活塞设计说明书.docx

--------------------------校验:_____________-----------------------日期:_____________活塞设计说明书汽油机活塞设计说明书::一、活塞设计要求活塞是曲柄连杆机构的重要零件,主要功用是承受燃烧气体压力和惯性力,并将燃烧气体压力通过活塞销传给连杆,推动曲轴旋转对外作功。此外,活塞又是燃烧室的组成部分。活塞是内燃机中工作条件最严酷的零件。作用于活塞上的气体压力和惯性力都是周期变化的,燃烧瞬时作用于活塞上的气体压力很高,如增压内燃机的最高燃烧压力可达14—16MPa。而且活塞还要承受在连杆倾斜位置时侧压力的周期性冲击作用,在气体压力、往复惯性力和侧压力的共同作用下,可能引起活塞变形,活塞销座开裂,活塞侧部磨损等。由此可见,活塞应有足够的强度和刚度,而且质量要轻。本次课程设计的目的是设计四冲程汽油机的活塞,根据某些现有发动机的参数,确定活塞直径D=73mm。二、活塞材料活塞材料常用灰铸铁和铝合金,然而由于铸铁材料密度大,产生的往复惯性力也很大,所以目前只用于大中型、低速柴油机上,故采用铝合金活塞。为了使活塞拥有较好的热导率、高温强度、可锻性以及较小的热膨胀系数,所以才用铝硅铜合金。三、活塞的结构设计活塞按部位不同可以分为顶部、头部和裙部。,一般有平顶、凸顶和凹顶,此处选用平顶活塞。D,取δ=,并通过销座把它传给连杆,同时与活塞环一起配合气缸密封工质。因此,活塞头部的设计要点是: 1)保证它具有足够的机械强度与刚度,以免开裂和产生过大变形,因为环槽的变形过大势必影响活塞环的正常工作; 2)保证温度不过高,温差小,防止产生过大的热变形和热应力,为活塞环的正常工作创造良好条件,并避免顶部热疲劳开裂; 3)尺寸尽可能紧凑,因为一般压缩高度H11则直接受头部尺寸的影响。1的确定压缩高度为活塞销中心到活塞顶的高度,压缩高度H1是由火力岸高度h1、环带高度h2和上裙高度h3构成的,即:H1=h1+h2+h3在保证气环有较好的工作条件的前提下,应该尽量缩短压缩高度。为了尽可能地缩小压缩高度H1,则火力岸高度h1也要尽量地取小,对于一般汽油机而言,火力岸高度:h1h1h1mm。该发动机采用三道活塞环,其中2道气环,1道油环。在小型高速内燃机上,一般气环高b=2~3mm,油环高b=4~6mm,取b1=3mm,b2=3mm,b3=4mm。环岸高度主要根据机械强度来确定,由于第一环岸承受的气压力较大且工作温度较高,故其高度往往可稍大于其他环岸。第一环岸高度c1=2~4mm,取c1=4mm。又c2=(1~2)b1=3~6mm,且小于c1,则取c2=3mm因此,环带高度h2=b1+b2+b3+c1+c2=3+3+4+4+3+=17mm。压缩高度最后由上裙高度来确定,对于一般汽油机而言,H1=所以可以先确定压缩高度再确定上裙高度,取压缩高度H1=40mm则h3=H1-h1-,正圆形的裙部与气缸在活塞销方向