第二章结构和主要部件(活塞).pptVIP

* 第二章 柴油机的结构和主要部件 第一节 柴油机的结构特点 一、现代柴油机的结构特点 1．气缸尺寸采用长行程或超长行程。 主要部件：燃烧室部件、曲柄连杆机构、机 架、机座和贯穿螺栓。 2．燃烧室部件普遍采用钻孔冷却结构。 3．采用旋转式排气阀及液压式气阀传动机构。 4．喷油泵采用可变喷油正时（VIT）机构。 5．采用薄壁轴承。 6. 独立的气缸润滑系统 7. 曲轴上增设轴向减振器 8. 焊接曲轴 第二节 活塞 一、活塞的作用和工作条件 1. 活塞的作用 1)组成燃烧室 2)传递燃气动力 3)承受侧推力、导向作用(四冲程） 4)启闭气口、扫气泵（二冲程） 2.活塞工作条件 1)燃气压力、往复惯性力、侧推力（四冲程柴油机） 2）高温燃气的作用（烧蚀、腐蚀） 3)摩擦、磨损 4）高速柴油机的往复惯性力引起的振动 二、活塞的要求和材料 1. 对活塞的要求 强度、刚度、密封、散热、冷却、耐磨、线膨胀系数小、中高速柴油机重量轻。 活塞材料 1）铸铁：（合金铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁） 易于浇铸，耐磨性好，机械强度较高，线膨胀系 数小，活塞与气缸间间隙小， 价格便宜。 2）钢：机械强度高，但耐磨性差，成本较高。主要用于大 功率中低速柴油机， 活塞头——耐热合金钢 活塞裙——耐磨合金铸铁 船用大中型柴油机的活塞： 3）铝合金：比重小，导热系数高，利于散热，线膨胀系 数大， 仅用于制造中小型柴油机 的活塞， 以减少惯 性力。 减轻重量和惯性力、 降低成本，加工方便 中小型柴油机的活塞： 铝合金 （导热系数大，散热性好） 三、活塞组成和结构特点 1.筒形活塞 径向散热，由活塞密封环传出 强制活塞的冷却液： 滑油、水和蒸馏水 整体式非强制冷却活塞： (1) 非冷却式筒形活塞 活塞头部尺寸 活塞销座一段的变形 (2)冷却式筒形活塞 冷却介质为滑油 先冷却四周后冷却中央 冷却液由下向上 冷却方式： 冷却方式： a）喷射式 （b）腔室式 （c）振荡式 （d）蛇管式 2. 字头式活塞 活塞顶部有平顶、凸形顶或凹形顶 轴向散热型 冷却液有滑油、水和蒸馏水 MAN-BW LMC SULZER RTA 3．活塞环和承磨环 活塞环 气环（密封环） 油环 布油环 承磨环 筒形活塞 刮油环 十字头式活塞 1)密封环 (1)作用： 密封气缸、散热 密封机理： 二次密封 第二次密封的作用比第一次密封更重要 活塞环的弹力取决于环的截面积尺寸，尤其是径向尺寸 采用多道密封环： 保证密封的可靠性、延长吊缸周期 4～5道、迷宫效应 刮油环作用：刮油和布油 1～3道 布油环的作用是将润滑油均匀地沿气缸周围进行分布 （2）工作条件 所受的力 产生的运动： 轴向运动和轴向振动；径向运动和径向振动；回转运动；扭曲振动等。 “压入”现象会造成环的断裂 气体力、往复惯性刀、摩擦力 （3）要求 耐磨、耐腐，耐热，足够的强度，一定的弹力 环的表面硬度稍高于缸套为宜 （4）材料 镀硬铬提高耐磨性； 松孔性镀铬提高表面润滑性与利磨合； 内表面刻纹提高弹性； 环外表面开设蓄油构槽； 环外表面镀铜以利磨合； 喷镀钼以防粘着磨损 合金铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁 表面处理： （5）结构 断面形状： 矩形环： 间隙可变促进磨合，允许环槽温度较高，但两锥面的配合精度要求高 承压面小容易磨合，适用于缸壁硬度较高的柴油机中。倒角利于环与缸壁之间形成油楔。这种环不适宜做第一、二道环。 工作时产生扭曲，向上形成油楔，向下刮油。 梯形环、倒角环和扭曲环在四冲程中、高速柴油机中使用。 制造简单,应用最为广泛，但温度超过200C时容易结焦卡死 梯形环： 倒角环： 扭曲环： 密封环的间隙 搭口间隙（开口间隙）： 工作状态下切口的垂直距离 环端面与环槽上或下面的垂直间隙 活塞环的天地间隙和搭口间隙一般为第一、二道环最大依次减小。 直搭口 斜搭口 重叠搭口 搭口形式： 把直搭口该为斜搭口的目的是为了加强气缸的密封性（30～45°） 天地间隙（平面间隙或端面间隙）： 刮油环的结构型式： 环与缸壁的接触面积小（提高刮油效果）环与槽的天地间隙小（减小泵油作用）搭口间隙小 环槽和刮油环本身都开有足够大的集油空间和泄油通道（或泄油孔） 刀刃均朝下 *