活塞结构设计与工艺设计

摘要

内燃机的不断发展，是建立在主要零部件性能和寿命不断改进和提高的基础上的，尤其是随着发动机强化程度的提高、功率的增大和转速的增加，零部件尤其是直喷式柴油机活塞的工作环境变得更加恶劣了。活塞的结构直接影响活塞的温度分布和热应力分布，因此就有必要对活塞的结构和性能作出预测和评价。

活塞式内燃机上最关键的运动件，它在高温高压下承受反复交变载荷，被称为内燃机的心脏。本设计通过对内燃机铝活塞加工技术的发展、活塞的工作环境以及结构特点的分析，确定了活塞的加工过程以及加工方案。其中主要包括：活塞顶部设计、活塞头部设计、活塞裙部设计、活塞的结构参数设计、和加工工艺的设计。

关键词：内燃机活塞结构加工

Abstract

The continuous development of the internal combustion engine, is built on the basis of the performance and life of the main components continue to improve and enhance, especially with the improvement of the degree of enhancement of the engine, power increases and an increase in speed, parts and components in particular, is a direct injection diesel engine pistonwork environment becomes worse. The structure of the piston directly affect the temperature distribution of the piston and the thermal stress distribution, and therefore it is necessary to predict and evaluate the structure and performance of the piston。

The most critical moving parts of the piston engine under high temperature and pressure to withstand repeated alternating load, which is known as the heart of the internal combustion engine. The design through the development of the internal combustion engine the aluminum piston processing technology, the the piston work environment as well as the analysis of the structural features identified piston processing and processing programs. Which mainly include: design of the top of the piston, piston head design, piston skirt design, structure parameters of the design of the piston, the piston calculation of the maximum explosion pressure and the process design.

KEY WORD ：Internal combustion engine Piston structure Machining

目录

第一章绪言 (1)

第二章活塞结构设计 (3)

第一节活塞的概述 (3)

第二节活塞的基本结构特点 (4)

第三节活塞的选型 (5)

第四节活塞的主要加工表面及技术要求 (9)

第三章活塞工艺设计 (11)

第一节活塞加工工艺分析 (11)

第二节活塞加工工艺规程的制订 (15)

结论 (19)

致谢 (20)

参考文献 (21)

第一章绪言

一、活塞的发展趋势

活塞是发动机中的重要零件之一，它在工作时承受发动机气缸内高温气体的压力，并通过活塞销、连杆将压力传给曲轴。因此活塞是在高温、高压和连续变负载下工作的。

发动机活塞的材料为铝合金，它的导热性好、重量轻、惯性力小，并具有较好的切削加工性。铝活塞的毛坯采用金属模浇铸。毛坯的精度较高，活塞销孔也能铸出，因此机械加工余量可以相应地减少。毛坯在机械加工前要切去浇冒口，并进行实效处理，以消除铸造时因冷却不均匀而产生的内应力。

随着中国汽车市场的快速发展，我国车用发动机活塞市场也将“水涨船高”。特别是随着我国中重型汽车“井喷”式发展和国3排放标准的全面实施，未来三年，我国中高档柴油发动机活塞市场将迎来历史性的巨大发张契机。

二、活塞的市场预测

未来三年，我国中高档柴油发动机活塞市场存在着几方面的发展机遇：

一是长距离运输车辆的快速增长。随着我国高速公路通车里程的快速增加和高等级公路的大规模建设，将有效拉动长距离运输车辆的快速增长。目前国外载货汽车市场以300千瓦以上大功率车型为主，而在国内仅有5%的车型为300千瓦以上。未来一段时间里，我国载货汽车市场的动力水平将快速升级，高速度、大功率、自身质量轻的重型汽车将成为用户的首选。

二是自卸车市场的强劲增长。我国固定资产投资规模快速增长，大型项目上马带动工程用自卸车销售增长；同时因为受国家治超因素影响较小，自卸车市场空间会有所加大。

三是发展节油型重车成为趋势。随着我国油价逐步与国际市场接轨以及各国对能源需求的进一步增加，高油价时代已经来临，节油将成为用户购买重型汽车的重要衡量指标。

四是国家新农村建设的强劲拉动。随着国家加大落实“三农“政策力度，农民收