課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)柴油機(jī)活塞建模與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、遼寧工程技術(shù)大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì)題 目： 柴油機(jī)活塞建模與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)班級(jí)：汽車05-1班 學(xué) 號(hào)：姓名：指導(dǎo)教師：完成日期：2009-01-05一、設(shè)計(jì)題目（學(xué)生空出，由指導(dǎo)教師填寫(xiě)）柴油機(jī)活塞建模與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)參數(shù)CY4100ZLQ柴油機(jī)，活塞直徑D=100mm，工作行程S=118mm，直接噴射方式,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=3200r/min，額定功率Pe=70KW，最大扭矩Ttqmax=235N.m,幾何壓縮比=17.5，最大燃燒壓力PZ=6.1Mpa，增壓空氣壓力PK=0.1518Mpa。三、設(shè)計(jì)要求（1）總裝圖 1張（2）零件圖 2張（3）課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（50008000字） 1份四、進(jìn)度安排（

2、參考）（1）熟悉相關(guān)資料和參考圖 2天（2）確定基本參數(shù)和主要結(jié)構(gòu)尺寸 2天（3）設(shè)計(jì)計(jì)算 3天（4）繪制總裝配草圖 4天（5）繪制總裝配圖 2天（6）繪制零件圖 2天（7）編寫(xiě)說(shuō)明書(shū) 3天（8）準(zhǔn)備及答辯 3天五、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)成績(jī)：指導(dǎo)教師日期摘要本課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是柴油機(jī)活塞建模與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在課程設(shè)計(jì)中完成的工作有：給定參數(shù)下活塞的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和三維建模。在繪圖上，采用CAXA軟件，提高了工作效率。在三維建模上，采用Pro/ENGINEER軟件，完成了活塞實(shí)體、活塞環(huán)和活塞銷的建模工作，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查閱相關(guān)資料，初步掌握了活塞設(shè)計(jì)的步驟和方法。在查找資

3、料過(guò)程中，深刻體會(huì)到書(shū)籍檢索的重要性，在實(shí)踐中也摸索出一套自己的資料檢索方法。同時(shí)，也熟悉了各大專業(yè)技術(shù)論壇?；钊O(shè)計(jì)涉及到的知識(shí)面比較廣，需要在良好掌握工程材料、材料力學(xué)、發(fā)動(dòng)機(jī)原理、工程熱力學(xué)、機(jī)械加工和汽車構(gòu)造等課程的基礎(chǔ)上，才能較好的完成設(shè)計(jì)任務(wù)。同時(shí)，對(duì)于各種軟件的熟練操作也十分必要。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)所學(xué)的知識(shí)做了一個(gè)較為全面的回顧，有助于從中找出自己的不足之處。認(rèn)識(shí)到在工程材料及工程熱力學(xué)方面知識(shí)結(jié)構(gòu)較為淺薄，實(shí)際計(jì)算能力較差，急需加強(qiáng)。自己在查閱資料方面，也存在明顯不足，尤其是對(duì)于外文資料的查閱上，更是力不從心。關(guān)鍵字：柴油機(jī)活塞；實(shí)體建模；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)AbstractThe

4、 main content of the curriculum design is the diesel engine piston modelingandstructural design, in terms of course design works completed are: In a given parameters,Pistons structural design and three-dimensional modeling. In the drawing, using CAXA software, improved work efficiency. In thethree-d

5、imensional modeling, using Pro / ENGINEER software, completedthe modeling work of Pistons entity、piston rings and piston pin, and timely discovery the errors of structure design.In terms of curriculum design process, through access to relevant information, Mastered the piston design of the initial s

6、teps and methods. In the course of find informations, profoundly understand the importance of books searchable, in explorepractice set a owns information retrieval methods. At the same time, also familiar with the major professional and technical forums.Piston design involved a broader range of know

7、ledge, needed in a good grasp of engineering materials,mechanics of materials, engine principle, engineering thermodynamics, machining and automotive structuraland so on. On basis of such courses to better complete the design task. At the same time, for a variety of software proficiency is also very

8、 necessary.Through the curriculum design, gives me a more comprehensive review ofknowledgeI have knowled, help to find owns inadequacies. Aware ofthe knowledge structure of engineering materials and engineering thermodynamics aspects of myselfsis more shallow, the actualcomputing power is very poor,

