柴油機的結構和主要零部(1)(編輯修改稿)
2025-06-08 18:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 （ 5）頭部有五道活塞環(huán)槽，用于密封。 （ 6）裙部設有青銅承磨環(huán)，用于改善磨合性能； （ 7）頭部直徑小于裙部直徑。 （ 8）裙部不受側推力，故做得較薄。 2）筒狀活塞 （ 1）活塞頭部有落閥坑，防進、排氣閥重疊開啟時與活塞相撞。 （ 2）活塞頂部較厚，保證偶足夠強度。 （ 3）頭部有 34道環(huán)槽，保證密封。 （ 4）頂部內(nèi)壁與裙部用大圓弧過渡連接，可減少應力集中。 （ 5）裙部較長，可減輕側推力比壓。 （ 6）裙部設有 12道刮油環(huán)，用于刮掉缸壁多余的滑油。 （ 7）頭部直徑小于裙部直徑，工作時使頭部和裙部的熱膨脹量趨于一致。 （ 8）活塞銷附近的裙部制成橢圓形，以消除熱膨脹后出現(xiàn)的失圓。長軸在垂直于活塞銷軸線方向上，短軸位于活塞銷軸線方向上。 原因：①筒形活塞在側推力作用下將使活塞裙沿銷軸方向變長，②氣體力作用在活塞上，會使活塞產(chǎn)生彎曲變形使裙部直徑沿銷軸方向變長，③裙部在銷座方向的金屬堆積較多，受熱后將銷軸方向產(chǎn)生較大的熱膨脹變形，使裙部沿銷座中心線方向增大。 動畫演示 5．材料： 大型：活塞頭用 耐熱鑄鋼、 耐磨合金鋼，裙部用鑄鐵或合金鑄鐵 。 中、高速機：鑄鐵、鋁合金、鑄鋼。 合金鑄鐵：具有高的機械強度、較小的熱膨脹系數(shù)和良好的耐磨耐腐蝕性能，但重量大，散熱性較差。 鋁合金：重量輕，但熱強度差，熱膨脹系數(shù)大。 球墨鑄鐵和耐熱合金鋼：機械強度高，其它與合金鑄鐵相近。 分類 構成 名稱 常用材料 大型低速柴油機活塞 組合式 活塞頭 耐熱合金鋼 活塞裙 耐磨（合金）鑄 鐵 中型強載柴油機 組合式 活塞頭 鑄鋼 活塞裙 球墨鑄鐵 強化度小及小型柴油機 一體 活塞本體 鋁合金 6．活塞的冷卻： (1)筒狀活塞冷卻方式（都采用油冷式）：飛濺冷卻 —— 依靠曲柄銷軸承甩上來的滑油對活塞和氣缸套進行潤滑和冷卻；循環(huán)冷卻 —— 采用強制方式，使冷卻液在冷卻腔內(nèi)不斷循環(huán)帶走熱量；振蕩冷卻 —— 采用強制方式，使冷卻液在冷卻腔內(nèi)不斷循環(huán)并產(chǎn)生振蕩帶走熱量； （ 2）十字頭活塞冷卻機構：鉸鏈式冷卻機構 —— 僅適用于油冷活塞，其缺點是密封困難，采用油冷后，不怕漏泄，但冷卻效果不如水冷。套管式冷卻機構 —— 適用于水、油冷，對密封性要求高，水的熱容量大，冷卻效果好。 （ 3）套管式冷卻機構：由動管、不動管及上下密封裝置組成。動管滑套在不動管內(nèi)，不動管裝有導套和噴管式抽吸器。導套起導向和密封作用，抽吸器把動靜管間隙中的漏水和空氣吸入管道中，以減少水的漏泄和緩沖因容積變化所引起的水擊。上密封阻止增壓空氣和污物下漏，下密封阻止水和污物上竄。而密封裝置可在不吊出活塞時進行檢查和拆卸。 7． 活塞桿填料函 (Stuffing Box) ? 