气缸盖的功用、工况及要求
一、气缸盖的功用、工况及要求1．功用
1）封闭气缸套顶部，与活塞、缸套共同组成密闭的气缸工作空间。
2）将气缸套压紧于机体正确位置上，使活塞运动正常。
3）安装柴油机各种附件，如喷油器、进、排气阀装置、气缸起动阀、示功阀、安全阀以及气阀摇臂装置等等。
4）布置进、排气道，冷却水道等。在小型高速机的气缸盖中还布置涡流室或预燃室等。因此气缸盖中孔腔、通道繁多，使其结构形状比较复杂。
2．气缸盖的工况
1）热应力
气缸盖触火底面的工作温度随着柴油机的负荷增大和冷却条件变差而会升高。工作温度在喷油器孔与气阀座孔之间的鼻梁区最高。缸盖底的触火面与触水面之间以及缸盖中央与四周之间都存在着很大温差。据测量某柴油机在运行时排气阀座孔处温度达430℃，最大温差超过200℃。又由于各部分厚度不均、形状复杂以及螺栓紧固的束缚，使热胀冷缩受牵制严重而造成很大的热应力。热应力往往是缸盖裂纹的主要原因，以 σT表示。
2）气体压力
燃气向上对缸盖的总作用力的中心在气缸盖中央。缸盖螺栓从四周压紧缸盖，故使缸盖中央上拱弯曲。对缸盖底面板壁来讲，上拱变形使触火面受压、而触水面受拉。其作用效应与热应力一样。气体产生的应力以σc表示。
3）安装应力
缸盖螺栓施于气缸盖的预紧力约为缸盖底面气体最高爆发力的数倍，以确保紧固密封可靠。在预紧力及支承力作用下缸盖也有中央上拱弯曲的趋势，也使缸盖底壁触火侧受压应力，而冷却水侧受拉应力。预紧应力与预紧力大小成正比，为静应力，以σj表示。在安装不正确时将会出现很大数值。
4）腐蚀
冷却气缸盖等的冷却水通常是含有SO4--和CI-等酸根离子的电解质溶液。而缸盖冷却面由于各种原因存在电位差。这样这些部位的金属会受电化学腐蚀，在静应力下，腐蚀使材料失落处呈现麻点，安装防蚀锌块能有效地减轻电化学腐蚀。而在脉动机械应力下，麻点即成为应力集中处，成为疲劳裂纹源。在脉动应力和电化学腐蚀共同作用时，使处于晶格滑移带受腐蚀，引起金属材料的抗疲劳强度显著下降，这种现象称为腐蚀疲劳。高温燃气对气缸盖底面也有较强的化学腐蚀作用。
3．气缸盖的要求
有足够的强度、良好的耐热性；同时材料还应具有良好的浇铸工艺性。
气缸盖的结构应有足够的刚性。触火面形状应符合图纸要求。有足够圆弧过度且光洁完整。受压面和各种道腔应分别符合规定的压力试验要求，各安装座孔尺寸、形状都应符合精度要求。尤其是各个阀座孔与阀锥面应保持良好的密封状态。气缸直径在400mm以下的气缸盖材料多用HT400之类的灰铸铁；400mm以上者多用球墨铸铁，如 QT60-2等。不少大型低速柴油机采用铸钢缸盖或者采用铸铁──铸钢组合式缸盖。
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