内燃机设计概要.ppt

二、环的工作情况与设计要求 1．高压 2. 高温－燃气温度、活塞传热、摩擦生热 3. 高速滑动 4. 润滑不良 主要损坏形式为磨损、折断； 故障有卡死、颤振。 (一) 工作情况 (二)设计要求 有足够的耐磨性，保持适当的初弹力P0，较高的机械强度； 加工简单，成本低。 三、材料 灰铸铁＋合金元素：成本低，磨合性好； 粉末冶金：利用多孔性吸附机油，提高耐磨性； 球墨铸铁：轻度较好，铸造工艺复杂； 钢：机械强度、热稳定性好，但是耐熔着磨损性差； 表面镀覆： 表面镀锡、磷化处理、镀镉、氧化处理；提高耐腐蚀性和磨合性 镀铬、喷鉬，延长使用寿命 三、气环的设计 (一)均压环 (二)活塞环的弹力、应力和结构参数计算 1. 平均弹力 环在工作时环端点的位移量 ＝ 环的自由端距 平均弹力 2. 工作应力 将p0代入，有 套装时必须其内径大于活塞头部直径，此时端距应该为8t左右 , 变形量为8t-S0 (三)活塞环参数的选择 1． ：转速（n）高时，提高 因为活塞速度高，活塞环背压下降。 ： 大，工作应力大。一般，灰铸铁材料 3．径向厚度t：t增加， 5. 装配端口距离△d：△d小，密封性好，但不能为零。从热膨胀考虑， 2. 4. 环高b：趋向于减薄，目前最薄为1.5mm 增加。因为D/t下降 四、均压环磨损规律 △α 环发生均匀磨损时，环的外半径均匀磨掉，在环开口△α范围内， 也就是（图8-24中的虚线），故不能凭本身的弹力与气缸贴紧，形成漏光，最先失效。 五、非均压环设计 图 8-25 环周压力分布及其在环磨损后的变化 a) 新环 b) 磨损环 1—高点环、2—均压环 3—低点环 本章开始 第九章 内燃机滑动轴承设计 返回开始 第一节 工作条件和材料 第二节 轴瓦的结构设计 第三节 轴心轨迹 第九章 内燃机滑动轴承设计 第一节 工作条件和材料 一、工作条件 1. 很高的动负荷作用。（气压力、惯性力） 平均比压Pm＝20～30 MPa Pmax＝（6～7）Pm 形成疲劳应力状态，造成金属层剥落 2. 相对滑动速度高 ，由于摩擦，轴颈表面产生高温，达150○C，导致机油粘度下降，承载能力下降。 3. 机油在长期高温下被氧化变质，形成有机酸，腐蚀金属表面 4. 有时形成干摩擦，使金属表面熔化、粘合、撕裂 5. 由于制造误差和机械变形，造成边缘负荷 二、材料要求 有很高的机械强度（耐疲劳）和耐热性（热硬度、热强度） 有足够的减磨性能 抗咬粘性：油膜遭到破坏时，轴承材料不擦伤和咬死轴颈。即亲油性好 顺应性：轴承副有几何形状偏差和变形时克服边缘负荷从而使负荷均匀性的能力 嵌藏性：以微量塑性变形吸收混在机油中的外来异物颗粒(金属磨屑，灰坐等)的能力 有较好的耐腐蚀性 有足够的结合强度，不因剪切力和热应力而分层 三、常用轴承材料 白合金（巴氏合金） ①锡基白合金：Cu 3~6.5%，Sb 7~12%，其余是锡。 Sb(锑)提高硬度，Cu防止Sb偏析。 减磨性、嵌藏性、耐腐蚀性好，工艺性好；疲劳强度低。可通过减薄 减磨层厚度提高疲劳强度。 ②铅基白合金：Sn 5.5~6.5%，Sb 5.5.~6.5%，其余是Pb。 成本低，耐疲劳性、减磨性提高，高温硬度下降少；耐磨性稍差。 ③铜基合金 铜构成硬质骨架（铜铅合金、铅青铜合金…） 优点：机械性能、耐疲劳性好，承载能力强，高温性能好。 缺点：顺应性、嵌藏性不好，铅的耐腐蚀性较差。 ④铝基合金 分为低锡（6％）、高锡（20％）铝合金。 耐疲劳性、减磨性、耐腐蚀性好，有广泛应用的趋势；缺点是线性膨胀系数高。 四、轴瓦的钢背材料 要求：①有足够的粘结强度。②有足够的屈服极限。 一般用低碳钢（8＃，10＃，15＃） 第二节 轴瓦的结构设计 一、轴瓦表面几何形状 二、轴承宽度和油槽 B3 本章开始 三、轴瓦与轴承座的过盈 自由弹势△S d1+△S 一般△S＝（0.25~2.5）mm 2. 半圆周过盈量 h 3. 余面高度μ 在试验压力P0作用下 试验压缩量 图9-5 ?应力系数 本章开始 第三节 轴心轨迹 表示轴心轨迹的参数是偏心率ε和偏心角γ 图 9-8 非定常轴承中外力与油膜 压力的平衡 图9-9轴心轨迹及它所显示的各部位性能 轴颈中心的平衡位置由Pd、Pv和外界载荷P的平衡关系决定， 用 ，表示平均比压， 则