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柴油机活塞设计分析及强度校核研究(已处理)--第1页
柴油机活塞设计分析及强度校核研究
内燃机与配件年第期
柴油机活塞设计分析及强度校核研究
王凯’周娜’苏铁熊’张俊跃中北大学中国北方发动机研究所
摘要伴随着现代柴油机的高强化发展需求,提高最大爆发压力是强化柴油
机的一种措施。
随着柴油机的最大爆发压力越来越大.结构要求越紧凑.作为柴油机重要零
部件的活塞从结构设
计和材料上都有新的发展。本文对柴油机的活塞从材料、头部、销部、裙部
分别进行设计.并
对该活塞强度计算验证.从而为强化柴油机活塞部分提供相关理论依据
关键词柴油机活塞强度活塞头部活塞裙部活塞销部:合理的形状和
壁厚,质量尽可能小,受热面积小、散
引言
热好,材料热膨胀系数小、导热性好、比重小,具有
活塞是汽车发动机的“心脏”,承受交变的机械
良好的减摩性和热强度,质量小的活塞是最佳的设
负荷和热负荷,是发动机中工作条件最恶劣的关键
计阁。
零部件之一。活塞的功用是承受气体压力,并通过
柴油机活塞设计分析及强度校核研究(已处理)--第1页
柴油机活塞设计分析及强度校核研究(已处理)--第2页
活塞销传给连杆驱使曲轴旋转,活塞顶部还是燃烧柴油机活塞设计
室的组成部分。活塞在高温、高压、高速、润滑不良柴油机活塞的材料应满
足如下要求:重
的条件下工作。活塞直接与高温气体接触,瞬时温
度小、导热系数大、线膨胀系数小、机械强度高、减
度可达以上,因此,受热严重,而散热条件又
磨性好、稳定性好、耐腐蚀性好、易于加工等。综合
很差,所以活塞工作时温度很高,顶部高达
加工制造因素选%的共晶铝硅合金,液态模,且温度分布很不均匀;活塞
顶部承受气体压
锻方法制造。
力很大,特别是作功行程压力最大,这就使得活塞
表发动机活塞主要尺寸的范围及拟选择值
产生冲击,并承受侧压力的作用;活塞在气缸内以
名称符号相对结构参数值拟取定值很高的速度~/往复运动,且速度在
不断地变
活塞高度.?.化,这就产生了很大的惯性力,使活塞受到很大的
压缩高度.一..
附加载荷。活塞在这种恶劣的条件下工作.会产生
裙部高度.?.
变形并加速磨损,还会产生附加载荷和热应力,同
火力岸高.?..
柴油机活塞设计分析及强度校核研究(已处理)--第2页
柴油机活塞设计分析及强度校核研究(已处理)--第3页
时受到燃气的化学腐蚀作用。
更高的高温强度和更低的热膨胀系数是优质上裙部高.?.
活塞的关健问题。而这些都属于材料的属性。因此,
下裙部高.?.
活塞都是伴随着材料的发展而发展的。近年来.许
销孔直径~..
多新的设计理念和设计方法被引入到活塞的开发
第一环岸高.~..
中,一些新型活塞材料的采用和新结构的诞生使活
其他环岸高.?..
塞不但没有成为制约柴油机发展的瓶颈,而且成为
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