第5章 固定机件Word下载.docx
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5.2固定机件构成
固定机件主要包括:
汽缸盖,汽缸套,机体(汽缸体的曲轴箱)及机座。
作用:
保证运动件相互位置,并构成燃烧室,气道,水道,油道,以保证燃烧,换气,冷却和润滑的需要。
几个简单的例子:
如图5-1,高速机:
倒挂式主轴承
如图5-2,中速机:
正置式主轴承
如图5-3,6ESDZ76/160,机,螺栓撑紧。
3*图5-13*图5-23*图5-3
5.3汽缸盖
5.3.1功用及结构特点
A功用:
封闭汽缸,与活塞和汽缸套一起组成燃烧室。
B工作条件:
1.高温高压燃气作用
2.螺栓预紧力作用、压缩应力、弯曲应力和热应力。
C结构特点:
1.安装喷油器,进,排气阀,以及进,排气阀驱动机构。
2.内部布置有进,排气道,冷却水腔,螺栓孔道。
故汽缸盖为最复杂的零件之一。
D制作要求:
1.有足够的强度和刚度。
2.保证结合面的良好密封。
E材料:
1.铸铝:
a:
导热性好,重量轻,铸造工艺性好。
b:
热膨胀系数大,容易变形,价格高。
小型,高速
2.铸铁:
抗高温性好,铸造工艺好,价格低。
合金铸铁和球墨铸铁广泛用于各种强载柴油机中。
3.铸钢:
抗拉强度高,韧性好,高温强度好,不容易产生疲劳裂纹,工艺性差。
一般只用于热负荷较高而形状简单的二冲程回流换气柴油机中。
5.3.2气缸盖的结构形式
气缸盖的结构形式多种多样
1.按气缸盖的数量分类,有单体式气缸盖和整体式气缸盖。
2.按结构形式分有组合式汽缸盖,焊接结构汽缸盖,双层底结构汽缸盖和钻孔冷却汽缸盖等。
A单体式汽缸盖:
每一个汽缸盖设有一个汽缸盖,即每缸一盖。
优点:
1.制造容易,维修方便。
2.解决汽缸的密封性容易,适用大,中型机。
3.受热膨胀余地大,热应力小。
参见图5-4:
结构特点:
@图5-4G8300柴油机气缸盖
1.汽缸盖下部有一凸缘,与汽缸套上的环形凹槽相配合。
二者之间用紫铜垫片密封。
2.水腔分为两层:
冷却水流向为:
机体上平面-五个导水管-汽缸盖底层水腔(冷却高温底面)-喷油器冷却腔-中隔板-汽缸盖上部冷却腔-排气阀壳-出水总管。
3.出水口在最高处:
应注意,一面发生局部过热。
二)整体式汽缸盖:
几个缸的缸盖连成一体。
具有良好的刚性,较小的汽缸中心距,便于排气道布置。
常用于情形高速柴油机中。
参见图5-5:
@图5-5轻12V180柴油机的整体式气缸盖
1.每缸四阀:
两进两出
2.V型夹角内侧为进气道,外侧为派气管。
3.阀孔处及启发导管处压有青铜气阀座和导管增加耐磨性和耐热性。
C块状式汽缸盖:
介于单体式与整体式之间,即二缸或三缸一盖。
这种结构适于大批量生产、系列化程度高的柴油机。
2,4,6,12都可用两缸一盖。
如图(5-6)
@图5-6135型柴油机气缸盖
D双层底结构的汽缸盖:
1.对于汽缸盖本身而言,受高温燃气作用,温度分布不均,热应力大。
2.特别是底面上,进,排气道及气到孔与喷油器座孔之间的间壁易产生裂纹。
3.若底面壁厚大,内外表面温差大,热应力也大。
4.若底面壁厚小,机械应力和变形会加大。
采用双层底的主要目的:
解决机械负荷与热负荷的矛盾。
加一中隔板,厚度较大,增加刚性。
底板可以减薄,减小温差,热应力减小。
保证铸造质量的前提下,底板与中隔板距离要尽量小。
见图5-7,及图5-4皆为双层底结构的汽缸盖。
@图5-7双层底结构的气缸盖
E大型低速二冲程柴油机的汽缸盖见图(5-8)
1.分为上下两部分:
下缸盖:
