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柴油机作为我国公边船艇的主要动力装置,柴油机燃烧的完善与否,能量是否得到有效的利用,直接关系到船艇的执勤工作,而燃烧室的气密性又直接关系到柴油机燃油的燃烧及随燃油燃烧产生的化学能利用率。因此,研究柴油机燃烧室气密性对我边防舰艇有着重要的意义。接下来,本文将针对影响柴油机燃烧室气密性的诸多因素作以简要分析,并提出应对解决方案。
一、柴油机燃烧室气密性的重要性
柴油机是将柴油燃烧后的化学能转化为机械能的动力装置,整个能量转换和传递的过程可分为三步:第一步,将喷入气缸的柴油经燃烧将其化学能转变为热能;第二步,热能经工质的膨胀,使活塞获得指示功;第三步,指示功运动机件的传递变为曲轴输出的有效功。这三步中都存在一定的能量损失。其中,燃烧室气密性对第二步有着重要影响:若气密性不能够得到良好的保证,则会造成热能大量流失,从而影响着指示功,指示功率,指示效率,在传动系统无影响的情况下,进而影响柴油机功率、效率,大大降低了柴油机的经济性。因此从这一方面而言,柴油机燃烧室气密性的重要性就显而易见了。
二、影响柴油机气密性的因素分析
柴油机燃烧室组件包括气缸、气缸盖与活塞组三大部分。它们的共同任务是组成燃烧室,并把燃油燃烧产生的气体压力通过活塞组经连杆传递给曲轴。主要因素大体上分为三个方面:气缸盖组件损坏、气缸套组件损坏以及活塞组件损坏。这些因素都不同程度的影响着燃烧室气密性。
一是气缸盖组件损坏。气缸盖产生裂纹,究其原因,主要是过热、过冷而导致内部应力过大而引起的。如严寒季节没有及时放掉冷却水,则冷却水结冰而冻裂,这种裂纹一般出现在薄壁处。其他如冷却水腔积垢太厚、柴油机长期超负荷工作,均会因热负荷过大而导致裂纹。以上诸多因素均会在一定程度上影响燃烧室的气密性。
二是气阀机构零件故障。气阀在快速开启、关闭的过程中,由于气阀与气阀座的相互撞击,使其工作面起槽、变宽。尤其是排气阀,经常受到高温气体的冲刷和烧蚀,使工作面产生斑点和凹陷,造成气阀关闭不严,严重影响柴油机性能。气阀在开启、关闭过程中气阀杆在气阀导管中晃动,引起阀盘偏磨,造成气阀关闭不严,导管磨损加剧。气阀在工作过程中气阀弹簧不断地被压缩和伸张,长期工作后,其自由长度缩短、弹力减效、弯曲变形或折断,从而影响气阀的关闭密封性。另外,若气阀弹簧端面不平、气阀与导管产生胶结、阀座与导管孔不同心、阀盘与阀杆不同心、气阀锈死等,均会造成气阀关闭不严密或阀杆弯曲变形。同时,由于摇臂对阀杆端面的长期冲击性摩擦作用,会使阀杆端面磨成凹陷,增大了气阀间隙,使气阀开度变小,影响缸内充气量。
三是气缸盖垫片问题。气缸盖垫片损坏也会导致气缸盖密封不严,一般地,大修时气缸垫一律换新。装配时,对于铸铁缸盖,缸垫孔翻边朝上;对于铝质缸盖,缸垫平的一面朝上。
四是活塞组件故障。活塞工作时,承受很大的机械应力、热应力和摩擦等,因而较易损伤。其主要损伤有:表面的拉毛、裂纹和烧蚀及磨损,活塞环磨损等。气环磨损大于油环,其中第一道气环磨损最为严重。磨损的结果使活塞环的开口间隙和侧隙增大、弹性减退、密封作用减弱,以致出现漏气和窜油现象,使柴油机功率下降,滑油消耗量显著增加。有时活塞还可能发生胶结、断裂等现象,使活塞与气缸的工作表面产生拉伤和刮伤。从而影响气密性。
三、针对柴油机气密性问题的检修
