发动机活塞的设计
发动机活塞的设计
发动机活塞的设计发动机活塞设计是发动机工程师在设计内燃发动机时面临的关键问题之一、活塞是内燃发动机的核心部件之一，它直接与燃烧室内的高温高压气体接触，承受着巨大的冲击和摩擦力，因此，活塞的设计必须经过精确的计算和测试，以确保其能够承受这些挑战并提供可靠的性能。
活塞的设计必须考虑以下几个关键因素：1.材料选择：活塞通常由铸铝合金制成，因为铝合金具有优异的热传导性能和轻质性。
此外，铝合金还具有良好的强度和可加工性，能够满足发动机的需求。
2.结构设计：活塞通常具有圆柱形状，底部有一个凹槽接收活塞销，以连接连杆。
活塞头部有一个凹槽用于安装活塞环。
活塞还有一个活塞腔用于容纳压缩和燃烧气体。
3.冷却系统：发动机活塞在工作过程中会受到高温气体的冲击，需要通过冷却系统散热。
活塞通常具有冷却油道，通过引导冷却液冷却活塞头部和活塞腔。
4.润滑系统：发动机活塞与缸套之间的摩擦会产生热量，需要通过润滑油膜来减少摩擦和磨损。
因此，活塞表面通常涂有润滑油膜，并具有适当的活塞弓度来确保润滑油的均匀分布。
5.重量优化：活塞的质量直接影响发动机的响应速度和燃油效率。
因此，在设计活塞时，需要进行重量优化，以尽可能减轻活塞的重量。
6.热膨胀：活塞在高温下会发生热膨胀，这可能导致活塞与缸套之间的间隙变大，影响密封性能。
因此，在活塞设计中需要考虑到热膨胀系数，并使用适当的材料和技术来解决这个问题。
7.声学性能：活塞在工作过程中会产生振动和噪音，需要通过减振和隔音措施来降低噪音和振动水平，提高发动机的驾驶舒适性。
总的来说，发动机活塞设计是一个复杂而关键的工程问题，要求工程师具备广泛的专业知识和经验。
只有通过精心的设计和测试，才能确保活塞能够承受发动机工作的挑战并提供可靠的性能。
活塞设计课程设计
活塞设计课程设计一、教学目标本课程旨在通过活塞设计的学习，让学生掌握活塞的基本结构、工作原理和设计方法。
具体目标如下：1.了解活塞的定义、分类和应用领域。
2.掌握活塞的材料选择、形状设计和尺寸计算。
3.理解活塞在发动机中的工作原理和作用。
4.能够分析活塞的结构和性能要求，进行合理的设计。
5.能够运用相关软件或工具进行活塞的绘制和模拟。
6.能够进行活塞的实验操作，观察和分析实验结果。
情感态度价值观目标：1.培养学生对机械工程的兴趣和热情，提高学生对活塞设计的认识和重视。
2.培养学生团队合作和解决问题的能力，使学生在活塞设计过程中能够积极思考和创新。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几个方面：1.活塞的基本概念和分类：介绍活塞的定义、特点和应用领域，分析不同类型的活塞及其应用场景。
2.活塞的材料选择：讲解活塞材料的性能要求，介绍常用活塞材料的特点和选择依据。
3.活塞的结构设计：教授活塞的形状设计、尺寸计算和强度分析，引导学生进行活塞结构的设计和实践。
4.活塞的工作原理和作用：解析活塞在发动机中的工作过程，阐述活塞在动力传递和燃烧过程中的作用。
5.活塞的实验和测试：安排活塞实验操作，让学生通过实验观察和分析活塞的性能和工作效果。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，将采用多种教学方法相结合的方式进行教学：1.讲授法：通过教师的讲解，传授活塞设计的基本知识和原理。
2.讨论法：学生进行小组讨论，分享活塞设计的思路和经验，促进学生之间的交流和合作。
3.案例分析法：分析具体的活塞设计案例，使学生能够将理论知识应用到实际问题中。
4.实验法：安排活塞实验操作，让学生通过实际操作观察和分析活塞的性能和工作效果。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的活塞设计教材，作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书：提供相关的活塞设计参考书籍，丰富学生的知识储备。
2021年发动机活塞连杆机构设计
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
发动机活塞加工工艺及夹具设计
发动机活塞加工工艺及夹具设计一、活塞加工工艺活塞加工工艺是活塞制造中最关键的环节之一，其好坏直接影响着活塞的精度和质量。
常用的活塞加工工艺主要包括以下几个步骤：1.活塞铸造：活塞一般采用铝合金材料制造，首先进行铸造。
铸造工艺应严格控制铝合金的成分和铸造温度，以保证活塞的材质均匀和致密。
2.初加工：铸造好的活塞需要进行初加工，包括车削、铣削和钻削等工序。
初加工时要控制好尺寸和形状的精度，以确保活塞的几何形状符合要求。
3.精加工：精加工是活塞加工的重要环节，主要包括车磨、研磨和喷涂等工序。
其中车磨是为了提高活塞的尺寸精度和表面光洁度，研磨是为了进一步提高表面精度和平行度，喷涂是为了提高活塞的耐磨性和耐腐蚀性。
4.热处理：热处理是活塞制造中不可或缺的一步，可以改善活塞的材料结构和性能。
常见的热处理工艺包括固溶处理、时效处理和淬火处理等。
5.检测和包装：活塞加工完成后，还需要进行检测和包装。