9、 urgent need to strengthen. In access to information, there is obviously insufficient, especiallyon the inspectionof foreignlanguage information, it is unable to.Key words：Diesel Engine Pistons；Solid Modeling；Structural design目錄1 設(shè)計(jì)參數(shù)11.1 給定參數(shù)11.2 計(jì)算參數(shù)1活塞運(yùn)動(dòng)學(xué)11.2.2 活塞動(dòng)力學(xué)22 活塞的結(jié)構(gòu)與選型42.1活塞基本結(jié)構(gòu)42.2活塞選型4

10、3 活塞基本設(shè)計(jì)63.1 活塞的主要尺寸6活塞銷直徑與銷座間距6壓縮高KH7裙部長(zhǎng)度SL8活塞總長(zhǎng)GL83.2 活塞頭部設(shè)計(jì)8活塞頂形狀與厚度8活塞頭部截面形狀93.2.3 提高活塞頭部可靠性93.3 活塞銷座設(shè)計(jì)93.3.1 銷座結(jié)構(gòu)103.3.2 活塞銷在銷孔中的定位103.3.3 銷座強(qiáng)度驗(yàn)算103.3.4 活塞銷孔潤(rùn)滑103.4 活塞銷設(shè)計(jì)103.4.1 活塞銷結(jié)構(gòu)113.4.2 活塞銷強(qiáng)度驗(yàn)算113.5 活塞裙部設(shè)計(jì)113.5.1 裙部橢圓113.5.2 活塞側(cè)表面形狀12裙部強(qiáng)度驗(yàn)算123.6 氣環(huán)與油環(huán)設(shè)計(jì)123.6.1 氣環(huán)設(shè)計(jì)123.3.2 油環(huán)設(shè)計(jì)133.7 配合間隙133

11、.7.1 活塞與氣缸間的間隙133.7.2 活塞環(huán)與環(huán)槽間的間隙143.7.3 活塞銷與銷孔間的間隙144 活塞鑲?cè)Φ脑O(shè)計(jì)154.1 鑲?cè)Φ谋匾?54.2 鑲?cè)Φ慕Y(jié)構(gòu)形式155 活塞冷卻165.1 活塞冷卻的必要性165.2 活塞冷卻方式166 三維實(shí)體建模177 結(jié)論20參考文獻(xiàn)211 設(shè)計(jì)參數(shù)1.1 給定參數(shù)CY4100ZLQ柴油機(jī)，活塞直徑D=100mm，工作行程S=118mm，連桿長(zhǎng)度L=178mm，四沖程，水冷，直接噴射方式,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=3200r/min，額定功率Pe=70kW，最大扭矩Ttqmax=235N.m(1600r/min),幾何壓縮比=17.5，最大燃燒壓力PZ=6

12、.1Mpa，增壓空氣壓力PK=0.1518Mpa。1.2 計(jì)算參數(shù)增壓比=Pk/P0=1.52/1.01=1.50；平均有效壓力Pme=(30Ttq)/(VSi9550)= 0.797Mpa，從汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理（吳建華主編）中表1-12可知，該柴油機(jī)為汽車用柴油機(jī)1。 活塞運(yùn)動(dòng)學(xué)(1) 活塞的位移活塞上止點(diǎn)對(duì)應(yīng)的曲柄位置作為曲軸轉(zhuǎn)角的起點(diǎn)，此時(shí)活塞的位移等于零（圖1-1）。曲柄OB以O(shè)點(diǎn)為圓點(diǎn)作等速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，活塞（A點(diǎn)）沿氣缸中心線作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，其速度與加速度呈周期性變化?；钊麖纳现裹c(diǎn)A1到下止點(diǎn)A2的距離，稱為活塞行程S，為曲軸半徑R與連桿長(zhǎng)度L的比值。在本設(shè)計(jì)中，R=59mm，L=178m

