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新聞主題 |
如何測量柴油發(fā)電機氣缸直徑尺寸、間隙、圓柱度數(shù)值 |
導(dǎo)讀：柴油發(fā)電機如果氣缸間隙過大，則會導(dǎo)致氣缸密封性變壞、氣缸壓力下降，甚至燒機油，柴油發(fā)電機動力性、經(jīng)濟性都將受到直接影響。氣缸和活塞之間的配合間隙，是柴油發(fā)電機的重要裝配數(shù)據(jù)。氣缸實際尺寸是用來計算配缸間隙、檢驗配缸間隙是否符合技術(shù)規(guī)范、判定磨損的氣缸是否可以繼續(xù)使用（是否需要鏜缸修理）的重要依據(jù)。
一、氣缸燃燒壓力計算
發(fā)動機氣缸壓力是指發(fā)動機工作時發(fā)生過程中產(chǎn)生的彈簧壓力，也可以理解為活塞上升和下降運行時，所裹住的氣體對活塞上、下面地面打擊的壓力大小。發(fā)動機氣缸壓力的大小受氣缸體積、燃燒室內(nèi)壓力以及活塞下降室積的大小以及活塞的位置等包含的因素的影響，可以用數(shù)學(xué)的方法來計算出來。
1、計算方法
（1）首先利用彈簧壓力計算公式計算出發(fā)動機氣缸壓力。公式為：P=PA-PB,其中：P為發(fā)動機的氣缸壓力，PA、PB分別為發(fā)動機氣缸體積內(nèi)外兩個壓力；
（2）然后根據(jù)發(fā)動機氣缸活塞位置和燃燒室體積大小，計算出活塞下降室積；
（3）最后用發(fā)動機氣流黨三個定律，即陳氏定律、空氣定律和馬蒂爾定律，計算出氣體流量和殘余氣體容量，根據(jù)殘余氣體容量結(jié)合發(fā)動機氣缸活缸位置計算出PA、PB壓力，然后即可計算出發(fā)動機的氣缸壓力值。
2、仿真模擬方法
以康明斯4BTA3.9-G2型四沖程柴油機例，轉(zhuǎn)速為1500r/min時，完成一個工作循環(huán)的時間T=0.08s，作用于柴油機上的載荷力近似為0.08s內(nèi)的周期力。
利用GT2POWER軟件模擬出氣缸平均有效壓力速度特性曲線，如圖1所示。從圖中可以看出最高平均有效壓力工況出現(xiàn)在轉(zhuǎn)速為1500r/min。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速在1500 r /min時，此時氣體爆發(fā)壓力峰值為7. 5MPa，圖2是1500r/min高負荷工況下各缸壓力曲線。
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圖1 柴油機平均有效壓力速度特性曲線 |
圖2 高負荷柴油機工況下各氣缸壓力曲線 |
二、測量裝置安裝
一般在柴油發(fā)電機總裝前進行。對柴油發(fā)電機一些相關(guān)故障進行檢修時，有時也需要對磨損的氣缸進行檢測。
測量氣缸時需要提前準(zhǔn)備兩種工具，即量缸表和外徑千分尺。量缸表就是量程為40～160mm的內(nèi)徑量表。外徑千分尺則要依據(jù)氣缸標(biāo)準(zhǔn)直徑選用。例如測量柴油發(fā)電機氣缸，由于氣缸的標(biāo)準(zhǔn)尺寸為幣Φ126，應(yīng)選用量程為125～150mm的外徑千分尺。
（1）如圖3上圖所示，將百分表的桿部插入量缸表的孔中，當(dāng)表桿與傳動桿接觸時，表針有少量的擺動（0.5～1.0mm）即可。此時，將百分表表面與活動測量桿置于同一方向，再用鎖緊螺母把百分表緊固。
（2）如圖3下圖所示，將千分尺調(diào)到被測氣缸的公稱尺寸，并用專用卡具或臺虎鉗將千分尺固定。然后選擇合適尺寸的接桿，將接桿裝在量缸表的下端，并將長度調(diào)整合適。
（3）最后，用拇指轉(zhuǎn)動表盤，將大針調(diào)零。
