气缸盖在工作中受到低周热疲劳损伤、高周热疲劳损伤和蠕变损伤,其寿命和可靠性是发动机的重要指标。在发动机的启动—停车过程中(启动循环),气缸盖被急剧的加热和冷却,产生较大的循环热应力, 受到低周热疲劳损伤。在发动机启动后的每个工作循环中(吸气—压缩—做功—排气循环过程),气缸盖发生较小幅度的温度变化,遭受高周热疲劳损伤。气缸盖局部材料在高于蠕变温度的环境中长期工作,受到蠕变损伤。
1)从理论上分析了气缸盖的低周热疲劳损伤、高周热疲劳损伤和蠕变损伤,引起气缸盖失效的主要是低周热疲劳损伤,启动次数是其主要的寿命指标;
2)蠕变对气缸盖的直接损伤较小,但能够影响低周热疲劳的平均应力,因此可以把发动机的蠕变—低周热疲劳可等效为恒定应变幅、一定平均应力的热—机械疲劳,用热机械疲劳试验代替蠕变—热疲劳试验可一定程度上降低试验时间。
气缸盖的安装质量直接影响发动机的整体性能。福建直喷式气缸盖厂家
气缸盖的作用是密封气缸,与活塞共同形成燃烧空间,并承受高温高压燃气的作用。气缸盖承受气体力和紧固气缸螺栓所造成的机械负荷,同时还由于与高温燃气接触而承受很高的热负荷。为了保证气缸的良好密封,气缸盖既不能损坏,也不能变形。为此,气缸盖应具有足够的强度和刚度。
气缸盖一般都由灰铸铁或合金铸铁铸造,轿车用的汽油机则多采用铝合金气缸盖。铝合金导热性好,有利于提高发动机的压缩比。其次,铸造性能优异,适于浇铸结构复杂的零件。但必须注意铝合金气缸盖的冷却,控制其底平面的温度在300℃以下。否则,底平面过热将产生塑性变形而翘曲。 福建直喷式气缸盖厂家气缸盖上的喷油嘴布局影响燃油雾化效果。
气缸盖冷却水道的设计,应能使冷却水首先进入热负荷较高的地方,然后再流向热负荷较低的地方。为此,有些气缸盖上制有导水筋片或喷水管。喷水管可埋铸在气缸盖中或与气缸盖铸成一体。气门座之间的鼻梁区以及喷油器座或火花塞座与气门之间,或气门与涡流室、预燃室之间的狭壁,是气缸盖中比较容易产生热裂的地方,应首先保证有足够的冷却,其冷却水通道的**小半径R应不小于3mm,狭壁也不宜过高,或者在鼻梁区中钻水孔以加强冷却。在设计水腔时,水流不应有死区,否则会使局部温度过高;也应防止水流短路,流进水腔的水应经过有组织的冷却后再从出水口流出。
汽车、拖拉机、工程机械和农用内燃机的气缸盖都是采用铸造的方法来制造。根据制造方法、工作情况和设计要求,气缸盖的构料应该是:铸造性能良好,热强度高,并价格低廉。目前制造气缸盖的材料通常有铸铁和铝合金两种,这两种材料铸造性能都良好,但热强度和价格以及材料密度各异。众所周知,各种材料在变形受到限制时,所产生的热应力大小可以用热应力特性数来表示,其中a、E、λ分别为材料的线膨胀系数、弹性模量及导热系数。特性数越小,则材料受热时产生的热应力也越小。而温度高于250℃以上时,铸铁具有较高的热强度,不过当温度达到400℃时,铸铁的热强度也迅速下降。高性能气缸盖采用好的合金材料铸造,增强耐用性。
气缸盖螺的栓数目应该尽可能多一些。因为,气缸盖总预紧力是一定的,螺栓数日愈多,则分配给每一个螺栓的预紧力就愈小,这样可以避免由于气缸体中产生安装应力而引起气缸盖底面的变形以及气门座的变形。同时,螺栓数目多时,螺栓直径可以相应减小,相对于气缸盖的柔性变大,这可以减小螺栓负荷的交变分量,因而可以减小预紧力。此外,螺栓数目多,两螺栓之间的距离减小,对气缸盖衬垫的压紧力就较均匀,从而保证气缸盖衬垫的密封性。气缸盖是发动机的关键部件,负责密封并引导气体流动。青岛单缸气缸盖生产厂家
不同的发动机布局要求不同的气缸盖设计。福建直喷式气缸盖厂家
由于铸铁气缸盖的工作温度较高,并且在常用温度范围内,热强度已能满足设计要求。同时价格低廉,所以一般水冷式内燃机多数采用HT21—40、HT25—47等铸铁来制造气缸盖或者采用合金铸铁来制造,以提高拉伸极限强度和耐热性。只有一些汽油机:考虑到铝合金气缸盖导热性比铸铁好,有利于提高压缩比,采用铝合金来制造。目前对铝缸盖来说,AlSi6Cu4是比较通用和合适的材料。另外,AlSi7Mg0.3也是较为普遍的材料。虽然由于铝合金机械强度较低,设计中须将壁厚选得比铸铁的大一些,但因其密度小,增加壁厚之后,其重量一般也只有铸铁气缸盖的一半左右。福建直喷式气缸盖厂家