氣缸蓋在工作中受到低周熱疲勞損傷、高周熱疲勞損傷和蠕變損傷,其壽命和可靠性是發動機的重要指標。在發動機的啟動—停車過程中(啟動循環),氣缸蓋被急劇的加熱和冷卻,產生較大的循環熱應力,受到低周熱疲勞損傷。在發動機啟動后的每個工作循環中(吸氣—壓縮—做功—排氣循環過程),氣缸蓋發生較小幅度的溫度變化,遭受高周熱疲勞損傷。氣缸蓋局部材料在高于蠕變溫度的環境中長期工作,受到蠕變損傷。1)從理論上分析了氣缸蓋的低周熱疲勞損傷、高周熱疲勞損傷和蠕變損傷,引起氣缸蓋失效的主要是低周熱疲勞損傷,啟動次數是其主要的壽命指標;2)蠕變對氣缸蓋的直接損傷較小,但能夠影響低周熱疲勞的平均應力,因此可以把發動機的蠕變—低周熱疲勞可等效為恒定應變幅、一定平均應力的熱—機械疲勞,用熱機械疲勞試驗代替蠕變—熱疲勞試驗可一定程度上降低試驗時間。精細加工的氣缸蓋表面,減少摩擦,提升效率。山東單缸柴油機氣缸蓋廠家
由于鑄鐵氣缸蓋的工作溫度較高,并且在常用溫度范圍內,熱強度已能滿足設計要求。同時價格低廉,所以一般水冷式內燃機多數采用HT21—40、HT25—47等鑄鐵來制造氣缸蓋或者采用合金鑄鐵來制造,以提高拉伸極限強度和耐熱性。只有一些汽油機:考慮到鋁合金氣缸蓋導熱性比鑄鐵好,有利于提高壓縮比,采用鋁合金來制造。目前對鋁缸蓋來說,AlSi6Cu4是比較通用和合適的材料。另外,AlSi7Mg0.3也是較為普遍的材料。雖然由于鋁合金機械強度較低,設計中須將壁厚選得比鑄鐵的大一些,但因其密度小,增加壁厚之后,其重量一般也只有鑄鐵氣缸蓋的一半左右。氣缸蓋生產廠家選用品質氣缸蓋,為發動機提供堅實保障。
氣缸蓋螺的栓數目應該盡可能多一些。因為,氣缸蓋總預緊力是一定的,螺栓數日愈多,則分配給每一個螺栓的預緊力就愈小,這樣可以避免由于氣缸體中產生安裝應力而引起氣缸蓋底面的變形以及氣門座的變形。同時,螺栓數目多時,螺栓直徑可以相應減小,相對于氣缸蓋的柔性變大,這可以減小螺栓負荷的交變分量,因而可以減小預緊力。此外,螺栓數目多,兩螺栓之間的距離減小,對氣缸蓋襯墊的壓緊力就較均勻,從而保證氣缸蓋襯墊的密封性。
翹曲和扭曲是氣缸蓋常常出現的問題,也是造成氣缸墊屢燒的主要原因。特別是鋁合金氣缸蓋表現得更為突出,這是因為鋁合金材料具有很高的熱傳導效率,同時氣缸蓋與氣缸體相比,又顯得比較小和薄,鋁合金氣缸蓋的溫度上升得快。當氣缸蓋變形時,它與缸體平面接合就會不嚴實,氣缸的密封質量就下降,造成漏氣而燒壞氣缸墊,從而進一步使氣缸的密封質量惡化。如果氣缸蓋出現嚴重的翹曲變形的話,就必須將其更換掉。氣缸表面不均勻冷卻會形成局部熱點。局部熱點會導致氣缸蓋或氣缸體上小區域的金屬產生過度膨脹,這種膨脹會使氣缸蓋密封墊遭到擠壓并損壞。由于氣缸墊的損壞導致泄露和腐蝕的產生,并被燒穿。精確控制氣缸蓋的溫度分布,可優化燃燒效率。
整體式氣缸蓋:在多缸發動機中,如果全部氣缸共用一個汽缸蓋,則該汽缸蓋稱為整體式汽缸蓋。這種結構形式具有整體性強、剛度好的優點,適用于高壓、高溫的工作環境。但是,由于整體式氣缸蓋結構復雜,制造成本較高,維修也不太方便。分塊式氣缸蓋:如果每兩個氣缸或三個氣缸共用一個汽缸蓋,則該氣缸蓋稱為分塊式汽缸蓋。這種結構形式相對于整體式氣缸蓋來說,結構更簡單,制造成本也較低,方便維修。但是,分塊式氣缸蓋的剛度和密封性相對較差。精密的氣缸蓋加工,確保各部件間的精確配合。柴油機氣缸蓋
氣缸蓋的設計需考慮發動機的整體布局和散熱需求。山東單缸柴油機氣缸蓋廠家
如果氣缸蓋連接螺栓沒有擰緊到規定的扭矩數值,那么由這種輕微跳動而引起的氣缸墊磨損就會發生得更快、更嚴重。若連接螺栓過松,就會導致氣缸蓋相對與缸體的跳動量增加。如果連接螺栓被擰的過緊,那么就會造成連接螺栓的受力超過它的屈服強度極限,從而導致連接螺栓的拉長超過它的設計容限值,這樣也會造成氣缸蓋的跳動量增加,加速氣缸蓋密封墊的磨損。使用正確的扭矩規定值,且按照正確的次序擰緊連接螺栓,就可以使氣缸蓋相對與缸體的跳動降低到很小,從而保證氣缸蓋的密封質量。山東單缸柴油機氣缸蓋廠家