发动机的进、排气门座圈是控制燃气吸入与废气排出的重要工作部件,其在工作过程中将在高温下经受气流的冲蚀和气门的冲击磨擦,工作条件十分恶劣:正常工作时,气门座圈长期处于(600~800)℃的高温下,高温气体腐蚀和零件变形等因素都会造成气门导管和座圈锥面破损加剧,致使气门密封不严,大量能量随着高温气体的排出而白白浪费,从而一定程度上降低发动机的功率。因此,气门座圈和导管孔应具有良好的高温耐磨性、耐蚀性、传热性和高温强度、抗高温蠕变性能以及与气缸盖匹配的热膨胀系数。同时,发动机工作时若气门中心与气门座圈中心偏离过大,在发动机功率下降、油耗上升的同时,还将加快气门和导管孔的磨损。因此,气门座圈和导管孔的加工精度特别是气门座圈工作锥面对导管孔的跳动规定了严格的公差限制。 好的气缸盖材料能抵抗腐蚀,延长使用寿命。河南铸铁气缸盖
气缸盖总长度大,接合面的平面度在工艺上不容易保证;沿气缸盖长度方向的刚度差,当受力不均匀或受热不均匀时,气缸盖容易翘曲变形,从而破坏对气缸的密封性。为了克服后一缺点,有的内燃机将整体式气缸盖相邻两缸中间铣出横槽,以增加弹性,减小因受力或受热不均匀而引起气缸盖的翘曲变形。水冷式内燃机气缸盖的结构型式可分为整体式、分体式、单体式以及连体式四种。整体式是整列气缸共用一个气缸盖;分体式是每两个或三个气缸共用一个气缸盖;单体式是每一个气缸有一个单独的气缸盖;连体式是气缸盖和气缸体不分开,连成一整体。常州水冷气缸盖先进的铸造技术使气缸盖结构更紧凑,强度更高。
气缸盖在工作中受到低周热疲劳损伤、高周热疲劳损伤和蠕变损伤,其寿命和可靠性是发动机的重要指标。在发动机的启动—停车过程中(启动循环),气缸盖被急剧的加热和冷却,产生较大的循环热应力, 受到低周热疲劳损伤。在发动机启动后的每个工作循环中(吸气—压缩—做功—排气循环过程),气缸盖发生较小幅度的温度变化,遭受高周热疲劳损伤。气缸盖局部材料在高于蠕变温度的环境中长期工作,受到蠕变损伤。
1)从理论上分析了气缸盖的低周热疲劳损伤、高周热疲劳损伤和蠕变损伤,引起气缸盖失效的主要是低周热疲劳损伤,启动次数是其主要的寿命指标;
2)蠕变对气缸盖的直接损伤较小,但能够影响低周热疲劳的平均应力,因此可以把发动机的蠕变—低周热疲劳可等效为恒定应变幅、一定平均应力的热—机械疲劳,用热机械疲劳试验代替蠕变—热疲劳试验可一定程度上降低试验时间。
气孔通常是汽缸盖铸件常见缺陷,往往占铸件废品的较高比例。如何防止气孔,是铸造工作者一个长久的课题。汽缸体的气孔多见于上型面的水套区域对应的外表面(含缸盖面周边),例如出气针底部(这时冒起的气针较短)或凸起的筋条部。以及缸筒加工后的内表面。严重时由于型芯的发气量大而又未能充分排气,使上型面产生呛火现象,导致大面积孔洞与无规律的砂眼。在现产条件下,反应性气孔与析出性气孔较为少见,较为多见的是侵入性气孔。现对侵入性气孔分析出如下:1.1原因1.1.1型腔排气不充分,排气系统总载面积偏小。1.1.2浇注温度较低。1.1.3浇注速度太慢;,铁液充型不平稳,有气体卷入。1.1.4型砂水份偏高;砂型内灰分含量高,砂型透气性差。1.1.5对于干式气缸套结构的发动机,水套砂芯工艺不当(如未设置排气系统或排气系统不完善;或因密封不严,使浇注时铁水钻入排气通道而堵死排气道;砂芯砂粒偏细,透气不良;上涂料后未充分干燥;砂芯砂与涂料发气量太大,或发气速度不当,涂料的屏蔽性差……).经验证明,干式缸套的缸体的气孔缺陷,很大程度上与水套工艺因素相关连。气缸盖是发动机的关键部件,负责密封并引导气体流动。
气缸盖高度一般为H=(0.9~1.2)D,D为气缸直径。近代内燃机向高速、高功率方向发展,气缸盖高度有适当加大的趋势,有的高度己达1.5D,这直接影响了内燃机的高度。在气缸盖高度一定的情况下,为增加刚度,有些内燃机采用帽式气缸盖或上部带凸边的气缸盖。此外,还可以在气缸盖内壁设置适当的加强筋,增加受力部位比较大处的断面系数;也可以将气缸盖螺栓孔壁做成X形,以增加螺栓固定时的刚度。气缸盖的小壁厚取决于铸造的可能性,一般小为4mm。但是有气门座圈的气缸盖底面或燃烧室壁面,选用强化型气缸盖,可应对更恶劣的工况条件。德州内燃机气缸盖哪家好
缸盖上的冷却水出口温度,是监测发动机状态的重要指标。河南铸铁气缸盖
在装配气缸盖时,首先要把气缸盖与气缸的接合表面及气缸体螺栓孔内的油污、炭粒、铁锈和其它杂质用高压气体吹干净。以免产生螺栓对缸盖的压紧力不足。在紧固气缸盖螺栓时,应分3—4次由中间向两边对称拧紧,一次要达到规定的扭力矩,且误差≯2%,对于铸铁气缸盖在热机温度达到80℃后,应按规定力矩再重新拧紧连接螺栓。而对于双金属材料发动机,就应该在发动机冷却以后,再进行这样的重新拧紧操作。有一些机手因怕发动机熄火,故在启动发动机时,总是连续猛轰油门,或当发动机一启动时就让发动机高速运转,以此来维持发动机的工作状态;在行驶过程中,经常脱档熄火滑行,而后挂档强制启动发动机。在这样情况下工作的发动机不仅增加了发动机的磨损,而且使气缸内的压力急剧上升,极易冲坏气缸垫,导致密封性能下降。另外,发动机经常超负荷地工作(或点火过早),长时间爆震燃烧,造成气缸内的局部压力和温度过高,此时也损坏气缸垫,使其密封性能下降。河南铸铁气缸盖
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