《船舶柴油机结构》:
1.活塞的作用和工作条件
1)活塞的作用
活塞作为燃烧室的一个壁面,与气缸和气缸盖等组成封闭的燃烧室空间,承受气缸内气体的压力,并将其通过连杆传递到曲轴。在筒形活塞式柴油机中,活塞还要承受连杆倾斜时产生的侧推力,起往复运动的导向作用。在二冲程柴油机中,还兼有启闭气口、控制换气以及用作扫气泵的作用。
2)活塞的工作条件
活塞由于受到燃气高温、高压、烧蚀和腐蚀的作用,又是在变速运动、润滑不良且冷却困难等情况下工作,因此它的热负荷和机械负荷很高,又由于活塞材料在高温下机械性能有所降低,故活塞在工作中易发生裂纹和变形。
(1)活塞受燃气压力、运动质量的往复惯性力以及连杆倾斜时产生的侧推力的周期性作用,并且这些机械负荷都具有冲击性。
(2)活塞顶部受到高温燃气的周期加热,热负荷很高,不仅使材料的强度降低,并且产生较大的热变形和热应力,而且还受到燃气的化学侵蚀。
(3)活塞在侧推力作用和润滑不良的状态下作往复运动,摩擦损失大,磨损严重。方向周期性改变的侧推力使活塞在运动中撞击气缸套,引起活塞变形及气缸和气缸套的振动。
(4)中高速柴油机中由于活塞的往复惯性力较大,会使柴油机振动加剧。
根据活塞的作用和工作条件,要求活塞具有足够的强度和刚度、密封可靠、散热和冷却效果好、摩擦损失小、有良好的耐磨性和小的线膨胀系数。对中、高速柴油机还要求重量小。
2.气缸的作用和工作条件
1)气缸的作用
气缸包括气缸套和气缸体。气缸是燃烧室的主体,柴油机工作循环在气缸内进行。在筒形活塞式柴油机中,气缸作为活塞往复运动的支承并承受活塞的侧推力。二冲程机中,气缸上要开设气口、布置气道。有的十字头式柴油机的气缸下部空间还兼作扫气泵空间。有些柴油机气缸的外部还安装扫气箱、排气管、凸轮轴和增压器等。
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