13、m，=59/178=0.33。從新型鋁活塞（國(guó)防工業(yè)出版社）圖1-1可看出，活塞位移x為：x=R(1-cos+sin2/2) (1-1)即本設(shè)計(jì)中，活塞位移x=59(1-cos+0.33sin2/2)，也就是說(shuō)活塞位移是隨曲軸轉(zhuǎn)角值和值的改變而變化的。(2)活塞的速度活塞平均速度活塞平均速度Cm是表示單位時(shí)間內(nèi)，活塞來(lái)回運(yùn)動(dòng)所經(jīng)過(guò)的路程。式中，S活塞行程（m）；t活塞運(yùn)行一周所需時(shí)間（s）；n內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）。Cm=46m/s為低速，Cm=69m/s為中速，Cm>9m/s為高速。所以由該柴油機(jī)的Cm=12.59m/s，從表1-1中可知，該柴油機(jī)為轎車用柴油機(jī)?；钊矔r(shí)速度活塞速度

14、是指活塞瞬時(shí)速度，所以按式(1-1)對(duì)時(shí)間微分，便可求得活塞速度V：V=R(sin+sin2/2) (1-2)式中的=2n/60=334.93rad/s，即在本設(shè)計(jì)中，活塞速度V=19761(sin+sin2/2)，當(dāng)活塞處于上、下止點(diǎn)位置，活塞速度等于零。(3)活塞的加速度按式(1-2)對(duì)時(shí)間微分，便可求得活塞的加速度：a=R2(cos+cos2) (1-3)所以在本設(shè)計(jì)中，活塞的加速度為a=6618508(sin+sin2/2)，其最大值為amax=R2(1+)=8803m/s2。 活塞動(dòng)力學(xué)(1)往復(fù)慣性力內(nèi)燃機(jī)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量為活塞質(zhì)量mp和連桿組往復(fù)質(zhì)量m1之和。按前面計(jì)算所得的加速度

15、，即可求得往復(fù)慣性力Pj，它作用在氣缸中心線上，其變化規(guī)律和活塞加速度相同，只是方向恰好與加速度相反：Pj=-mj·a=(Gp+G1)·a/g (1-4)式中，mj往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性質(zhì)量；a加速度；Gp活塞組重量；G1連桿組小頭重量。在計(jì)算中，活塞組重量參考表2-1選取，Gp=0.91.4D3，可知GP=0.91.4Kg，初步選取活塞組重量GP=1.4Kg；連桿小頭重量G1根據(jù)查找資料選取，初步選取G1=0.4Kg。經(jīng)計(jì)算可知，Pjmax=(1.4+0.4)8803=15845.4N。(2)氣體作用力內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，不斷變化的燃?xì)鈮毫ψ饔糜诨钊?，通過(guò)活塞、連桿傳遞給曲軸而輸出

16、功率。作用在活塞上的作用力Pg為：Pg=D2(P-P)/4 (1-5)式中，P氣缸內(nèi)氣體壓力；P內(nèi)燃機(jī)曲軸箱內(nèi)氣體壓力；D內(nèi)燃機(jī)活塞直徑。一般P為常數(shù)，Pg完全取決于氣缸內(nèi)的氣體壓力。給定參數(shù)中，給出了最大燃燒壓力PZ=13.5Mpa，經(jīng)計(jì)算可知，Pg=3.14×0.12×6100000/4=47885N。(3)活塞上的總作用力在活塞中心處，同時(shí)作用著氣缸內(nèi)氣體壓力Pg和往復(fù)慣性力Pj，由于作用力的方向都是沿著氣缸中心線，故可求得合力P：P=Pg+Pj(1-6)由此可知，合力Pmax=Pg+Pjmax =47885+15845.4=63730.4N。(4)總作用力的分解與傳

17、遞活塞上總作用力P可分解為沿連桿方向上的連桿作用力Pk和垂直于氣缸避的側(cè)作用力PN(見(jiàn)新型鋁活塞（國(guó)防工業(yè)出版社）圖1-2)。Pk=P/cos(1-7)PN=P·tan(1-8)連桿作用力Pk使連桿受到壓縮和拉伸，側(cè)作用力PN，當(dāng)連桿對(duì)氣缸中心線傾斜時(shí)，氣缸壁受到活塞的側(cè)向推力，它影響到活塞與氣缸壁之間的摩擦磨損，用于活塞裙部計(jì)算。由式(1-8)可知，PNmax=Pmax×tan10o=63730.4×0.12=7647.648N。2 活塞的結(jié)構(gòu)與選型2.1活塞基本結(jié)構(gòu)由給定參數(shù)該柴油機(jī)額定功率為70kW，轉(zhuǎn)速為3200r/min，可知該柴油機(jī)屬于中功率高速柴油機(jī)

