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1、第二节燃烧室部件,第二节 燃烧室部件,第二节燃烧室部件,1-气环 2-油环 3-活塞 4-活塞销 5-卡簧,第二节燃烧室部件,一、活 塞,1活塞的作用 组成燃烧室 传递燃气动力 筒形机中，承受侧推力 导向作用 二冲程机中，控制气口启闭,第二节燃烧室部件,活塞工作条件,承受气体力、往复惯性力 热负荷很高，热应力较大 化学侵蚀(高、低温腐蚀)； 润滑差、磨损严重； 中、高速机中，往复惯性力大，使振动加剧,要 求,强度高 刚性大 密封可靠 散热性好 冷却效果好 摩擦损失小 耐磨损 中、高速机要求重量轻,第二节燃烧室部件,活 塞 材 料,第二节燃烧室部件,2.活塞构造,分类：筒形活塞 十字头式活塞,筒
2、形活塞： 活塞头 活塞裙 活塞环 活塞销,第二节燃烧室部件,活塞头 冷却腔 刮油环槽 注油孔 活塞销 卡簧,避阀坑 压缩环槽 活塞裙,组合式 活塞,第二节燃烧室部件,组 合 式 活 塞 的 目 的,合理使用材料,降低热应力,减轻重量和惯性力,第二节燃烧室部件,十字头式活塞 活塞头 活塞裙 活塞环 承磨环 活塞杆 活塞冷却机构,第二节燃烧室部件,重叠搭口 释压槽,低置活塞环组 环处于低温区,第二节燃烧室部件,(1)散热方式,第二节燃烧室部件,(2)活 塞 外 形 尺 寸,第二节燃烧室部件,思 考 题,柴油机热负荷过大有何害？,柴油机的机械负荷是由哪些力引起的？,什么叫低频应力？什么叫热疲劳？,第
3、二节燃烧室部件,(3) 活 塞 销 座 变 形,第二节燃烧室部件,(4) 筒 形 活 塞 的 冷 却,滑油冷却,第二节燃烧室部件,冷 却 方 式,自由喷射冷却 结构简单,循环冷却 腔室式 蛇管式,喷射振荡冷却,流动路线,第二节燃烧室部件,十 字 头 式 活 塞 冷 却,第二节燃烧室部件,冷却液： 滑油 水 蒸馏水,活 塞 冷 却 机 构,水、蒸馏水： 水质稳定 传热效果好 减小结垢,滑油： 比热小 传热效果差 易结焦 无泄漏危险 密封要求低,第二节燃烧室部件,套管式： 可输送水、滑油 易产生水击现象。 铰链式： 仅用于滑油 密封性差，用于油冷活塞,冷 却 机 构,第二节燃烧室部件,套管式组成
4、动管、 不动管 密封装置,导套 导向 密封,喷管式抽吸器 抽吸漏水 抽吸空气 防止水击,第二节燃烧室部件,（5） 活 塞 杆 长活塞杆 短活塞杆,第二节燃烧室部件,3、活 塞 环 和 承 磨 环,*筒形式活塞：气环、油环。 *十字头式活塞：气环、承磨环。,气环 活塞环 油环,第二节燃烧室部件,1)高温高压燃气作用 2)润滑差 3)运动复杂： 轴向运动、轴向振动 径向运动、径向振动 回转运动 扭曲振动 4)环的交变运动 5)弯曲应力。,活塞环的工作条件,第二节燃烧室部件,耐热、耐磨、耐腐、 足够的强度 有一定的弹力 环表面硬度应稍高于缸套,合金铸铁 可锻铸铁 球墨铸铁,要 求,材 料,第二节燃烧
5、室部件,表面镀铬：提高耐磨性 松孔镀铬：提高贮油性、加快磨合 内表面刻纹：提高弹性 外表面开设蓄油沟槽 环外表面镀铜：以利磨合 环外表面镀钼：防粘着磨损,提高环工作能力采用的措施,第二节燃烧室部件,气 环,密封 散热,密封机理,第 一 次 密 封,第 二 次 密 封,环 自 身 的 弹 力,轴向不平衡力,径向不平衡力,第二节燃烧室部件,断 面 形 状,第二节燃烧室部件,扭 曲 环,分内切口和外切口 安装要点 内切上 外切下 接触面小、易磨合 比压大、密封性好。,梯形环、倒角环和扭曲环用在四冲程中、高速柴油机中。,注,第二节燃烧室部件,环搭口形式,结构简单 加工方便,搭口间隙小 密封性较好 30