检测主要包括尺寸检测、硬度检测和表面质量检测等，以确保活塞符合标准要求。
包装工艺需要将活塞进行分类和包装，以便于储存和运输。
二、夹具设计夹具是活塞加工过程中不可或缺的辅助工具，其设计合理与否直接影响着加工效率和精度。
以下是夹具设计的一般要求和注意事项：1.稳固性：夹具应具有足够的稳固性，能够保证活塞在加工过程中不发生移动或晃动，以防止加工误差和损坏。
2.适应性：夹具应能够适应不同型号和尺寸的活塞加工，具有一定的调节性和适应性，以提高工艺的灵活性和生产效率。
3.精度：夹具本身的精度要求应高于活塞加工的精度要求，以确保活塞加工的准确性和稳定性。
4.方便性：夹具应设计成易于操作和调整的形式，方便工人进行夹具的安装和拆卸，以提高工作效率。
5.安全性：夹具应具有良好的安全性，能够保护工人的人身安全，在夹紧活塞的同时，不会对工人造成伤害。
综上所述，活塞加工工艺和夹具设计对于活塞的质量和性能具有重要影响。
通过科学合理的工艺流程和合适的夹具设计，可以提高活塞的加工效率和质量，满足不同用户的需求。
发动机活塞设计课设说明书
学号：课程设计题目10kW四冲程汽油机活塞组设计学院专业班级姓名指导教师2013 年11 月18 日课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目:10kW四冲程汽油机活塞组设计初始条件：1、平均有效压力：0.8~1.2MPa2、活塞平均速度：<18m/s要求完成的主要任务:1、装配图设计。
2、零件图设计。
3、说明书1份。
时间安排：序号项目应完成时间备注2012.11.121 课题准备1、设计发动机的结构参数。
2、进行运动学计算。
3、形成文档。
武汉理工大学《汽车发动机设计》课程设计说明书2012.11.13 2 装配图设计与绘图1、热力学计算。
2、动力学计算。
3、形成文档。
2012.11.14 3 装配图设计与绘图1、结构参数设计并形成文档。
2、装配图设计绘图（草图）。
4 装配图设计与绘图（底图）2012.11.155 装配图设计与绘图（加粗与标注）2012.11.162012.11.19 6 零件图设计1、零件计算。
2、形成文档。
7 零件图设计绘图2012.11.208 零件图设计绘图2012.11.219 零件图设计绘图2012.11.2210 零件图设计绘图2012.11.2311 零件图设计绘图2012.11.2612 撰写设计说明书2012.11.2713 撰写设计说明书2012.11.2814 答辩2012.11.2915 答辩2012.11.30注意事项：1、课程设计期间必须严格遵守学校的作息时间。
2、指导教师每天点名。
3、学生每天的任务必须完成，指导教师作好相应的进度记录。
指导教师签名：2013年11月18日系主任（或责任教师）签名：年月日武汉理工大学《汽车发动机设计》课程设计说明书目录前言 (1)1汽油机结构形式的设计 (1)1.1汽缸数和气缸布置的选择 (1)1.2冷却方式 (1)2汽油机结构参数的选取 (2)2.1汽缸直径的确定 (2)2.2缸径行程比S/D (3)2.3转速n的确定 (3)2.4汽缸工作容积与升功率 (3)2.5曲柄半径与连杆长度之比λ的选取 (3)2.6缸心距的确定 (3)2.7压缩比与燃烧室容积Vc,总容积Va (3)3热力学计算 (4)3.1燃烧过程数学模型 (4)3.1.1绝热压缩起点 (4)3.1.2绝热压缩过程 (4)3.1.3定容增压过程 (5)3.1.4 绝热膨胀过程 (5)3.2 绘制P-V图 (5)3.2.1绘制理论P-V图 (5)3.2.2 绘制调整P-V图 (6)3.3热力学平均有效压力校核 (7)4运动学计算 (8)4.1活塞位移 (8)4.2活塞瞬时速度 (9)4.3活塞的加速度、最大加速度 (10)5力学计算 (11)5.1气体压力：由P～V图转化为P～α图 (11)5.2往复惯性力 (12)5.3旋转往复惯性力 (12)5.4合力的计算 (13)6活塞设计 (17)6.1活塞的材料 (17)6.2活塞主要尺寸设计 (17)6.2.1活塞高度H (17)6.2.2压缩高度H1 (17)6.2.3火力岸高度h (17)6.2.4环带高度 (17)6.2.5活塞顶部厚度δ (18)6.2.6活塞侧壁厚度及内部过渡圆角 (18)6.2.7活塞销座间距 (18)6.3活塞裙部及其侧表面形状的设计 (19)6.3.1裙部椭圆 (19)6.3.2配缸间隙 (19)6.4活塞头的质量计算 (19)7活塞销的设计 (20)7.1活塞销的材料 (21)7.2活塞销与销座的结构设计 (21)7.3活塞销与销座的配合 (21)7.4活塞销质量m3 (21)7.5活塞销刚度和强度的校核 (22)8活塞环设计 (23)8.1活塞环的密封机理 (23)8.2气环的设计 (24)8.2.1气环的断面形状 (24)8.2.2气环的尺寸参数 (24)8.2.3活塞环的材料 (25)8.3油环的设计 (25)8.4活塞环强度校核 (26)小结 (27)参考文献 (28)附录 (29)10KW四行程汽油机活塞组设计前言这学期我们专业学习了《汽车发动机设计》这门最重要的专业课之一。
发动机活塞加工工艺及夹具设计
