柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)及主要部件演示文稿

柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)及主要部件演示文稿目前一頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)第一節(jié)柴油機(jī)的總體結(jié)構(gòu)

固定件運(yùn)動件換氣系統(tǒng)燃油系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)起動和控制系統(tǒng)目前二頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)一、燃燒室部件承受的負(fù)荷及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第二節(jié)燃燒室部件燃燒室：當(dāng)活塞處在上止點(diǎn)時，由氣缸蓋底面、氣缸套內(nèi)表面及活塞頂共同組成的燃料與空氣混合和燃燒的空間

1、機(jī)械負(fù)荷2、熱負(fù)荷3、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)4710目前三頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)1、機(jī)械負(fù)荷機(jī)械負(fù)荷指柴油機(jī)部件承受最高燃燒壓力、慣性力、振動沖擊等的強(qiáng)烈程度。

(1)安裝預(yù)緊力引起的負(fù)荷(2)氣體力引起的機(jī)械應(yīng)力目前四頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)(1)安裝預(yù)緊力引起的負(fù)荷螺栓的預(yù)緊力pｄ=(１.２５～２)πＲ２１ｐｚR1氣缸蓋上表面安裝應(yīng)力為拉應(yīng)力下表面為壓應(yīng)力大小與螺栓預(yù)緊力成正比與氣缸蓋的高度成反比氣缸套安裝應(yīng)力主要存在于其上部的凸肩部位應(yīng)力的大小與螺栓預(yù)緊力ｐｄ成正比，與其凸肩的高度成反比目前五頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)Pz(2)氣體力引起的機(jī)械應(yīng)力氣缸蓋水冷面為拉應(yīng)力觸火面為壓應(yīng)力彎曲應(yīng)力與缸蓋底板半徑的平方成正比，與底板厚度的平方成反比oPzσrσtσr氣缸套

切向應(yīng)力σｔ內(nèi)表面最大，外表面最小徑向應(yīng)力σｒ內(nèi)表面最大，外表面為0活塞活塞頂板在最高燃燒壓力作用下產(chǎn)生很大的彎矩和彎曲應(yīng)力

水冷面為拉應(yīng)力觸火面為壓應(yīng)力燃燒室部件中由氣體壓力而產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力都和最高爆發(fā)壓力成正比，與部件壁厚成反比3目前六頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)2、熱負(fù)荷熱負(fù)荷是指柴油機(jī)的燃燒室部件承受溫度、熱流量及熱應(yīng)力的強(qiáng)烈程度。熱負(fù)荷的表示方法:熱應(yīng)力：由溫差作用形成的應(yīng)力稱熱應(yīng)力

