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柴油发电机气缸磨损的测量与检修 |
气缸的磨损程度是判断柴油发电机技术状况是否良好、是否需要大修的重要依据。气缸磨损至一定程度，柴油发电机动力性能显著下降，汨耗急剧增加，工作性能变坏，甚至不能正常工作。因此，了解气缸磨损原因和规律，不仅能正确地对其讲行修理，而且对于正确使用和管理发电机组，减少气缸的磨损，延长柴油发电机的使用寿命，有着重要的指导意义。
一、气缸的磨损规律
气缸是在润滑不良、高温、高压、交变载荷和腐蚀性物质作用下工作的。气缸磨损是不均匀的，但正常情况下有一定的规律。
1、气缸轴向磨损规律
从气缸的纵断面看，活塞环行程内的磨损一般是上大下小，即称为“锥形”或“锥体”，如图1所示。磨损的最大部位在活塞位于上山点时第一道活塞环所对应的缸壁。在气缸内活塞环接触不到的上口，没有磨损而形成了明显的台阶，称为“缸阶”或“缸肩”〔图1（a）〕。气缸下部活塞运动区域外的气缸壁，由于润滑条件比较好，温度适中，没有活塞环摩擦作用，气缸也几乎没有磨损。在特殊情况下，气缸的磨损不在上部，而是在中部，形成中间大的“腰鼓形”磨损，如图1（b）所示。在同一台柴油发电机上，不同气缸磨损情况不尽相同，一般水冷柴油发电机的第一缸前壁和最后一缸的后壁处磨损较为严重。
气缸轴向磨损规律示意图
2、气缸径向磨损规律
从气缸横断面来看，气缸的磨损也是不均匀的，磨损成不规则的椭圆形，如图2所示。各气缸沿圆周方向的最大磨损部位随气缸结构、机型、使用条件的不同而不同。
图2 气缸椭圆形磨损示意图
二、气缸磨损的原因
气缸磨损主要是由机械磨损、腐蚀磨损和磨料磨损及纯腐蚀异常磨损等造成的。
1、机械磨损
如图3所示，柴油发电机工作时，活塞环的自身弹力和高压气体窜入活塞环背面致使活塞环对气缸壁的正压力大，摩擦力也大，润滑油膜被破坏，形成半干摩擦或干摩擦，造成活塞位于上止点时，第一道活塞环对应的气缸壁磨损最为严重，形成沿气缸轴向上大下小的锥形磨损。
图3 气缸磨损规律示意图
2、腐蚀磨损
气缸内可燃混合气燃烧后，产生水蒸气和酸性氧化物CO2、SO2、NO2，它们溶于水而生成矿物酸，对气缸表面产生腐蚀作用，造成腐蚀磨损。由于气缸体上部不能完全被润滑油膜覆盖，其腐蚀作用更加严重。腐蚀磨损还随柴油发电机冷却水温的降低而增加。
因此柴油发电机未达到工作温度时，其负荷不要过大，并且应尽量缩短低温运行时间，加快柴油发电机的升温，以减少腐蚀磨损。对于多缸柴油发电机，两端气缸的前后壁冷却效率较高、进气门对面被较冷的可燃混合气冲刷，润滑油膜难以形成，致使这些部位受到严重的腐蚀磨损。这是气缸上部磨损大并形成明显椭圆的主要原因。
3、磨料磨损
空气中的尘埃、润滑油中的机械杂质和柴油发电机自身的磨屑等进入气缸壁间造成磨料磨损。空气中的灰尘被吸入气缸上部，其棱角也锋利，因而气缸上部磨损最大。在风沙严重的地区，大量的灰尘进入气缸后，由于活塞在气缸中部运动速度最大，致使气缸磨成"腰鼓形"。
图4 气缸磨损曲线图
三、气缸磨损的测量
测量柴油发电机气缸磨损的目的，主要是确定气缸磨损后的围度和圆柱度。根据气缸新的磨损程度 ，确定柴油发电机是否雲要大修 ，以及确定气缸的修理尺寸。测量气缸通常使用量缸表，见图5，其测量方法如下∶
（1）根据气缸直径，选择相应尺寸的测量接杆，并将其固定在量缸表杆的下端。
按规定接杆固定好后与活动测杆的总长度应与被测气缸的尺寸相适应。
（2）校正量缸表的尺寸。
将干分尺校正到被测气缸的标准尺寸，再将量缸表校准到干分尺的尺寸，并使伸缩杆有2mm左右的压缩行程，旋转表盘，使表针对准零位。
（3）测量气缸上、中、下三个位置的纵向和横向上的气缸直径。
气缸上部应测量第一道活塞环在上止点位置时所对应的气缸壁;气缸下部应测量距离气缸下边缘10mm左右处。
图5 气缸量缸表结构图
由柴油发电机气缸磨损规律可知，柴油发电机一般前后两缸磨损最为严重。因此，测量时可重点测量前后两缸，或"缸肩"较深的气缸。为保证测量准确，量缸表测杆与气缸轴线要保持垂直。测量时应转动量缸表，指针指示的最小值即为被测值，如图6所示，并将测量值逐一记录下来，计算圆度与圆柱度误差。如汽油机的圆度误差超过0.05mm、圆柱度误差超过0.20mm，柴油机的圆度误差超过0.065mm、圆柱度误差超过0 .25mm，超过极限值则进行更换。
图6 用量缸表测量气缸磨损程度
四、气缸修理
如果气缸有修复的价值，可送专业修理厂维修，若气缸磨损超过允许的限度时，应更换气缸。
1、干式气缸套的镶换
① 第一次镶套应选用标准尺寸的气缸套。若气缸体上已镶有缸套，可用缸套拉拔器将缸套拉出，如图7所示，或用镗缸机镗削掉缸套。根据气缸套的外形尺寸和表面粗糙度以保证气缸与缸套的良好结合。
② 镶配时，应在气缸套的外壁涂以润滑油，放正气缸套，垫以平整垫木，用压床徐徐压入，或用手操纵专用压具压入新缸套。在压入20～30mm的过程中，可松压几次，使缸套的少许偏斜自行得到校正。压力应逐渐增加，不能过大或过小。为了防止气缸体变形，应隔缸压入。
③ 气缸套压入后，应与气缸体上平面平齐，不得低于气缸体上平面;如有高出，不得超过0.10mm，如不符合要求可用镗削或磨削修平。气缸套压入后，按气缸需要的修理尺寸进行镗削和磨削。
图7 干式气缸套更换安装图
2、湿式气缸套的换配
① 拆卸旧缸套时，可轻轻敲击缸套底部，用手或缸套拉拔器（如图7）取出。清理气缸体内的污垢，保证气缸体与气缸套的结合处光滑。
② 气缸套在压入前，应装入新的涂以白漆的防水橡胶密封圈。
③ 压入气缸套，检查气缸套端面高出气缸体顶面的距离是否符合规定（0.05~0.15 mm）。距离过大或过小，可用调换气缸套的铜垫片来调整。
提示∶镶气缸套后，应进行水压试验。
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