活塞产品知识毕业设计

1、活塞产品知识 ALBAMA,活塞工作原理和作用,原理： 四冲程发动机包括：进气-压缩-燃烧-排气这四个过程，而在这些过程中，活塞顶部气压的不断地循环改变，从而导致活塞的上下来回运动。这样内燃机燃料的热能就转化成为活塞的上下运动的动能，而活塞就是充当这种转化的介质。 作用： 1.组成燃烧室，承受燃气作用力，并把它传给连杆。 2.密封气缸，防止燃气泄漏及润滑油窜入燃烧室。 3.将热量传给气缸壁。 4.将连杆的侧压力传给气缸壁（图,构造： 活塞顶部 Piston Roof 活塞头部 Piston Head 活塞裙部 Skirt,活塞的结构设计,Piston,活塞顶部 Piston Roof,活塞顶部

2、平面： 气门凹坑 valve relief（图） 主要是为气门提供足够空间，使进排气顺畅，同时节省空间。 （图,活塞顶部 Piston Roof,平顶活塞顶部(Flat head)是一个平面，结构简单，制造容易，受热面积小，顶部应力分布较为均匀，一般用在汽油机上，柴油机很少采用。图,活塞顶部 Piston Roof,凹顶活塞顶部(Cup head)呈凹陷形，凹坑的形状和位置必须有利于可燃混合气的燃烧，有双涡流凹坑、球形凹坑、U形凹坑等等。 多用于柴油机,活塞顶部 Piston Roof,球形顶（Home head）凸起呈球顶形，其顶部强度高，起导向作用，有利于改善换气过程，二行程汽油机（摩托车

3、）常采用圆顶活塞,凸顶活塞(Hump head,异型顶（Contour head,活塞头部 Piston Head,活塞头部指活塞第一道油环槽(groove）下侧边至顶面的部分。它有数道环槽，用以安装活塞环，起密封作用，又称为防漏部,柴油机压缩比比汽油机压缩比高（具体），一般有四道环槽，上部三道安装气环(Compression ring)，下部安装油环,活塞头部的作用 Functions,安装活塞环 密封作用 ：与活塞环一起密封气缸，防止可燃混合气漏到曲轴箱内 传热作用：将(7080)%的热量通过活塞环传给气缸壁,活塞头部 Piston Head,设计要点是（加顶部的） 1.具有足够的机械强度

4、和刚度。 2.保证工作温度不过高，温差少。 3.尺寸尽可能紧凑，以减少活塞的重量。 （图,活塞头部结构,汽油机一般有三道环槽， 第一道环槽工作条件最恶劣，一般离顶部较远些。其中有两道气环槽和一道油环槽， 在油环槽底面上钻有许多径向小孔，使被油环从气缸壁上刮下的机油经过这些小孔流回油底壳,活塞头部第一道环槽设计,环槽磨损对活塞的使用性能影响极大（列出），为了延长活塞的寿命，要特别注意提高第一环槽的耐磨性。 镶耐磨圈就是在第一道环槽处（有时包括第二环槽）铸入一个耐磨奥氏体高镍铸铁圈（图） 耐磨原理 粘结率85%上 为了解决解决活塞头部裂纹。 1.在燃烧室喉口注入耐热护圈（图p27） 2.在第一环槽

5、上方车隔热槽，使部分热负荷分流。（图,活塞裙部 Skirt,裙部为 活塞从第一道油环槽下端面起至活塞最下端的部分，它包括装活塞销的销座孔(pin hole)； 活塞销座孔加工精度很高？，制作较厚； 卡环 (Circlip)：有些没有销座孔近外端面处有卡环槽，限制活塞销轴向窜动,裙部形状,1)预先做成椭圆形 Oval Shape 如果活塞冷态时裙部为椭圆形，由于热胀冷缩作用，工作时活塞厚端膨胀较多，薄端较少，就会有椭圆形变成一个圆，使活塞与气缸之间圆周间隙相等，发动机就正常工作了。 椭圆的长轴方向与销座垂直，短轴方向沿销座方向。这样活塞工作时趋近正圆。 裙部的椭圆度一般为0.3-0.5mm,裙部

6、 Skirt,2)锥形，阶梯形活塞 Taper （高级铸铁； 耐热钢） 密度小；热膨胀系数小；耐磨性好；易散热；好加工等符合各种特性的材料 成形方法： （1）铸造(Casting)：强度下降小，成本低；容易出现气孔、缩松； （2）锻造(Forging)：强度高，导热性好，成本高，用于强化发动机； （3）液态模锻：兼有前两者特点，切削少，利用率高，消除铸造缺陷，提高毛坯质量,活塞工作条件 Working Conditions 降低磨损，延长寿命。 材料（膨胀系数与铝合金相近）： 镍奥氏体铸铁 高锰奥氏铸铁,一道钢圈 Top ring insert 二道钢圈 Top & 2nd ring inse

7、rt 耐热钢圈 Heat resistant insert,活塞工艺 Technology (3,冷油道 Oil Cooling Gallery 第一环槽的环形冷却油道使环槽温度下降了50左右。 工艺： 用工业盐作模，成功率不高 冷油道与钢圈一起铸造，工艺难,油冷活塞 振荡冷却 喷油冷却,活塞试验考核方法,性能试验 机油消耗量测试 活塞漏气试验 活塞防拉缸试验,可靠性试验 全速全负荷和超速超负荷可靠性试验 热冲击试验,活塞技术标准和检验方法,技术标准在国内有两种： 1）国标：GB114882内燃机铝活塞技术条件和GB350883内燃机铸造活塞晶相检验标准 2）工业部部标：JB3931_85 汽车，摩托车铸造铝活塞技术条件和JB393285汽车，摩托车铸造铝活塞晶相表