作用： (1)防止 contaminant漏入 crankcase； (2)防止 Scavenge Space 定位銷 彈簧 刮油環(huán)刮油片 Lamella for scraper ring 活塞桿填料函的確兩種拆卸方法 和活塞桿一起拆卸 從 曲軸箱內(nèi)拆下 ? 特點 ① 2個作用 ② 由 3部分組成，有 2種拆卸方法 ③ 每一道刮油環(huán)及密封環(huán)都由 3段或 4段環(huán)組成，外面用彈簧箍緊。 ④ 3種通道： ? 氣缸橫隔板 ? 孔 A相連的通道引到機外 ? 孔 B流回曲軸箱 8．活塞銷： 1）工作條件： （ 1）承受氣體力和往復慣性力的作用。 （ 2）尺寸小，軸頸比壓很大。 （ 3）工作時相對于活塞銷座和連桿小端襯套的滑動速度小，溫度高，單位承壓面積壓力大及變形，潤滑條件差。 活塞銷同其配合的軸承是柴油機中工作條件最惡劣的摩擦副之一。 2）要求：有足夠的疲勞強度、剛度、表面硬度和抗沖擊韌性。 3）材料： 低（中）碳鋼，表面滲碳淬火處理，達到外硬內(nèi)韌；合金鋼，表面氮化處理。 4）活塞銷的裝配形式： （ 1）固定式：銷固定在銷孔的銷座上，活塞銷跟連桿小端襯套作相對滑動，這種裝配形式使工作中沖擊減小，但活塞銷單邊磨損嚴重。 （ 2）半浮動式：銷與連桿小端固緊，兩端與銷孔是間隙配合，這種裝配形式因潤滑困難，目前很少使用。 （ 3）浮動式：銷既可相對連桿小端襯套轉動，又可相對銷孔轉動，這種裝配形式使塞銷表面相對速度低，磨損均勻，工作可靠，拆裝方便，因而廣泛應用于中、高速柴油機中。 鋁合金活塞采用浮動式裝配形式，在常溫下，銷與銷孔是過盈配合，理由是鋁合金材料的熱膨脹系數(shù)比銷高，這樣在工作時（熱態(tài)）才會有合適的間隙，裝配時通常把活塞加熱到 90100℃ ，然后將銷輕輕地推入銷孔中，切忌硬敲擊以免擦傷銷和銷座。 銷在銷孔中必須軸向定位，以防軸向竄動而刮傷氣缸套，一般用卡簧或塞子定位。 圖 活塞銷的軸向定位 9．活塞環(huán)： 十字頭 注油潤滑 壓縮環(huán) 、 承磨環(huán) 。 筒型活塞 飛濺潤滑 壓縮環(huán) 、 刮油環(huán) 。 1）作用：密封、散熱、支承、布油、刮油 2）工作條件：①受到高溫高壓燃氣的作用②往復慣性力作用③缸套摩擦力作用 3）環(huán)在環(huán)槽中的運動分析 ①軸向運動 ②徑向運動 ③回轉運動 ④扭曲運動 4）要求：良好的密封性、耐磨性，足夠的強度、熱穩(wěn)定性及彈性，表面硬度稍高于缸套。 5）壓縮環(huán) （ 1）作用：密封、散熱、支承。 （ 2）密封機理 ①漏氣的主要途徑 ②密封機理：第一次密封是依靠環(huán)自身的彈性。第二次密封是依靠作用在環(huán)上表面和漏到環(huán)背內(nèi)圓柱面的氣體力，使環(huán)緊貼在環(huán)槽的下表面和缸套的內(nèi)壁上。 第二次密封比第一次密封更為重要（氣體力比環(huán)彈力大得多），但沒有第一次密封，就無法保證第二次密封。 （ 3）壓縮環(huán)的斷面形狀 ： 優(yōu)點：結構簡單，加工方便 缺點： （ 1）與氣缸壁的單位面積壓力小
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