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小特集
活塞环的塑性变形,
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本文论述珠光体灰铸铁夏球墨铸铁材在制造过程没箱满足其性指要求。率文叙
料活塞环塑性变形问题。早在一个世纪前, 述活塞环生产过程中一些技术同题和限制其
活塞环就应用在内燃机中。目前发动机劈性性能自身固有缺陷。
船有了大幅度提高,但这种类型盼密封环基
本上没有改变。活塞环主要是种密封元件内燃机活塞环
但为了完威其功能,同时也必须是个弹性元
件。为了适宜当今高速发动枧低油耗和高压活塞环直用最多的场合是汽油发动机和
缩比的需要,活塞环的切向应力不断提高, 柴油发动机。在发动机发明至今约年
使得括塞环的戳洼增加, 自身适应性降低, 问,通过不断地改进和完善,其输出功率得
传统的灰铸铁材料己难以胜任而需要球墨铸到大幅度地提高。
铁代替。通过对活塞环的不断改进, 虽然效在内燃轨不断发展的同时, 活塞环相应
果不十分理想, 但性能鹩确得到了改善。地朝若满足新型发动机苛刻要求方向发展
由于活塞环切向应力提高, 活塞环姻自着。由于铸铁材料有好的耐磨性和橱动性,
由开口及径向厚度增大, 从而造成过大应力早期在蒸汽发动觋上广泛采用灰铸铁材料活
使得环背区域产生塑性变形。这种变形通常塞环,但径向接触压力较低,.
出现在装配过程中, 但由于它的存在改变了/ ,直接影响萤它们的密封性能。
活塞环固有的径向压力分布形式。因此, 除令人惊奇的是尽管台金铸铁和更好的铸
非接受径向压力分布发生变化这一事实,否造方法出现使得活塞环材料的性能有了很大
则的话只有碱小自由开口宽度及径向厚度改程度的改善, 然而灰铸材料在六十年代仍得
善活塞环自身适应性, 采用箭加弹簧增加比到了广泛的应用。但是, 无可否认, 由于发
压, 以及增加缸体刚性减少热变形的方法束动机的功率体积比不断提高,获铸铁捌斜活
提高活塞环昀密封性, 但这些做法无疑导致塞环已无法胜征,下列简单的计算将说明这.
成本的增加。个问题。
前言活塞环的弯曲应力
活塞环作为密封元件其优良的性能主下面以矩形截面活塞环为翻计算其弯盥
要取决于外圆工作面与气缸壁接触的形状精应力见图。
度。。一.
活塞环的可靠性取决于它自身的弹性, .
要在非常苛刻的动负荷、机械负茼及热负荷. 假定数值,便予计算
作用下保持稳定的弹力。. 一.
尽管活塞环形状简单,但就其技术而言通过计算,可得一截面的弯曲应办
是机械零件中为数不多的非常复杂的零件之
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。通常由于没有很好地理解这一点, 因此
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对于钢质材料而言, 上述弯曲应力完全
可以接受:然即使是商品位的铸铁,这个
应力也是不可接受的,阻止活塞环折断的原/ 拉
因是材料帕应力——应变特性。上述弯曲应骚●●
力计算基于虎克定律, 在弹性变形条件下成
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