18、，按照新型鋁活塞（國(guó)防工業(yè)出版社）推薦，該柴油機(jī)活塞材料選用鑄造共晶Al-Si合金，所設(shè)計(jì)的活塞為整體鋁活塞。同時(shí)考慮到該柴油機(jī)為車用柴油機(jī)，對(duì)噪聲的要求較為嚴(yán)格，所以選取活塞的基本結(jié)構(gòu)為熱膨脹控制鋁活塞。所謂熱膨脹控制活塞，就是在鋁活塞裙部鑲?cè)霟崤蛎浵禂?shù)比鋁合金小的材料，減少裙部承壓面上的熱膨脹量，減少活塞配缸間隙，減輕氣缸穴蝕，降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲。熱膨脹控制活塞分三種形式，分別是：開(kāi)槽熱膨脹控制活塞、不開(kāi)槽熱膨脹控制活塞、熱膨脹雙重控制活塞和鑲筒形鋼片活塞，綜合考慮其特點(diǎn)，選用鑲筒形鋼片活塞。鑲筒形鋼片活塞，是一種在活塞裙部鑲?cè)胪残武撈慕Y(jié)構(gòu)，它可使整個(gè)裙部具有均勻的較小熱膨脹。與普通活塞相比

19、，這種活塞的裙部在全長(zhǎng)上保持等橢圓，從而使裙部配缸間隙在各種工況下均能保持較小間隙。2.2活塞選型將根據(jù)柴油機(jī)強(qiáng)化指標(biāo)、使用要求和加工條件等方面綜合考慮活塞的選型，主要方法如下：(1)根據(jù)單位活塞面積功率NF或平均有效壓力Pme，選擇合適的活塞結(jié)構(gòu)，參考新型鋁活塞（國(guó)防工業(yè)出版社）圖1-7和表1-4,保證活塞能承受所規(guī)定的機(jī)械負(fù)荷與熱負(fù)荷。該柴油機(jī)平均有效壓力Pme=0.797Mpa，轉(zhuǎn)速n=3200r/min，由圖1-7(a)可知，選用鑄造鋁活塞足以承受機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷。(2)從控制慣性負(fù)荷考慮，應(yīng)限制活塞組重量。參考新型鋁活塞（國(guó)防工業(yè)出版社）圖1-8，可知在直徑為100mm時(shí)，鑄造鋁活塞

20、的重量是最輕的，所以從這減輕活塞組重量的角度考慮，選用鑄造鋁活塞是合理的。(3)從經(jīng)濟(jì)上考慮，組合活塞的成本為簡(jiǎn)單整體活塞的數(shù)倍。從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，選擇熱膨脹控制活塞是最經(jīng)濟(jì)的。(4)根據(jù)柴油機(jī)強(qiáng)化程度，即平均有效壓力與活塞平均速度的乘積(Pme·Cm值)考慮是否鑲?cè)?。?duì)于缸徑小于150mm的各種柴油機(jī)活塞的統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)表明：Pme·Cm<7.0Mpa·m/s時(shí)不鑲?cè)?；Pme·Cm=7.08.5Mpa·m/s時(shí)鑲?cè)εc不鑲?cè)Ω髡家话?；Pme·Cm>8.5Mpa·m/s時(shí)一般鑲?cè)?，只有極少數(shù)不鑲?cè)ΑＴ摬裼蜋C(jī)的Pme

