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1、第一节 燃烧室部件,一、燃烧室部件的工作条件和承受的负荷二、燃烧室部件的构造三、燃烧室部件的管理,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,结 束,一、燃烧室部件的工作条件和承受的负荷,1燃烧室部件的工作条件2燃烧室部件承受的负荷3 燃烧室部件的结构特点,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,结 束,1燃烧室部件的工作条件,燃烧室：当活塞处在上止点时，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1)气缸盖2)气缸3）活塞,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,1）气缸盖,作用工作条件要求,本章目录,一级子目
2、录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,作用：,燃烧室的上盖安装各种阀件布置气道和气阀机构/,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,结 束,工作条件：,受到螺栓预紧力和缸套支反力的作用受到燃气的高温、高压作用冷却水腔还受到水的腐蚀承受着很大的分布很不均匀的机械应力和热应力结论：工作条件非常恶劣/,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,结 束,要求：,有足够的强度和刚度良好的冷却各种阀件的拆装、维护方便水垢容易清除气缸盖与气缸套之间良好的气密/,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,结 束,2）气缸,作用工作条件要求,本章目录,一级
3、子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,作用,是燃烧室部件中的主体；筒形机中起导承作用，承受侧推力二冲程机要开气口，布置气道；气缸下部空间做扫气泵空间外部还安装其它设备（扫气箱、排气管、凸轮箱和增压器）/,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,结 束,工作条件：,上部受到预紧力的作用；内壁：燃气高温、高压和腐蚀作用活塞的摩擦、敲击和侧推力作用冷却水空间受到冷却水的腐蚀和穴蚀承受压力和拉力/,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,结 束,要求：,足够的强度和刚度；良好的耐磨性和抗腐蚀性；良好的润滑和冷却可靠的气封和水封/,本章目录,一级子目录,二
4、级子目录,返回,上一页,下一页,结 束,3）活塞,作用工作条件要求,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,作用：,在保证密封的情况下，完成压缩和膨胀过程组成运动机构，将力经连杆传递给曲轴；筒型机中承受侧推力，起滑块作用在二冲程机中，启闭气口,起滑阀作用。/,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,结 束,工作条件：,受燃气高温、高压、腐蚀、烧蚀作用热负荷和机械负荷很高，容易发生裂纹和变形磨擦与撞击，润滑困难，磨损严重具有较大的惯性力，柴油机产生振动/,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,结 束,要求：,强度高、刚度大密封可靠散热
5、性好、冷却效果好摩擦损失小、耐磨损中、高速柴油机还要求活塞重量轻。/,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,结 束,2燃烧室部件承受的负荷,1)机械负荷2）热负荷,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,1)机械负荷,机械负荷指柴油机部件承受最高燃烧压力、惯性力、振动冲击等的强烈程度。(1)安装预紧力引起的负荷(2)气体力引起的机械应力,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,(1)安装预紧力引起的负荷,气缸盖的安装应力：气缸套安装应力：,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,气缸盖的安装应
6、力 图,上表面安装应力为拉应力，下表面为压应力其数值大小与螺栓预紧力成正比，与气缸盖的高度成反比,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,气缸套安装应力 图,气缸套的安装应力主要存在于其上部的凸肩部位应力的数值大小均与螺栓预紧力成正比，与其凸肩的高度成反比螺栓的预紧力p=(.)新型柴油机的气缸盖固紧螺栓均采用液压拉伸器按规定液压力固紧,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,(2)气体力引起的机械应力,气缸盖气缸套活塞,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,气缸盖,水冷面为拉应力，触火面为压应力，其数值均大于
7、安装应力,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,气缸套,切向应力与径向应力图,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,活塞,活塞顶在最高燃烧压力作用下和气缸盖一样产生很大的弯矩和弯曲应力弯曲应力与活塞顶板半径的平方成正比，与顶板厚度的平方成反比燃烧室部件中由气体压力而产生的机械应力都和最高爆发压力成正比，与部件壁厚成反比,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,2)热负荷,热负荷是指柴油机的燃烧室部件承受温度、热流量及热应力的强烈程度。热负荷的表示方法热应力热疲劳,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一
8、页,下一页,三级子目录,热负荷的表示方法,热流密度q：单位时间内单位面积的热流量 q=Q/F温度场：受热部件中温度分布图，准确表示受热部件的热负荷排气温度：简单、实用,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,热应力,由温差作用形成的应力称热应力,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,热疲劳,燃烧室部件在交变的热应力作用下出现的破坏现象称热疲劳。热疲劳与柴油机的累计转数并无多大关系，主要取决于机器的起动运行停车的循环次数，故亦称低频应力。热疲劳产生的裂纹多数在触火面上形成和发展，以致造成损坏，因为这里受到较大的残余拉应力和较大的热应力与机
9、械应力合成的压应力的交变作用。,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,燃烧室部件的结构特点,为了降低活塞顶板的机械应力，应增加活塞顶的厚度活塞顶板厚度的增加又会导致热应力的增加薄壁强背结构：薄壁就是燃烧室部件的受热壁要薄，以减少热应力；强背就是在薄壁的背面设置强有力的支承，以降低机械应力。,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,结 束,钻孔冷却,冷却水孔实际上将它们分为冷热两部分，热区很薄薄壁，减少了热应力；冷区很厚强背，减少了机械应力。,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,结 束,二、燃烧室部件的构造,1活塞2气缸3气缸盖,
