柴油机的结构特点燃烧室部件活塞气缸气缸盖

• 2．活塞的工作条件 • （1）承受燃气压力和往复惯性力所引 起的带有冲击性的机械负荷。 • （2）活塞顶部直接接触高温燃气，不 仅热负荷很高，各部分间有温差热应力， 而且还受到燃气的化学侵蚀（低温腐 蚀）。 • （3）活塞作往复运动，活塞与气缸润 滑状态差，因此摩擦功大，磨损严重。 • （4）在中、高速柴油机中，活塞的往 复惯性力还会使柴油机振动加剧。
• 优点：结构简单、紧凑、轻便，发动机高 度较小。 • 缺点：由于运动时有侧推力，活塞与气缸 壁之间的磨损较大。 • 适用：目前高速及中速柴Baidu Nhomakorabea机都采用这种 构造形式。
三、十字头式的柴油机的结构特点
• 十字头式柴油机的特点 • 1、活塞的高度一般较小，活塞与活塞杆相连，活塞 杆下端通过十字头上的十字头销与连杆的小端相连 接。 • 2、活塞上下运动时的导向作用主要由十字头承担， 侧推力产生在滑块与导板之间。 • 3、活塞不起导向作用，与气缸壁之间的间隙较大， 磨损小，不易卡死。 • 4、汽缸下部有横隔板，把气缸和曲轴箱隔开防止气 缸的赃物污染曲轴箱底的润滑油。 • 5、活塞下方空间形成活塞底泵，作为辅助的扫气泵。
⑤结构 • 根据断面形状分类
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矩形：制造简单、应用广，>200°C时易结焦卡死。 梯形：可促进磨合、防止烧结，允许温度高，但锥 面配合精度高。（宽面贴近缸套） 倒角：工作初期承压面小，易磨合，适应缸壁硬度 较高柴油机，倒角利于形成油锲，不宜作第一、二 道环。 内切槽扭曲：放在第一道，切槽朝上安装，防止滑 油刮入燃烧室。 外切槽扭曲：放在第二、三道，切槽朝下安装。 此两种常在中速机上用。
a:矩形环
b:梯形环
c:倒角环
d:内切槽 扭曲环 e:外切槽 扭曲环
内切槽环切槽朝上，外切槽环切槽朝下
图2-6 气环的断面形状
搭口形状
直搭口：结构简单、加工方便 斜搭口：结构简单、加工方便，气密性较好。 搭口一般为30-45°，45°较多。 重叠搭口：气密性好，但容易折断。 安装活塞环时搭口应错开并且相邻环搭口方 向要彼此相反，这样可减少漏气、防止划痕。
• 缺点：是柴油机高度和重量增大，结构复 杂。 • 适用：目前大型低速二冲程柴油机都采用 十字头式柴油机形式。
• 一、活塞的作用和工作条件 • 1．活塞的作用 • （1）与气缸、气缸盖等组成封闭的燃烧室空间。 • （2）传递燃气动力。
第二节 活塞
• （3）在筒形活塞式柴油机中，还要承受连杆倾斜时 所产生的侧推力，起往复运动的导向作用。 • （4）在二冲程柴油机中，还要起启闭气口作用。
第二章 柴油机的结构和主要零部件
• 船舶柴油机主要零部件指燃烧室部件（活 塞、气缸和汽缸盖）、曲柄连杆机构（十 字头、连杆、曲轴和轴承）、机座、机架 和贯穿螺栓。
第一节 柴油机的结构特点
• 一、 现代柴油机的结构特点
• 1．气缸尺寸采用长行程或超长行程.现代大型低速长 行程活超长行程二冲程柴油机都采用直流扫气。 • 2．燃烧室部件普遍采用钻孔冷却结构 • 3．采用旋转式排气阀及液压式气阀传动机构 4．喷油泵采用可变喷油定时（VIT）机构 • 5．采用薄壁轴瓦 • 6．独立的气缸润滑系统 • 7．曲轴上增设轴向减振器 • 8．焊接曲轴
一、筒形活塞（trunk piston):
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活塞环
• ①作用：密封环主要起密封气缸和散热的 作用。其密封作用主要是靠气环本身的弹 力 形 成 第 一 次 密 封 。在气缸内气体压力的 作用下又使环紧贴于气缸壁和环槽平面形 成第二次密封，第二次密封的作用比第一 次密封更重要。活塞环通常有 4-5 道，搭扣 成180°交错，增加密封可靠性。 • 刮油环既能刮油也能布油。
• ②工作条件； • 第一道密封环直接受到高温高压燃气的作 用，条件最恶劣。 • 活塞环的润滑条件也受到限制，特别是第 一、二道气环的润滑条件最差，处于边界 摩擦状态，使得它与缸套、活塞环槽之间 产生严重的摩擦和磨损。
• ③要求：对活塞环的要求是耐热、耐磨、 耐腐，有足够的强度，并具有一定的弹力， 以保证装入气缸后有一定的径向压力。环 的表面硬度稍高于缸套为宜。 • 刮油环处在下面气体力小，环的弹力应该 加大。
二 活塞的要求和材料
• 1．对活塞的要求 • 针对以上的工作条件，活塞必须满足以 下要求：要求活塞具有强度高、刚性大、 密封可靠、散热性好、冷却效果好、摩擦 损失小、耐磨损的特点；对中、高速柴油 机还要求重量轻（密度小）。
• 2．活塞材料 • 活塞所用的材料主要有三种：铸铁（合金铸铁、球墨铸 铁）、钢（碳钢、耐热合金钢）和铝合金。 • （1）铸铁易于浇铸，耐磨性好，机械强度较高，线膨胀系 数小，故活塞与气缸间允许有较小间隙，铸铁的价格也便宜， 是制造发动机活塞最基本的材料。 • （2）钢的机械强度高，但耐磨性差，成本较高。主要用于 大功率中低速柴油机，因为它们的活塞机械负荷和热负荷都 很高，单靠铸铁已承担不了这一负荷，因此往往用耐热合金 钢作为受热最严重的活塞头部材料。 • （3）铝合金的比重小，为铸铁的1/3左右。导热系数比铸 铁高2倍左右，利于散热。但高温强度差，铝合金的线膨胀系 数大，所以活塞与气缸之间的冷态间隙要求较大，造成冷车 启动困难。其耐磨性也较差，成本也较高。因此仅用于制造 中小型柴油机的活塞，以减小往复惯性力。
二、筒形活塞柴油机的结构特点 • 筒形活塞式柴油机的特点：
• 1、活塞的高度一般较大 • 2、活塞上下运动时的导向作用由活塞本身下部的筒形 裙部来承担 • 3、活塞通过活塞销直接与连杆的小端相连，在运动时 活塞与气缸壁之间产生侧推力 • 4、活塞底部与曲轴箱连通，气缸多采用飞溅润滑，气 缸壁上流下的润滑油直接流入曲轴箱内。
• ④材料：要求活塞环要弹性好、摩擦系数 小，耐磨、耐高温，一般采用合金铸铁、可 锻铸铁、球墨铸铁。 • 环塞环表面镀铬目的:提高耐磨性; 环塞环松孔镀铬目的:提高表面贮油性加快 磨合; 内表面刻纹目的:提高弹性; 外表面开设沟槽目的:蓄油; 外表面镀铜目的:以利磨合; 外表面喷镀钼以防止粘着磨损.