机体是构成发动机的骨架,是发动机各机构和各系统的安装基础,其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件,承受各种载荷。因此,机体必须要有足够的强度和刚度。机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。
水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体,称为气缸体——曲轴箱,也可称为气缸体。气缸体一般用灰铸铁铸成,气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸,下半部为支承曲轴的曲轴箱,其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋,冷却水套和润滑油道等。
气缸体应具有足够的强度和刚度,根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同,通常把气缸体分为以下三种形式。
(1) 隧道式气缸体这种形式的气缸体曲轴的主轴承孔为整体式,采用滚动轴承,主轴承孔较大,曲轴从气缸体后部装入。其优点是结构紧凑、刚度和强度好,但其缺点是加工精度要求高,工艺性较差,曲轴拆装不方便。
(2) 一般式气缸体其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。这种气缸体的优点是机体高度小,重量轻,结构紧凑,便于加工,曲轴拆装方便;但其缺点是刚度和强度较差
(3) 龙门式气缸体其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。它的优点是强度和刚度都好,能承受较大的机械负荷;但其缺点是工艺性较差,结构笨重,加工较困难。
[图片0]2气缸体的性能
气缸体的工作条件十分恶劣。它要承受燃烧过程中压力和温度的急剧变化以及活塞运动的强烈摩擦。因此,它应具有以下性能:
①有足够的强度和刚度,变形小,确保各运动零件位置正确,运转正常,振动噪声小。
②有良好的冷却性能,在缸筒的四周有冷却水套,以便让冷却水带走热量。
③耐磨,以确保气缸体有足够的使用寿命。
气缸体上部是并列的气缸筒,目前多镶有气缸套。气缸体的下部是曲轴箱,用来安装曲轴,其外部还可安装发电机、extension cord发动机支架等各种附件。气缸体大多用铸铁或铝合金铸造而成,铝合金缸体成本较高,但重量轻、冷却性能好,得到越来越广泛的应用。
机体是构成发动机的骨架,是发动机各机构和各系统的安装基础,其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件,承受各种载荷。因此,机体必须要有足够的强度和刚度。机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。
[图片1]3气缸体变形修复
对于气缸体、气缸盖平面翘曲变形的要求是:缸体上平面的平面度偏差每50mm x50mm范围内不超过0. 05 mm ;缸盖平面翘曲,四缸发动机的全长不超过0. 15mm,六缸发动机的全长在一0. 25 mm。在相邻燃烧室的平面上,不允许有明显的划痕或烧伤,如不符合上述要求应予以修整。一般方法是:
①气缸体平面螺孔附近的凸起,可用油石磨平或用细锉修平。
②气缸体和铸铁气缸盖的不平,可用铣、磨的加工方法修复,也可用铲刀铲平或涂上研磨膏,把缸盖放在气缸体上扣合研磨。
③连袱吐盖的翘曲,可用敲压法校正。敲压法修复发动机气缸盖的方法:先将厚度约为变形量4倍的钢片垫放在气缸盖与平板之间。把压板压在气缸盖中部,拧紧螺栓,使气缸盖中部的平面贴在平板面上,用小铁锤沿气缸盖筋上敲击,以减小受压变形时产生的内应力,停留5 min后,将压板移装到全长1/3处敲击,再移到另一端1/3处进行敲击。
4气缸体变形的原因
缸体和缸盖在使用中发生变形是普遍存在的现象,但也有一定的规律性。
①气缸体和气缸盖的接触平面产生的变形。气缸体上下平面螺纹孔周围产生凸起,大多数是由于装配时气缸盖螺栓的拧紧力过大,或装配时螺纹孔中的油、水、污物清理不净。拧紧螺栓时,螺纹孔附近在过大的拉力下产生凸起,或污物的影响使螺栓拧人的深度不足,螺孔在很高的燃气压力作用下而变形。另外,由于在拧紧气缸盖螺栓时扭力过大或不均,或不按顺序拧紧以及在高温下拆卸气缸盖等原因也会引起气缸体与气缸盖的变形。在修理中,由于各主轴承孔的间隙不均,轴承座孔中心线产生偏差,轴承与座孔的贴紧度不够或轴承的变形等原因,使气缸体承受额外的压力而引起变形。在使用中,长期在高转速、大负荷条件下工作,润滑不足、烧瓦抱轴等也会引起气缸体的变形。
大量资料证明:气缸体的变形将使上下平面的平面度偏差增大,曲轴轴承孔的同轴度偏差也增大,变形一般发生在中间的轴承孔。
②由于气缸体的变形,气缸体和气缸盖平面度偏差增大,将造成气缸密封不严,漏气、漏水,甚至燃气冲坏气缸垫。气缸体的变形严重影响发动机的装配质量,还将影响飞轮壳及变速器的装配关系,造成离合器、变速器工作时发响和磨损加剧,发动机的动力性、经济性下降。
5气缸体裂纹修复
气缸体、气缸盖裂纹与破裂的修理方法有粘结、焊接和螺钉填补等多种。具体采用哪种方法应根据裂纹大小、程度和部位确定。
1、粘结法大部分裂纹可采用粘结法修复。常采用环氧树脂粘结,它具有粘结力强、收缩小、耐疲劳等优点,同时工艺简单、操作方便、成本低。其主要缺点是不耐高温,不耐冲击等,而且在下一次修理时,经热碱水煮洗后会脱落,需重新粘接。所以,除燃烧室、气门座等高温区域外,其余部位均可采用这种方法。对破洞和裂纹集中部位,可采用补板加环氧树脂法修理。用螺钉固定补板,其间涂以环氧树脂,以确保密封。
2、焊接焊接可分为冷焊和热焊两种。热焊时,将工件预热到327-427℃进行焊接。焊缝金属冷却缓慢,零件冷却时各处温差小,不易形成较大内应力,可防止零件产生白口铁组织和裂纹。但热焊易产生变形,工艺复杂。冷焊一般不预热。目前,随着冷焊质量可靠性的提高,在气缸体、气缸盖裂纹的修理中,得到广泛应用。
3、堵漏剂堵漏堵漏剂是修补气缸漏水的一种新材料。它是由水玻璃、无机聚沉剂、有机絮凝剂、无机填充剂和粘结剂组成的胶状液体,适用于铸铁、铝缸体所出现的裂纹、砂眼等缺陷的堵漏。