日本SMC活塞环与气缸套受到高温、高压燃气的作用和冲刷
同样的气压条件下,如果希望成倍提高日本SMC气缸的输出力,活塞的受力面积就要增加一倍,则缸径要增加40%以上。如果不增加缸径的尺寸就能够提高气缸的输出力,意味着更紧凑的结构、更小的占用空间,甚更低的成本,这尤其对于举升、大负载、冲压方面的应用会非常有意义。下面我们就来看看SMC为我们带来了什么样的解决方案吧。??如图所示的气缸是倍力气缸(MGZ系列),该气缸由于采用了的结构,在气缸截面积增加不大的条件下,可以使伸出方向的输出力增大一倍。倍力气缸的动作原理如下图所示。??从A口进气,气压力作用在面枳①、②上,活塞杆伸出。因为面枳①和②之和相当于普通气缸活塞受力面积的2倍,故输出力较之增大一倍。?从B 口进气,气压力作用在面积③上,面积③略小于面枳②,活寒受较小的力(一般为活塞杆伸出时的1/3左右)缩回。
活塞环与日本SMC气缸套摩擦形式
活塞环-气缸套是柴油机中一对重要的具有往复运动的运动副。活塞环与气缸套受到高温、高压燃气的作用和冲刷,产生很大的机械应力与热应力;工作表面受到腐蚀与严重的摩擦。
活塞往复运动速度在行程中点Z大、止点位置为零,所以,在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑。一般来说,活塞行程的中部工作表面易于实现液体摩擦,形成液体动压润滑,在上、下止点附近工作表面间形成极薄的边界油膜,实现边界润滑。
日本SMC气缸中的高温不利于液体油膜建立。因为高温,使润滑油黏度降低或氧化变质,使活塞头部变形影响正常配合间隙,使缸壁上已形成的油膜蒸发、氧化和烧损。形成油膜的有利条件是:行程中点运动速度Z大;已形成的油膜在下一个行程被更新之前暴露在高温中的时间极短,仅有几分秒;现代气缸油中的添加剂使润滑油的抗氧化安定性大大提高,增强了高温下保持油膜的能力。
1.日本SMC气缸直列式:优势在于结构简单,成本低,所以小排量大多用直列的,劣势在于震动较大。
2.V型:优势在于结构紧凑,平稳性好,劣势在于较直列式贵,适合大排量。
3.水平对置(可视为180度夹角的V型排列):优势在于重心低,高转速稳定性很好,劣势在于目前世界上只有两家车厂用这种方式
气缸套和活塞环是在高温、高压、交变载荷和腐蚀的情况下工作的一对摩擦副。长期在复杂多变的情况下工作,其结果是造成气缸套磨损变形,影响了发动机的动力性、经济性和使用寿命。认真分析气缸套磨损变形的原因,对于提高发动机的使用经济性有十分重要的意义。
一、日本SMC气缸套磨损的原因分析
日本SMC气缸套的工作环境十分恶劣,造成磨损的原因也很多。通常由于构造原因允许有正常的磨损,但使用和维修不当,就会造成非正常磨损。
日本SMC活塞环与气缸套受到高温、高压燃气的作用和冲刷