中文名 | 內(nèi)燃機(jī)機(jī)械負(fù)荷 | 外文名 | mechanical load of internal combustion engine |
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領(lǐng)????域 | 內(nèi)燃機(jī) |
柴油機(jī)的缸內(nèi)爆發(fā)壓力一直在不斷提高,造成活塞組缸套摩擦副的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷大幅度增加。受缸蓋螺栓預(yù)緊載荷、活塞做周期性的高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)、柴油機(jī)缸體的剛度不均勻以及冷卻不均勻產(chǎn)生的影響缸套容易產(chǎn)生變形。
對于缸套而言,其在正常工作工況下,受到預(yù)緊力、爆發(fā)壓力、往復(fù)慣性力以及活塞側(cè)擊力等機(jī)械載荷的影響。在進(jìn)行機(jī)械負(fù)荷分析時(shí),需要更為完善地考慮缸套在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)條件下,機(jī)械負(fù)荷對氣缸套應(yīng)力及應(yīng)變的影響。
影響缸套變形的主要機(jī)械載荷因素分別為缸蓋螺栓預(yù)緊力、缸內(nèi)爆發(fā)壓力及主軸承座載荷;影響缸套應(yīng)力變化的主要機(jī)械載荷因素是缸蓋螺栓預(yù)緊力。
柴油機(jī)在冷機(jī)工況下,可能會(huì)影響氣缸套變形的機(jī)械載荷包括缸蓋螺栓預(yù)緊力、主軸承螺栓預(yù)緊力及主軸承座軸瓦過盈裝配等因素的影響。在正常工作工況下,柴油機(jī)氣缸內(nèi)爆發(fā)壓力對缸套的作用力主要表現(xiàn)四個(gè)方面:
(1)氣體直接作用在缸套上。
(2)氣體作用在缸蓋上,通過缸蓋螺栓傳遞到機(jī)體從而影響缸套的應(yīng)力及變形。
(3)氣體作用在活塞組連桿組曲軸,通過主軸承螺栓影響機(jī)體主軸承座及隔板的應(yīng)力及變形,使得缸套受到影響。
(4)活塞對缸套產(chǎn)生的側(cè)擊力。
平均有效壓力與活塞平均速度的乘積稱為強(qiáng)化系數(shù)。強(qiáng)化系數(shù)與活塞單位面積的功率成正比,其值越大,發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷越高。圖《常見發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)化系數(shù)范圍》為常見發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)化系數(shù)范圍。2100433B
機(jī)械負(fù)荷是指發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)受到的作用力以及扭矩。內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械負(fù)荷會(huì)影響其工作穩(wěn)定性以及內(nèi)燃機(jī)壽命。對于缸套而言,其在正常工作工況下,受到預(yù)緊力、爆發(fā)壓力、往復(fù)慣性力以及活塞側(cè)擊力等機(jī)械載荷的影響。活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)承受著燃?xì)鈮毫?、往?fù)慣性力和側(cè)推力的作用,在活塞內(nèi)受到很大的機(jī)械負(fù)荷。
柴油機(jī)在冷機(jī)工況下,可能會(huì)影響氣缸套變形的機(jī)械載荷包括缸蓋螺栓預(yù)緊力、主軸承螺栓預(yù)緊力及主軸承座軸瓦過盈裝配等因素的影響。
內(nèi)燃機(jī)原理的內(nèi)燃機(jī)的組成
往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的組成部分主要有曲柄連桿機(jī)構(gòu)、機(jī)體和氣缸蓋、配氣機(jī)構(gòu)、供油系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、起動(dòng)裝置等。氣缸是一個(gè)圓筒形金屬機(jī)件。密封的氣缸是實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)、產(chǎn)生動(dòng)力的源地。各個(gè)裝有氣缸套的氣缸...
1. 根據(jù)所用燃料分: 汽油機(jī)、柴油機(jī)、天然氣(CNG)、LPG發(fā)動(dòng)機(jī)、乙醇發(fā)動(dòng)機(jī)等,另有雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)(dual fuel engine)和靈活燃料發(fā)動(dòng)機(jī)(Bi-fuel engine)。 單列式和...
一、內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)造和有關(guān)名詞 為了說明內(nèi)燃機(jī)的工作原理,首先介紹一下內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)造和有關(guān)名詞。柴油機(jī)的主體部分為圓柱的氣缸體4,在氣缸體內(nèi)有上下移動(dòng)的圓柱形活塞,為了防止燃燒氣體泄漏,在活塞上裝有密封氣體...