21、3;Cm=0.797×12.59=10.03Mpa·m/s，根據(jù)以上原則，該柴油機(jī)的活塞應(yīng)該鑲?cè)Α?5)使用條件對(duì)活塞結(jié)構(gòu)選型的影響。對(duì)噪聲要求嚴(yán)格的汽車柴油機(jī)活塞，往往選用熱膨脹控制活塞。從以上5點(diǎn)選用原則可知，該柴油機(jī)活塞選用熱膨脹控制活塞，并且在環(huán)帶應(yīng)鑲?cè)?，且在裙部?yīng)鑲筒形鋼片，鋼片選用低碳優(yōu)質(zhì)鋼板，厚度一般為1.21.8mm，在本設(shè)計(jì)中選取厚度2mm。3 活塞基本設(shè)計(jì)活塞設(shè)計(jì)有如下要求：在保證活塞強(qiáng)度、剛度及散熱良好的前提下，盡量縮短活塞總高度，減輕活塞重量。保證密封良好并盡量減少摩擦損失。減少活塞頂吸收的熱量，并良好冷卻，將活塞吸收的熱量迅速導(dǎo)出，使活塞各部位的溫

22、度不超過(guò)下列極限數(shù)值：活塞頂，375oC；第一道環(huán)槽，180-220oC；活塞頂內(nèi)表面，250oC；振蕩冷卻油腔內(nèi)側(cè)，220oC；活塞銷座，180oC。保證導(dǎo)向部分潤(rùn)滑可靠，同時(shí)防止?jié)櫥蜕细Z，盡可能降低潤(rùn)滑油耗量?；钊h(huán)槽與活塞環(huán)、銷孔與活塞銷應(yīng)具有良好耐磨性，特別是第一道環(huán)槽?；钊共颗c氣缸壁之間的接觸面積要盡可能大，且有良好抗拉缸性能。活塞與氣缸的配合間隙小，以減少對(duì)氣缸的撞擊和噪聲，以及使變工況適應(yīng)性好。易于制造，成本低2。3.1 活塞的主要尺寸活塞主要尺寸由沖程、缸徑、連桿長(zhǎng)度和氣缸高度決定。在新型鋁活塞（國(guó)防工業(yè)出版社）中的圖2-1和表2-1給出了活塞的主要尺寸及選用范圍。 活塞銷

23、直徑與銷座間距活塞銷直徑BO活塞銷孔直徑一般就是活塞銷直徑(除銷孔加襯套外)，銷孔大小決定銷座與連桿小頭所承受的比壓大小及活塞銷工作的應(yīng)力值。為提高活塞銷抗彎能力及降低銷座與連桿小頭的比壓，希望活塞銷外徑盡量大些。但過(guò)分加大其外徑將使慣性力加大，帶來(lái)許多不利。活塞銷直徑數(shù)據(jù)范圍參考新型鋁活塞（國(guó)防工業(yè)出版社）圖2-8和表2-1選取。由表2-1可知，BO/D=0.300.40，BO的范圍為3040mm；由圖2-8可知，BO的范圍為3141mm。參考表2-3初步選定活塞銷直徑BO=32mm，最終尺寸將在活塞銷設(shè)計(jì)一節(jié)中確定?；钊N座間距AA在考慮活塞銷座承壓面積或長(zhǎng)度時(shí)，必須同時(shí)考慮連桿小頭襯套要

24、有足夠承壓面積或長(zhǎng)度。由于襯套承受負(fù)荷能力高于銷座，且連桿小頭溫度較低，因此要把活塞銷承壓面積或長(zhǎng)度與連桿小頭襯套的承壓面積或長(zhǎng)度定為9:8。為避免加工誤差與熱膨脹引起連桿小頭側(cè)面與銷座相碰，兩者之間要留25mm間隙。銷座間距數(shù)據(jù)范圍參考新型鋁活塞（國(guó)防工業(yè)出版社）圖2-9和表2-1選取。由表2-1可知，AA/D=0.300.42，AA的范圍為3042mm；由圖2-9可知，AA的范圍為3150mm。初步選定活塞銷座間距AA=36mm，最終尺寸將在活塞銷座設(shè)計(jì)一節(jié)中確定。 壓縮高KH壓縮高影響內(nèi)燃機(jī)總高度，而且影響氣缸、機(jī)體的尺寸和重量。壓縮高由環(huán)區(qū)高度hf(即頂岸高度F加環(huán)帶高度)和上裙高度構(gòu)

