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柴油发电机受到燃气压力和往复惯性力会引起热应力吗
发布时间:2018-07-27 15:46:25  ▏阅读:

        活塞的功用是承受燃气的压力,并经过连杆将力传给曲轴。

活塞的工作运行条件十分恶劣,它是在高温、高压的燃气作用下,不断地作高速往复直线运动。柴油发电机由于受到周期性变化的燃气压力和往复惯性力的作用,活塞承受很大的机械负荷和热负荷,加之温度分布不均匀,就会引起热应力。因此,要求活塞必须有较轻的重量以及足够的强度与刚度。活塞在高温、高压、高速条件下工作运行,其润滑条件较差,活塞与汽缸壁摩擦严重。为减小磨损,活塞表面必须耐磨。

高速柴油发电机的活塞通常采用铸铝合金。随着柴油发电机的不断强化,采用锻铝合金或共晶铝硅合金的活塞日益增多,而高增压柴油发电机较多采用铸铁活塞,其目的在于提高其强度,减小热膨胀系数。活塞的基本构造可分为顶部、环槽部(防漏部或头部)、活塞销座和裙部四部分。

①顶部 顶部是构成燃烧室的一部分,其结构形状与柴油机(陆用发电机组驱动型)及燃烧室的型式有关。活塞顶部的几种不同结构形状。小型柴油发电机大多采用平顶活塞,优点是制造简单,受热面积小。大多数柴油发电机的活塞顶部由于要形成特殊形状的燃烧室,其形状比较复杂,一般都制有各种各样的凹坑。凹坑是为了改善柴油机(陆用发电机组驱动型)的燃烧状况而设置的,使可燃混合气的形成更有利,燃烧过程更完善。有的柴油发电机为避免气门与活塞顶相碰撞,在顶部还制有浅的气门避碰凹坑。

柴油发电机活塞所受的热负荷大(尤其是直接喷射式柴油发电机),往往会使活塞引起热疲劳,产生裂纹。因此,有的柴油发电机可从连杆小头上的喷油孔喷射机油,以冷却活塞顶内壁。也有的柴油发电机在机体里设有专门的喷油机构,也可起到同样的作用。活塞顶部因承受燃气压力,所以一般比较厚;有的活塞顶内部还制有加强筋。

②环槽部 环槽部主要用于安装活塞环以防止燃油或燃气漏人曲轴箱,并将活塞吸收的热量经活塞环传给汽缸壁,与此同时阻止润滑油窜人燃烧室。活塞头部加工有数道安装活塞环的环槽,上面23道用于安装气环,下面12道是油环槽。油环槽的底部钻有许多径向小孔,以便油环从汽缸壁上刮下多余的润滑油从小孔流回曲轴箱。

有的柴油发电机在活塞顶到第一环槽之间,或者一直到以下几道环槽处,都开有细小的隔热沟槽。沟槽在活塞工作运行时,可形成一定的退让性,可以防止活塞与汽缸壁的咬合,故这种活塞可适当减小活塞与汽缸间的间隙。

二道环槽的耐磨性,有的柴油发电机在环槽部位上随着柴油发电机的不断强化,为了提高第一镶铸耐热和耐磨的奥氏体铸铁护槽圈。

③活塞销座 销座用以安装活塞销,主要起传递气压力的作用。活塞销座与顶部之间往往还有加强筋,以增加刚度。销座孔内设有安装弹性卡环的环槽,活塞销卡环是用来防止活塞销在工作运行中发生轴向窜动,窜出活塞销座孔而打坏汽缸体。④裙部  活塞头部最低一道油环槽以下的部分称为裙部。其作用主要是对活塞在汽缸内的运动加以导向,此外它还承受侧压力。柴油机由于燃气压力高,侧压力大,所以裙部也比较长,以减小单位面积上的压力和磨损。

由于柴油机汽缸压力很大,要求裙部具有足够大的承压面积,又要在任何情况下保持它与汽缸壁有最佳的配合间隙(既不因间隙过大而使密封性变差和产生敲缸现象,又不因间隙过小而刮伤汽缸壁,甚至发生咬缸现象)。故其活塞裙部通常不开切槽,只是将活塞轴向制成上小下大的圆锥形,并将裙部径向做成椭圆形。因此,柴油机活塞与汽缸壁的装配间隙要比柴油机的大。为了保证柴油机压缩终了有足够的压力和温度,则要求其有更好的密封性,因此,柴油机应具有更多的密封环和刮油环。


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