活塞組設(shè)計(jì)返回開始第一節(jié)活塞的設(shè)計(jì)第二節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第三節(jié)活塞環(huán)的設(shè)計(jì)活塞組設(shè)計(jì)第一節(jié)活塞的設(shè)計(jì)一、工作條件1.高溫－導(dǎo)致熱負(fù)荷大燃?xì)鉁囟龋翰裼蜋C(jī)汽油機(jī)活塞頂部溫度：2.高壓－沖擊性的高機(jī)械負(fù)荷，包括兩方面①②300~2000倍活塞組重量的慣性力。3.高速活塞平均速度高－往復(fù)慣性力大－發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)加劇－活塞磨損增加－潤(rùn)滑不良。4.交變的側(cè)壓力① 造成側(cè)向拍擊，引起機(jī)體振動(dòng)，產(chǎn)生機(jī)體表面輻射噪聲。② 摩擦磨損大，潤(rùn)滑不良。③ 裙部變形。④ 缸套振動(dòng)－引起缸套穴蝕。二、設(shè)計(jì)要求熱強(qiáng)度好，導(dǎo)熱性好，熱膨脹系數(shù)小，減磨性好。形狀合理，吸熱少，散熱好，強(qiáng)度剛度好，應(yīng)力集中小，與缸套有最佳的配合間隙。密封性好，摩擦損失小三、常用的材料1.鑄鐵優(yōu)點(diǎn)：耐磨性、耐腐蝕性、耐熱性好，膨脹系數(shù)小，成本低，工藝性好。缺點(diǎn)：比重大，導(dǎo)熱性差。只少量用于低速大功率柴油機(jī)。2.鋁基合金優(yōu)點(diǎn)：比重小；γ＝2.65~2.82導(dǎo)熱性好；λ＝1.256~1.76J/厘米.秒.度缺點(diǎn)：鑄鐵的優(yōu)點(diǎn)本章開始ab第二節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖8-2柴油機(jī)活塞（a）和汽油機(jī)活塞(b)缸內(nèi)直噴汽油機(jī)活塞H－總高度；H1－壓縮高度；h3–上裙高度；h4－銷孔高；H2－裙長(zhǎng)；h1－火力岸；h2－環(huán)帶；C1－環(huán)岸高；Δ1－環(huán)側(cè)隙；Δ2－環(huán)背隙；總的原則是盡可能選擇較小的H值在保證氣環(huán)有較好的工作條件下，應(yīng)該盡量縮短壓縮高度H1值h1值應(yīng)在保證第一環(huán)工作溫度不超過(guò)允許極限(180~220℃)的條件下盡可能取得小些環(huán)帶高度h2取決于活塞環(huán)數(shù)、環(huán)高及環(huán)岸高度（1）保證活塞在上止點(diǎn)時(shí)，第一環(huán)的位置處于冷卻水套之中（2）將第一道環(huán)安排在活塞頂厚度以下（3）在第一環(huán)槽之上開一個(gè)隔熱槽（4）減小頂岸和缸套之間的間隙（5）在鋁活塞環(huán)槽處加鑲塊減輕活塞熱負(fù)荷的設(shè)計(jì)措施edcba二、活塞的傳力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是銷和銷座的設(shè)計(jì)圖8?7活塞銷座降低棱緣負(fù)荷的結(jié)構(gòu)措施圖8-6活塞銷座與活塞銷的受力變形關(guān)系三、活塞裙部設(shè)計(jì)活塞群部工作變形的原因群部變形的控制圖8-15裙部加環(huán)形鋼筒圖8-14活塞直徑在軸向的尺寸變化采用專門修整的砂輪在活塞表面上加工出有規(guī)則的凹凸，能夠提高抗咬合性和減少摩擦阻力。圖8-16表示被推薦的兩種活塞表面微觀輪廓。凹處可以向摩擦表面帶去足夠數(shù)量的潤(rùn)滑油，減少摩擦阻力，而凸處易于磨去，加快和改善磨合。圖8-16摩擦力小和抗咬合性良好的活塞表 面微觀輪廓本章開始第三節(jié)活塞環(huán)的設(shè)計(jì)分類：氣環(huán)、油環(huán)作用：氣環(huán)－密封、導(dǎo)熱；油環(huán)－刮油、布油。其中密封的作用最為重要一、氣環(huán)的作用原理（一）密封原理（二）導(dǎo)熱作用活塞的70％熱量由活塞環(huán)傳出環(huán)的散熱作用是在環(huán)的密封作用實(shí)現(xiàn)后才能完成的活塞環(huán)的初彈力是實(shí)現(xiàn)密封的關(guān)鍵因素靠活塞環(huán)的初彈力形成第一密封面（P0=0.1~0.2MPa）在環(huán)上面氣壓力PA作用下形成第二密封面在環(huán)背氣壓力PR作用下加強(qiáng)第一密封面二、環(huán)的工作情況與設(shè)計(jì)要求1．高壓2.高溫－燃?xì)鉁囟取⒒钊麄鳠?、摩擦生?.高速滑動(dòng)4.潤(rùn)滑不良主要損壞形式為磨損、折斷；故障有卡死、顫振。(一)工作情況(二)設(shè)計(jì)要求有足夠的耐磨性，保持適當(dāng)?shù)某鯊椓0，較高的機(jī)械強(qiáng)度；加工簡(jiǎn)單，成本低。三、材料灰鑄鐵＋合金元素：成本低，磨合性好；粉末冶金：利用多孔性吸附機(jī)油，提高耐磨性；球墨鑄鐵：輕度較好，鑄造工藝復(fù)雜；鋼：機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性好，但是耐熔著磨損性差；表面鍍覆：表面鍍錫、磷化處理、鍍鎘、氧化處理；提高耐腐蝕性和磨合性鍍鉻、噴鉬，延長(zhǎng)使用壽命三、氣環(huán)的設(shè)計(jì)(一)均壓環(huán)(二)活塞環(huán)的彈力、應(yīng)力和結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算1.平均彈力環(huán)在工作時(shí)環(huán)端點(diǎn)的位移量＝

環(huán)的自由端距平均彈力2.工作應(yīng)力將p0代入，有套裝時(shí)必須其內(nèi)徑大于活塞頭部直徑，此時(shí)端距應(yīng)該為8t左右,變形量為8t-S0(三)活塞環(huán)參數(shù)的選擇1．：轉(zhuǎn)速（n）高時(shí)，提高因?yàn)榛钊俣雀?，活塞環(huán)背壓下降。：大，工作應(yīng)力大。一般，灰鑄鐵材料3．徑向厚度t：t增加，5.裝配端口距離△d：△d小，密封性好，但不能為零。從熱膨脹考慮，2.4.環(huán)高b：趨向于減薄，目前最薄為1.5mm增加。因?yàn)镈/t下降四、均壓環(huán)磨損規(guī)律△α環(huán)發(fā)生均勻磨損時(shí)，環(huán)的外半徑均勻磨掉，在環(huán)開口△α范圍內(nèi)，也就是（圖8-24中的虛