熱流密度q：單位時間內(nèi)單位面積的熱流量q=Q/F溫度場：受熱部件中溫度分布圖，準(zhǔn)確表示受熱部件的熱負(fù)荷排氣溫度：簡單、實(shí)用目前七頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)由溫差作用形成的應(yīng)力稱熱應(yīng)力壓應(yīng)力火側(cè)t1拉應(yīng)力水側(cè)t2活塞頂板（℃）δ-板厚α-膨脹系數(shù)q-熱流密度λ-導(dǎo)熱系數(shù)μ-泊松比E-彈性模數(shù)熱應(yīng)力火側(cè)為壓應(yīng)力，水側(cè)為拉應(yīng)力與熱流密度成正比，與壁厚成正比目前八頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)塑變后尺寸原尺寸壓應(yīng)力火側(cè)t1拉應(yīng)力水側(cè)t2活塞頂板停車?yán)瓚?yīng)力停車壓應(yīng)力熱疲勞熱疲勞產(chǎn)生的裂紋多數(shù)在觸火面上形成和發(fā)展，以致造成損壞，因?yàn)檫@里受到較大的殘余拉應(yīng)力和較大的熱應(yīng)力與機(jī)械應(yīng)力合成的壓應(yīng)力的交變作用。燃燒室部件在交變的熱應(yīng)力作用下出現(xiàn)的破壞現(xiàn)象稱熱疲勞。熱疲勞與柴油機(jī)的累計轉(zhuǎn)數(shù)并無多大關(guān)系，主要取決于機(jī)器的起動—運(yùn)行—停車的循環(huán)次數(shù)，故亦稱低頻應(yīng)力。3目前九頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)3、燃燒室部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為了降低活塞頂板的機(jī)械應(yīng)力，應(yīng)增加活塞頂?shù)暮穸然钊敯搴穸鹊脑黾佑謺?dǎo)致熱應(yīng)力的增加鉆孔冷卻冷卻水孔實(shí)際上將壁分為冷熱兩部分，熱區(qū)很薄——薄壁，減少了熱應(yīng)力；冷區(qū)很厚——強(qiáng)背，減少了機(jī)械應(yīng)力。3薄壁強(qiáng)背結(jié)構(gòu)：薄壁就是燃燒室部件的受熱壁要薄，以減少熱應(yīng)力；強(qiáng)背就是在薄壁的背面設(shè)置強(qiáng)有力的支承，以降低機(jī)械應(yīng)力。目前十頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)二、活塞第二節(jié)燃燒室部件1、活塞的構(gòu)造2、活塞銷3、活塞的冷卻4、活塞環(huán)和承磨環(huán)5、活塞桿填料函目前十一頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)1活塞的構(gòu)造作用：在保證密封的情況下，完成壓縮和膨脹過程組成運(yùn)動機(jī)構(gòu)，將力經(jīng)連桿傳遞給曲軸；筒型機(jī)中承受側(cè)推力，起滑塊作用在二沖程機(jī)中，啟閉氣口,起滑塊作用。工作條件：受燃?xì)飧邷?、高壓、腐蝕、燒蝕作用熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷很高，容易發(fā)生裂紋和變形磨擦與撞擊，潤滑困難，磨損嚴(yán)重具有較大的慣性力，柴油機(jī)產(chǎn)生振動/強(qiáng)度高、剛度大;密封可靠;散熱性好、冷卻效果好;摩擦損失小、耐磨損;中、高速柴油機(jī)還要求活塞重量輕。要求：目前十二頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)十字頭式柴油機(jī)活塞-活塞頭：耐熱合金鋼-活塞裙：耐磨鑄鐵-頭和裙組裝于活塞桿上-活塞桿由段鋼制造-有四道活塞環(huán)-活塞內(nèi)有冷卻腔，振蕩冷卻-活塞桿內(nèi)有插管-短裙S-MC-C活塞目前十三頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)筒形活塞式柴油機(jī)活塞W?rtsil?32-由活塞頭、活塞裙、活塞環(huán)和活塞銷組成（小機(jī)器頭、裙一體制造）-頭部用鑄鋼，裙部用球墨鑄鐵-頭部有冷卻腔-有兩道壓縮環(huán)和一道刮油環(huán)-裙部造得堅韌以承受側(cè)推力-銷孔兩端切槽以適應(yīng)變形目前十四頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)2、活塞銷作用：筒形活塞中連接活塞和連桿小端傳遞氣體力和慣性力工作條件：尺寸小、潤滑條件也較差、受摩擦和磨損要求：足夠的耐疲勞強(qiáng)度、抗沖擊，耐磨損和重量輕材料：優(yōu)質(zhì)碳鋼或低碳合金鋼，表面滲碳淬火結(jié)構(gòu)形式：浮動式、固定式和半浮動式。目前十五頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)3、活塞的冷卻冷卻液的輸送方式：筒形機(jī)在曲軸連桿機(jī)構(gòu)中開通道十字頭機(jī)有套管式和鉸鏈?zhǔn)綑C(jī)構(gòu)非冷卻式活塞(徑向散熱型)熱量主要通過活塞環(huán)傳自氣缸套并通過冷卻水帶走冷卻式活塞(軸向散熱型)使用冷卻介質(zhì)(如淡水、滑油)對活塞頂內(nèi)腔進(jìn)行強(qiáng)制冷卻冷卻方式：自由噴射冷卻循環(huán)冷卻振蕩冷卻噴射—振蕩冷卻11目前十六頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)套管式機(jī)構(gòu)鉸鏈?zhǔn)綑C(jī)構(gòu)目前十七頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)4、活塞環(huán)和承磨環(huán)壓縮環(huán)(氣環(huán))、刮油環(huán)活塞環(huán)的工作條件和要求活塞環(huán)的工作條件：受到高溫高壓燃?xì)獾淖饔檬謴?fù)雜的運(yùn)動嚴(yán)重的摩擦和磨損潤滑條件較差可能產(chǎn)生裂紋或折斷要求:良好的密封性能，耐磨，特別是抗熔著磨損的性能要高；要有適當(dāng)?shù)膹椥?，足夠的?qiáng)度和熱穩(wěn)定性。