一是气缸盖的检修。当缸盖上的细小裂纹,若能用锉刀、油石等工具彻底清除的,可以继续使用。但是为了应急或延长至修理期,可根据裂纹的大小、产生部位以及气缸盖的材料,采用镶补、铆补、扣合、焊补、无机胶粘剂修补等方法进行修复。但经修理后的气缸盖需要经过水压检验,以检验其修理质量。对焊补后的气缸盖,还应检验缸盖底平面的平面度,以防高温焊补引起的缸盖变形而影响气密性。
二是气阀组件的检修。气阀的常见损伤有:阀杆磨损和变形,阀盘锥面的磨损、烧蚀和凹陷,气阀的腐蚀和裂纹等。检修手段分为以下几种:1.气阀的检修:外部检修,阀杆磨损检修,阀盘边缘厚度检修,气阀杆弯曲和阀锥面跳动的检修以及气阀阀盘在气缸盖上的沉陷检修。2.气阀导管的检修:气阀杆与导管的配合间隙检验,導管的更换。3.气阀座圈的检修:气阀座圈的研磨,气阀座的铰削,气阀座的更换。
三是活塞组件的修理。活塞组件在燃烧室内的能量循环过程中有着极其重要的作用。活塞环的相关故障对燃烧室气密性的影响尤为明显。在活塞环的检修过程中,若出现裂纹和渗碳层剥落应予报废换新。安装活塞环时,必须注意环的安装位置、方向和开口分布。镀铬环或内切槽的环应作第一道环,有切槽的一面向上。锥形环的锥面应朝上,外切槽环的切槽应向下,通常作为第二、三道气环。油环有的外缘有圆角,带角的一面应向上。若方向装反,会产生相反的效果。在往气缸里装活塞时,第一道环的开口应错开涡流式凹坑、活塞销座孔和承受侧推力的方向,其它各道依次错开180度或90度,以免开口重叠造成漏气、窜油等现象。一般第一道环的开口应与活塞销座孔中心线成45度角,一、二道环相差180度,二、三道环相差90度,三、四道环相差180度。在这种交错有序的结构保障下,燃烧室的气密性在本环节才能得到有效的保证。
在柴油机的工作过程中,燃烧室的气密性至关重要,燃烧室组件损坏等诸多因素制约着气密性,从而影响着柴油机的工作效率。在了解了影响气密性的因素及解决方案后,作为柴油机管理人员,可以有针对性的通过上述解决方案,确保柴油机燃烧室气密性,提高柴油机工作可靠性,进而保障我公安船艇完成执勤任务,履行职责。
作者简介:许江,男,民族:汉族,广东省边防总队海警第二支队修船所所长(中校,技术九级)警官证号码:粤边字1378
一、柴油机燃烧室气密性的重要性
柴油机是将柴油燃烧后的化学能转化为机械能的动力装置,整个能量转换和传递的过程可分为三步:第一步,将喷入气缸的柴油经燃烧将其化学能转变为热能;第二步,热能经工质的膨胀,使活塞获得指示功;第三步,指示功运动机件的传递变为曲轴输出的有效功。这三步中都存在一定的能量损失。其中,燃烧室气密性对第二步有着重要影响:若气密性不能够得到良好的保证,则会造成热能大量流失,从而影响着指示功,指示功率,指示效率,在传动系统无影响的情况下,进而影响柴油机功率、效率,大大降低了柴油机的经济性。因此从这一方面而言,柴油机燃烧室气密性的重要性就显而易见了。
二、影响柴油机气密性的因素分析
柴油机燃烧室组件包括气缸、气缸盖与活塞组三大部分。它们的共同任务是组成燃烧室,并把燃油燃烧产生的气体压力通过活塞组经连杆传递给曲轴。主要因素大体上分为三个方面:气缸盖组件损坏、气缸套组件损坏以及活塞组件损坏。这些因素都不同程度的影响着燃烧室气密性。
一是气缸盖组件损坏。气缸盖产生裂纹,究其原因,主要是过热、过冷而导致内部应力过大而引起的。如严寒季节没有及时放掉冷却水,则冷却水结冰而冻裂,这种裂纹一般出现在薄壁处。其他如冷却水腔积垢太厚、柴油机长期超负荷工作,均会因热负荷过大而导致裂纹。以上诸多因素均会在一定程度上影响燃烧室的气密性。
