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。先進的氣缸蓋技術有助于減少排放,提升環保性能。常州多缸氣缸蓋廠家
在保證必要的剛度和強度的條件下,火力面壁厚盡可能取小一些,以避免發生熱疲勞裂紋,但要適當增加頂面和側面的壁厚。氣缸蓋其它部分的壁厚主要決定于鑄造工藝。在鑄造工藝許可的條件下應盡可能減薄壁厚,一般約為5~6mm。氣缸蓋水道的高度取決于冷卻的需要和鑄造砂芯的強度,一般不應小于4~5mm,尤其排氣道外壁和氣缸蓋底板之問水道的高度不能太小,以保證可靠冷卻。對於縮孔和氣孔的直徑小於2.0mm,且兩個相鄰的單個的孔間距大於10mm的鑄造缺陷是可以接受的。氣缸蓋不允許焊接,粘接,螺塞堵頭等修復工藝。但是鑄件允許噴砂處理,濟南單缸柴油機氣缸蓋生產廠家氣缸蓋上的進排氣道布局直接影響發動機呼吸效率。
發動機的進、排氣門座圈是控制燃氣吸入與廢氣排出的重要工作部件,其在工作過程中將在高溫下經受氣流的沖蝕和氣門的沖擊磨擦,工作條件十分惡劣:正常工作時,氣門座圈長期處于(600~800)℃的高溫下,高溫氣體腐蝕和零件變形等因素都會造成氣門導管和座圈錐面破損加劇,致使氣門密封不嚴,大量能量隨著高溫氣體的排出而白白浪費,從而一定程度上降低發動機的功率。因此,氣門座圈和導管孔應具有良好的高溫耐磨性、耐蝕性、傳熱性和高溫強度、抗高溫蠕變性能以及與氣缸蓋匹配的熱膨脹系數。同時,發動機工作時若氣門中心與氣門座圈中心偏離過大,在發動機功率下降、油耗上升的同時,還將加快氣門和導管孔的磨損。因此,氣門座圈和導管孔的加工精度特別是氣門座圈工作錐面對導管孔的跳動規定了嚴格的公差限制。
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。定期檢查氣缸蓋表面是否有裂紋或變形現象。
氣缸蓋螺的栓數目應該盡可能多一些。因為,氣缸蓋總預緊力是一定的,螺栓數日愈多,則分配給每一個螺栓的預緊力就愈小,這樣可以避免由于氣缸體中產生安裝應力而引起氣缸蓋底面的變形以及氣門座的變形。同時,螺栓數目多時,螺栓直徑可以相應減小,相對于氣缸蓋的柔性變大,這可以減小螺栓負荷的交變分量,因而可以減小預緊力。此外,螺栓數目多,兩螺栓之間的距離減小,對氣缸蓋襯墊的壓緊力就較均勻,從而保證氣缸蓋襯墊的密封性。氣缸蓋上的水套設計,確保冷卻水均勻流動。福建內燃機氣缸蓋生產廠家
缸蓋上的冷卻水出口溫度,是監測發動機狀態的重要指標。常州多缸氣缸蓋廠家
螺栓的布置還應盡量對氣缸中心均勻分布,否則,可能使氣缸體因受力不均勻產生局部變形,引起漏水、漏氣等現象,導致沖壞氣缸蓋襯墊。各螺栓所分配的壓緊面也要基本相同,以保證壓力的均勻性。在分體式和整體式氣缸蓋中,由于兩缸之間共用的螺栓要比其它螺栓承受更大的力,它們之間的距離應該小一些。現代內燃機氣缸蓋螺栓的間距一般在(0.32—0.875)D之間,D為氣缸直徑。氣缸蓋螺栓的預緊力要足夠大,以保證必要的密封壓力.防止長期工作后發生松動,但預緊力過大則會使氣缸蓋、氣缸體過度變形,反而影響密封。經驗表明,當每缸周圍所有螺栓的總預緊力等于作用在此缸氣缸蓋上比較大的氣體作用力的3倍以上時,才能保證得到可靠的密封。常州多缸氣缸蓋廠家