湿式缸套设计

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1、4102发动机湿式气缸套设计目录_、零件的工作情况与设计要求二设计过程计划三、结构方案设计与论证五、图纸的绘制六、结论与心得七、参考文献零件的工作情况与设计要求1、工作情况a内燃机工作时，气体温度和压力反复变化,汽缸内壁直接受高温气体压力的作用，燃烧过程，气体压力和温度都很高，而进气过程，其温度和压力都比较低，内壁温度的波动和内外壁温的变化以及气体压力的作用，是气缸承受巨大的机械负荷和热负荷；b汽缸内壁还承受活塞队气缸的侧作用力，引起气缸镜面弯曲变形；c、还受到冷却水的腐蚀和穴蚀2设计要求a要求有足够强度承受机械应力和热应

2、力；b足够刚度以保证工作时不至有过大变形；c对气缸的镜面还必须要求良好的耐磨性，夕卜表面对冷却水有一定的抗腐蚀能力。二设计过程计划2012年12月29S-2013年01月03日熟悉任务，查阅资料2013年01月04H-2013年01月08日分析计算2013年01月09S-2013年01月10日撰写课程设计说明书2013年01月11日课程设计答辩三、结构方案设计与论证1、设计要求的总体分析早期的水冷式内燃机,气缸套与水套壁是铸成整体的,不用气缸套。气缸的内壁直接对活塞起导向作用,气缸的外壁则受冷却水的冷却。发动机气缸套有湿式

3、和干式两种,直接与冷却液接触的气缸套是湿式气缸套,而不直接与冷却液接触的是干式气缸套。对于汽缸套的设计过程中,提高气缸镜面耐磨性的设计是最主要的问题,为提高镜面耐磨性,需要采用耐磨性好的材料,或者在汽缸体材料中加入某些合金元素，但由于其他部位对耐磨性的要求不高,如果整体采用合金材料或者耐磨性好的材料,大大增加制造成本,目前广泛采用在汽缸体中镶嵌入耐磨性材料制造的汽缸套，不仅成本低，而且磨损后可以更换，有利于维修。2方案设计a结构设计湿套的壁厚应保证汽缸套有足够的强度，尤其是足够的刚度，以减小变形和振动，一般壁厚6二(0.0

4、5-0.1)D左右，D为气缸直径;湿套以两个凸缘定位，为便于安装，下凸缘直径D2略小于上凸缘直径D3,一般D3=DU(2-4)mm,D3-D2=1-2mm,D1为汽缸套外径;凸肩外径D4尽可能小z以保证最小中心距,为保证压紧,一般D4・D3=6~8mm;工作时凸肩温度很高，与气缸水套体间应留下必要的膨胀间隙，一般=0.3〜0.7mm,为保证压紧密封，凸肩顶面应略高于气缸水套体顶面A2,—般△2=0.05~0.15mm,凸肩高度hi不宜过大，但也不能太薄，否则容易变形，还会影响凸肩强度；目前一般h1=5-10mm;汽缸套上凸

5、缘高度h2应尽可能短一些，因为这段高度内对汽缸壁冷却较差,对第一环的传热不利,一般h2=7-15mmo缸套上端水封采用凸肩下加一紫铜垫片,下端水封采用2个耐热耐油的橡胶密封圈来保证；从加工和安装方便的角度出发,密封槽做在汽缸套上,此时必须注意环槽处的壁厚不能太小，一保证足够刚度和强度。此密封部位尺寸见下表。缸径dteabcD<13043.44826D>13095.261238.5缸套长度hO应保持足够长度,下止点时活塞裙部只能露岀5-10mm,以保证导向，但是缸套下沿不能与连杆轨迹发生干涉。b材料材料简介气缸套的材料,除了

6、必须具有足够的机械强度和热度之夕卜,还必须有很好的耐磨性、耐腐蚀性、保油性和润滑性，而其中最主要的是耐磨性。目前，气缸套常用的材料有球墨铸铁、高磷铸铁和合金铸铁。以下是它们的简介：球墨铸铁球墨铸铁具有致密强韧的珠光体基体和球状分布的石墨”强度比普通铸铁高一倍；抗穴蚀性和耐磨性也都是比普通铸铁好。但是由于球化石墨表面积较小，其保油性比石墨片状分布的普通铸铁差，在润滑条件不良时，容易出现局部干摩擦而导致”拉缸"。为获得较好的润滑条件,希望石墨球粒的尺寸越小越好。球墨铸铁气缸套经过适当的研磨和热处理，可以得到良好的研磨表面。球墨

7、铸铁的缺点是铸造工艺比普通铸铁复杂,成本较高。高磷铸铁一般铸铁中添加磷的成分达到0.3-0.8%时称为高磷铸铁，磷在铸铁中形成网分布的三元共晶体,从而提高硬度而获得良好的耐磨性。其耐磨性与球墨铸铁气缸套相接近，但工艺性比球模型铸铁好，省工时，而且磷还可以改变耐腐蚀性能。高磷铸铁的缺点是：由于含磷量增多,材质变脆,而且容易产生缩孔,造成废品。合金铸铁在铸铁中添加¥臬、¥各、铜等合金元素后得到的各种合金铸铁。添加合金元素可以使材料组织均匀，珠光体致密，或促进高硬度的碳化物形成，进一步提高强度、耐磨性和耐腐蚀性。合金铸铁缺点是要

8、消耗贵重金属，熔炼铸造工艺复杂,加工较困难,成本也咼。此外,制造气缸套材料还有：含硼铸铁、稀土钙铸铁、钛机铸铁、磷机铸铁以及奥式铸铁等。在一些强化的内燃机中，还采用氮化钢来制造气缸套。因为氮化钢的耐热性和耐腐蚀性都很好。在500°C时，氮化层的硬度下降很少，可以保证在工作温度下的耐磨性。为了提高耐磨性、