发动机活塞加工工艺及夹具设计一、发动机活塞的加工工艺1.原料准备：活塞的原材料一般为铝合金，需要进行铸造或锻造工艺，得到初步成型的活塞毛坯。
2.粗车：将活塞毛坯放入车床中进行粗车，将多余的材料去除，使活塞的外形接近最终形状。
3.精车：将粗车后的活塞放入精车机床中进行精车，使活塞的尺寸和形状达到设计要求。
4.铆装：在活塞上制作并安装活塞销和油垫，确保活塞的运动顺畅。
5.表面处理：对活塞进行喷砂、阳极氧化等表面处理，提高活塞的耐腐蚀性和装配精度。
6.热处理：对活塞进行热处理，提高其硬度和强度，改善活塞的使用寿命。
7.精密加工：对活塞进行高精度的机加工，如磨削、镗孔等，以满足发动机的操作要求。
8.检测和验收：对加工后的活塞进行尺寸、形状、表面质量等各项检测与验收，确保活塞的质量符合要求。
二、发动机活塞的夹具设计夹具是用于固定工件，使其在加工过程中保持正确的位置和姿态的工具。
发动机活塞的夹具设计需要考虑以下因素：1.夹紧力：夹具需要具备足够的夹紧力，以确保活塞在加工过程中不会发生位移或松动。
2.夹持方式：根据活塞的形状和结构特点，选择合适的夹持方式，如机械夹持、气动夹持、液压夹持等。
3.支撑和定位：夹具需要提供适当的支撑和定位，使活塞在加工过程中保持正确的位置和姿态。
4.可调性：夹具需要具备一定的可调性，以适应不同型号、规格的活塞加工。
5.便捷性：夹具的操作简单、快速，能够提高加工效率和工作人员的工作舒适度。
6.辅助工具：夹具需要配备适当的辅助工具，如量具、标尺等，以便进行调试和检测。
7.安全性：夹具需要具备足够的安全性，避免在加工过程中对工作人员和设备造成伤害。
总结：发动机活塞的加工工艺和夹具设计对活塞的质量和性能具有重要影响。
加工工艺需要经历原料准备、粗车、精车、铆装、表面处理、热处理、精密加工等多个环节。
夹具设计需要考虑夹紧力、夹持方式、支撑和定位、可调性、便捷性、辅助工具和安全性等因素。
通过合理的加工工艺和夹具设计，可以提高活塞的质量和性能，确保发动机的正常运行。
195柴油发动机活塞连杆组设计
195柴油发动机活塞连杆组设计195柴油发动机活塞连杆组是发动机的关键部件之一，负责将活塞的上下往复运动转化为销轴的旋转运动，从而推动曲轴转动。
在活塞连杆组的设计中，需要考虑材料的选择、结构的设计以及工艺的优化等多个因素。
以下是对195柴油发动机活塞连杆组设计的详细介绍。
一、材料选择活塞连杆组的主要材料通常选择高强度合金钢，如40Cr、35CrMo等。
这些材料具有良好的强度和韧性，能够承受高温高压环境下的工作条件。
同时，材料还需要经过热处理，提高硬度和耐磨性，以增加活塞连杆的使用寿命。
二、结构设计活塞连杆组由活塞销和连杆组成，其中活塞销连接活塞和连杆。
活塞连杆组的结构设计需要考虑以下几个方面：1.强度设计：根据发动机的工作参数和负载情况，计算活塞连杆的受力情况，确保活塞连杆在工作过程中不发生断裂和变形。
可以通过有限元分析等方法对活塞连杆进行强度校核。
2.轻量化设计：活塞连杆组的重量对发动机的功率性能和燃油经济性有直接影响。
因此，在设计中应尽量减轻活塞连杆的重量，同时保证足够的强度和刚度。
3.润滑设计：活塞连杆组在运动过程中需要充分润滑，以减小摩擦和磨损。
设计中需要考虑到油膜的厚度和油腔的设计，确保活塞连杆组的润滑工作正常进行。
4.防振设计：活塞连杆组在高速运动过程中会产生振动和冲击，对发动机的工作稳定性和噪音产生影响。
因此，在设计中需要考虑到防振和减震措施，如添加阻尼装置、增加刚性等。
三、工艺优化活塞连杆组的工艺优化主要针对制造过程中的技术难题和工艺要素进行改进，以提高产品质量和生产效率。
具体的优化措施包括：1.精密加工技术：采用高精度数控加工设备和工艺，提高制造精度和加工质量。
如采用磨削和刮削等工艺，提高配合精度和表面质量。
2.表面处理技术：通过表面处理，改善活塞连杆的摩擦和耐磨性能，延长使用寿命。
可采用镀铬、喷涂等方法，提高表面硬度和降低摩擦系数。
3.装配工艺：优化活塞销和连杆的装配工艺，确保配合间隙的准确度和装配质量。
发动机活塞课程设计
发动机活塞课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解发动机活塞的基本结构及其在发动机工作中的作用。
2. 学生能掌握活塞运动原理，了解活塞与连杆、曲轴之间的动力传递关系。
3. 学生能解释活塞环的作用，了解不同类型的活塞环及其适用范围。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析活塞在发动机中的运动过程，并绘制出简单示意图。
2. 学生能够通过实际操作，正确拆装发动机活塞，了解活塞的检查与维护方法。
3. 学生能够运用测量工具，对活塞相关尺寸进行测量，并判断其是否符合技术要求。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习发动机活塞，培养对汽车维修行业的兴趣，提高职业素养。
2. 学生在学习过程中，能够积极思考、主动探究，形成良好的学习习惯。
3. 学生能够认识到发动机活塞在汽车性能中的重要性，增强环保意识和责任感。
