活塞材料的选用.pptx

知识点：内燃机活塞材料的选用 汽车车身材料 学习目标1 了解活塞的工作苛刻条件2 知道活塞的基本功能和组成 3 理解内燃机活塞的选材要求 4 掌握内燃机活塞的常用材料 内燃机活塞材料的选用1.1内燃机的基本原理1.2活塞的工作条件2.1活塞的基本功能2.2活塞的基本组成3.1活塞的选材要求 4.1活塞的常用材料1234 1.1 内燃机的基本原理 内燃机的工作原理 汽车车身材料活塞作为发动机的心脏，是在怎样的环境下任劳任怨地开展满负荷的工作呢？ 汽车车身材料1.2 活塞的工作条件 汽车车身材料1.2 活塞的工作条件活塞在极其恶劣的环境下工作，首先，要承受很大的机械载荷，活塞顶上作用着不断变化的气体压力。就汽油机来说，气体压力的最大值PZ一般在4～5MPa之间，对于柴油机而言，PZ一般可达7? 8MPa 。其次，活塞在工作中承受着很高的热负荷，活塞顶与燃烧室的最高温度大约为1800～2600℃、每一个工作循环的平均温度为500～800℃的灼热气体直接接触而受到强烈的加热作用。 汽车车身材料 活塞在气缸内是以很高的速度（8～12m/s）往复运动，且速度在不断地变化，这就产生了很大的惯性力，使活塞受到很大的附加载荷。活塞在这种恶劣的条件下工作，会产生变形并加速磨损，还会产生附加载荷和热应力，同时受到燃气的化学腐蚀作用。 2.1 活塞的基本功能 活塞独自承受着交变的机械负荷和热负荷，是发动机中工作条件最恶劣的关键零部件之一。 活塞的功用是承受气体压力，并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转，活塞顶部还是燃烧室的组成部分。 2.2 活塞的基本组成 头部顶部裙部活塞的基本组成部分包括：顶部、头部（环槽部）、裙部等三个部分，活塞顶部是组成燃烧室的主要部分，其形状与所选用的燃烧室形式有关。汽油机多采用平顶活塞，其优点是吸热面积小。 3.1 活塞的选材要求 选材要求基本组成工作条件基本功能（1）要有足够的耐热性，导热性好，要有充分的散热能力，热膨胀系数要小，减小受热时的变形；（2）要有足够的强度和刚度；（3）活塞的质量尽量小，以减小惯性力；（4）活塞与气缸壁间应有较小的摩擦系数，也就是耐磨性好，防止在运动中大量磨损。 4.1 活塞的常用材料 汽车车身材料世界上最早的车用发动机活塞使用的材料是铸铁，大约在1911年，铝合金材料以其质轻、良好热传导性以及较低的热膨胀系数等特点逐渐得到人们的关注并开始用于制造活塞。铝合金活塞材料的发展历经了三个阶段，分别为：①20世纪20年代：使用的是Al-Cu-Ni-Mg系铝合金活塞；②20世纪70年代前：更换成了AI-Cu-Si系铝合金活塞；③现代社会：广泛采用的是AI-Si合金和共晶(亚共晶)型Al-Si合金活塞。活塞材料发展史 活塞材料Al-Cu-Ni-Mg系合金AI-Cu-Si系合金AI-Si合金共晶(亚共晶)型Al-Si合金使用年份20世纪20年代20世纪70年代前现代现代优点具有良好的强度、导热性、延伸率及耐磨性， 含有一定量的硅，铸造性能较好，切削加工性能也有所改善；在常温和高温下均有较好的机械和物理性能。线膨胀系数较小、比重也比较小，耐磨性比较好，铸造性能好。合金中的Cu可提高合金的常温及高温强度，改善合金切削加工性能及表面光洁度；Mn可以提高合金的热稳定性、高温持久强度和硬度。缺点铸造性能差且含有较多贵重金属，价格较贵。线膨胀系数较大，因含有较多的Cu，所以体积稳定性不够好，便会产生永久性“长大”现象引起活塞“咬缸”。应用情况价格较贵而被淘汰。国内现已停止使用这类材料。成为应用于现代发动机活塞制作最为广泛的合金材料。应用比较广泛。 （1）常用材料：铸铝合金（高硅铝合金、铝铜合金）； （2）对于强化发动机而言：高级铸铁、耐热钢，主要是为了提高其强度； （3）新型材料：金属陶瓷，有组合式的，即陶瓷用于活塞顶部；也有整体式的。 总之，对于转速较高的发动机来说，活塞材料多选择质量较轻的铝合金；而对于低速发动机来说，现在多用灰铸铁。 内容小结 汽车车身材料 内燃机活塞材料的选用1.活塞的工作条件2.活塞的基本功能3.活塞的选材要求 4.活塞的常用材料 承受很大的机械载荷承受着很高的热负荷承受气体压力燃烧室的组成部分要有足够的耐热性质量尽量小铸铝合金高级铸铁 谢谢观看！Thank You！