柴油发电机活塞的基本结构及工作原理
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柴油发电机活塞的基本结构及工作原理 |
摘要：柴油发电机的运动件由活塞组、连杆组、曲轴飞轮组等组件构成。它的作用是将活塞承受的气体压力通过连杆传给曲轴，并将活塞的往复直线运动变为曲轴的旋转运动输出机械能。
活塞连杆组
活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆等机件组成，如图1所示。
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图1 6135型柴油发电机活塞、连杆组件 |
活塞的作用是与气缸、气缸盖组成燃烧室，并通过活塞销和连杆向曲轴传递机械能。
活塞顶部是燃烧室的组成部分，当柴油发电机工作时，其顶部直接承受（5880～8820）kPa［增压柴油发电机为（7840～11760）kPa］爆发压力和瞬时高温的作用，顶部最高温度达300～400℃，整个活塞温度分布又极不均匀，并进行不等速的高速直线往复运动，这就要求活塞有高的强度、小的热膨胀系数、良好的耐磨性和耐腐蚀性、好的导热性及重量要轻。
柴油发电机的活塞顶部通常设有各种各样的凹坑，如图2（a）所示。凹坑是为改变燃烧室的形状而设置的，使可燃混合气的形成更有利，燃烧过程更加完善。
对强载度较高的活塞，头部要有冷却油道，以降低温度。康明斯NT系列柴油发电机活塞头部上面切有三道安装密封环（气环）的槽，下面一道槽用以安装刮油环（油环）的槽，油环槽的底面钻有许多小孔，以便使刮油环从缸壁上刮下的多余润滑油经小孔流回下曲轴箱。活塞的结构，如图2（b）所示。
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图2 活塞的结构 |
活塞裙部用来引导活塞在气缸内作直线运动，并把连杆的侧向力传给气缸壁，因此，应有足够的承压面积。活塞裙部还有活塞销座，将气体作用力经活塞销传给连杆。
由于柴油发电机气缸中压力很大，故其活塞裙部不开切槽，只是将活塞做成锥形，并在裙部做出较大的椭圆度，因此，它的活塞与气缸壁的装配间隙比汽油机大。为了保证柴油发电机压缩终了有足够的压力和温度，则要求有更好的密封性，因此，柴油发电机应具有更多的密封环和刮油环。
在使用过程中，由于磨损，活塞与气缸之间的间隙逐渐增大，若间隙大于0.5mm时需要搪修气缸，然后按气缸尺寸选配适当尺寸的活塞，恢复标准间隙。气缸按原来尺寸加大0.25mm作为修理尺寸，活塞也应有相应的选配尺寸，以保证其密封性。
将活塞放入气缸后，活塞裙部与气缸壁之间的装配间隙，如表1所示。
应当指出，在装配活塞时，应注意活塞顶部刻印的各种记号，以保证柴油发电机运转时的平衡。
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表1 柴油发电机活塞裙与气缸配合间隙
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