用优质合金钢制造，并作成空心。 活塞销的功用及工作条件 一般国内使用的活塞销孔内会有台阶或者凹槽，还有一种是实心活塞销。国外使用的活塞销内孔是直的。 活塞销的内孔形状： 活塞销的内孔形状主要有圆柱形，两段截锥形，以及两段截锥形和一段圆柱的组合形。 活塞销的功用及工作条件： 活塞销用来连接活塞和连杆，并将活塞承受的力传给连杆或相反。活塞销在高温条件下承受很大的周期性冲击负荷，且由于活塞销在销孔内摆动角
2、度不大，难以形成润滑油膜，因此润滑条件较差。为此活塞销必须有足够的刚度、强度和耐磨性，质量尽可能小，销与销孔应该有适当的配合间隙和良好的表面质量。在一般情况下，活塞销的刚度尤为重要，如果活塞销发生弯曲变形，可能使活塞销座损坏。 附图： 活塞销示意图活塞销材料及结构活塞销的材料一般为低碳钢或低碳合金钢，如20、20Mn、15Cr、20Cr或20MnV等。外表面渗碳淬硬，再经精磨和抛光等精加工。这样既提高了表面硬度和耐磨性，又保证有较高的强度和冲击韧性。 活塞销的结构形状很简单，基本上是一个厚壁空心圆柱。其内孔形状有圆柱形、两段截锥形和组合形。圆柱形孔加工容易，但活塞销的质量较大；两段截锥形孔的活
3、塞销质量较小，且因为活塞销所受的弯矩在其中部最大，所以接近于等强度梁，但锥孔加工较难。 活塞销检验国标 1.金相检验。JB/T 8118.2-1999 2.探伤检验。JB/T 8118.3-1999活塞销的连接形式 半浮式活塞销半浮式活塞销：活塞销与活塞销座和连杆小头之间只有一者可以自由旋转另一者相互固定的连接形式 。半浮式”安装的特点是活塞中部与连杆小头采用紧固螺栓连接，活塞销只能在两端销座内作自由摆动，而和连杆小头没有相对运动。活塞销不会作轴向窜动，不需要锁片。小轿车上应用较多。全浮式活塞销全浮式活塞销：活塞销与活塞销座和连杆小头之间都可以自由旋转的连接形式。全浮式”安装，当发动机工作时，
4、活塞销、连杆小头和活塞销座都有相对运动，这样，活塞销能在连杆衬套和活塞销座中自由摆动，使磨损均匀。为了防止全浮式活塞销轴向窜动刮伤气缸壁，在活塞销两端装有档圈，进行轴向定位。由于活塞是铝活塞，而活塞销采用钢材料，铝比钢热膨胀量大。为了保证高温工作时活塞销与活塞销座孔为过渡配合。装配时，先把铝活塞加热到一定程度，然后再把活塞销装入，这种安装方式应用较广泛。活塞销发出异响的判断和处理 发动机在使用中有的会出现活塞销异响的故障。如果活塞销异响严重会损坏活塞销衬套，加大连杆轴瓦和曲轴连杆轴颈的磨损，磨损到最严重时，会拉断活塞销或连杆顶部，打坏气缸体，千万不能等闲视之。 活塞销异响故障的现象是： (1)
5、异响的部位在气缸的上部，声音就象两个钢球相撞而发出的“特特”声。 (2)发动机温度升高以后，响声一般没有太大的变化，个别的有时还会更明显些，这是和活 塞敲缸异响的一个主要区别。 发生活塞销异响以后，可以采用以下办法来进行判断： (1)逐缸进行断油试验，断油以后，声音明显的减弱或消失，恢复供油以后，会更加明显。故障严重到一定程度时，会出现连续的连贯双响，断油以后，声音不但不减弱或消失，而且会加剧。 (2)进行发动机抖动油门试验。急速的抖动油门时，异响相当明显，声响的周期随着发动机转速的变化而变化。 发生活塞销异响的主要原因有以下几方面： (1)活塞销和连杆衬套磨损过甚，配合严重松旷。其主要原因是
6、由于润滑不佳而造成的。WD615系列发动机连杆上没有油孔，活塞销和衬套的润滑是靠润滑油喷嘴向上喷油通过连杆小头的集油槽进行的，如果机油压力太低，喷射情况不好，会造成活塞销及连杆衬套的润滑不良，且由于喷射不好，活塞冷却不佳，也会加剧活塞销及连杆衬套的磨损。如果机油变质、变稀也会造成磨损加剧。所以，一定要注意机油的质量，最好是按周期换油、更换机油滤清器，每天出车前坚持检查油位和油的质量。 (2)连杆衬套在修理中，尺寸定位掌握不准，衬套和连杆的配合不好，也会出现活塞销异响。在维修中一定要按标准安装，使连杆衬套能在一定的压力下压入。 出现活塞销异响以后，可以视其轻重而采取不同的处理措施： (1)如果活