6、45,气密性好 易折断,第二节燃烧室部件,环 间 隙,搭口间隙 工作状态下切口垂直距离； 天地间隙 环端面与环槽上或下面的垂直间隙。 背隙 环压入环槽后，环外圆与活塞外圆之间的间隙。（0.2mm）,思 考 ？,自 上 而 下,第二节燃烧室部件,环搭口不能在上下一条直线上 相邻环斜搭口方向要彼此相反,安装要点,环弹力 影响因素,截面积 径向尺寸 环高度 搭口间隙,第二节燃烧室部件,泵 油 现 象,活塞环运动 气体力 惯性力 摩擦力,刮 油,挤 油,第二节燃烧室部件,危 害： 滑油消耗量增加 易引起滑油结焦,要求：适当的天地间隙 间隙过大：泵油现象严重； 间隙过小：环滞阻断裂 单边咬死，漏气。,影
7、响因素： 天地间隙 摩擦力 气体力 惯性力,第二节燃烧室部件,思 考 题,活塞销座部分的变 形是由什么原因引起的？,二冲程机的活塞冷却机构有几种形式？,气环的密封机理是什么？,第二节燃烧室部件,刮 油 环,作用：刮油和布油 断 面 形 状,第二节燃烧室部件,刮油环的特点,(1)接触面积小，接触压力高； (2)天地间隙小； (3)搭口间隙小于气环； (4)双刃刮油环开有泄油孔，环槽开有泄油孔。,刮刃尖端朝下方,安装要点,第二节燃烧室部件,承磨环,第二节燃烧室部件,4.活塞销,第二节燃烧室部件,活塞销,第二节燃烧室部件,装 配 方 式,表面相对速度低 磨损均匀 工作可靠 拆装方便,第二节燃烧室部件
8、,定 位 方 法,(a)、(b)采用钢片卡簧和钢丝卡簧； (c)采用螺杆拉紧两端盖内侧； (d)铝合金盖与座孔过盈配合，阻止活塞销窜动,第二节燃烧室部件,5、活塞杆填料函,第二节燃烧室部件,结 构 特 点,1)壳体安装方法： 2)外表面：O型圈 作用：阻止横隔板污物落入曲轴箱 3)内表面： 上三道：密封环。 第一道：密封和刮油。 作用：*密封扫气； *将活塞杆上油污刮下。 下五道环：刮油环。 作用：刮掉活塞杆上滑油。 区别：,材 料 青铜 由三段环组成， 用弹簧箍紧。,第二节燃烧室部件,六、活塞组件的常见故障,活塞的常见故障 1)活塞裂纹： 顶面、环槽、销孔、冷却侧加强筋等处。,第二节燃烧室部
9、件,2) 活 塞 顶 的 烧 蚀,(1)现象： 出现深、浅、大小不一致的麻点，严重时顶面可被烧穿。 (2)后果： 使活塞顶部厚度减薄；压缩比减小。,第二节燃烧室部件,(3) 原 因 喷油定时滞后，后燃严重； 燃油直接喷到活塞头部； 冷却液不足、传热不良； 长期超负荷运转。,第二节燃烧室部件,3)活塞的磨损 裙部、环槽和销座孔上,(1)活塞外圆磨损 *位置：活塞裙部。 *原因： 筒状活塞：导向、侧推力。 十字头式：安装不正。 (2) 环槽平面磨损 *后果：*增加天地间隙，泵油加重；造成漏气； *使环产生扭转与弯曲甚至断裂或粘住。,第二节燃烧室部件,3) 活 塞 销 座 孔 的 磨 损,*原因：润
10、滑条件较差。 *磨损规律：上下方向直径增大; 沿销轴线方向出现锥度。 2活 塞 环 的 常 见 故 障 1)活塞环的异常磨损 (1)判断：*磨损速度0305mmkh； *活塞环的厚度基本上均匀。 (2)后果： 搭口间隙增大、弹力下降、密封不良。,第二节燃烧室部件,(3) 影 响 因 素,与设计、材质、热处理等因素有关。 管理因素 *柴油机磨合不良、 *运行中超负荷、 *润滑不好、滑油品质不合要求、 *燃烧不良、 *冷却不佳、 *摩擦表面有硬质颗粒、 *材料硬度匹配不当、 *活塞环与环槽间隙不合适等。,第二节燃烧室部件,引起气缸套和活塞过热的主要原因： 超负荷运转；冷却不良，结垢严重；活塞环漏气；燃烧不良或后燃严重；排气阀漏气；气缸润滑不良或活塞与气缸间隙太小，干摩擦。,第二节燃烧室部件,3) 活 塞 环 折 断,原因： 搭口间隙过小。 环槽内积炭。 冲击断裂。 活塞环压入。（是造成环断裂的主要因素。） 环槽磨损。 缸套失圆。,