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。

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。

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。

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 。

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。