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发动机缸体为何没有锻造的?
发动机的缸体(也就是机体)是一个结构非常复杂的部件,应该说使用锻造工艺制造发动机的气缸体是非常困难的,不能说没有一点可能性,但可以说锻造的困难度至少90%以上。
因此,发动机的气缸体基本都是铸造的,且大多数都是铸铁的(柴油机)或铸铝的(汽油机和特种用途柴油机)。
因此,发动机缸体为何没有锻造的原因是缸体结构太复杂,基本不能使用锻造技术制造。
气缸内部结构?
气缸是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件等组成,其内部结构组成:
1)缸筒
缸筒的内径大小代表了气缸输出力的大小。活塞要在缸筒内做平稳的往复滑动,缸筒内表面的表面粗糙度应达到Ra0.8μm。
SMC、CM2气缸活塞上采用组合密封圈实现双向密封,活塞与活塞杆用压铆链接,不用螺母。
2)端盖
端盖上设有进排气通口,有的还在端盖内设有缓冲机构。杆侧端盖上设有密封圈和防尘圈,以防止从活塞杆处向外漏气和防止外部灰尘混入缸内。杆侧端盖上设有导向套,以提高气缸的导向精度,承受活塞杆上少量的横向负载,减小活塞杆伸出时的下弯量,延长气缸使用寿命。导向套通常使用烧结含油合金、前倾铜铸件。端盖过去常用可锻铸铁,为减轻重量并防锈,常使用铝合金压铸,微型缸有使用黄铜材料的。
3)活塞
活塞是气缸中的受压力零件。为防止活塞左右两腔相互窜气,设有活塞密封圈。活塞上的耐磨环可提高气缸的导向性,减少活塞密封圈的磨耗,减少摩擦阻力。耐磨环长使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夹布合成树脂等材料。活塞的宽度由密封圈尺寸和必要的滑动部分长度来决定。滑动部分太短,易引起早期磨损和卡死。活塞的材质常用铝合金和铸铁,小型缸的活塞有黄铜制成的。
4)活塞杆
活塞杆是气缸中最重要的受力零件。通常使用高碳钢、表面经镀硬铬处理、或使用不锈钢、以防腐蚀,并提高密封圈的耐磨性。
扇形气缸的优缺点?
1、优点:
(1)扇形气缸的原理及结构简单,易于安装维护,对于使用者的要求不高。
(2)引导活塞在缸内进行直线往复运动的圆筒形金属机件。
(3)空气在发动机气缸中通过膨胀将热能转化为机械能;气体在压缩机气缸中接受活塞压缩而提高压力。
2、缺点:
(1)扇形汽缸是铸造而成的,汽缸出厂后都要经过时效处理,使汽缸在住铸造过程中所产生的内应力完全消除。
(2)如果时效时间短,那么加工好的汽缸在以后的运行中还会变形。
发动机缸筒材料?
缸体材料应具有足够的强度、良好的浇铸性和切削性且价格低廉,因此常用的缸体材料是铸铁或合金铸铁。但最近铝合金使用越来越普遍,因为铝合金缸体重量轻、导热性良好,冷却液容量可以减少。
起动后,缸体可较快达到工作温度,并且和铝活塞膨胀系数完全一致,受热后间隙变化小,可减少冲击噪音和机油消耗,且和铝缸盖膨胀系数相同,工作时可减少冷热冲击所产生的热应力。
气缸壁要求有足够的耐磨性,其它部分的耐磨性能要求不高,因此,大型发动机上广泛采用镶入缸体内的气缸套,形成气缸工作表面。
发动机缸体和缸套大部分是整体铸造,有的是铝合金,缸套是合金铸铁。合金铸铁气缸套可以通过低压铸造的方法铸造在气缸体中,也可以通过过盈配合将气缸体和气缸套结合在一起。
铝合金缸体不仅可以减轻发动机的重量,还可以提高缸体的散热性能。气缸套分为干式气缸套和湿式气缸套。背面不接触冷却水的气缸套称为干式气缸套,背面接触冷却水的气缸套称为湿式气缸套。干式气缸套厚度薄,结构简单,加工方便;湿式气缸套与冷却水直接接触,有利于发动机的冷却和发动机的小型化、轻量化。
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