7、塞销异响轻微，可以继续行驶;但如果有修理条件，最好予以更换。 (2)若活塞销异响严重时(在高速、正常温度下运转，声音十分明显)，应立即修理更换。 (3)更换活塞销和连杆衬套要严格按标准进行，间隙配合要正确。故障原因1)对于全浮式活塞销与销座来说(见图)，当发动机处于正常工作温度时，活塞销在销座内应有合适的配合间隙并且能自由转动。当配合间隙过大时，不可避免地产生活塞销与其座孔的撞击声，这种响声与活塞销与连杆小头衬套松旷时，所产生的撞击响相似，表现在怠速时最明显，在发动机完成一个工作循环中出现两次。用断缸方法就能检查出哪个缸活塞销座或连杆衬套的松旷响。2)有的发动机活塞销两端与卡环相撞击，同样也发
8、出销的碰击响。3)发动机冷态起动不响，热起后则响。这是因为活塞的膨胀大于活塞销所致。转速越快越响，温度越高越响。4)用螺钉旋具使火花塞断火，响声减弱或消失，螺钉旋具拿开的瞬间，会出现一声“嗒”的响声。2故障检修活塞销与销座孔出现松旷，比较严重时应引起重视并修理。修理时可采用扩大活塞销座孔和连杆衬套之后，更换加大的活塞销方法，也可用磨削活塞销后再镀铬或镀铁的方法，恢复活塞销原几何形状与尺寸。活塞销直径的加大尺寸，应根据活塞销座孔及连杆小头衬套的磨损情况来决定。活塞销与销座孔的配合，活塞销应能用手掌力量从原来试配的一端推入座孔1223，且接触面积在75以上，分布均匀，轻重一致。润滑系统的工作原理润
9、滑系统的功能是使发动机的运动零件摩擦表面得到良好的润滑，以减少发动机的摩擦功损失和发动机零件的磨损，同时带走零件表面因摩擦而产生的热量以及磨屑。压力润滑的对象为曲轴主轴承、连杆轴承、凸轮轴轴承和气阀摇臂机构。发动机的附件如高压油泵、空压机和增压器也采用压力润滑。通过主轴承上方设置的活塞冷却喷嘴，喷出带有压力的润滑油流对活塞进行冷却，采用飞溅润滑的摩擦副有活塞对气缸壁、活塞销、凸轮挺杆、齿轮传动系等。发动机起动后，机油泵将润滑油从油底壳中吸出，加压输送至整个润滑系。 机油从机油泵中流出后，经过缸体上的油道进入机油冷却器座。在机油冷却器座上装有机油压力调节阀，调节阀的作用是当机油压力过高时，使部分
10、机油直接旁通流回油底壳，避免过高的机油压力造成机油泵、机油冷却器、机油滤清器等一系列零部件的损坏。调压阀的开启压力约为460kPa。机油冷却器采用现流行的板翅式结构，内藏于缸体侧面水腔中，结构紧凑，机油滤油器座和机油冷却器座是铸为一体的。机油滤清器采用的是旋装式纸芯滤清器。机油从冷却器流出后，经过滤清器滤清，返回到气缸体上的油道中。经过气缸体上的中间横向油道，机油进入缸体另一侧(高压油泵侧)的主油道中。主油道中的油压在额定转速下不得低于207kPa(一般为379kPa)，怠速时不得低于69kPa(一般为207kPa)。在机油冷却器座中还设有一个机油滤清器旁通阀，在机油滤清器被污物堵塞时，允许未
11、经滤清的润滑油直接流向缸体。未经滤清的润滑油将对发动机带来不利的影响，应定期更换滤清器，以保证发动机能良好地工作。进入主油道的机油，在主油道将沿各个分支油道，流向不同的润滑部位。从主油道通过各斜向油道，润滑油流向曲轴主轴颈。在主轴颈处通过不同油道又分别流向连杆轴颈、凸轮轴轴承，以及活塞冷却喷嘴。从活塞冷却喷嘴喷出的机油也加强了飞溅效果，能更好地对活塞销及活塞裙部进行润滑。从主油道通过竖直油道，润滑油流向气缸盖，进入摇臂机构对摇臂轴进行润滑。通过摇臂上方钻出的一个小孔溢出润滑油，润滑气门杆和推杆窝槽。通过主油道上设置的接头，外接软管，对发动机的各个附件如高压油泵，空气压缩机等可提供润滑。发动机的
