第二讲--气缸盖

第二讲气缸盖一、气缸盖的功用、工作条件及要求二、气缸盖的结构三、气缸盖常见缺陷一、气缸盖的功用、工作条件及要求1、功用•⑴封闭气缸顶部，与活塞、缸套共同组成密闭的气缸工作空间。•⑵将气缸压紧于机体正确位置上，使活塞运动正常。•⑶安装柴油机各种附件，如喷油器、进、排阀装置、气缸起动阀、示功阀、安全阀以及气阀摇臂装置等等。•⑷布置进、排气道，冷却水道等。在小型高速机的气缸盖中还布置涡流室或预燃室等。一、气缸盖的功用、工作条件及要求2、工作条件•⑴腐蚀－－底面受到高温、高压燃气的热力和化学侵蚀作用，冷却水腔受到水的腐蚀；•⑵安装应力－－受到缸盖紧固螺栓预紧力和缸套支反力的作用；•⑶热应力、机械应力－－由于结构复杂、金属材料分布不均匀，温差大，使机械应力和热应力分布不均；再由于缸盖螺栓紧固力的约束，使高温部分的热膨胀受到抑制，从而在阀孔之间的狭窄区域引起很大的热应力。部位：底面、水腔原因：燃气、冷却水来源：螺栓预紧力、气缸原因：结构复杂、材料影响：受力不均匀、局部应力过高一、气缸盖的功用、工作条件及要求3、要求•不泄露－－要求有足够的强度和刚度，保证不会因为应力和变形过大而产生裂纹；•冷却良好－－气缸盖的底板，特别是孔阀之间和高温部位，降低壁面的温度和温差；•拆装、检修方便－－构造简单、冷却水的水垢易于清除；•好制造－－同时材料还应具有良好的浇铸工艺性。•4.材料•铸铁（灰铸铁、合金铸铁、球墨铸铁）•铸钢（耐热的钼钢）•锻钢一、气缸盖的功用、工作条件及要求中小型柴油机常用灰铸铁大型二冲程多采用锻钢（材质结实、质量容易保证）形状简单的铸铁里添加铬、钼、镍二、气缸盖的结构1、类型•⑴单体式•⑵整体式•⑶分组式应用：大功率低速柴油机特点：密封性好；制造、运输、拆卸方便。缺点：气缸的中心距较大，增加了柴油机的长度和重量二、气缸盖的结构1、类型•⑴单体式•⑵整体式•⑶分组式应用：缸径小于150mm的中小型高速柴油机特点：气缸的中心距小、结构紧凑、刚度提高、重量减轻缺点：密封性差、结构复杂、加工不便二、气缸盖的结构1、类型•⑴单体式•⑵整体式•⑶分组式应用：缸径较大的的中小型高速柴油机特点：2～3个气缸共同组成因公盖。L-MC／MCE气缸盖的构造6300型气缸盖的构造参见动画课件三、气缸盖常见缺陷•气缸盖在长期工作中常见缺陷有漏气、翘曲和裂纹等。•1、贴合面漏气•2、气缸盖翘曲•3、气缸盖裂纹1、贴合面漏气•缸盖与缸套贴合面常易发生泄漏。•－－少量漏气时，冷却水中会出现气泡。由于密封垫片材料不断硬化，缸盖螺栓不断被加热伸长，泄漏会逐渐严重而引起漏气、漏水和漏油。•－－严重时燃气吹破密封垫片、大量漏气，迫使柴油机停止工作。1、贴合面漏气•原因通常有：•⑴缸盖螺栓预紧力不足或严重不均。•⑵密封垫片装反、老化或损坏。•⑶贴合面有杂质在局部梗垫，或贴合面本身有损伤伤痕。•⑷缸盖底面或机体支承面变形，平面度误差严重。•⑸柴油机若负荷过重或工作粗暴，也易造成缸盖贴合面漏气。1、贴合面漏气•均匀收紧----发生少量漏气时;•更换垫片---•修磨平面－－检查缸盖底面和与之贴合的平面的平直度或平面度，并用拂刮、研磨甚至磨削等方法修正。检修2、气缸盖翘曲•气缸盖翘曲是其本身发生的塑性变形。它使缸盖各表面失去正确形状。严重时缸盖底面与缸套或机体贴合面不平，造成密封失效，漏气漏水严重，柴油机无法工作。2、气缸盖翘曲•造成缸盖翘曲的主要原因有：•⑴缸盖螺栓预紧力过大或严重不均。•⑵柴油机长期超负荷或最高爆发压力过大。•⑶气缸盖制造加工残余应力严重。3、气缸盖裂纹•气缸盖产生裂纹是气缸盖较为常见的故障。根本原因是热应力和机械应力周期性的作用。•出现的部位－－•船用大型低速柴油机汽缸盖裂纹主要发生在底面孔与孔之间和孔的圆角处，即有应力集中的地方。（具体产生裂纹的部位则随机型、汽缸盖的结构和材料不同而异）。