活塞承受高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性力、側(cè)向壓力、摩擦力等多重負(fù)荷的交替作用,必然會(huì)導(dǎo)致活塞在工作中的熱損傷和機(jī)械損傷。嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致活塞頂部、銷座處出現(xiàn)裂紋、活塞環(huán)膠結(jié)甚至“拉缸”等各種問題。
活塞的機(jī)械負(fù)荷損傷主要集中在活塞的銷孔、環(huán)岸等部位。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)化水平的不斷提高,一些高強(qiáng)度的柴油機(jī)最大爆發(fā)壓力已達(dá)到 18MPa,歐V排放的發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)最高爆發(fā)壓力已達(dá)到或超過22MPa。這樣活塞的銷孔、環(huán)岸及燃燒室等部位在活塞工作時(shí)將長期承受著高頻周期作用的爆發(fā)壓力,高壓力同時(shí)又伴隨著高溫度,而在高溫作用下活塞的潤滑狀況變差,嚴(yán)重時(shí)潤滑油會(huì)膠結(jié)失效,使得活塞摩擦磨損嚴(yán)重。
內(nèi)燃機(jī)活塞在高溫、高壓、磨損嚴(yán)重的工作狀況下發(fā)生機(jī)械負(fù)荷失效原因相當(dāng)復(fù)雜,影響到活塞裂紋產(chǎn)生的因素也很多,包括鋁合金高溫下的強(qiáng)度、活塞的幾何結(jié)構(gòu)、活塞表面的粗糙度及其受到的機(jī)械載荷的性質(zhì)等有關(guān)。在這些龐雜的影響因素中,涉及到金屬材料學(xué)、熱處理、物理化學(xué)和力學(xué)等許多研究領(lǐng)域,因此盡管人們對活塞工作的可靠性問題進(jìn)行了大量研究工作,但尚有許多理論和實(shí)際問題未能得到圓滿解決。
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采用有限元方法對某柴油機(jī)活塞的溫度進(jìn)行分析,得到活塞的溫度分布規(guī)律,并將活塞溫度分布結(jié)果代入到多體動(dòng)力學(xué)分析模型中來分析活塞的側(cè)推力,在此基礎(chǔ)上,分析側(cè)推力對活塞的應(yīng)力分布產(chǎn)生的影響,計(jì)算活塞在熱負(fù)荷、機(jī)械負(fù)荷和熱機(jī)負(fù)荷耦合作用下活塞的應(yīng)力和變形.結(jié)果表明,側(cè)推力會(huì)導(dǎo)致活塞裙部、環(huán)槽和活塞銷座根部應(yīng)力增加,在活塞熱機(jī)耦合分析中,活塞變形主要是熱變形.為降低側(cè)推力對活塞應(yīng)力的影響以及深入了解活塞應(yīng)力和變形受各種負(fù)荷影響情況提供了理論基礎(chǔ).
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采用三維有限元分析法對376汽油機(jī)活塞進(jìn)行了熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷分析,計(jì)算了活塞的溫度場和應(yīng)力場,深入了解活塞的熱負(fù)荷狀態(tài)及熱應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力分布情況,找出了危險(xiǎn)應(yīng)力部位,為活塞的結(jié)構(gòu)改進(jìn)和優(yōu)化提供了理論依據(jù)。
使內(nèi)燃機(jī)由靜止過渡到自行運(yùn)轉(zhuǎn)所需的裝置。內(nèi)燃機(jī)本身不能自行起動(dòng),必須靠外力旋轉(zhuǎn)曲軸,直到曲軸達(dá)到內(nèi)燃機(jī)氣缸開始著火所需的轉(zhuǎn)速以后,內(nèi)燃機(jī)才能由自己發(fā)出的功維持穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。起動(dòng)裝置除供給起動(dòng)能量的動(dòng)力源外,有時(shí)還包括使內(nèi)燃機(jī)易于轉(zhuǎn)動(dòng)和著火的輔助裝置。
內(nèi)燃機(jī)是一種動(dòng)力機(jī)械,它是通過使燃料在機(jī)器內(nèi)部燃燒,并將其放出的熱能直接轉(zhuǎn)換為動(dòng)力的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)。
廣義上的內(nèi)燃機(jī)不僅包括往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)、旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)和自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī),也包括旋轉(zhuǎn)葉輪式的燃?xì)廨啓C(jī)、噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)等,但通常所說的內(nèi)燃機(jī)是指活塞式內(nèi)燃機(jī)。
活塞式內(nèi)燃機(jī)以往復(fù)活塞式最為普遍?;钊絻?nèi)燃機(jī)將燃料和空氣混合,在其氣缸內(nèi)燃燒,釋放出的熱能使氣缸內(nèi)產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?。燃?xì)馀蛎浲苿?dòng)活塞作功,再通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)或其他機(jī)構(gòu)將機(jī)械功輸出,驅(qū)動(dòng)從動(dòng)機(jī)械工作。
內(nèi)燃機(jī)車(diesel locomotive)以內(nèi)燃機(jī)作為原動(dòng)力,通過傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)車輪的機(jī)車。根據(jù)機(jī)車上內(nèi)燃機(jī)的種類,可分為柴油機(jī)車和燃?xì)廨啓C(jī)車。由于燃?xì)廨啓C(jī)車的效率低于柴油機(jī)車以及耐高溫材料成本高、噪聲大等原因,所以其發(fā)展落后于柴油機(jī)車。在中國,內(nèi)燃機(jī)車的概念習(xí)慣上指的是柴油機(jī)。