12、传动齿轮系中，除机油泵惰轮轴是强制润滑外，所有的齿轮啮合面都是靠飞溅润滑。增压器的润滑油是取自机油滤清器座上的一个接头，通过连接软管输送至增压器中间体的进油口。增压器的回油，通过一根回油管，靠重力流回曲轴箱中。由于增压器轴承处的温度很高，需要有一定的机油流量保证冷却，所以一般要求进油管内径不小于9.5mm，回油管保持通畅，回油管内径不小于19mm，且尽量保持垂直。发动机从满负荷运行突然停机，由于增压器转子的惯性作用，增压器转子不能很快停转，而润滑油却停止了供给，这样会给增压器轴承带来不利的影响。主要部件的构造及参数(一)机油泵（此举康明斯B系列发动机为例）B系列发动机的机油泵不同于国内常见的外
13、齿轮式机油泵，而是采用了转子式结构。它的优点在于外形尺寸小，结构紧凑，符合B系列发动机的设计结构思想。机油泵和曲轴的速比为36/28，额定转速3343r/min，额定点供油量61.8L/min。现在康明斯公司进一步提高了机油泵的转速，使速比达到了36/24，机油泵的高转速也提高了机油压力的脉动性，对机油冷却器的使用产生了不利影响。为此机冷器的结构进行了加强。机油泵的传动齿轮为28齿，机油泵惰轮为23齿。机油泵用4个M8的螺钉固定在缸体的前端面上。(二)机油冷却器(1)结构原理机油冷却器芯为7片板翘式机油冷却器，各芯片之间、芯片与底板之间的垫片焊在一起。机油冷却器为内藏式，安装在缸体水套内，七块
14、散热片浸泡在缸体水腔中，高温机油从进油孔流入机油冷却器，各散热片将热量传递给冷却液，从而降低机油温度，以防止由于机油温度过高、润滑不良造成发动机各部件的损坏。机油冷却器。(2)使用维修维修保养时可用肥皂水清洗干净，空气干燥。并将机油冷却器泡在水中。用空气试压483kPa。如果没有渗漏，这个机油冷却器可继续使用。如发现油水混合，应及时更换。 内燃机的结构和工作原理往复活塞式内燃机的组成部分主要有曲柄连杆机构、机体和气缸盖、配气机构、供油系统、润滑系统、冷却系统、起动装置等。活塞组由活塞、活塞环、活塞销等组成。活塞呈圆柱形，上面装有活塞环，借以在活塞往复运动时密闭气缸。上面的几道活塞环称为气环，用
15、来封闭气缸，防止气缸内的气体漏泄，下面的环称为油环，用来将气缸壁上的多余的润滑油刮下，防止润滑油窜入气缸。活塞销呈圆筒形，它穿入活塞上的销孔和连杆小头中，将活塞和连杆联接起来。连杆大头端分成两半，由连杆螺钉联接起来，它与曲轴的曲柄销相连。连杆工作时，连杆小头端随活塞作往复运动，连杆大头端随曲柄销绕曲轴轴线作旋转运动，连杆大小头间的杆身作复杂的摇摆运动。为了向气缸内供入燃料，内燃机均设有供油系统。汽油机通过安装在进气管入口端的化油器将空气与汽油按一定比例(空燃比)混合，然后经进气管供入气缸，由汽油机点火系统控控制的电火花定时点燃。柴油机的燃油则通过柴油机喷油系统喷入燃烧室，在高温高压下自行着火燃烧。内燃机气缸内的燃料燃烧使活塞、气缸套、气缸盖和气门等零件受热，温度升高。为了保证内燃机正常运转，上述零件必须在许可的温度下工作，不致因过热而损坏，所以必须备有冷却系统。内燃机不能从停车状态自行转入运转状态，必须由外力转动曲轴，使之起动。这种产生外力的装置称为起动装置。常用的有电起动、压缩空气起动、汽油机起动和人力起动等方式。内燃机的工作循环由进气、压缩、燃烧和膨胀、排气等过程组成。这些过程中只有膨胀过程是对外作功的过程，其他过程都是为更好地实现作功过程而需要的过程。按实现一个工作循环的行程数，工作循环可分为四冲程和二冲程两类。
