活塞行程
发动机专业术语
活塞距离曲轴中心最远的位置叫外止点。活塞距离曲轴中心最近的位置叫内止点。活塞运行在上下两个止点间(即上止点下止点)的距离称为活塞行程,也叫冲程,是发动机重要参数之一。活塞每移动一个活塞行程,曲轴旋转半周,所以活塞的活塞行程等于曲拐轴与主轴中心距的两倍,单位为米(m)。
定义
活塞行程等于曲轴连杆轴部分旋转直径长度。一般用s表示,对应一个活塞行程,曲轴旋转180°。活塞行程大不仅增大了发动机的总高,而且不利于提高发动机的转速。
压缩机在每两个活塞行程完成一次循环,每次循环包括膨胀,吸气 ,压缩,排气 四个过程。则需要曲轴转动两圈即720。。
我国二十世纪九十年代中小型活塞式制冷压缩机系列的活塞行程有40、55、70、100、140mm等几种。活塞行程与气缸面积的乘积决定气缸工作容积,因此它是决定压缩机结构尺寸及特性的重要参数之一。根据被压缩气体在气缸里的状态,又有吸气行程、膨胀行程、压缩行程和排气行程。
相关计算
液压缸活塞行程S的计算
液压缸的活塞行程S,在初步设计时,主要是按实际工作需要的长度来考虑。由于活塞杆细长,应进行纵向弯曲强度校核和液压缸的稳定性计算。因此实际需要的工作行程并不一定是液压缸的稳定性所允许的行程。为了计算行程,应首先计算出活塞杆的最大允许计算长度(单位m)
式中d——活塞杆直径,m;
P——活塞杆纵向压缩负载,N;
n——末端条件系数;
nk——安全系数,nk>6。
活塞行程与气缸直径的比值
活塞行程S与气缸直径D的比值S/D是决定内燃机设计的基本条件。当完成内燃机的选型后,其冲程数、气缸数已经确定;根据设计目标确定了内燃机的有效功率和标定转速;平均有效压力的数值可参照几台已有同类型的内燃机估算得到。由式可知,这样所设计的内燃机的每一气缸的工作容积Vh为
由上式可见,同一Vh值可以由不同的气缸直径D和活塞行程S组合而成。要正确地确定出活塞行程和气缸直径,必须正确地确定活塞行程与气缸直径比S/D,这一参数的选择极大地影响了内燃机的结构和性能。
当每一气缸工作容积一定时,采用较小的S/D值有如下优点:
(1)可相应提高内燃机曲轴转速而不至于使活塞平均速度超过许可值,因而可提高升功率。
(2)可降低直列式内燃机及对动活塞式内燃机的高度,缩小卧式及对置气缸式内燃机的宽度,减小V形内燃机的高度和宽度。特别是对于对置气缸式和V形内燃机而言,其长度并不取决于气缸的大小,而是取决于曲轴各轴承所要求的最小轴向尺寸,因而可减小外形尺寸并相应减轻重量。
(3)由于内燃机曲柄半径减小,曲轴主轴颈和曲柄销轴颈的重叠度增大,因此刚度增加,应力状态得以改善。同时,连杆长度缩短,这对其强度刚度均有利。
(4)由于内燃机的气缸直径的增大,易于布置气缸盖上的气道和配气机构,这样可以采用较高的发动机转速,而且由于气门通道的加大有利于改善进气条件。
技术要点
当采用较小的S/D时,由于气缸直径的加大,热负荷、机械负荷和噪声相应加大;对于单列式内燃机而言(一般为直列式、卧式内燃机)长度增大;此外,较小的S/D值不利于燃烧室的设计,对于直流式换气二冲程内燃机而言换气效果将会有所影响。因此,在确定S/D值时要具体情况具体分析。
现代汽车、拖拉机、工程机械内燃机的S/D值一般在0.7~1.3,对于高速柴油机而言,S/D值在0.9~1.15的范围内,中速柴油机的为1~1.25,低速柴油机的为1.6~2.2。汽油机的S/D值一般在0.8~1.2的范围内。通常将S/D值小于1或等于1的内燃机称为短行程内燃机。
短行程发动机在结构设计上有一定的技术难度,应该采取相应的技术措施。由于发动机转速高,应减轻运动件的质量,减少惯性力。加强活塞环的设计与研究,减少摩擦损失,提高气缸与活塞环的寿命。提高轴瓦与轴承的承载能力。设计合理的配气机构,提高配气机构的刚度,保证气门运动规律的准确性,减少振动和磨损,提高配气机构的寿命。
行程调整
制动缸活塞行程,是指制动时制动缸活塞所移动的距离,这个距离是由三个方面产生的:其一是缓解状态下的闸瓦间隙;其二是各传动杠杆销接处各圆销与圆销孔之间的间隙;其三是基础制动装置各种杆件在制动时产生的弹性变形。其中闸瓦间隙的变化影响最大。
制动缸活塞行程的长短与制动力有密切的关系。当施行制动作用时,在相同的制动管减压量下,活塞行程过长时,制动缸容积增大,副风缸与制动缸的计算容积比减小,制动缸空气压力就要降低,从而使制动力减小,延长制动距离,影响行车安全。反之,当制动缸活塞行程过短时,制动缸压力就会增大,容易抱死车轮,造成车轮踏面擦伤。而且,在列车中,如果各车辆的制动缸活塞行程长短相差过大时,还会使各车辆的制动力相差悬殊,从而增加列车的纵向动力作用。
此外,制动缸活塞行程超长还会造成基础制动装置的作用不正确,从而使制动缸前杠杆和制动缸后杠杆的斜度扩大,产生杠杆与托架相抗的现象,即所谓的抗托现象。由于抗托,从而降低制动效果,甚至无制动力。
制动缸活塞行程超长的危害很大,一些事故,如冒进、放飓、闸件脱落等都与制动缸活塞行程有关。因此,在运用中必须及时地对变化了的制动缸活塞行程进行适当的调整,使之保持在规定的范围内(表1是《技规》对车辆制动缸活塞行程规定的运用限度和《车辆制动机检修规程》规定的其他限度)。另一方面应尽快地使用闸瓦间隙自动调整器,从根本上解决制动缸活塞行程超长的问题。
表1制动缸活塞行程限度表(mm)
参考资料
最新修订时间:2023-05-10 02:24
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定义
相关计算
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