燃烧室部件之一活塞组件.pptVIP

第一节、燃烧室部件 燃烧室：当活塞处于上止点时，由气缸盖底面、气缸套内表面及活塞顶共同组成的燃料与空气混合和燃烧的空间 一、活塞组件 1活塞的作用及工作条件 （1）作用：?组成运动机构及燃烧室；?传递气体力；?筒形活塞式（四冲程）机裙部左右方向承受侧推力并导向；?二冲程机启闭气口，控制换气 （2）工作条件： ?头部受燃气高温、高压、烧蚀和高温腐蚀作用 ；?热负荷与机械负荷高，容易裂纹和变形； ?裙部与气缸套产生摩擦和撞击； ?与气缸套间润滑困难（半液体润滑，TDC第一道环附近最好只能边界润滑），摩擦损失功大，磨损严重；?中、高速机活塞具有较大往复惯性力（要求其重量轻） （3）要求：强度高、刚度大、密封可靠、散热性好、冷却效果好、摩擦损失小、耐磨损、重量轻（四冲程机） 2.十字头式柴油机活塞的构造（以MAN-BW S/L-MC/MCE机为例） 1）组成：活塞头、活塞裙、活塞环、活塞杆、活塞冷却机构 2）活塞头：耐热合金钢，顶部环槽用于吊缸；头顶部成下凹形主要利于燃油和空气混合，也利于扫气和受热后自由膨胀 3）活塞裙：耐磨铸铁，圆筒状，短或超短（弯流扫气机用长裙以防止新气经排气口流失） 注：活塞头、裙分开制造，合理使用材料 4）活塞杆：只受压，与十字头间装调节垫片调压缩比 5）活塞环及环槽：第一道环为压力释放环，重叠搭口，释压槽使第一、二道环承受均匀的气体压力；其余三道环为斜搭口；低置活塞环组降低环温度，改善润滑，减轻磨损 6）滑油振荡冷却（也有淡水冷却） 3.筒形活塞式柴油机活塞的构造（wartsila32型机为例） 1）筒形活塞组成:活塞本体、活塞环、活塞销 2）活塞头：铸钢（耐热、耐磨特殊合金钢以承受高热负荷和机械负荷）；浅盆形活塞顶与平底气缸盖相配合利于油、气混合和燃烧。有两道压缩环和一道刮油环（减小摩擦损失） 3）活塞裙：球墨铸铁（小型机用铝合金，其导热系数大，散热性好，但膨胀系数大）。裙部销轴方向切除部分金属或椭圆形（长轴在垂直活塞销轴线方向）以避免裙部沿销轴方向伸长变形产生活塞卡阻（侧推力、气体力使裙部沿销轴方向伸长，销座方向金属堆积多也会导致受热后沿销轴方向产生较大热变形） 4）活塞销（上、下方向磨损大） （1）要求：足够的耐疲劳强度、抗冲击韧性、耐磨损、重量轻－表面硬，芯部软 （2）材料：优质碳钢或低碳合金钢，表面渗碳淬火，表面硬度高，内部韧性好 （3）结构形式 ?浮动式：活塞销在连杆小端和销座内部可自由转动。销磨损小且均匀，提高销的疲劳强度和寿命，故应用最广。销两端用卡簧轴向定位 ?半浮动式：活塞销固定在连杆小端 ?固定式：活塞销固定在销座内部 5）滑油振荡冷却－先周围后中央 注： 　　钢活塞头与铝活塞裙目的：减小活塞顶厚度，降低热应力；减轻重量和惯性力 4.活塞环 活塞环分压缩环（气环）和刮油环 筒型活塞：气环+刮油环（因是飞溅润滑），某些大型机也装承磨环 十字头式活塞：气环+承磨环（长裙活塞），高增压大型低速机只有气环；老式机还装布油环 1）工作条件： （ 1）运动复杂（往复运动、轴向振动、径向运动、径向振动、回转运动、扭曲振动、张合的交变运动）；（2）摩擦、磨损（径向磨损使环搭口间隙增大，径向厚度减小；轴向磨损使天地间隙增大，环高度减小）；（3）裂纹或折断；（4）粘着 2）要求：良好的密封性、耐磨性（抗熔着磨损）、适当的弹性、足够的强度和热稳定性 3）气环（压缩环） （1）作用：密封、传热 （2）密封作用依靠：?本身弹性（第一次密封），大小取决于环截面积（径向厚度＊高度）；?作用在上面和漏到内圆柱面的气体压力（第二次密封） 注：没有第一次密封就没有第二次，多道环形成曲径式密封，第一道环最关键（通常加高提高其承载能力；开设压力释放槽使一、二道环负荷均匀）；通常高速机2-4道环，低速机4-6道环 （3）分类（断面形状） ?矩形环：应用最广 ?梯形环：间隙可变，促进磨合，允许温度较高，但配合精度要求高 ?倒角环：易磨合，适用缸壁硬度较高柴油机，倒角利于形成油锲，不宜作第一、二道环 ?内切槽扭曲环：放在第一道，切槽朝上 ?外切槽扭曲环：放在第二、三道，切槽朝下 注：?、 ?、 ?、 ?用在中、高速机上 （4）搭口 ?直搭口 ?斜搭口 ?重叠搭口：气密性最好 注：安装活塞环时搭口应错开并且相邻环搭口方向要彼此相反以减少漏气 （5）材料 ? 要求：弹性好、摩擦系数小、耐磨（硬度比缸套稍大）、耐高温，良好的初期磨合性、贮油性和耐酸腐蚀性 ?材料：合金铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁 ?提高环工作性能的措施：a表面镀铬（提高耐磨性）；b松孔镀铬（提高表面贮油性加快磨合）；c内表面刻纹（提高弹性）；d外表面镀铜（以利磨合）；e喷镀钼（与镀铬缸套合用防粘着磨损） （6）气环的泵油作用：天地间隙导致，环在环槽中的运动由气体力、惯