活塞产品知识毕业设计

2009-2-20 ALBAMA ENGINE PARTS CO. 活 塞 产 品 知 识ALBAMA 2009-2-20 ALBAMA ENGINE PARTS CO. 活 塞 工 作 原 理 和 作 用n 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 ） 2009-2-20 ALBAMA ENGINE PARTS CO. 构 造 ：q 活 塞 顶 部 Piston Roofq 活 塞 头 部 Piston Headq 活 塞 裙 部 Skirt活 塞 的 结 构 设 计 Piston 2009-2-20 ALBAMA ENGINE PARTS CO. 活 塞 顶 部 Piston Roof活 塞 顶 部 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 ） 2009-2-20 ALBAMA ENGINE PARTS CO. 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 2009-2-20 ALBAMA ENGINE PARTS CO. 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 。 2009-2-20 ALBAMA ENGINE PARTS CO. 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 ） 常 采 用圆 顶 活 塞 。 凸 顶 活 塞(Hump head） 异 型 顶（ Contour head） 2009-2-20 ALBAMA ENGINE PARTS CO. 活 塞 头 部 Piston Headq 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 。 q 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 。 2009-2-20 ALBAMA ENGINE PARTS CO. 活 塞 头 部 的 作 用 Functionsq 安 装 活 塞 环 q 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 q 传 热 作 用 ： 将 (70 80)%的 热 量 通过 活 塞 环 传 给 气 缸 壁 2009-2-20 ALBAMA ENGINE PARTS CO. 活 塞 头 部 Piston Headn 设 计 要 点 是 （ 加 顶 部 的 ） 1.具 有 足 够 的 机 械 强 度 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 ） 2009-2-20 ALBAMA ENGINE PARTS CO. 活 塞 头 部 结 构 汽 油 机 一 般 有 三 道 环 槽 ，q 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 ，q 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 。 2009-2-20 ALBAMA ENGINE PARTS CO. 活 塞 头 部 第 一 道 环 槽 设 计n 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n 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 上 方 车 隔 热 槽 ， 使 部 分 热 负 荷 分 流 。（ 图 ） 2009-2-20 ALBAMA ENGINE PARTS CO. 活 塞 裙 部 Skirtq 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)；q 活 塞 销 座 孔 加 工 精 度 很 高 ？ ？ ，制 作 较 厚 ；q 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 2009-2-20 ALBAMA ENGINE PARTS CO. 裙 部 形 状 (1)预 先 做 成 椭 圆 形 Oval Shapeq 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 。q 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 。 q 裙 部 的 椭 圆 度 一 般 为 0.3-0.5mm 2009-2-20 ALBAMA ENGINE PARTS CO. 裙 部 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q 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 2009-2-20 ALBAMA ENGINE PARTS CO. 活 塞 工 作 条 件 Working Conditions 降 低 磨 损 ， 延 长 寿 命 。 q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 insert耐 热 钢 圈 Heat resistant insert 2009-2-20 ALBAMA ENGINE PARTS CO. 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 ：q 用 工 业 盐 作 模 ， 成 功 率 不 高q 冷 油 道 与 钢 圈 一 起 铸 造 ， 工 艺 难油 冷 活 塞 q 振 荡 冷 却q 喷 油 冷 却 2009-2-20 ALBAMA ENGINE PARTS CO. 活 塞 试 验 考 核 方 法性 能 试 验n 机 油 消 耗 量 测 试 n 活 塞 漏 气 试 验n 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 2009-2-20 ALBAMA ENGINE PARTS CO. 活 塞 技 术 标 准 和 检 验 方 法n 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 准 标 准 包 括 ：1.材 料 常 温 抗 拉 强 度 （ 经 热 处 理 后 ） 2.活 塞 硬 度3.活 塞 直 径 尺 寸 的 热 稳 定 性4.活 塞 的 晶 相 组 织5.铸 造 表 面 缺 陷6.加 工 表 面 缺 陷7.加 工 表 面 粗 糙 度 8.活 塞 裙 部 圆 周 壁 厚 差 应 符 合 一 定 地 标 准 2009-2-20 ALBAMA ENGINE PARTS CO.