课程性质：本课程为汽车运用与维修专业课程，侧重于发动机活塞的结构、原理与维护。
学生特点：学生为中职一年级学生，具备一定的汽车基础知识，但对发动机活塞的了解较少。
教学要求：课程以理论与实践相结合的方式进行，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
教学过程中，教师应引导学生主动参与，激发学生的学习兴趣。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 发动机活塞结构认知- 活塞的组成部分及功能- 活塞裙、活塞销、活塞头的结构特点- 活塞环的类型及安装位置2. 活塞运动原理- 活塞在发动机工作循环中的运动过程- 活塞与连杆、曲轴之间的动力传递关系- 活塞行程与发动机性能的关系3. 活塞环的作用与选型- 活塞环的密封作用- 活塞环的材料与结构- 活塞环的选型原则4. 活塞的拆装与检查- 活塞拆装工具的使用方法- 活塞的拆装步骤及注意事项- 活塞及活塞环的检查方法5. 活塞的测量与判定- 活塞直径、活塞行程的测量方法- 活塞磨损、划伤的判定标准- 活塞修理与更换的依据本教学内容根据课程目标进行选择和组织，注重科学性和系统性。
05 活塞组设计
5 活塞组设计5.1 活塞组的工作条件和设计要求活塞组零件工作情况的共同特点是工作温度高，并在很高的机械负荷下高速滑动，同时润滑不良，这决定了它们遭受强烈的磨损，并且可能产生滑动表面的拉毛、烧伤等故障。
活塞顶吸收的热量约占燃料总发热量的2%～4%。
经活塞环传给气缸壁的热量占70%～80%，经活塞本身传给气缸壁的热量占10%～20%，而传给曲轴箱空气和机油的仅占10%左右，铝合金活塞的温度应保证某些部位不超过下列数值：活塞顶：3150C；第一环槽：180～2200C；活塞顶内表面：2500C；活塞销座：1800C。
对活塞组的设计提出了如下的要求：1）选用300～400 0C温度下仍有足够机械强度、耐磨、比重小、热膨胀系数小、导热性好、具有良好减摩性和工艺性的材料。
摩托车发动机活塞的材料通常采用优质铝合金铸造或锻造；2）设计合理的形状和壁厚，尽量减轻重量，缓和应力集中，使散热良好，强度、刚度符合要求，并有控制裙部膨胀的措施；3）在不增加活塞组摩擦损失的条件下，保证燃烧室气密性好，窜气、窜油量不超过规定要求，且能保证滑动面上有足够的润滑油；4）设计合理的活塞裙部型线和配缸间隙，使在各种工矿下都能保持活塞与气缸的最佳配合，减轻活塞敲击和缸套振动引起穴蚀的倾向。
5.2 活塞的设计活塞的基本结构可以分成四部分：顶部、头部、裙部和销座。
四冲程摩托车发动机的活塞顶多用平顶。
为了防止活塞顶在上止点时与气门头部相碰，往往在顶面上与气门对应部分有凹坑。
依靠设计和制造技术，现代内燃机普遍采用三环短活塞。
图5-1表示出了汽油机平顶活塞的各部分。
图5-1 四行程汽油机活塞各部分的尺寸比例5.2.1 活塞头部的设计活塞头部包括活塞顶和环带部分，其主要功用是承受气压力，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，其设计要点为：尽可能改善活塞顶和第一环的工作条件，防止顶部热裂和环粘结，以及环槽过度磨损。
5.2.1.1 压缩高度的确定活塞压缩高度H 1（图5-1）是由火岸高度h 、环带高度h 3和上裙尺寸'h 三部分组成的，活塞环的数目、环的位置和轴向高度、环与环之间的环岸高度等都直接影响尺寸H 1 。
480柴油机活塞的设计毕业设计
第一章绪论1 我国柴油机的进展状况及趋势从建国初期开始，我国柴油机取得了长足的进展。
1959 年农业机械部成立，对我国柴油机的计划与进展起了重要作用。
这一时期中，上海柴油机厂试制成功了可与汽车、工程机械、船舶、农业机械、发电机等多种用途配套的135 系列柴油机。
在大功率柴油机方面，我国自行设计了12V180 型机车用柴油机、6250Z 型增压柴油机（用于发电与船舶）和6300 系列柴油机（用于船用、发电、排灌）。
在废气涡轮与增压柴油机方面：1958 年新中动力机厂研制成功我国第一台轴流式T250X 型排气涡轮增压器及882kW 的8L350Z 型柴油机，以后有关单位前后研制成功10 号径流式增压器（配6135 型柴油机）和12 号径流式增压器（配6160 型柴油机）。
1966 年开始的文化大革命使柴油机工业受到严峻的破坏，大体停留在20 世纪60 年代乃至倒退到50 年代的水平，与此同时国外技术迅速进展，从而拉大了我国柴油机工业与世界先进水平的差距。
这一时期我国柴油机进展的鼎盛时期，引进和开发的新产品种类繁多，其要紧代表产品有南汽生产配依维柯柴油机；一汽集团公司大连柴油机厂、无锡柴油机厂的CA498ACA4110A、CA6110A、CA6113 型柴油机；玉林柴油机厂、湖南动力机厂、柳州机械总厂的6105 Q 柴油机、朝阳柴油机厂100、102 等系列柴油机；第一拖沓机厂R100 系列柴油机；上海柴油机厂D6114、3300B 系列柴油机；江铃、庆铃的4JB1 柴油机；潍坊柴油机厂和杭州汽车发动机厂的WD615 系列柴油机；重庆康明斯发动机公司的系列柴油机；陕西柴油机厂12PC2—5V 型柴油机；上海船厂8RTA52U 柴油机；上海FM 公司的P7 泵；无锡动力机厂的Holset H 系列增压器；无锡欧压柴油机喷射的P 系列孔式喷油器。
