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力传动组件是柴油发电机的重要组成部件,其主要任务是将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动,并将作用在活塞顶部的燃气压力转变为扭矩,通过曲轴向外输出动力,使热能转变成机械能。动力传动组件包括的部件有连杆、连杆轴瓦、连杆衬套、连杆螺栓、曲轴、飞轮和活塞组件。
1.功用
在动力传动组件中,连杆的作用是连接活塞和曲轴,并把作用在活塞上的燃气压力传递给曲轴。
2.条件和使用材料
柴油发电机在运转过程中,主要承受活塞顶部的燃气压力以及活塞组件和连杆往复运动时产生的惯性力,同时还要承受摩擦力的作用。这些力使连杆时而被压缩,时而受到拉伸,而连杆摆动所产生的惯性力还会使连杆出现弯曲。因此,要求制造连杆的材料必须具有足够的强度和刚度,重量还要尽量轻。
目前,连杆一般选用优质中碳钢模锻或滚压成型,并且要进行调质处理。中小功率柴油发电机的连杆有的采用球墨铸铁制造,其效果较好,且成本也较低。对于强化程度较高的柴油发电机,连杆采用高级合金钢(40Cr、40MnB、42CrMo等)滚压制造。合金钢的特点是抗疲劳强度高,但对应力集中比较敏感,因此采用合金钢时,对外部形状、过度圆角和表面粗糙度等都有严格的要求。近年来,我国也采用稀土镁球墨铸铁制造高速柴油发电机的连杆。
3.构造
连杆主要由大头、杆身和小头3部分组成。
连杆大头装配在曲轴连杆轴颈上,曲轴转动时,它也随连杆轴颈相对转动。在连杆大头内部装有轴瓦,连杆大头能拆卸下来的部分称为连杆大头盖。大头的切面分为直切口和斜切口两种,根据柴油机使用性能的不同可以选用直切口或斜切口。连杆大头和大头盖用两个或4个螺栓固定在一起,连杆大头的孔径尺寸要求比较,通常在大头和大头盖的同一侧打上配对记号。
(2)杆身
连杆大头和小头的中间部分称为杆身。杆身的断面形状多为“工”字形,这是因为在材料断面面积相等的条件下,其抗弯断面模数 ,所以连杆能在软轻重量的情况下获得较大的结构刚度和强度。
(3)连杆小头
连杆与活塞销相连接的部分称为连杆小头。小头一般为薄壁圆形结构,下端用半径软大的圆弧与杆身圆滑衔接,在小头内部装配有薄壁衬套。为了润滑衬套与活塞间的配合表面,在连杆小头和衬套上钻孔(或铣槽)来收集飞溅下来的油雾。有的在杆身内部钻一个油道,润滑油从曲轴连杆的轴颈经过杆身内部油道进入衬套的摩擦表面。
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柴油机操作方面造成故障的原因
由于违章操作造成的柴油机故障,在柴油机故障中占有很大比例。这其中有思想上的疏忽,技术上的不熟悉,也有错误的习惯作法。常见的违章操作有以下几个方面:
1)起动时间过长。启动后未立即释放按钮、关闭开关。采用电动机起动系统时,电动机一次连续运转不得超过10s,时间过长将因过热而烧坏电动机。有时还会发生柴油机倒拖电动机现象,导致电动机超速运转而损坏。
2)冷车起动不经过暖车便快速加大负荷运转。此时由于油温低、粘度高,只是摩擦面润滑不良,从而导致异常磨损、拉伤等故障。
3)磨合不充分便高负荷运行。新的或大修后的柴油机,特别是现场修复的柴油机,更换缸套、活塞或者活塞环等零件后,未经充分磨合,直接带高负荷运行。这样往往造成零件异常磨损,甚至出现拉缸、活塞卡滞等故障。
4)带负荷及停车。停车时未经怠速降温,此时摩擦面保油不足,引起再开车时因润滑不良而磨损加剧,并可能由于应力变化大,造成不必要的故障。
5)油量不足开车。油量不足,造成摩擦副表面供油不足,导致异常磨损或烧伤。
6)水量不足开车。水量不足,冷却系统易产生气阻,柴油机得不到充分冷却,会因机件过热出现拉缸等事故。
7)超负荷或者超速运转。由于柴油机内温度过高,造成零件损坏。
8)水温、油温不正常而继续运行。运转中水温过低、过高或油温过低、过高,都会造成零件磨损加剧。
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