25、成，其數(shù)據(jù)范圍參考新型鋁活塞（國(guó)防工業(yè)出版社）圖2-3和表2-1。由表2-3可知，KH的范圍為5080mm；由圖2-3可知，KH的范圍為5382mm。從減少活塞尺寸的角度出發(fā)，初步選定KH=63mm。頂岸高度F頂岸(第一環(huán)槽上端至活塞頂端距離)越小，第一環(huán)本身的熱負(fù)荷越高。應(yīng)根據(jù)熱負(fù)荷及活塞冷卻情況確定F，使第一環(huán)槽溫度不超過(guò)允許極限。頂岸高度數(shù)據(jù)范圍參考新型鋁活塞（國(guó)防工業(yè)出版社）圖2-4和表2-1選取。由圖2-4可知，F(xiàn)的范圍為1422mm；由表2-1可知，F(xiàn)/D=0.100.20，F(xiàn)的范圍為1020mm?？紤]到該柴油機(jī)為中功率，初步選定F=12mm。環(huán)帶高度環(huán)帶高度取決于活塞環(huán)數(shù)目與高度

26、及環(huán)岸高度，參考新型鋁活塞（國(guó)防工業(yè)出版社）圖2-5選取。高速柴油機(jī)一般裝23道氣環(huán)，12道油環(huán)。發(fā)展趨勢(shì)是盡量減少活塞環(huán)數(shù)，目前中小型高速柴油機(jī)采用三環(huán)結(jié)構(gòu)日益增多。中小功率柴油機(jī)的氣環(huán)高度為23mm,油環(huán)為46mm。第一環(huán)岸溫度較高，承受的氣體壓力最大，且易受環(huán)的沖擊，因此更易斷裂。所以第一環(huán)岸要比其余環(huán)岸高一些，其高度推薦值參考新型鋁活塞（國(guó)防工業(yè)出版社）圖2-6。其余環(huán)岸高度可設(shè)計(jì)得小些，柴油機(jī)不低于直徑的3.5%-4%。因此，該柴油機(jī)選用2道氣環(huán)，1道油環(huán)。由圖2-6選取第一環(huán)岸高度為6mm，其余環(huán)岸為4mm,氣環(huán)高度為3mm，油環(huán)高度為5mm。由此可知環(huán)岸高度=3+6+3+4+5=

27、21mm。上裙高度選取上裙高度一般是使油環(huán)槽的位置能處于銷座上方，目的是保證銷座強(qiáng)度不因開(kāi)槽而消弱，且避免油環(huán)槽開(kāi)在厚度不均的銷座處，使環(huán)槽產(chǎn)生不均勻變形?？紤]到活塞銷直徑BO初選為32mm，為了使油環(huán)槽的位置處于銷座上方，初步選定上裙高度為30mm。 裙部長(zhǎng)度SL根據(jù)裙部功用對(duì)不同類型內(nèi)燃機(jī)活塞裙長(zhǎng)應(yīng)考慮如下三點(diǎn)：裙部應(yīng)有一定長(zhǎng)度和足夠的承壓面積，使裙部比壓QS（最大側(cè)壓力與裙部投影面積之比）控制在0.61.4Mpa之間。銷孔上下兩部分裙長(zhǎng)要有一定比例，防止活塞工作時(shí)發(fā)生傾斜造成局部劇烈磨損。裙長(zhǎng)確定后，還應(yīng)從整體布置角度對(duì)尺寸進(jìn)行校核。如：活塞在下止點(diǎn)時(shí)，裝在下裙的油環(huán)不應(yīng)露出氣缸，及連桿

28、和曲軸的平衡塊不要和下裙相碰。裙長(zhǎng)SL由上下裙長(zhǎng)構(gòu)成，其數(shù)據(jù)范圍參考新型鋁活塞（國(guó)防工業(yè)出版社）圖2-7和表2-1選取。此外，裙部剛度也很重要，它取決于裙部壁厚。一般柴油機(jī)活塞的裙部壁厚取活塞直徑的3%，在本設(shè)計(jì)中，取裙部壁厚為4mm。由圖2-7可知，SL的范圍為4080mm；由表2-1可知，SL/D=0.500.90，SL的范圍為5090mm。初步選定SL的范圍為63mm，根據(jù)計(jì)算，裙部比壓QSmax=PNmax/（0.1×0.066）=1.16Mpa，在0.61.4Mpa之間，滿足要求。 活塞總長(zhǎng)GL活塞總長(zhǎng)是壓縮高和下裙長(zhǎng)之和，高速柴油機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是不斷縮短活塞總長(zhǎng)?；钊傞L(zhǎng)的