另外，还有许多工厂生产各类类型柴油机和多种型号小型单缸柴油机，难以一一列举。
发动机活塞的设计讲解
3、减压腔的设计 把油环紧邻气环间的环岸设计成直径小于1mm左右，形成“减压腔”， 使刮下的机油减压并形成泄油分配腔，降低机油消耗。如372发动机图 中71尺寸
4、活塞环槽增强方法 活塞环槽的磨损常常是限制活塞使用寿命的一个重要因素，为了保护 和加强活塞环槽，可在铝合金活塞环槽部位注入由耐热合金钢制造的环 槽护圈。
发动机活塞的设计
一、活塞的工作条件和基本要求
（一)、工作条件 1、活塞的机械负荷 P=πD2(Pz－1)x10-1/4 (N) 往复惯性应力：Pjmax=Grω 2（1＋λ ） （N） 2、活塞的热负荷 A、传导产生的热负荷：在内燃机工作过程中，活塞顶直接 与燃气接触，燃气的最高温度一般达到2000℃左右。 B、能量转换：活塞与缸孔摩擦生成的热。 （二）、基本要求 1、结构要求 合适的壁厚和合理的形状，保证足够的强度和刚度前提下， 结构简单、轻巧，截面变化要圆滑，减少应力集中，采用强 度好、比重小的材料，头部和裙部采用适当的处理方式。
5、裙部表面处理和加工要求 A、表面处理方式： 在我们国内常见的处理方式是：磷化、镀锡、印刷石墨，在国 外还用了许多先进的处理方式
B、表面加工要求 裙部一般加工对粗糙度和表面波纹进行控制
6、裙部的膨胀控制 横向隔热槽和纵向补偿槽、椭圆裙、镶钢片
为了减少铝活塞裙部的热膨胀量，有的汽油机活塞在活塞销座中 镶有热膨胀系数低的“恒范钢片”（含镍33%～36%，线膨胀系数 约为铸铝合金的1/10）以牵制裙部的热膨胀
ห้องสมุดไป่ตู้
4、顶部最小厚度： 汽油机δ＝（0.06～0.1）D， 柴油机δ＝（0.1～0.2）D 为了提高活塞顶部的刚度和强度，增大散热面积，常常增 加各种形状的肋条（在活塞背面增加方格形、横形和直肋条）
发动机活塞加工工艺及夹具设计
发动机活塞加工工艺及夹具设计引言：一、发动机活塞加工工艺1.铸造：根据发动机活塞需求的材料，采用铸造工艺将活塞进行初步成型。
铸造过程中需要注意控制铸造温度、压力和金属液体的流动速度，以确保活塞的形状和尺寸精度。
2.粗加工：铸造后的活塞需要进行粗加工，包括切割、车削和铣削等。
这一步骤主要是为了去除铸造余砂、提高活塞的表面粗糙度和尺寸精度。
3.热处理：经过粗加工后的活塞需要进行热处理，以提高材料的硬度和耐磨性。
常用的热处理方法包括淬火、回火和正火等，需要根据活塞材料的特性选择合适的方法。
4.精加工：热处理后的活塞需要进行精加工，以确保活塞的表面光洁度和几何形状的精度。
精加工包括研磨、车削和铣削等。
5.表面处理：经过精加工后的活塞需要进行表面处理，以提高活塞的耐磨性和耐蚀性。
常用的表面处理方法包括镀铬、电镀和喷涂等。
6.检测和质检：经过表面处理后的活塞需要进行检测和质检，以确保活塞的尺寸精度和质量符合要求。
常用的检测方法包括三坐标测量、显微镜观察和硬度测试等。
二、发动机活塞加工夹具设计1.夹具的选材：夹具需要具有足够的强度和刚度，以确保加工过程中的稳定性和精度。
常用的夹具材料包括铸铁和钢等。
2.夹具的结构设计：夹具的结构设计需要根据活塞的形状和加工过程的特点来确定。
一般来说，夹具需要包括定位装置、夹紧装置和支撑装置等。
3.夹具的定位装置：夹具的定位装置用于确保活塞在加工过程中的位置精度。
常用的定位装置包括圆锥销、导销和定位块等。
4.夹具的夹紧装置：夹具的夹紧装置用于固定活塞，以确保加工过程中的稳定性和精度。
常用的夹紧装置包括螺纹装置、气动装置和液压装置等。
5.夹具的支撑装置：夹具的支撑装置用于支持活塞，以减小加工过程中的振动和变形。
常用的支撑装置包括支撑板、支撑块和支撑铁等。
结论：发动机活塞加工工艺及夹具设计对于提高活塞的加工效率和产品质量起着重要的作用。
合理选择加工工艺和设计夹具是确保活塞加工质量的关键。
活塞群部设计
活塞群部设计嘿，朋友们！今天咱们来聊聊活塞裙部设计，这就像是给活塞穿上一条独特的“裙子”，不过这条“裙子”可不像咱们平常穿的那么简单。
你看啊，活塞在发动机里就像一个勤劳的小工人，不停地上下运动。
而活塞裙部呢，就像是它的保镖兼舞伴。
这保镖得够强壮，能在活塞高速运动的时候保持稳定，就像超级英雄守护城市一样，绝不让活塞跑偏。
想象一下，活塞裙部如果设计得不好，活塞在气缸里就会像喝醉酒的人走在马路上，东倒西歪的。
那可不得了，整个发动机就会像一个杂乱无章的乐队，各种零件互相撞击，发出奇怪的声音，就像一群猫在钢琴上乱踩。
在设计活塞裙部的时候，形状可是个大讲究。
它得像是专门为气缸量身定制的“紧身裙”，既不能太松，不然活塞就会晃得像个在大风中飘荡的气球；也不能太紧，否则就像把一个胖子硬塞进小一号的衣服里，动都动不了。
活塞裙部的材料也像是一场神秘的魔法配方。
它得坚韧得像钢铁侠的盔甲，能够承受高温和巨大的压力。
同时又要有一定的柔韧性，就像瑜伽大师一样，可以随着活塞的运动自如地弯曲和伸展。
有时候我觉得活塞裙部的设计师就像超级大厨。
