柴油发电机气缸体结构、找正定位与零件图解

摘要：汽缸体是柴油发电机的重要组成部分，也是柴油发电机中质量较重的零件。柴油发电机作业步骤中，气缸体要承受各种载荷，如螺栓的预紧力、轴承的作用力和温度应力等。在机械载荷和温度载荷的共同作用下，气缸体会发生疲劳破坏，从而危害汽缸体作业的可靠性。因此，对气缸体组成进行知晓显得尤为重要。康明斯公司在本文具体解说了汽缸体的具体构成构成以及在机加工中的找正定位措施。

     柴油发电机机体组也被称为汽缸体，常载灰铸铁铸成，是一个结构复杂、既大又重的箱形构件，是柴油发电机上较大的零件。缸体由三个空腔组成，上部空腔用于装配汽缸套，这部分称气缸体；下部空腔用于装配曲轴、凸轮轴，这部分称油底壳。为了增加它们的强度和抗弯能力，有的柴油发电机将这两部分铸成一个整体，称为缸体。在机体内还设计有水箱宝道、润滑油道和其它孔道，其上还有用于固定其它零件、附件的螺丝孔。因此，机体是一个结构复杂的零件，缸体上平面装汽缸盖，前端面装正时齿轮壳、机油泵和水泵，后端面装飞轮壳和飞轮，机体下平面装机油盘。机体两侧面分别装高压燃油泵、柴油过滤器、机油滤清器等。

      水冷柴油发电机的气缸体和油底壳常用灰铸铁铸为一体，气缸体上部分圆柱形空腔称为气缸，下半部为支撑曲轴的机油盘，其内腔为曲轴运动空间。在汽缸体内部铸有许多加强筋、挺柱腔、水箱宝套和润滑油道、水道等。

      一般分为三种即平分式、龙门式和隧道式。平分式机体具有加工、解体方便的特点，但是刚度较差；龙门式缸体不仅拆卸方便，还具有较好的抗弯曲、抗扭转刚度，但是加工不便；隧道式缸体刚性较好，但净重较大，结构复杂。

      为了保证气缸表面能在发烫下正常作业，必须对气缸和汽缸盖随时加以冷却。冷却方法有两种：一种用防锈水来冷却（水冷）；另一种用空气来冷却（风冷）。柴油发电机上采用较多的是水冷却。发电机用水冷却时，气缸周围和汽缸盖中均有充入冷却水的空腔，称为水套，气缸体和气缸盖上的水套是相互连通的。发电机用空气冷却时，在气缸体和汽缸盖外表面铸有许多散热片，以增加散热面积，保证散热充分。一般风冷发电机的缸体与曲轴箱是分开铸造的。

      飞轮壳外形如图2所示，用于罩设安装在柴油发电机飞轮外部，包括：飞轮壳体、边缘固定部和零件配合安装部；飞轮壳体为只有一个底面的圆筒形容纳空间，包括顶面和侧面，顶面包括嵌合圆孔和螺紧安装部，嵌合圆孔与所属顶面呈同心圆，设置于顶面的圆心部分，螺紧安装部环绕设置于嵌合圆孔边缘外部；边缘固定部装配于侧面，零件配合装配部装配于顶面和侧面。

      气缸套镶嵌于缸体上部汽缸孔内，由耐磨的高级铸铁材料制成，而机体则可用价廉的普通铸铁或质量轻的铝合金制成，在有效地节省材料的同时推迟使用寿命，清除了成本与寿命之间的矛盾。一般汽缸套分为干式和湿式两种。气缸盖：汽缸盖的构成复杂，由铸铁或铝制成，是装配在汽缸体顶部的部件，一般覆盖住使空气和燃油进人汽缸的气道和气门，功能是密封气缸体，控制气缸内空气和燃油的进出。其内部通常有进、排气道，水冷水套（风冷柴油发电机汽缸盖外部有散热片），润滑油孔等；外部装有进、排烟门，喷油嘴，进、排气管等。

      气缸垫是汽缸盖与缸体结合面之间的密封元件，在压力的作用下产生一定的形变，以补偿结合面的不平度和粗糙度。因此，其制作材料具有弹性、耐热性、耐压性的特点，用途是保证缸体与缸盖间的密封，防止渗水、漏气和窜油。目前常用的气缸垫是金属石棉垫。机油盘：机油盘的用途是贮存机油，并销售山柴油发电机各摩擦表面流回的机油。其结构具有以下特征：由薄钢板冲压而成；内部设有稳油挡板，以防范振动时油底壳油面发生较大的波动；较低处设有放油塞（磁性）；油底壳与机油盘之间有密封衬垫。

