热力发动机原理-第2章

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1、第二章柴油机的结构和主要部件CA6DLYC6M3602－1燃烧室部件的工作条件和负荷主要部件包括：燃烧室部件（活塞、气缸、气缸盖）、曲柄连杆机构、机架、机座等。一、燃烧室部件的工作条件燃烧部件的工作条件表现为热负荷、机械负荷、摩擦磨损和腐蚀。1.活塞（1）活塞的作用（2）活塞的工作条件（3）对活塞的要求2.气缸（1）气缸的作用（2）气缸的工作条件（3）对气缸的要求3.气缸盖（1）气缸盖的作用（2）气缸盖的工作条件（3）对气缸盖的要求图2-1大型船用柴油机的燃烧室部件二、燃烧室部件承受的负荷1.热负荷是指受热部件所受热应力、热流量等的强烈程度。柴油机热负荷主要

2、问题：零部件在高温下蠕变，机械性能下降；温度梯度过大，热应力超标；周期性高温产生热疲劳，加速零部件破坏；高温变形，工作间隙变化；机油结焦；冷却水开锅……..柴油机热负荷主要表示方法：温度场：最高温度，温度梯度热应力：高、低温面相对于中性层产生膨胀和收缩而引起的应力。具体公式见课本P26。热应力与壁面温差，热流密度，零件厚度，材料的膨胀系数，材料的弹性模量成正比，与材料导热系数成反比。薄壁强背：缸盖，活塞….二、燃烧室部件承受的负荷2.机械负荷是指柴油机部件承受最高燃烧压力、惯性力、振动冲击等的强烈程度，用零部件承受的机械应力表示。①传给连杆的往复总作用力p②

3、活塞侧推力pH③连杆推力pC④法向力pN⑤切向力pT⑥作用在曲柄销处的离心力prB⑦曲柄不平衡质量引起的离心惯性力prk(pr=prB+prK)⑧曲柄销处作用力合力RB⑨主轴颈处作用力合力RKpg使机体受拉，在机体内部平衡，不传到机外去，不引起振动p=pg+pj中的pj往复运动产生的自由力，在机体内不能平衡，将传到机外去；由于其大小、方向周期性变化，会引起发动机上下、前后振动pr其垂直、水平分量周期性变化，使发动机上下、左右振动pHh气缸壁上的侧推力pH与作用在主轴承处水平分力形成力偶，组成一个使发动机倾倒的倾覆力矩，使发动机左右摇摆二、燃烧室部件承受的负荷

4、摩擦与磨损滑动摩擦，滚动摩擦干摩擦，液体摩擦，边界摩擦，混合摩擦熔着磨损：局部高温，润滑不够腐蚀磨损：燃油含硫--------亚硫酸、硫酸（160~180℃冷凝）海风中含盐--------盐酸磨料磨损：进气杂质，重油杂质，润滑油杂质2-2活塞、气缸、气缸盖的构造一、活塞组件1.活塞（1）活塞的作用活塞的功用是与气缸、气缸盖等组成封闭的燃烧室空间。（2）活塞的常用材料：铸铁，钢，铝合金（3）活塞的几种型式：筒形活塞，十字头式活塞活塞热负荷现代发动机的缸内瞬时高温可达2000～2500℃。为保证活塞工作可靠，通常应限制各部位温度：活塞顶温度：中大缸径中速柴油机铸

5、铁活塞：400—450℃中大缸径中速柴油机铝合金活塞：400℃高速机铝合金活塞：300—350℃第一环槽温度：200—225℃（润滑油结焦温度）销座温度限制在：170—200℃左右活塞散热：主要由第一道活塞环散热。活塞连杆组件活塞外形：1）上下方向2）圆周方向形状设计依据连杆活塞组活塞由顶向下方向热变形图2-4非冷却式筒型活塞图2-7组合式筒形活塞图2-8十字头式活塞2.活塞销：（1）活塞销的作用（2）活塞销的工作条件（3）对活塞销的要求3.活塞环（1）活塞环的作用（2）活塞环的型式（3）活塞环的工作条件（4）对活塞环的要求4.活塞冷却机构（1）活塞冷却机构

6、的作用（2）活塞冷却机构的组成图2-13套管式冷却机构二、气缸组件由气缸体和气缸套组成1.气缸体（1）气缸体的构造（2）气缸体的工作条件（3）气缸体的型式2.气缸套（1）气缸套的种类（2）气缸套的定位与密封（3）气缸套的润滑与冷却发动机机体图图2-16LMC型柴油机气缸三、气缸盖（1）气缸盖的作用（2）气缸盖的类型（3）气缸盖的材料图2-18B&WL-GB柴油机气缸盖图2-3气缸盖钻孔冷却结构2-3曲轴连杆机构一、连杆1.连杆的作用2.连杆的工作条件3.对连杆的要求4.连杆的结构活塞连杆组件基本参数：连杆中心距：217mm连杆大头孔径：φ78（φ74）连杆小

7、头孔径：φ49（φ45）活塞销直径：φ45，长86mm连杆螺栓：M12x1.25（转角法35N.m+180°）连杆活塞组图2-22十字头式柴油机连杆图2-24单滑块式十字头导板图2-26全支承式十字头轴承三、曲轴1.曲轴的作用2.曲轴的工作条件3.对曲轴的要求4.曲轴的结构特点5.曲轴的排列多缸机曲轴曲轴组件基本参数：1、主轴径φ90，宽35（第1、7档除外）2、连杆径φ74，宽393、材料：42CrMoA圆角淬火硅油减振器曲轴齿轮四、主轴承和推力轴承1.主轴承的作用2.主轴承的工作条件3.对主轴承的要求4.主轴承的结构特点图2-32正置式主轴承图2-33正

8、置式撑杆主轴承图2-34倒挂式主轴承图2-37单环式