铸钢,壁厚小,降低热应力
上缸盖:
铸铁,壁厚大,降低机械应力
2.来自气缸体的冷却水分两路由进水管进入下缸盖的环形水腔,由外往里迂回至中心水腔,然后通往上缸盖,由水管引出,汇集于出水总管。
5.4汽缸套
5.4.1功用及工作条件
A功用
1.构成工作循环的空间
2.作活塞的导向面,十字头的是滑块和导板。
3.向周围导热。
4.对于二冲程发动机还有扫气口。
1.内表面受高温高压燃气的反复作用。
2273K
2.进气时受373K进气空气的吹拂。
3.外表面受冷却水的冲刷和腐蚀
4.气体压力和落杀预紧力-机械应力内外表面的温差-热应力(波动,疲劳破坏)
5.承受侧推力,与活塞之间高速相对运动,产生摩擦,磨损
C加工要求:
1.内表面有高的精度和光洁度。
耐磨耐腐蚀。
2.外表面对冷却水有抗腐蚀能力和抗穴蚀能3.强度:
机械强度和热强度,机械负荷和热负荷。
4.刚度:
安装和工作时不致产生大的变形。
5.密封:
对汽缸内气体和外表面的冷却水有可靠的密封。
5.4.2汽缸套的结构
A湿式和干式缸套:
按在汽缸内安装方法的不同,如图(5-9)
(a)湿式(b)干式
3@图5-9湿式和干式缸套
湿式:
1.散热条件好,
2.厚度大,制造和更换方便。
应用于船舶柴油机中。
3.有水的腐蚀和穴蚀。
干式:
1.无腐蚀和穴蚀。
2.壁薄,汽缸中心距可减小,结构紧凑,刚度小。
小缸径高速机,制造要求高。
3.汽缸套外圆须精磨,汽缸体上的孔须珩磨。
B汽缸套定位:
见图5-9轴向定位,下端不固定,受热可自由伸长。
径向定位:
凸缘,防止横向移动。
C汽缸套的密封:
汽缸盖与汽缸套之间,弹性垫片。
1.气密 材质有:
铝板,铜皮包石棉,软钢 见图5-10与汽缸盖对应,汽缸垫片有整体式垫片和单体式圆环垫片。
3@图5-10整体式垫片
2.水密缸套下部温度较低,可用橡皮圈密封。
D钻孔冷却的汽缸套:
上凸肩高而厚,孔与中心线成某一倾角,冷却效果好,而且增加了凸缘的强度和刚度,加工成本高。
E大型低速二冲程柴油机的缸套:
1.顶圈:
1)弹性好,缸套向外膨胀时不致产生大的热应力。
2)大大减小了汽缸体的高度。
减轻了重量。
2.保护圈:
耐热钢制成,使缸套不直接与高温气体接触增强了耐热腐蚀性和强度。
5.5机体与机座
按主轴承结构分:
正置式主轴承的机体机座结构。
倒挂式主轴承的机体机座结构
隧道式主轴承的机体机座结构
5.5.1正置式主轴承的机体机座结构
机座承受曲柄连杆机构传来的气体压力,机座有较大的强度和刚度。
机座两侧与座和主轴承座部分设置有坚固的骨架和加强筋。
尺寸,重量较大,适用于重量,尺寸指标要求不严格和寿命要求较长的中速和低速柴油机中。
曲轴中心线在划分面以下刚性好。
图5-11与图5-12相比曲轴中心线在剖分面以下刚性好。
3*图5-11TM410型机体机座3*图5-12G.M.T.A型体机座
5.5.2倒挂式主轴承的机体机座结构
无机座,只有机体,有油底壳,中高速机。
见图5-13,5-14
3*图5-13轻12V180机轴箱3*图5-14MWM360型机体
5.5.3隧道式主轴承得机体机座结构
汽缸体与曲轴箱铸成整体,主轴承没有剖分面,圆盘形滚动轴承。
过盈量。
重量较大,工艺复杂,装拆及维修不方便。
见图5-15
5.5.4十字头柴油机的固定机体
主轴承撑紧螺栓向上顶住机架向下压住轴承盖和轴瓦,把轴承盖压紧在主轴承座上。
见图5-16
3*图5-15重12V180型隧道式3*图5-166ESDZ76/160主轴
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