他们把各种材料混合在一起，精心调配，就像在做一道绝世佳肴。
一点点的误差就可能让这道菜变成黑暗料理，在活塞裙部这里，就是让发动机性能大打折扣。
从尺寸上来说，活塞裙部的大小就像选鞋子尺码一样精确。
大了一丢丢，活塞在气缸里就会像穿着大拖鞋走路，拖拖拉拉；小了一点呢，又像是灰姑娘的姐姐硬塞脚进水晶鞋，会挤得难受，还容易损坏。
而且啊，活塞裙部的表面处理就像给它做美容。
得光滑得像溜冰场一样，这样活塞在运动的时候才能顺畅得像在冰面上滑行的冰刀。
要是表面坑坑洼洼的，那活塞运动起来就像走在布满石头的小路上，颠得厉害。
活塞裙部的设计还得考虑到和其他零件的配合。
就像一场盛大的舞会，每个参与者都得和其他人协调好舞步。
活塞裙部要和气缸壁、活塞环等零件完美配合，不然整个发动机的运转就会像一群人在舞池里乱撞，一片混乱。
总之呢，活塞裙部设计是一个充满挑战又超级有趣的事情。
发动机活塞的设计
发动机活塞的设计
一、设计原则
1.功能性原则：活塞必须具有压缩气体、导向燃油喷射和转化为机械能的功能。
2.声振性原则：活塞的设计应尽量减小声振，并保证活塞和其它零部件之间的协调运动。
3.疲劳寿命原则：活塞在长期使用过程中要能够承受高温和压力引起的应力，保证其使用寿命。
4.制造和装配原则：活塞的设计要考虑到制造和装配的方便性，确保生产成本低且易于维护。
二、结构设计
1.活塞头部：活塞头部有一个凹口，用于接受喷油器喷入的燃油，同时，凹口的设计也有助于形成良好的燃烧室。
2.活塞体：活塞体是活塞的主体部分，其具有良好的刚度和强度，以承受高温和高压力的工作环境。
3.活塞环槽：活塞环槽用于安装活塞环，活塞环的密封性和润滑油控制能力对发动机性能有着重要影响。
4.活塞销孔：活塞销孔用于安装连杆和曲轴，必须具有足够的刚度和强度，以承受来自活塞运动和爆发力的压力。
5.活塞腰部：活塞腰部是活塞顶部和活塞底部之间的连接部分，通常具有圆形横截面，以提供最大的强度和刚度。
三、材料选择
1.铝合金：铝合金是常用的活塞材料，其具有较低的密度和良好的导
热性能，使得活塞能够快速散热，降低温度。
2.铸铁：铸铁活塞具有较高的强度和耐磨性，适用于高功率和高转速
的发动机。
3.钛合金：钛合金活塞具有较低的密度和高的强度，能够减轻活塞质量，提高发动机的响应性和动力性能。
活塞的设计是一项复杂的工作，需要考虑到多个因素，如活塞的功能、结构合理性、疲劳寿命和制造装配便利性等。
通过合理的设计和选择适当
的材料，可以提高发动机的效率和可靠性。
柴油机的活塞设计分析以及强度校核的研究
1某款新型柴油机的活塞设计研究该柴油机的活塞材料应该满足下面的要求：机械强度高，耐磨性比较好、重量轻、导热系数大、线膨胀系数小、耐腐蚀性比较好、稳定性比较好、加工也比较方便，该工艺总共12%的共晶铝硅合金ZL111被选择用于处理。
1.1分析活塞的头部设计1.1.1分析在活塞的顶部活塞顶部的厚度也由最大气压决定，所以它具有足够的刚度和良好的导热性。
对于4个工作强度低的柴油发动机，选择未填充的平顶活塞顶盖。
为了将活塞环安装在活塞头上，必须加厚侧壁，这也有利于热传递。
在过渡半径中就是（0.05-0.1），其中d是7mm，侧壁的厚度为（0.05-0.1）d=7mm。
另外，活塞顶部的厚度由散热与刚度的条件决定，取决于强度。
当满足强度要求时，应尽可能取最小值。
1.1.2分析环槽的确定事实证明，第一环的磨损最大，发动机大修与活塞组之间的间隔很大程度上取决于第一环的使用寿命。
为了降低气环，尤其是第一个气环的温度，可以考虑采取以下措施：①第一环排列在活塞顶的厚度以下。
②隔热槽就是在第一环的上方开了一个槽。
③将滑块插入铝制活塞环的凹槽中。
④活塞顶部涂有等离子喷涂陶瓷。
某些发动机在第二个环形槽的底部有两个槽，它们不仅仅可以使用背面带有尖锐边缘的活塞环，这样还可以起到减压室的作用，防止了机油由燃烧室而流出，因此减少油耗。
环槽的高度取决于环的高度。
在具有较高机械负荷和热负荷的柴油发动机中，增加到第一转的侧隙为0.1-0.2mm。
其余约为0.04-0.13mm。
气环的后部间隙通常为0.5mm。
环形凹槽底部过渡的圆角通常为0.1-0.4mm。
在活塞的结构设计中具体如下：①一种推力侧与反侧是非对称设计的。
②为了减小活塞销的长度，这样优化了活塞销的形状。
③优化活塞销座上部的壁厚并减少质量。
在以上分析的基础上，柴油机采用了凹形顶部活塞，活塞表面涂有0.2-0.3mm的陶瓷。
1.2销座设计在销座的设计中应尽可能考虑活塞销的直径，以使销座之间能够相互适应。
斯特林发动机活塞杆密封装置设计
１ ． ２
滑 动 式 密 封 装 置
氦气 为 工质 ， 按 照闭 式 回热 循 环形 式 工作 ［ １ ］ ， 这 就 要 求 其 具 有 优 良 的 密 封 性 能 。 随 着 斯 特 林 发 动 机 工 质 压 力
的 升 高 斯 特 林 发动 机 的密 封难 度也 不 断增 加 ． 由此 密 封 性 能 成 为 影 响 斯 特 林 发 动 机 向 大 功 率 发 展 的 关 键 因
机 械 工 业 出版 社 ． ２ ０ １ １ ．
参 考 文 献
［ １ ］ 吕文华． 全 自动 太 阳 跟 踪 器 的 研 制 和 应 用 ［ Ｊ ］ ． 光 学 精 密 工
