第二章燃烧室部件详解.ppt

第二节、燃烧室部件 一、工作条件和承受的负荷及结构特点 活塞piston 1)活塞的构造 2）活塞销piston pin 3）活塞的冷却piston cooling 4）活塞环和承磨环piston ring 5）活塞杆填料函piston rod packing 活塞的构造 一、活塞的组成 活塞是柴油机中的关键部件，可分为十字头式活塞和筒形活塞两大类。它既是燃烧室部件的组成部分，又与连杆、曲轴等部件组成运动机构。 1.十字头式活塞（cross-head piston): 活塞头(piston head) 活塞裙(piston shirt) 活塞环(piston ring) 活塞杆(piston rod) 活塞冷却机构(piston cooling gear) 活塞的构造 一、活塞的组成 2.筒形活塞（trunk piston): 活塞头(piston head) 活塞裙(piston shirt) 活塞环(piston ring) 活塞销(piston pin) 活塞的构造 二、活塞的作用及工作条件 1.活塞的主要作用:在保证密封的情况下完成压缩和膨胀过程，并将气体力经连杵传递给曲轴。在筒形活塞式柴油机中，活塞承受侧推力，起着滑块的作用。在二冲程柴油机中活塞还启闭气口，控制换气。 2.工作条件： 活塞受到燃气高温、高压、烧蚀和腐蚀作用。 它的热负荷和机械负荷很高，而活塞材料在高温下机械性能又有所降低，所以发生裂纹和变形。 活塞与气缸之间产生摩擦和撞击,磨损严重。 在中、高速柴油机中，活塞具有较大的往复惯性力，使得柴油机的振动加剧。 活塞的构造 活塞的构造 3.活塞环槽：4道，镀铬，第1，2道较高。第一道环为压力释放环，重叠搭口；其余为斜搭口。 4.活塞头顶部环槽：用于吊缸时安装起吊工具。 5.活塞裙：圆筒状，且较短（因不受侧推力，重量轻）。 6.活塞杆：锻钢制造，表面硬化处理。工作中不受拉力只受压力，有足够的抗压度，压杆稳定性好，活塞杆与十字头间装配调节垫片（调节压缩比）。 活塞的构造 7.活塞冷却：采用滑油冷却减少热损失。活塞杆是两层空心结构，滑油从十字头来，经杆内部空间进入活塞头的冷却腔后从杆外环形空间流入十字头再流出。 活塞的构造 四、筒形活塞式柴油机活塞的构造 活塞裙受气体力的作用和较大的侧推力的作用，所以要造得十分坚韧。 活塞销处金属较多，当受热时会使活塞销轴线方向的膨胀较大；活塞裙在侧推力作用下也会使活塞销轴线方向伸长，这样，在工作时活塞裙变成椭圆形，使活塞和气缸发生卡阻。为了避免这种现象，Wartsila 32型柴油机的活塞裙在设计阶段就除去了这部分金属。 Wansila 32型柴油机活塞的裙部设有四个润滑油孔，这确保了活塞环和活塞裙的可靠润滑并使摩擦损失降低到最小。 在活塞上仅装有两道压缩环和一道刮油环，第一道环设有特殊的耐磨层。这使得摩擦损失达到最小。 活塞环 活塞环分：压缩环（气环）和刮油环 筒型活塞中：气环+刮油环（因是飞溅润滑） 十字头式活塞中：气环+承磨环（若活塞裙长的话） 一、活塞环的工作条件 1.受燃气压力、活塞环往复运动惯性力、与缸套间的摩擦力、活塞横向震动、气口挂壁等作用。 活塞环 2.有轴向运动和轴向振动、径向运动和径向振动、回转振动、扭曲振动等张合的交变振动。 3.可能产生裂纹或折断；滑油粘在槽里使环失去密封，造成燃烧室窜气、活塞环损坏。 4.要求具有良好的密封性，耐磨（抗熔着磨损）、有适当的弹性、足够的强度和热稳定性。 5.材料要弹性好\摩擦系数小\耐磨\耐高温,要有良好的初期磨合性\储油性和耐酸腐蚀.一般采用合金铸铁\可锻铸铁\球墨铸铁. 活塞环 6.环塞环表面镀铬目的:提高耐磨性; 环塞环松孔镀铬目的:提高表面贮油性加快磨合; 内表面刻纹目的:提高弹性; 外表面开设沟槽目的:蓄油; 外表面镀铜目的:以利磨合; 外表面喷镀钼以防止粘着磨损. 活塞环 二、气环（压缩环） 1.作用：防止气体漏泄、传递热量。 2.密封作用：依靠本身弹性及其上面和内圆柱面的气体压力使环紧贴在缸内壁及槽下壁上。为提高密封效果,也为了减小摩擦损失,通常高速机2-4道环，低速机4-6道环。（第一道环最重要） 活塞环 3.断面结构 ?矩形：制造简单、应用广，200°C时易结焦卡死。 ?梯形：可促进磨合、防止烧结，允许温度高，但锥面配合精度高。（宽面贴近缸套） ?倒角：工作初期承压面小，易磨合，适应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。 活塞环 ?内切槽扭曲：放在第一道，切槽朝上安装，防止滑油刮入燃烧室。 ?外切槽扭曲：放在第二、三道，切槽朝下安装。 此两种常在中速机上用。 活塞环 4.搭口形状 ?直搭口：结构简单、加工方便 ?斜搭口：结构简单、加工方便