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由于鋁合金的工作溫度較低,必須加強(qiáng)冷卻,同時(shí),由于鋁合金不能耐沖擊,耐磨性差,必須在氣門座處鑲有合金鑄鐵制造的氣門座圈。設(shè)計(jì)氣缸蓋的基本尺寸時(shí)應(yīng)能保證其具有足夠的強(qiáng)度和剛度。影響氣缸蓋剛度主要的尺寸是氣缸蓋的高度。加大高度,可以增加剛度,改善氣缸蓋與氣缸體之問的密封性,減少螺栓中的動(dòng)應(yīng)力及氣缸蓋的安裝應(yīng)力。氣缸蓋的高度與氣門進(jìn)、排氣道布置、燃燒室型式及水腔高度等因素有關(guān)。現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)均采用頂置氣門。氣缸蓋的安裝質(zhì)量直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能。山東武蕾牌氣缸蓋生產(chǎn)廠家
氣缸蓋的作用是密封氣體,與活塞共同形成燃燒空間,并承受高溫高壓燃?xì)獾淖饔?。氣缸蓋的工作情況是:(1)氣缸蓋受到高溫高壓燃?xì)庾饔茫惺芎艽蟮穆菟A(yù)緊力,導(dǎo)致機(jī)械應(yīng)力大。(2)氣缸蓋結(jié)構(gòu)復(fù)雜,溫度場(chǎng)嚴(yán)重不均勻,導(dǎo)致熱應(yīng)力大,嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起氣缸蓋出現(xiàn)裂紋和整體變形因此氣缸蓋的設(shè)計(jì)要求是(1)有足夠的剛度和強(qiáng)度,工作變形小,保證密封。(2)合理布置燃燒室、氣門、氣道,保證發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能。(3)工藝性良好,溫度場(chǎng)盡量均勻,減少熱應(yīng)力,避免熱裂現(xiàn)象。青島水冷氣缸蓋生產(chǎn)廠家升級(jí)氣缸蓋可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比,增強(qiáng)爆發(fā)力。
氣缸蓋在工作中受到低周熱疲勞損傷、高周熱疲勞損傷和蠕變損傷,其壽命和可靠性是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要指標(biāo)。在發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)—停車過程中(啟動(dòng)循環(huán)),氣缸蓋被急劇的加熱和冷卻,產(chǎn)生較大的循環(huán)熱應(yīng)力,受到低周熱疲勞損傷。在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后的每個(gè)工作循環(huán)中(吸氣—壓縮—做功—排氣循環(huán)過程),氣缸蓋發(fā)生較小幅度的溫度變化,遭受高周熱疲勞損傷。氣缸蓋局部材料在高于蠕變溫度的環(huán)境中長期工作,受到蠕變損傷。1)從理論上分析了氣缸蓋的低周熱疲勞損傷、高周熱疲勞損傷和蠕變損傷,引起氣缸蓋失效的主要是低周熱疲勞損傷,啟動(dòng)次數(shù)是其主要的壽命指標(biāo);2)蠕變對(duì)氣缸蓋的直接損傷較小,但能夠影響低周熱疲勞的平均應(yīng)力,因此可以把發(fā)動(dòng)機(jī)的蠕變—低周熱疲勞可等效為恒定應(yīng)變幅、一定平均應(yīng)力的熱—機(jī)械疲勞,用熱機(jī)械疲勞試驗(yàn)代替蠕變—熱疲勞試驗(yàn)可一定程度上降低試驗(yàn)時(shí)間。
整體式氣缸蓋可以縮短氣缸中心距,結(jié)構(gòu)緊湊零部件數(shù)量少,內(nèi)燃機(jī)剛度好,重量輕,水腔容易布置,成本較低。但是,鑄造復(fù)雜,形狀誤差大,制造廢品率較高;氣缸蓋局部損壞時(shí),整個(gè)氣缸蓋即成廢品;氣缸蓋總長度大,接合面的平面度在工藝上不容易保證;沿氣缸蓋長度方向的剛度差,當(dāng)受力不均勻或受熱不均勻時(shí),氣缸蓋容易翹曲變形,從而破壞對(duì)氣缸的密封性。為了克服后一缺點(diǎn),有的內(nèi)燃機(jī)將整體式氣缸蓋相鄰兩缸中間銑出橫槽,以增加彈性,減小因受力或受熱不均勻而引起氣缸蓋的翹曲變形。升級(jí)氣缸蓋時(shí),需考慮與現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)的兼容性。
但螺栓數(shù)目過多,不僅會(huì)使氣缸蓋的結(jié)構(gòu)及安裝復(fù)雜,而且在氣缸中的布置也有困難,因?yàn)檫@受到氣道、水道、挺桿孔以及氣缸中心距等很多條件的限制。通常每缸的螺栓數(shù)目在4—8個(gè)之間,多數(shù)為5—6個(gè)。在氣體壓力較低、氣缸直徑較小時(shí),宜采用較少的螺栓數(shù)。螺栓數(shù)目也可根據(jù)每缸螺栓較小的總斷面積和活塞面積比值來選擇,此比值一般為,0.065—0.158,多數(shù)取為0.08—0.1。氣缸蓋螺栓的布置應(yīng)盡量靠近氣缸中心線以減小螺栓之間的距周,從而減小氣缸蓋的彎曲應(yīng)力和變形,但不能大靠近氣缸中心線,因?yàn)樘拷擞謺?huì)引起氣缸套上部的變形。缸蓋上的氣門導(dǎo)管負(fù)責(zé)引導(dǎo)氣門運(yùn)動(dòng),需保持順暢。常州內(nèi)燃機(jī)氣缸蓋
精確測(cè)量氣缸蓋平面度,確保密封效果。山東武蕾牌氣缸蓋生產(chǎn)廠家
氣缸蓋螺的栓數(shù)目應(yīng)該盡可能多一些。因?yàn)?,氣缸蓋總預(yù)緊力是一定的,螺栓數(shù)日愈多,則分配給每一個(gè)螺栓的預(yù)緊力就愈小,這樣可以避免由于氣缸體中產(chǎn)生安裝應(yīng)力而引起氣缸蓋底面的變形以及氣門座的變形。同時(shí),螺栓數(shù)目多時(shí),螺栓直徑可以相應(yīng)減小,相對(duì)于氣缸蓋的柔性變大,這可以減小螺栓負(fù)荷的交變分量,因而可以減小預(yù)緊力。此外,螺栓數(shù)目多,兩螺栓之間的距離減小,對(duì)氣缸蓋襯墊的壓緊力就較均勻,從而保證氣缸蓋襯墊的密封性。山東武蕾牌氣缸蓋生產(chǎn)廠家