机体缸盖和缸套学生资料知识分享.ppt

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1、机体缸盖和缸套学生资料机体的总体结构（1）整体式机体：吊挂式曲轴：最常见带机座的机体：潍柴R6160分开式的机体风冷发动机，建筑机械、通机、摩托车部位名称：气缸体、曲轴箱(裙部）、油底壳主轴承隔板、油底壳法兰、主轴承座、水套、水套、油道机体的工作条件力：气体力--缸盖--缸盖螺栓--机体顶面气体力+惯性力--活塞--连杆--曲轴--主轴承盖--主轴承螺栓--机体活塞侧击力---缸套---机体----（机体倾覆力矩）缸盖螺栓、主轴承螺栓预紧力热：缸套---机体冷却水套磨损：缸套和活塞组的润滑机体刚度（1）1、整体刚度：主轴承隔板分割，壁厚5mm-3mm，缸孔变

2、形2、顶面刚度：密封（封闭式or开放式）3、气缸体刚度：缸盖螺栓、主轴承螺栓力传递途径加强筋4、主轴承隔板刚度：加强筋影响力的传递路径，主轴承孔变形机体刚度（2）5、曲轴箱刚度：龙门式（深裙式）、短裙式、隧道式6、主轴承盖刚度螺栓数目整体主轴承盖机体刚度（3）7、阶梯式机体（多用于铝合金机体，增加刚度）8、其他加强刚度措施机体加强台板（bedplate）减少机体附加弯矩（同向力尽量共线或靠近）机体的振动与噪声（1）主轴承盖形式机体的振动与噪声（2）主轴承盖形式机体的强度材料力学分析与弹性力学（有限元分析）-----获得应力状态1、受力2、力的施加3、约束疲劳

3、强度安全系数机体冷却与润滑冷却系统润滑系统机体重量与尺寸（1）材料：灰铁、铝合金(轻、刚度差）、镁合金（小件）机体重量：轻量化。紧凑性、机体材料（薄壁3-5mm+加强筋）机体尺寸宽度：曲轴箱宽度取决于连杆大头运动轨迹高度：曲轴中心到顶面(曲柄半径+连杆长+活塞压缩高）长度:缸心距（干缸套or湿缸套、曲轴）机体重量与尺寸（2）密封机油曲轴两端（前端：齿轮室甩油盘+油封，后端：甩油盘+油封）油底壳法兰：纸垫、胶垫油底壳：冲压钢板、铝合金、机体底座兼油底壳凸轮轴孔位置：位于机体：距离曲轴近，传动方便，成本低，但不适于高速顶置凸轮轴：适用于高速齿轮传动、链条传动、齿

4、形带传动第二部分：缸盖缸盖实例进气道、排气道、喷油器（火花塞）、电热塞、水孔、油孔、螺栓孔、挺杆孔燃烧室形式柴油机分开式燃烧室（涡流、预燃）直喷柴油机燃烧室汽油机燃烧室（楔形、顶棚）缸盖综述---------------------工作条件-----------------------力：交变气体力（高周）、静态压紧载荷（缸盖螺栓与机体缸垫）高温：热应力、高温蠕变、工况变化引起低周热疲劳----------------------设计要求---------------------------功能方面：足够刚度：防止挠曲、密封（烧缸垫）足够的强度：机械应力+热

5、应力+工况变化导致的低周热疲劳良好的散热------------------------材料-----------------------------灰铁、合金铸铁（柴油机、汽油机）、铝合金（汽油机）缸盖的应力状态应变片电测应力（液压油模拟气体力）FEA分析缸盖的鼻梁区热裂纹1、火力面和冷却面温差引起热应力2、进气口空气冷却，排气口燃气冲刷，热应力3、车用发动机负荷频繁，热负荷变化引起的热疲劳4、过热引起塑性变形，冷却后形成残余拉应力缸盖的冷却1、冷却水从机体流入缸盖2、优先冷却鼻梁区（参见三维图和前页图）3、鼻梁区水道宽度（不能太窄，防止铸造缺陷）4、防止

6、冷却死区气泡（冷却液可达120度），自动清除气体5、冷却液流速适当（水套宽度大不一定冷却好）发动机热冲击试验规范汽车最大总质量耐久试验规范（在A发动机上进行）冷热冲击试验（在B发动机进行）交变负荷混合负荷全速全负荷3吨以下400------2003吨以上，12吨以下---1000---30012吨以上------1000500*乘用车和商务车的发动机均按本表分类工况序号转速负荷冷却水出水温度工况时间（秒）1(热)标定转速np油门全开*105±2℃或113±2℃*tp2怠速ni0自然上升15300自然上升154（冷）最大功率转速np或高怠速转速nhi0下降至3

7、8℃360-tp-15-15*散热器盖绝对压力150kPa放气时冷却水出水温度为105±2℃，190kPa放气时为113±2℃*tp为发动机自行加热至规定出水温度所需要的时间进排气道的布置1、进气道产生的涡流与滚流（swirl&tumble）GDI活塞2、柴油机与汽油机进排气道布置柴油机进气和进气分开，减小对新鲜空气加热汽油机进排气同侧布置，加热进气，汽油蒸发3、汽油机与柴油机的进气脉冲与排气脉冲的利用（不讲）缸盖的结构形式1、整体式or分开式整机一缸盖：小缸径（130）、紧凑、刚度差、密封面1缸、2缸或3缸共用一盖：刚度大，缸心距大（R160）第三部分：缸

8、套缸套的工作条件1、燃烧室气体压力、压紧载荷（减小缸