再 次返 回冷腔 ， 经 分 离 器 分 离 出 的 润 滑 油 则 进 入 曲 轴
了对太 阳的全 天候 跟 踪 ， 可大 大提 高太 阳能 的利 用 率 。 在 支 撑 架 的 下 方 安 装 纬 度 刻 度 板 ．可 根 据 任 何 地 点 的 纬度 ， 结 合 当 地 时 间 进 行 太 阳 跟 踪 。日落 后 执 行 机 构 可
决 的主要 问题之 一 。
环 、 刮 油 环 、 主 密 封 环 、 预 紧
１ 几 种 典 型 的 斯 特 林 发 动 机 活 塞 杆 密 封 装 置
１ ． １ 绝 对 密 封 装 置
弹 簧 、 单 向 阀
和 油 气 分 离 器
绝 对 密封 又 称袜 套式 密 封 ， 该密封装置 （ 见 图 １ ） 主 要包括 ： 滑环密 封 ， 橡 胶密 封 （ 袜套 ） ， 泵环 ， 调节 阀￣ ２ － － ３ ］ 。
关键词 ： 斯特林发动机 活塞杆 密封 帽 式 密 封
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｈ１ ３ ６ ； Ｔ Ｂ ４ ２
某柴油发动机活塞及其内冷油道的设计
144AUTO TIMEAUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计某柴油发动机活塞及其内冷油道的设计王矗1，2 王敬明11.淄博青禾检测科技有限公司 山东省淄博市 2550002.淄博青禾移动源污染排放测试及控制技术研究院 山东省淄博市 255000摘 要： 为了设计出合理的活塞内冷油道，建立了活塞的三维实体模型以活塞及其内冷油道的有限元模型。
通过对数十种内冷油道有限元模型的流场分析，确定了油孔内冷道形状对活塞冷却性能的影响，通过分析活塞整体温度场，确定了内冷油道的安放位置，得到了合理的活塞内冷油道设计方案。
关键词：活塞 内冷油道 CFD 温度场在内燃机的工作过程中，活塞其中非常关键的部位，和发动机的性能有着直接的关系，而活塞的内冷油道又直接影响活塞的冷却和润滑能行，本文通过活塞三维实体建模，用HyperWorks8.0对活塞及其内冷油道进行了有限元前处理，并生成了内冷油道的边界实体网格及内部流体网格，并对活塞内冷油道进行了热流耦合分析，之后在FLUENT 中又对活塞整体进行了温度场分析，得到了不同形式的内冷油道设计对活塞性能的影响。
1 活塞的三维实体建模活塞材料采用ZL109G 硅铝合金，弹性模量E=7100MPa，泊松比μ=0.31，密度ρ=2.68×103kg/m 3，导热系数：236W/m．Ｋ，比热Ｃ＝902J（ｋｇ．Ｋ）。
图1 活塞三维实体限元模型2 活塞的有限元模型将建立好的三维实体模型导入到HyperWorks8.0中对内冷油道进行有限元建模[1]。
先建立内冷油道的表面网格（表面网格必须是封闭的），为提高流体网格的质量进而提高计算精度，内部流体为四面体网格。
生成CFD 网格后，对其定义边界条件，边界条件包括fluid、wall、inflow、outflow 的流体和压强。
进行活塞整体的有限元建模时先建立表面网格，然后生成四面体网格。
生成的活塞及其内冷油道的有限元模型如图1所示。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4、裙部形状设计要求 A、裙部纵向截面呈桶形，其轮廓线为一抛物线，故亦称抛物线形 裙部。这种裙部不仅适应活塞的温度分布。而且裙部与承受侧压 力的一边的缸壁之间容易形成双向“油楔”，活塞无论向上或向 下运动时，都能保证裙部有良好的润滑及较高的承载能力。 B、裙部纵向形线为中凸形，凸点偏下方，对于汽油发动机来说， 最大配缸间隙不超过0.1%*D。 裙部横向为变修正椭圆设计，椭圆度自上而下逐渐减小，修 正系数一般为－0.10。椭圆公式：△R=G/4×[(1-cos2α)＋β(1cos4α)]，一般活塞头部椭圆度0.05～0.1，中部取0.4～0.8
二、活塞的几何设计
（一）、活塞顶部设计： 1、顶部形状
活塞顶部的形状与选用取决于燃烧室的形状、进排气门和压缩 比有关。一般来说，非缸内直喷汽油机活塞大部分选取平顶活塞
2、顶部热量分集中，力求受热面积最小、加工最 简单，表面光洁，无尖角和应力集中现象出现。
5、裙部表面处理和加工要求 A、表面处理方式： 在我们国内常见的处理方式是：磷化、镀锡、印刷石墨，在国 外还用了许多先进的处理方式
B、表面加工要求 裙部一般加工对粗糙度和表面波纹进行控制
6、裙部的膨胀控制 横向隔热槽和纵向补偿槽、椭圆裙、镶钢片
为了减少铝活塞裙部的热膨胀量，有的汽油机活塞在活塞销座中 镶有热膨胀系数低的“恒范钢片”（含镍33%～36%，线膨胀系数 约为铸铝合金的1/10）以牵制裙部的热膨胀
4、顶部最小厚度： 汽油机δ＝（0.06～0.1）D， 柴油机δ＝（0.1～0.2）D 为了提高活塞顶部的刚度和强度，增大散热面积，常常增 加各种形状的肋条（在活塞背面增加方格形、横形和直肋条）
5、顶部的处理方式： 阳极氧化、喷镀陶瓷、重熔淬火
