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氣缸蓋 |
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定義 用來封閉氣缸並構成燃燒室。側置氣門式發動機氣缸蓋、鑄有水套、進水孔、出水孔、火花塞孔、螺栓孔、燃燒室等。頂置氣門式發動機氣缸蓋，除了冷卻水套外，還有氣門裝置、進氣和排氣通道等。缸蓋在內燃機屬於配氣機構,主要是用來封閉汽缸上部,構成燃燒室.並做為凸輪軸和搖臂軸還有進排氣管的支撐.主要是把空氣吸到汽缸內部,火花塞把可燃混合氣體點燃,帶動活塞做功,廢氣從排氣管排出。功用 氣缸蓋用螺栓緊固於機體頂部，成為柴油機的頂端部件，故俗稱氣缸頭。其功用如下： l．封閉氣缸套頂部，與活塞、缸套共同組成密閉的氣缸工作空間。 2．將氣缸套壓緊於機體正確位置上，使活塞運動正常。 3．安裝柴油機各種附件，如噴油器、進、排閥裝置、氣缸起動閥、示功閥、安全閥以及氣閥搖臂裝置等等。 4．佈置進、排氣道，冷卻水道等。在小型高速機的氣缸蓋中還佈置渦流室或預燃室等。因此氣缸蓋中孔腔、通道繁多，使其結構形狀比較複雜。 工況 工作中，氣缸蓋的底面就是燃燒室的頂壁，承受高溫高壓燃氣所施加的機械負荷和熱負荷。同時受到緊固聯接螺栓的安裝預緊力以及冷卻水和高溫燃氣的腐蝕作用。 1．熱應力 氣缸蓋觸火底面的工作溫度隨著柴油機的負荷增大和冷卻條件變差而會升高。工作溫度在噴油器孔與氣閥座孔之間的鼻樑區最高。缸蓋底的觸火面與觸水面之間以及缸蓋中央與四周之間都存在著很大溫差。據測量某柴油機在運行時排氣閥座孔處溫度達430℃，最大溫差超過200℃。又由於各部分厚度不均、形狀複雜以及螺栓緊固的束縛，使熱脹冷縮受牽制嚴重而造成很大的熱應力。熱應力往往是缸蓋裂紋的主要原因。熱應力以 σT表示。 2．氣體壓力 燃氣向上對缸蓋的總作用力的中心在氣缸蓋中央。缸蓋螺栓從四周壓緊缸蓋，故使缸蓋中央上拱彎曲。對缸蓋底面板壁來講，上拱變形使觸火面受壓、而觸水面受拉。其作用效應與熱應力一樣。氣體產生的應力以σc表示。 3．安裝應力 缸蓋螺栓施於氣缸蓋的預緊力約為缸蓋底面氣體最高爆發力的數倍，以確保緊固密封可靠。在預緊力及支承力作用下缸蓋也有中央上拱彎曲的趨勢，也使缸蓋底壁觸火側受壓應力，而冷卻水側受拉應力。預緊應力與預緊力大小成正比，為靜應力，以σj表示。在安裝不正確時將會出現很大數值。 4．腐蝕 冷卻氣缸蓋等的冷卻水通常是含有SO4--和CI-等酸根離子的電解質溶液。而缸蓋冷卻面由於各種原因存在電位差。在電解質溶液中，電位較低的陽極將被腐蝕。例如：鑄鐵材料中，鐵比碳化鐵的電位低；受拉伸應力和拉伸變形部位的電位也較壓應力變形部位的電位低；冷卻水中含氧量少的部位的電位也低；這樣這些部位的金屬會受電化學腐蝕，在靜應力下，腐蝕使材料失落處呈現麻點，安裝防蝕鋅塊能有效地減輕電化學腐蝕。而在脈動機械應力下，麻點即成為應力集中處，成為疲勞裂紋源。在脈動應力和電化學腐蝕共同作用時，使處於晶格滑移帶受腐蝕，引起金屬材料的抗疲勞強度顯著下降，這種現象稱為腐蝕疲勞。高溫燃氣對氣缸蓋底面也有較強的化學腐蝕作用。 由上分析可見，氣缸蓋的工作條件是十分惡劣的。 要求 氣缸蓋是一個負荷嚴重而結構又十分複雜的重要機件。要求其有足夠的強度、良好的耐熱性；同時材料還應具有良好的澆鑄工藝性。氣缸蓋的結構應有足夠的剛性。觸火面形狀應符合圖紙要求。有足夠圓弧過度且光潔完整。受壓面和各種道腔應分別符合規定的壓力試驗要求，各安裝座孔尺寸、形狀都應符合精度要求。尤其是各個閥座孔與閥錐面應保持良好的密封狀態。氣缸直徑在400mm以下的氣缸蓋材料多用HT400之類的灰鑄鐵；400mm以上者多用球墨鑄鐵，如QT60—2等。不少大型低速柴油機採用鑄鋼缸蓋或者採用鑄鐵——鑄鋼組合式缸蓋。 常見故障 一般有氣門間隙過大或過小,導致氣門異響;還有就是缸蓋上凸輪軸位置傳感器失效,不過這種情況很少,一般都是氣門故障.還有比較大的故障就是油水混合了，發生這種情況一般都是缸蓋與汽缸的結合面有貫通性的劃傷,或者汽缸墊密封不嚴.這種情況就需要大拆發動機了。 避免裂紋 1．裝配時應檢查各冷卻水孔是否暢通。定期用鹼性溶液清洗冷卻系，及時清除水垢油污。 2．發動機正在工作而水箱偶爾缺水 3．水箱內應加軟水，並儘可能少換水。 4．柴油機應避免長期在超負荷下工作。 5．氣缸蓋螺栓要均勻上緊，並正確調整供油時間。 氣缸磨損 |
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