•小型柴油机通常在气缸盖底面进排气阀孔与喷油器孔之间以及阀座面上产生裂纹。(1)结构设计方面(2)材料和工艺方面(3)装配质量方面(4)操作和管理方面(5)维护保养方面相关因素(1)结构设计方面(2)材料和工艺方面(3)装配质量方面(4)操作和管理方面(5)维护保养方面相关因素－－汽缸盖底面气阀孔周围之所以常产生裂纹，主要因为该处有较大的表面积，因此，受热膨胀和冷却时收缩速度都较大。例如，柴油机工作一段时间停车后，汽缸盖温度分布变化剧烈，热量通过冷却水和进排气通道迅速散发，所以在气阀孔处容易产生裂缝。再者，由于结构或受力不合理、过渡圆角太小等均会引起过大的机械应力，从而导致裂纹。(1)结构设计方面(2)材料和工艺方面(3)装配质量方面(4)操作和管理方面(5)维护保养方面相关因素－－汽缸盖材料选择不当，质量不符合要求，--铸造时没有很好地消除铸造应力，从而导致零件内部有缺陷，从而使汽缸盖在工作时易产生裂纹。(1)结构设计方面(2)材料和工艺方面(3)装配质量方面(4)操作和管理方面(5)维护保养方面相关因素－－汽缸盖螺栓不按规定交叉拧紧，或在发生汽缸盖平面漏气时拧紧该处的螺母来解决，都会造成汽缸盖受力不均匀而产生裂纹。喷油器安装不正确，会引起汽缸盖底面局部变形，增大喷油器孔处所受的拉应力，使之容易产生裂纹。(1)结构设计方面(2)材料和工艺方面(3)装配质量方面(4)操作和管理方面(5)维护保养方面相关因素－－长期超负荷----剧冷剧热◆在未充分暖机的情况下突然增大负荷，使汽缸盖从冷态急剧变为热态，或在高温下急剧冷却而产生裂纹。◆柴油机冷车启动后加速太快，致使汽缸盖底面与冷却面温差过大，热应力增大。◆频繁启动、停车和长期超负荷运转均会使机械应力和热应力增加；－－冷却与润滑不足或中断，亦会导致机件过热。(1)结构设计方面(2)材料和工艺方面(3)装配质量方面(4)操作和管理方面(5)维护保养方面相关因素长期使用，清理冷却水腔积垢影响散热。进而产生过大的热应力，从而导致裂纹的产生。1.气缸盖上无进、排气阀，这种类型的气缸盖是：()A．四冲程柴油机的气缸盖B．二冲程柴油机的气缸盖C.直流扫气式柴油机气缸盖D.二冲程弯流扫气式柴油机气缸盖2.船用大型柴油机的气缸盖结构通常采用：()A．钻孔冷却B.厚壳结构C.薄壁强背结构D.A+C3.气缸盖在气体压力作用下(周期变化)产生高频应力，由高频应力引起的疲劳裂纹出现在：()A．气缸盖底面的触火面B.气缸盖底面的冷却水侧面C．气缸盖的周缘D．气缸盖底面气门孔周围课堂练习•4.增压度较高的大型二冲程柴油机气缸盖多采用制造。()A．灰口铸铁B．铸钢C.锻钢D.白口铸铁5.中少型高速柴油机的缸盖常用的是哪种材料：()A.灰口铸铁B．铸钢C．锰钢D．黄钢6.柴油机安装时，在气缸套上端与缸盖之间处放入紫铜垫片的主要功用是：()A.保持气密性B．调整压缩室高度C．调整压缩比D．A十B十C7.大型柴油机气缸盖紫铜圈的主要功用是；()A．调整压缩比B．保持密封C．防止缸套和缸盖粘结，便于拆装D.B十C8.气缸盖、机身和气缸套之间的气缸垫，其作用是：()A．防止漏气B.防止漏水C．防止滑油漏泄D.A+B9.中小型柴气机气缸盖紫铜垫床的主要作用是：()A．调整存气B．作密封C．(A)十(B)D.防止缸盖与缸套粘结，便于拆装课堂练习10.()在燃烧室各部件的受力分析中气缸盖的突出特点是：A机械负荷大B热负荷大C冷却腔内水腐蚀严重D结构复杂使应力分布不均11.（）指出下述单体式气缸盖的优点中不正确的是：A气缸盖密封性好B有利于缩短柴油机长度C制造、拆装方便D多用于中小型高速柴油机中12.()指出下述关于气缸盖工作条件的错误结论是：A是一个受约束的构件B工作时缸盖各部分温差很大C工作时缸盖底板下面产生拉应力，上面产生压应力D气缸盖各部位的应力集中严重课堂练习作业•1.柴油机气缸盖的功用有哪些？•2.造成气缸盖贴合面漏气的原因通常有哪些？