（二）、活塞头部的设计 1、活塞头部的作用 ①承受气体压力，并传给连杆；②与活塞环一起实现气缸的密封； ③将活塞顶部所吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。 2、活塞头部的结构形式 整体式、装配式、焊接式
3、设计要求 （1）、 保证有足够的机械强度与刚度，以免开裂和产生过大的变形 （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 正常工作提供良好的条件，避免顶部疲劳开裂。 （3）、头部不与缸壁直接接触，否则会产生粘结磨损，形成拉缸， 活塞头部一般是几段阶梯扁圆柱面，也可以是连续的锥面
发动机活塞的设计
一、活塞的工作条件和基本要求
（一)、工作条件 1、活塞的机械负荷 P=πD2(Pz－1)x10-1/4 (N) 往复惯性应力：Pjmax=Grω 2（1＋λ ） （N） 2、活塞的热负荷 A、传导产生的热负荷：在内燃机工作过程中，活塞顶直接 与燃气接触，燃气的最高温度一般达到2000℃左右。 B、能量转换：活塞与缸孔摩擦生成的热。 （二）、基本要求 1、结构要求 合适的壁厚和合理的形状，保证足够的强度和刚度前提下， 结构简单、轻巧，截面变化要圆滑，减少应力集中，采用强 度好、比重小的材料，头部和裙部采用适当的处理方式。
（四）、活塞裙部功能及设计要求： 1、裙部功能：与气缸直接接触、高速滑动、承受侧压力 2、裙部受力情况分析
3、设计要求设计要求：良好的导向、足够的实际承压面积、形成足 够厚的润滑油膜、满足不同工况下与气缸间有合适的间隙。裙部长 度影响活塞运行中摩擦损失、噪声和耐磨性，太短，单位面积压力 超过许用值，活塞运动时倾斜角度大，磨损加剧，噪声大。
3、活塞环岸的设计 A、工艺性设计 活塞环岸必须有适当的倒角，否则环岸与缸壁出现毛刺时，就 可能把活塞环卡住，成为严重漏气和过热的原因。
B、尺寸设计 C1=(1.5～2.5)b1 C2＝（1～2)b1 如372发动机C1为3.1，C2为2.25，目前一般状况，大多数汽油发 动机b1=b2，一般是1.2mm,但目前高水平的企业，b2可以做成 1.0mm
5、头部到环岸的设计 活塞头部传来的热量主要靠活塞环与缸壁接触带走，因此，为了 减轻第一环槽的热负荷，活塞顶到环岸的设计应按照热流路线设计， 即活塞顶部厚度应从中间向四周逐渐加大，内腔过渡圆角应足够大， 使活塞顶吸收的热量顺利地被导致第二、三环，减轻第一环的热负 荷，降低第一环的最高温度 。
6、隔热槽的添置 发动机活塞在第一道环槽上面切出较环槽窄的隔热槽，其作用是 隔断从活塞顶部流下来的部分热流通路，迫使热流方向转折，把原 来应由第一道活塞环散走的热量，分散给第二、第三环，以消除第 一环过热后产生积碳和卡死在环槽中的可能性。
3、减压腔的设计 把油环紧邻气环间的环岸设计成直径小于1mm左右，形成“减压腔”， 使刮下的机油减压并形成泄油分配腔，降低机油消耗。如372发动机图 中71尺寸
4、活塞环槽增强方法 活塞环槽的磨损常常是限制活塞使用寿命的一个重要因素，为了保护 和加强活塞环槽，可在铝合金活塞环槽部位注入由耐热合金钢制造的环 槽护圈。
（三）、活塞头部的环槽和环岸的设计 1、环槽断面和环高的配合间隙 A、侧隙： （第一道环0.05～0.1，第二、三道环0.03～0.07） 372第一、二道环与活塞的侧隙是0.03～0.06，油环是0.02～0.19， 477发动机第一道环是0.04～0.08，二道环0.025～0.07 B、背隙 活塞环的背隙比较大，避免环和环槽底部干涉，一般来说， 气环背隙是0.5mm左右，油环相对大一点。 372活塞环的背隙，第一道环0.9～1.175，第二道气环 0.65～0.925， 油环0.3～0.665，477第一道气环背隙是0.25～0.55 2、环槽底面的设计 环槽底部的形状对于环和环槽工作的可靠性和耐久性十分重要， 若环槽底部的过渡圆角小，就会形成应力集中，产生疲劳裂纹。若 圆角过大，妨碍活塞环自由缩进槽底，槽底圆角半径取0.2～0.5mm。 在油环槽底面上钻有许多径向小孔，是被油环从气缸壁上刮下来 的多余机油，得以经过这些小孔流回油底壳
2、材料要求 活塞需要一定的强度和硬度 ，共晶铝活塞常温下抗拉强度不小 于196Mpa，300℃温度抗拉强度83Mpa ，硬度：90～130HBS
3、活塞的材料种类
铝合金 、铸铁、钢 4、铝活塞的成形方法 锻造、铸造和液态模锻 （三）、活塞的基本构造和满足的要求 1、基本构造：顶部、头部和裙部三部分 2、设计要求：低摩擦、低重量、低排放、低噪声、抗磨损、高 寿命 3、试验要求：开裂试验、拉缸试验、可靠性试验、高温疲劳试 验、体积稳定性试验等
（4）、 尺寸尽可能紧凑
火力岸的高度： A、一般汽油机（0.06～0.08）D，柴油机（0.15～0.25）D，一般确 保第一道环的工作温度不超过225为原则，否则机油碳化，产生积碳 ，容易造成机油变质，积碳与活塞环一起，造成拉缸。 B、活塞在上止点时，缸体水套腔的高度不得低于第一道气环所处的 高度。
三、活塞的失效形式 活塞常见的失效形式：顶部裂纹和烧顶、拉伤、环槽的过度磨损 和环槽的断裂、销座出现裂纹 四、活塞的冷却方式 喷射冷却、振荡冷却和循环冷却
谢谢大家