Ø 气缸与气缸套的工作条件与材料
从发动机的工作原理可知,气缸所接触的气体,其温度和压力都在频繁的变化而且其瞬时值很高,给气缸以很大的热负荷和机械负荷。另外,燃烧产物对气缸壁还有腐蚀性。在这种恶劣的条件下,活塞在气缸内运动,对气缸的磨损往往影响整个发动机的寿命。
为了提高耐磨性,有些气缸采用表明处理,如表明淬火、镀铬等;有的则对整个气缸体采用优质材料,但成本高。目前更多的是采用在气缸体内镶入气缸套的结构。这样,缸套可用更加耐磨的材料,以延长使用寿命,而气缸体则用廉价的普通铸铁或重量轻的铝合金制造。
即便制造时不镶缸套的气缸体,经几次大修后为继续使用,也要镶一个标准缸径的气缸套。
气缸套的材料,常使用的有珠光体灰铸铁、合金铸铁、高磷铸铁、含硼铸铁及其他高级铸铁。
Ø 气缸套的型式与构造
根据其是否与冷却水接触,气缸套分为干式和湿式两种。
1、干式——干式缸套的特点是外表面不直接与冷却水接触。为了获得与缸体间足够的实际接触面积,以保证散热效果和缸套定位,其外表面与其相配合的气缸体承孔内表面,都有一定的加工精度,并且一般都采用过盈配合。另外,干式缸套壁薄,有的只有1mm厚。
干式缸套外圆下端制不大的锥角,以便压入气缸体。其顶部(或缸体承孔的底部)有带凸缘的两种。带凸缘的配合过盈量较小,因为凸缘可以帮助其定位。
干式缸套的优点是不容易漏水、漏气,缸体结构刚度大,不存在穴蚀,缸心距小机器重量轻等;其缺点是修理更换不便,散热效果差等。
2、湿式——湿式缸套的特点是其外表面直接与冷却水接触。另外,它较干式缸套壁厚大。
缸套的定位——缸套的径向定位一般靠上下两个凸出的,与气缸体间为动配合的圆环带。轴向定位是利用上部凸缘的下平面。因此缸套的上述部位和气缸体承孔的相应配合部位,应有较高的加工精度。
气缸套的密封——气缸套下部靠1—3个耐热耐油密封圈密封。其密封形式有涨封式和压封式两种,其中广泛应用的为涨封式。少数发动机缸体上在两道密封圈之间设有漏水孔,用以观察密封圈工作情况是否良好。随着柴油机强化程度的日益提高,湿式缸套的穴蚀已成为一个突出的问题,所以某些柴油机缸套有三道密封圈,最后一道上半部分与冷却水接触,既能防止配合面生锈、便于拆装,又能借其吸振,减轻穴蚀。缸套的上部通常是靠凸缘的下平面密封。
大多数湿式气缸套装入后,其顶面高出缸体一定高度,一般为0.05—0.15mm,使气缸盖螺栓紧固后,缸套与缸垫的该部分承受较大的压紧力,具有防止气缸漏气、水套漏水和保证缸套定位的作用。
湿式缸套的优点是缸体铸造较容易,又便于修理更换,且散热效果较好。缺点是缸体刚度较差,易产生穴蚀,且易漏水、漏气。主要用于高负荷发动机和铝合金缸体发动机。
为了减少气缸的磨损,气缸壁应有较高的加工精度和较低的粗糙度,过低的粗糙度不利于油膜的形成,反而加速气缸的磨损。另外,为了便于活塞及活塞环装入,气缸上口加工有一定的倒角。
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