目前十八頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)作用：密封、傳熱氣環(huán)斷面形式：a為矩形環(huán)b為梯形環(huán)c為倒角環(huán)d扭曲環(huán)搭口形式直搭口斜搭口重疊搭口密封原理：本身彈性和氣體壓力高速柴油機(jī)裝3道～5道，低速柴油機(jī)裝4道～6道目前十九頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)活塞環(huán)材料要求及制造工藝材料要求：彈性較好，摩擦系數(shù)小，耐磨、耐高溫；有良好的初期磨合性、貯油性和耐酸腐蝕。一般采用合金鑄鐵(加硼、高硅)、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵制造工藝：表面鍍鉻；內(nèi)表面刻紋以提高彈性；松孔鍍鉻；外表面開設(shè)蓄油溝槽。環(huán)外表面鍍銅以利磨合；噴鍍鉬以防止粘著磨損等。目前二十頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)油環(huán)油環(huán)的結(jié)構(gòu)、原理單刃油環(huán)、雙刃刮油環(huán)飛濺潤滑做回轉(zhuǎn)運(yùn)動的曲柄銷軸承把潤滑油甩到氣缸壁上。氣環(huán)的泵油作用目前二十一頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)承磨環(huán)作用：專為十字頭式活塞與氣缸的磨合而設(shè)置目前二十二頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)5、活塞桿填料函作用防止掃氣空氣和污油、污物漏入曲軸箱，以免加熱和污染曲軸箱滑油，腐蝕曲軸與連桿等部件。防止曲軸箱中的滑油進(jìn)到掃氣箱中，污染掃氣空氣25回目前二十三頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)第二節(jié)燃燒室部件三、氣缸作用、工作條件氣缸的構(gòu)造氣缸套的磨損和穴蝕材料：灰鑄鐵（體）灰鑄鐵、耐磨合金鑄鐵或球墨鑄鐵（套）27目前二十四頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)氣缸的構(gòu)造23目前二十五頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)回目前二十六頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)氣缸套的磨損和穴蝕氣缸套的磨損熔著磨損磨料磨損腐蝕磨損防止穴蝕的措施：降低缸套振動提高缸套抗穴蝕能力冷卻水腔結(jié)構(gòu)合理，水流平順進(jìn)行水處理以提高其消振性能等管理中應(yīng)控制冷卻水溫水壓氣缸套的穴蝕在氣缸套外表面冷卻壁上出現(xiàn)光亮無沉淀物的蜂窩狀小孔群損傷現(xiàn)象稱為穴蝕原理空泡腐蝕和電化學(xué)腐蝕目前二十七頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)四、氣缸蓋氣缸蓋的材料和構(gòu)造氣缸蓋的構(gòu)造大型低速柴油機(jī)氣缸蓋中速柴油機(jī)氣缸蓋材料:鑄鐵、鑄鋼和鍛鋼第二節(jié)燃燒室部件作用、工作條件目前二十八頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)目前二十九頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)目前三十頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)目前三十一頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)目前三十二頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)五、燃燒室部件的管理1燃燒室部件的常見損傷形式1)裂紋2）活塞頂燒損3）活塞環(huán)的異常磨損、粘著和折斷4）氣缸套過度磨損2燃燒室部件的管理要點(diǎn)第二節(jié)燃燒室部件36374041目前三十三頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)1)裂紋裂紋故障中氣缸蓋的裂紋較為多見,原因主要由熱疲勞及應(yīng)力集中現(xiàn)象引起原因：機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力的共同作用目前三十四頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)目前三十五頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)2）活塞頂燒損活塞頂燒損在直流掃氣及油冷柴油機(jī)活塞上出現(xiàn)的較多活塞頂高溫下氧化變薄目前三十六頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)正常磨損：磨損速度<0.3～0.5mm/kh厚度均勻異常磨損:磨損速度很快磨損后厚度極不均勻原因：設(shè)計、材質(zhì)、熱處理等因素管理：磨合不良、運(yùn)行中超負(fù)荷、潤滑不好、滑油品質(zhì)不合要求、燃燒不良、冷卻不佳、摩擦表面有硬質(zhì)顆粒等(1)活塞環(huán)的異常磨損目前三十七頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)(2)活塞環(huán)的粘著活塞環(huán)槽內(nèi)有沉積物和積炭使活塞環(huán)在環(huán)槽中不能自由運(yùn)動原因：活塞或氣缸過熱、滑油過多、滑油不凈、燃燒不良等目前三十八頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)（3）活塞環(huán)的折斷原因：搭口間隙過小環(huán)槽內(nèi)積炭活塞環(huán)壓入造成環(huán)斷的主要因素氣缸套失圓、環(huán)端掛氣口、環(huán)槽過度磨損等影響：燃燒室的密封性，而且碎塊也容易進(jìn)入增壓器，使增壓器損傷。目前三十九頁\總數(shù)四十四頁\編于點(diǎn)4）氣缸套過度磨損原因：I.結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選用、加工裝配質(zhì)量II.管理：氣缸或活塞過熱，活塞環(huán)密封性不好，刮油環(huán)裝得不對或刮油性能下降；燃油、滑油或進(jìn)氣中含硬質(zhì)顆粒過多；磨合不良；氣缸油量過多或過少，燃油與滑油不匹配，氣缸冷卻過度，掃氣中有水或有清洗