      机油盘位于发电机底部，作为储存润滑油的油槽外壳，同时对机油盘起密封功用，故俗称油底壳。它一般采用薄壁钢板冲压而成，内部设有稳油挡板以避免润滑油过分激荡，底部设有放油塞以便更替润滑油。

      以第1、第7曲轴孔位置为例，找正办法和举措如下。

      垂直方向（Z向）找正机理如图5所示。用百分表分别找出第1、第7曲轴孔与之对应的水平找正面1、2在Z轴方向的落差AD和BC，移动工作台，找出水平找正面1、2的落差EC（EC为定值）。微微松开机体压板，以第1曲轴孔端可调定位块为支点，调节第7主轴孔端可调定位块，使第7曲轴孔在Z轴方向向上移动位移FE，重新检查落差AD和BC，若（BC-EC）和AD之差在±0.02mm之内，则为合格，否则继续调节。完成后，夹紧缸体。注意，若C点比D点低，则（BC-EC）应为（BC+EC）。

      图5说明如下：第1、第7曲轴孔与之对应的两水平找正面的落差AD、BC和两孔间距AB、两水平找正面间距CD组成一个梯形ABCD，机床作业台X轴轴线中的点划线）交BC于E点，过D点作DF平行于AB，因FC很小，故平行四边形ABFD近似于矩形，EC为水平找正面1、2在X轴方向的落差，FE就是第7曲轴孔在垂直方向向上移动的位移。

      水平方向（Y向）找正机理如图6所示。垂直方向找好后，用百分表分别找出第1、第7曲轴孔与之对应的垂直找正面3、4在Y轴方向的落差GK和HJ，移动工作台，找出垂直找正面3、4的落差MJ。微微松开夹具压在作业台上的压板，以第1曲轴孔端的水平调整系统为原点，调整第7主轴孔端水平调节装置，使第7主轴孔在水平方向向右移动位移NM，然后移动机床作业台，检验垂直找正面3、4的落差，若找正面4比找正面3高（NM＋MJ）±0.02mm，则为合格，否则继续调整。完成后夹紧夹具压板。注意，若J点比K点低，（NM＋MJ）应为（NM-MJ）。

      图6说明如下：第1、第7曲轴孔与之对应的两垂直找正面的落差GK、HJ和两孔间距GH、两垂直找正面间距JK构造一个梯形GHJK，机床作业台X轴轴线中的点划线）交HJ于M点，过K点作KN平行于GH，因NJ很小，故平行四边形KGHN近似于矩形，MJ为垂直找正面3、4在Y轴方向的落差，NM就是第7曲轴孔在水平方向向右移动的位移。

      需要说明的是，两端主轴孔垂直方向找正调整的是缸体，而水平方向找正调节的是夹具，因作业台平面度精度过高，夹具在工作台上的微小位移不会引起两端曲轴孔垂直方向位置变化[5]，故而两个方向调整顺序不能改变。在松开压板调节时，操作人员一定要掌握松开压板的尺度，无法完全松开，以使缸体（或夹具）能轻微移动为好。

      气缸体上有一个或数个为活塞在其中运动作导向的圆柱形空腔，称为气缸，下部是支撑曲轴的曲轴箱。汽缸体的材料通常采用优质灰铸铁、球墨铸铁、合金铸铁和铝合金等。气缸体是发电机各个系统或系统的装配基本，并由它来维持发电机各运动件相互之间的准确位置关系。柴油发电机的缸体由气缸体一油底壳、曲轴箱、汽缸套、气缸盖、气缸垫、齿轮室和飞轮壳等构成。

② 气缸盖与气缸体不易分开时，不许用起子等硬撬，应用木锤沿缸壁四周轻轻敲击，若仍分不开，则可把缸盖螺母装回原处，摇转主轴。借活塞压缩力顶起缸盖与缸体分开；

③ 解体汽缸套较好用拉缸器，若无拉缸器，可把缸体倒置，用硬木板垫在缸套上，再把圆木放在木板上，用锤敲击圆木，将缸套打出；

表01    汽缸体   Cylinder Block  BP 4010   BP 4016   BP 4026 

     气缸体是柴油发电机各个装置和装置的设备基体，并由它来保持柴油发电机各运动件相互之间的正确位置关系。本文对柴油发电机缸体精加工顶面孔工序的加工工艺进行探求和总述，从机体定位困难的问题入手，经过多次生产试验，选用合理的定位方法，采用两端曲轴孔在垂直和水平两个方向找正的步骤，清除了柴油发电机组机体定位后曲轴孔位置度超差难题。