氣缸蓋冷卻水道的設計,應能使冷卻水首先進入熱負荷較高的地方,然后再流向熱負荷較低的地方。為此,有些氣缸蓋上制有導水筋片或噴水管。噴水管可埋鑄在氣缸蓋中或與氣缸蓋鑄成一體。氣門座之間的鼻梁區以及噴油器座或火花塞座與氣門之間,或氣門與渦流室、預燃室之間的狹壁,是氣缸蓋中比較容易產生熱裂的地方,應首先保證有足夠的冷卻,其冷卻水通道的**小半徑R應不小于3mm,狹壁也不宜過高,或者在鼻梁區中鉆水孔以加強冷卻。在設計水腔時,水流不應有死區,否則會使局部溫度過高;也應防止水流短路,流進水腔的水應經過有組織的冷卻后再從出水口流出。更換磨損的氣缸蓋可恢復發動機原始性能。濟南武蕾牌氣缸蓋定制
氣缸蓋的結構在滿足工作要求的條件下,應盡量使工藝性良好,鑄造和機械加工方便。內燃機氣缸蓋內部形狀復雜,設計過程中必須考慮到型芯的分模與強度以及取放型芯的方便和內部型芯的可能。分型面的位置要既能分型又不能處在加工面上。為此,氣缸蓋的側壁和上部都要開設一定大小和數目的出砂口,而在鑄造時還可以作為型芯的支撐孔。為使這些工藝孔不至過多的削弱氣缸蓋的強度,一般其直徑不大于40mm,并盡量避免開在受熱嚴重的區域。單缸氣缸蓋批發缸蓋上的氣門導管負責引導氣門運動,需保持順暢。
缸蓋需要將燃燒產生的熱量部分傳導到整機的冷卻系統中,保證發動機在一定的溫度下工作,避免由於過高的溫度將發動機的零部件損壞或產生老化變形。缸蓋水套主要作用是冷卻氣缸蓋,避免缸蓋過熱。水套的設計要考慮到本身的容積和流通性能。同時考慮缸蓋的較小壁厚等因素。在水套的流通能力需要經過FEA計算,找出臨界點并進行優化,主要是優化圓角增加流通性。缸蓋需要潤滑和它裝配在一起的氣門機構。對于有VVT系統的發動機缸蓋必須有專門的油路來潤滑和驅動VVT系統。
氣缸蓋的作用是密封氣體,與活塞共同形成燃燒空間,并承受高溫高壓燃氣的作用。氣缸蓋的工作情況是:
(1)氣缸蓋受到高溫高壓燃氣作用,承受很大的螺栓預緊力,導致機械應力大。
(2)氣缸蓋結構復雜,溫度場嚴重不均勻,導致熱應力大,嚴重時會引起氣缸蓋出現裂紋和整體變形
因此氣缸蓋的設計要求是
(1)有足夠的剛度和強度,工作變形小,保證密封。
(2)合理布置燃燒室、氣門、氣道,保證發動機的工作性能。
(3)工藝性良好,溫度場盡量均勻,減少熱應力,避免熱裂現象。
氣缸蓋上的進排氣道布局直接影響發動機呼吸效率。整體式氣缸蓋:在多缸發動機中,如果全部氣缸共用一個汽缸蓋,則該汽缸蓋稱為整體式汽缸蓋。這種結構形式具有整體性強、剛度好的優點,適用于高壓、高溫的工作環境。但是,由于整體式氣缸蓋結構復雜,制造成本較高,維修也不太方便。
分塊式氣缸蓋:如果每兩個氣缸或三個氣缸共用一個汽缸蓋,則該氣缸蓋稱為分塊式汽缸蓋。這種結構形式相對于整體式氣缸蓋來說,結構更簡單,制造成本也較低,方便維修。但是,分塊式氣缸蓋的剛度和密封性相對較差。 氣缸蓋上的凸輪軸安裝位置對發動機性能有重要影響。常州渦流式氣缸蓋
氣缸蓋密封不良會導致發動機功率下降,油耗增加。濟南武蕾牌氣缸蓋定制
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動機的重要指標。在發動機的啟動—停車過程中(啟動循環),氣缸蓋被急劇的加熱和冷卻,產生較大的循環熱應力, 受到低周熱疲勞損傷。在發動機啟動后的每個工作循環中(吸氣—壓縮—做功—排氣循環過程),氣缸蓋發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,啟動次數是其主要的壽命指標;
2)蠕變對氣缸蓋的直接損傷較小,但能夠影響低周熱疲勞的平均應力,因此可以把發動機的蠕變—低周熱疲勞可等效為恒定應變幅、一定平均應力的熱—機械疲勞,用熱機械疲勞試驗代替蠕變—熱疲勞試驗可一定程度上降低試驗時間。
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