10、本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,结 束,1活塞,1）活塞的构造2）活塞销3）活塞的冷却4）活塞环和承磨环5）活塞杆填料函,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,结 束,1）活塞的构造,十字头式活塞：活塞头、活塞裙、活塞环、活塞杆和活塞冷却机构组成筒形活塞：活塞本体、活塞环和活塞销组成。图,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,2）活塞销,作用：筒形活塞中连接活塞和连杆小端 传递气体力和惯性力工作条件：尺寸小、润滑条件也较差、受摩擦和磨损要求：足够的耐疲劳强度、抗冲击，耐磨损和重量轻材料：优质碳钢或低碳合金钢，表面渗碳淬火结
11、构形式：浮动式、固定式和半浮动式。,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,3）活塞的冷却,非冷却式活塞(径向散热型)热量主要通过活塞环传自气缸套并通过冷却水带走冷却式活塞(轴向散热型)使用冷却介质(如淡水、滑油)对活塞顶内腔进行强制冷却冷却方式冷却液的输送方式,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,冷却方式,自由喷射冷却循环冷却振荡冷却,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,冷却液的输送方式,筒形活塞十字头式活塞：活塞冷却机构,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,4）活塞环
12、和承磨环,（1）活塞环的种类（2）活塞环的工作条件和要求(3)气环（4）油环（5）承磨环,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,（1）活塞环的种类：,压缩环(气环)、刮油环,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,（2）活塞环的工作条件和要求,活塞环的工作条件i.受到高温高压燃气的作用ii.十分复杂的运动iii.严重的摩擦和磨损iv.润滑条件较差v.可能产生裂纹或折断,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,要求:良好的密封性能，耐磨，特别是抗熔着磨损的性能要高；要有适当的弹性，足够的强度和热稳定性。,本章目
13、录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,(3)气环,作用密封原理断面形式搭口形式材料要求制造工艺,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,作用和密封原理,作用：密封、传热密封原理：本身的弹性和内圆柱面的气体压力高速柴油机装3道5道，低速柴油机装4道6道SMC-C型机活塞环,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,断面形式：a为矩形环b为梯形环c为倒角环。d 扭曲环,搭口形式直搭口斜搭口重叠搭口,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,材料要求制造工艺,材料要求：弹性较好，摩擦系数小，耐磨、
14、耐高温；有良好的初期磨合性、贮油性和耐酸腐蚀。一般采用合金铸铁(加硼、高硅)、可锻铸铁、球墨铸铁制造工艺：表面镀铬；内表面刻纹以提高弹性；松孔镀铬；环外表面开设蓄油沟槽；环外表面镀铜以利磨合，喷镀钼以防止粘着磨损等。,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,（4）油环,飞溅润滑 做回转运动的曲柄销轴承把润滑油甩到气缸壁上。气环的泵油作用油环的结构单刃油环、双刃刮油环油环的工作原理,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,（5）承磨环,作用 是专为十字头式活塞与气缸的磨合而设置的结构 1,2,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,
15、下一页,三级子目录,5）活塞杆填料函,作用 防止扫气空气和气缸漏下来污油、污物漏入曲轴箱，以免加热和污染曲轴箱滑油腐蚀曲轴与连杆等部件。防止曲轴箱中的滑油溅落到活塞杆上而带到扫气箱中，污染扫气空气结构 图1,2,3,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,2气缸,1）气缸的构造2）气缸套的磨损和穴蚀,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,结 束,1）气缸的构造,组成 气缸由气缸体和气缸套组成类型 单体式 分组式、整体式。,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,2）气缸套的磨损和穴蚀,气缸套的磨损 熔着磨损、磨料磨损、腐
16、蚀磨损,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,气缸套的穴蚀 在气缸套外表面冷却壁上出现光亮无沉淀物的蜂窝状小孔群损伤现象称为穴蚀原理 空泡腐蚀和电化学腐蚀防止穴蚀的措施：降低缸套振动提高缸套抗穴蚀能力冷却水腔结构合理，水流平顺进行水处理以提高其消振性能等管理中应控制冷却水温水压,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,3气缸盖,1）气缸盖的类型2）气缸盖的材料和构造/,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,结 束,1）气缸盖的类型,单体式气缸盖整体式气缸盖分组式气缸盖,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下
17、一页,三级子目录,单体式气缸盖,每一个气缸单独做一个气缸盖称为单体式气缸盖特点:气缸盖和气缸套接合面处的密封性好，制造、运输、拆装以及检修均较方便气缸的中心距加大，增加了柴油机的长度和重量,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,2）气缸盖的材料和构造,材料:铸铁、铸钢和锻钢气缸盖的构造大型低速柴油机气缸盖 1,2中速柴油机气缸盖 1,2,3,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,2）活塞顶烧损,原因：喷油器喷出的油束直接到达活塞顶面，活塞的冷却腔太脏使冷却不良、导热不好、局部过热活塞顶烧损在直流扫气及油冷柴油机活塞上出现的较多,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,3）活塞环的异常磨损、粘着和折断,(1)活塞环的异常磨损(2)活塞环的粘着（3）活塞环的折断（4）气缸套过度磨损,本章目录,一级子目录,二级子目录,返回,上一页,下一页,三级子目录,