注意：百表調(diào)零時要保證接桿與千分尺對正否則會導(dǎo)致測量結(jié)果錯誤。調(diào)表的要訣：量缸表的設(shè)定值調(diào)整，如圖4所示。
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圖3 百分表安裝圖 |
圖4 柴油機氣缸量缸表設(shè)定值 |
三、氣缸測量步驟
（1）用干凈軟布擦凈缸套表面。如圖5所示，右手拿住隔熱套，把量缸表活動測量頭一端壓入氣缸后，再使接桿一端進入氣缸內(nèi)，左右擺動，在大針處于順時針極限位置時，記下大針距離0位格數(shù)，然后根據(jù)下式計算測量值：測量值：格數(shù)×0.01（mm）。大針在收縮側(cè)（順時針方向），測量值取負值；大針在延長側(cè)（逆時針方向），測量值取正值。
（2）測量時，只有使量缸表的活動測桿同氣缸軸線保持垂直，才能測量準(zhǔn)確。垂直位置判定不是通過目測表桿完成，而是在測量時使表桿向左右兩個方向擺過垂直位置，在此過程中讀取大針順時針極限位置距離0位的格數(shù)即可。
（3）將測量值與氣缸公稱直徑相加，即得氣缸直徑尺寸。缸徑：公稱直徑+測量值（百分表讀數(shù)）。
（4）如圖6所示，氣缸測量一般分上、中、下3個平面進行，每個平面在曲軸方向和垂直方向各測得一個尺寸，這樣每個氣缸就測得6個值。上平面距離氣缸頂部約10mm，下平面距離氣缸底部約10mm。
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圖5 量缸表左右擺動獲取讀數(shù) |
圖6 氣缸測量方位示意圖 |
四、測量值計算
1、圓度的計算
同一截面內(nèi)兩直徑之差的一半即為該截面的圓度誤差。比較三個截面的圓度值，其中最大值即該缸的圓度誤差。它反映了氣缸的失圓程度。因為氣缸尺寸在上、中、下3個平面進行測量，所以每個氣缸可以算出3個圓度值，這3個值中的最大者，稱為該缸的圓度。一些柴油發(fā)電機用失圓度來衡量氣缸的失圓程度，失圓度指在同一平面內(nèi)測得的氣缸尺寸之差。
2、圓柱度的計算
氣缸全部6個測量數(shù)值中，最大直徑與最小直徑差值的一半稱為該氣缸的圓柱度。圓柱度代表氣缸的錐度大小。不同的柴油發(fā)電機圓度、圓柱度誤差的極限值是不同的。當(dāng)圓度和圓柱度中的任意一個超過極限值時，氣缸就要進行修理（更換缸套或鏜磨氣缸）。例如康明斯柴油發(fā)電機氣缸失圓度極限為0.10mm。
新氣缸測量相對簡單，測量難點在于已磨損氣缸的測量。如圖7所示，氣缸的最大磨損部位多處于活塞上止點第一道環(huán)位置（距離氣缸上平面1cm左右）。由于最大磨損區(qū)域往往很小，量缸表稍稍上下移動（如圖8所示），測量值就會變化很大。因此測量氣缸上口尺寸采用的方法是上下移動量缸表，測得多個值，然后取最大者為實測值。
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圖7 氣缸最大磨損部位圖 |
圖8 柴油機氣缸磨損檢測方法（量缸表讀數(shù)） |
總結(jié)：
計算柴油機氣缸壓力是柴油機工程領(lǐng)域里最為重要的數(shù)據(jù)之一，它可以反映出柴油機在各個運行條件下的性能數(shù)據(jù)，對柴油機維修工作極為重要。基于對柴油機氣缸壓力的準(zhǔn)確計算，可以準(zhǔn)確的判斷柴油機的負荷和功率，不僅可以改善柴油機性能，而且還可以延長柴油機的使用壽命。因此，氣缸壓力的準(zhǔn)確計算對于柴油發(fā)電機組修理技術(shù)帶來了重要的意義。
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