水星雅马哈柴油发动机与配件的密封技术状况直接影响设备的可靠性、安全性、环保性等关键指标,在一定程度上体现整个柴油发动机的综合技术水平。
船用柴油发动机在运行程序中产生高温、高压、摩擦和燃烧爆发,都需要压力润滑、冷却和废气排放来维持正常运动,因此柴油发动机的密封技术就涉及高温、高压、高爆发率、高升功率、低排放,以及润滑油、燃料油、各种气体及防冻冷却水等各种复杂介质的考验。与此同时,现代发动机向质量轻、体积小、功率大、环保型方向发展,导致密封面狭、结构复杂,螺栓压紧力不能加大,这给密封技术和密封材料,尤其对橡胶密封材料提出了更高的要求。
任何一种简单的橡胶密封材料都已不能解决当代柴油发动机密封技术的要求,尤其是在气缸盖、尾气排放的密封,以及薄板冷冲件和铝合金的油底壳、齿轮箱、油泵、冷却器、空压泵等润滑油、燃料油、冷却水、汽的不同介质、温度、压力、面压和化学成份在低面压处的密封,若采用同一种橡胶密封材料去解决如此复杂的密封技术要求,是盲目而不实际的。
我们认为要解决整个发动机的密封技术,必须了解发动机的密封部件,螺栓扭力和密封面的形状分布,面压的高低、温度和介质的情况,再根据不同的面压、温度、压力、介质来设计密封材料的抗拉强度、压缩率、回弹率、蠕变率,耐各种介质性能及密封材料自身的化学成份与发动机内的化学成份的相互作用关系。
考虑到密封件的位置、材料以及工作条件,只要改变弹性材料的等级即可解决密封问题。但是,对于新的发动机,必须对以下两个方面进行优化:密封结构、密封位置。
密封有静态和动态两种形式。静态密封最为普遍,典型地用于气缸套、进气门、排气门座以及引燃器等处。动态密封用于有轴向或径向运动的部件,如气门杆。动态密封更容易因擦伤、摩擦热老化或轴承磨损导致错位而失去功能。
为降低初置费和维修成本,发动机制造厂企图完全取消静态密封或只采用小密封。然而,除非密封材料质量相当高,采用小密封最终会使安全系数降低。通常静态密封被认为是比动态密封要低一等,选择静态密封常常是一个选择现成材料的问题。
现在有一种明显的发展趋势是发动机设计师与弹性材料专家联手寻求解决方案。另有一种选择是完全取消密封,这往往是不可能的,而且,考虑到添加设备和铸件重新设计的费用,在经济上也是行不通的。静态密封并非一定是O形圈,可以根据发动机厂家要求为发动机的某些部位定做特殊形状的密封件。例如,机油垫片靠金属密封件来密封而弹性体起保护作用,水管O形圈设计成能够随发动机气缸体的变形而膨胀或收缩。
优化结构设计,减少摩擦与附件功率损失,提高机械效率。柴油机的有效效率等于指示效率与机械效率的乘积,因此,柴油机的燃油消耗率也直接受到机械效率的影响,因此,在致力于完善缸内工作过程的同时,也必须十分重视减少摩擦损失和提高机械效率的研究。
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