二是气阀机构零件故障。气阀在快速开启、关闭的过程中,由于气阀与气阀座的相互撞击,使其工作面起槽、变宽。尤其是排气阀,经常受到高温气体的冲刷和烧蚀,使工作面产生斑点和凹陷,造成气阀关闭不严,严重影响柴油机性能。气阀在开启、关闭过程中气阀杆在气阀导管中晃动,引起阀盘偏磨,造成气阀关闭不严,导管磨损加剧。气阀在工作过程中气阀弹簧不断地被压缩和伸张,长期工作后,其自由长度缩短、弹力减效、弯曲变形或折断,从而影响气阀的关闭密封性。另外,若气阀弹簧端面不平、气阀与导管产生胶结、阀座与导管孔不同心、阀盘与阀杆不同心、气阀锈死等,均会造成气阀关闭不严密或阀杆弯曲变形。同时,由于摇臂对阀杆端面的长期冲击性摩擦作用,会使阀杆端面磨成凹陷,增大了气阀间隙,使气阀开度变小,影响缸内充气量。
三是气缸盖垫片问题。气缸盖垫片损坏也会导致气缸盖密封不严,一般地,大修时气缸垫一律换新。装配时,对于铸铁缸盖,缸垫孔翻边朝上;对于铝质缸盖,缸垫平的一面朝上。
四是活塞组件故障。活塞工作时,承受很大的机械应力、热应力和摩擦等,因而较易损伤。其主要损伤有:表面的拉毛、裂纹和烧蚀及磨损,活塞环磨损等。气环磨损大于油环,其中第一道气环磨损最为严重。磨损的结果使活塞环的开口间隙和侧隙增大、弹性减退、密封作用减弱,以致出现漏气和窜油现象,使柴油机功率下降,滑油消耗量显著增加。有时活塞还可能发生胶结、断裂等现象,使活塞与气缸的工作表面产生拉伤和刮伤。从而影响气密性。
三、针对柴油机气密性问题的检修
一是气缸盖的检修。当缸盖上的细小裂纹,若能用锉刀、油石等工具彻底清除的,可以继续使用。但是为了应急或延长至修理期,可根据裂纹的大小、产生部位以及气缸盖的材料,采用镶补、铆补、扣合、焊补、无机胶粘剂修补等方法进行修复。但经修理后的气缸盖需要经过水压检验,以检验其修理质量。对焊补后的气缸盖,还应检验缸盖底平面的平面度,以防高温焊补引起的缸盖变形而影响气密性。
二是气阀组件的检修。气阀的常见损伤有:阀杆磨损和变形,阀盘锥面的磨损、烧蚀和凹陷,气阀的腐蚀和裂纹等。检修手段分为以下几种:1.气阀的检修:外部检修,阀杆磨损检修,阀盘边缘厚度检修,气阀杆弯曲和阀锥面跳动的检修以及气阀阀盘在气缸盖上的沉陷检修。2.气阀导管的检修:气阀杆与导管的配合间隙检验,導管的更换。3.气阀座圈的检修:气阀座圈的研磨,气阀座的铰削,气阀座的更换。
三是活塞组件的修理。活塞组件在燃烧室内的能量循环过程中有着极其重要的作用。活塞环的相关故障对燃烧室气密性的影响尤为明显。在活塞环的检修过程中,若出现裂纹和渗碳层剥落应予报废换新。安装活塞环时,必须注意环的安装位置、方向和开口分布。镀铬环或内切槽的环应作第一道环,有切槽的一面向上。锥形环的锥面应朝上,外切槽环的切槽应向下,通常作为第二、三道气环。油环有的外缘有圆角,带角的一面应向上。若方向装反,会产生相反的效果。在往气缸里装活塞时,第一道环的开口应错开涡流式凹坑、活塞销座孔和承受侧推力的方向,其它各道依次错开180度或90度,以免开口重叠造成漏气、窜油等现象。一般第一道环的开口应与活塞销座孔中心线成45度角,一、二道环相差180度,二、三道环相差90度,三、四道环相差180度。在这种交错有序的结构保障下,燃烧室的气密性在本环节才能得到有效的保证。
在柴油机的工作过程中,燃烧室的气密性至关重要,燃烧室组件损坏等诸多因素制约着气密性,从而影响着柴油机的工作效率。在了解了影响气密性的因素及解决方案后,作为柴油机管理人员,可以有针对性的通过上述解决方案,确保柴油机燃烧室气密性,提高柴油机工作可靠性,进而保障我公安船艇完成执勤任务,履行职责。
作者简介:许江,男,民族:汉族,广东省边防总队海警第二支队修船所所长(中校,技术九级)警官证号码:粤边字1378