Cummins power equipment (Shenzhen) Co., Ltd
1.曲柄连杆机构
曲柄连杆机构固定在机体之上、是发动机实现工作循环,完成能量转换的主要运动零件(热能转换为机械能)。其组成可分为活塞组、连杆组和曲轴飞轮组,柴油发电机组。
(1)活塞组
活塞组由活塞、活塞环和活塞销组成。
活塞销通常用低碳钢或低碳合金钢制造,作用是连接活塞与连杆的小头,以传递动力。
活塞环在自由状态时是一个比气缸内径大的开门环、装在活塞环槽里,在压紧状态下随同活塞一起装入气缸,依靠本身的弹力使其外圆面紧贴在气缸壁上,保证燃气不能通过环与气缸的接触面。其种类有气环和油环两种,前者的作用是密封活塞与气缸之间的间隙,防止燃油室中的高温、高压燃气窜入曲轴箱,同时将活塞顶部的大部分热量传递给气缸壁及冷却介质、而后者的作用是刮除气缸壁上多余的润滑油、防止润滑油窜入燃烧室,并使其油膜沿气缸壁均匀分布,以减少活塞环与气缸壁的磨损。
活塞组的作用是其顶部与气缸盖组成燃烧室,直接承受气缸中的燃气压力,并将此压力通过活塞销传给连杆,以推动曲轴旋转。目前常用的有锻铝合金或共晶铝硅合金活塞,高增压柴油机中较多采用铸铁活塞。
(2)连杆组
连杆一般采用优质中碳钢模锻或滚压形成,并经调质处理。其作用是连接活塞与曲轴、将活塞承受的燃气压力传给曲轴,使活塞的直线往复运动变为曲轴的旋转运动。
连杆螺栓是用来连接平切口连杆大头和连杆盖的,而连杆螺钉是用作连接斜切口连杆大头和连杆盖的。
(1)曲轴飞轮组
曲轴飞轮组由曲轴、飞轮和扭转减振器等组成。
其作用是将活塞连杆组传来的力转变成扭矩,从轴上输出机械功,驱动柴油机各机构及辅助系统,克服非做功冲程的阻力,同时贮存和释放能量,使柴油机运转平稳。
曲轴将气体压力转变为扭矩输出,以驱动与其相连的动力装置,要求是:耐疲劳、耐冲击,有足够的强度和刚度,一般由合金钢或中碳钢制造。
飞轮多采用灰铸铁制造,当轮边的圆周速度超过50m/s时,则选用强度较高的球墨铁或铸钢。其作用是存储作功冲程产生的能量,克服辅助冲程的阻力,保持曲轴旋转的均匀性,确保柴油机运转平稳。
2.配气机构
配气机构按柴油机的工作循环和着火顺序,定时地开启和关闭各缸的进排气门,保证新鲜空气适时充入气缸,并将燃烧后的废气及时排除。其零件依据各自功用分为两组:以气门为主要零件的气门组和以凸轮轴为主要零件的气门传动组。
(1)气门组
气门组包括气门、气门座、气门导管、气门弹簧、弹簧座及锁紧装置等零件。
气门是在高温、高机械负荷及冷却润滑困难的条件下工作的,气门头部承受气体压力的作用,排气门同时受到高温废气的冲刷和废气中硫化物的腐蚀。因此,要求气门具有足够的强度、耐高温、耐腐蚀和耐磨损能力。
(2)气门传动组
气门传动组由凸轮轴、正时齿轮、挺柱、推杆、摇臂和摇臂轴等零件构成。其作用是按照规定时刻(配气定时)和次序(发火次序)打开和关闭进、排气门,并保证一定的开度。
根据内燃机种类和气门配置的不同,配气机构也不相同。四冲程内燃机配气结构有侧置式和顶置式两种。
侧置式配气机构装在气缸的一侧。其优点是结构简单,易形成压缩涡流。缺点是所形成的燃烧室不够紧凑,抗爆性差,热量损失多,进、排气阻力也较大,HC排放高,故此方式已较少应用。
目前应用较广的是顶置式配气机构,其装在气缸盖上,除倒置式机构的组成外、还包括摇杆、摇臂等零件。优点是可形成较紧凑的燃烧室,减少进、排气阻力,气门间隙调节方便、不需要增设气门开启的空隙,且燃烧室较小,热损失很少,保证在压缩比很高的情况下,气缸的高度可以适当降低,减小了发动机的体积。但是,顶置式配气机构的结构较为复杂。