29、選取范圍參考新型鋁活塞（國(guó)防工業(yè)出版社）表2-1和圖2-2。由圖2-2可知，GL=80150mm；由表2-1可知，GL/D=0.91.3，GL的范圍為90130mm。在本設(shè)計(jì)中，活塞總長(zhǎng)初步選取值為：GL=KH+SL-上裙長(zhǎng)=63+63-30=96mm?？梢?jiàn)所初選的各尺寸基本正確，較好的滿足了設(shè)計(jì)要求。3.2 活塞頭部設(shè)計(jì) 活塞頂形狀與厚度活塞頂形狀主要取決于燃燒室的選擇與設(shè)計(jì)，而燃燒室的選擇取決于活塞直徑、轉(zhuǎn)速、經(jīng)濟(jì)性、功率、可靠性和公害等，詳參考新型鋁活塞（國(guó)防工業(yè)出版社）表2-2。柴油機(jī)活塞頂部選型要點(diǎn)如下：活塞直徑D>200mm，轉(zhuǎn)速n<1000r/min的大型增壓柴油機(jī)幾

30、乎都采用開(kāi)式燃燒室。D>100mm，n<30003500r/min的高速柴油機(jī)為降低油耗，改善起動(dòng)性，有廣泛采用直噴式燃燒室的趨向。分開(kāi)式燃燒室具有對(duì)轉(zhuǎn)速不敏感、高速性好、噪聲及排氣污染低等優(yōu)點(diǎn)，在D<100mm的小型高速柴油機(jī)上仍廣泛應(yīng)用。在160<D<200mm的增壓大功率柴油機(jī)上，直噴式和預(yù)燃室均有應(yīng)用。因此，根據(jù)本設(shè)計(jì)中D=100mm，n=3200r/min的條件，以及該柴油機(jī)用于車用，對(duì)起動(dòng)性能要求較高，所以選取的活塞頂形狀為半開(kāi)式型燃燒室，具體形狀參考圖2-11第16圖?；钊敽穸雀鶕?jù)強(qiáng)度、剛度和散熱條件來(lái)確定，對(duì)于鋁活塞值，柴油機(jī)一般為(0.10.2

31、)D，即1020mm，在活塞零件圖繪制過(guò)程中，將按此范圍選取合適的值。在繪圖過(guò)程中，選取=12mm。 活塞頭部截面形狀活塞頭部截面形狀將影響活塞熱流及溫度分布，具體溫度分布可參考新型鋁活塞（國(guó)防工業(yè)出版社）圖2-12。從而可知型燃燒室的活塞頂最高溫度較圖2-12(e)高，所以，對(duì)于型燃燒室，對(duì)活塞的冷卻十分必要。本設(shè)計(jì)的活塞頭部截面形狀可以參考圖2-11第16圖。 提高活塞頭部可靠性活塞頂部吸入的熱量主要通過(guò)環(huán)帶部和裙部散發(fā)，由環(huán)帶部散發(fā)的熱量大多由第一環(huán)槽傳出。這使得第一環(huán)槽的熱負(fù)荷增高，強(qiáng)度降低，并使機(jī)油炭化而造成積炭，使環(huán)槽磨損嚴(yán)重。因此，采取有利措施提高活塞頭部可靠性十分有必要，主要方

32、法有3：活塞頂岸高度要使活塞在上止點(diǎn)時(shí)，第一環(huán)要處在水冷區(qū)域內(nèi)。減小頂岸與氣缸之間的配合間隙，降低通往第一環(huán)的氣流，使第一環(huán)槽溫度有所降低。為防止間隙過(guò)小引起故障，可在頂岸車出退讓槽。在第一或第一、二道環(huán)槽鑲鑄耐磨圈，可使活塞壽命提高3-7倍。在鋁活塞頂部噴鍍0.2-0.3mm厚陶瓷，能起到耐高溫、防腐蝕和減少吸熱的作用。在活塞頭部合理布置冷卻油道，使其有效地隔斷熱流，提高第一環(huán)槽冷卻效果。3.3 活塞銷座設(shè)計(jì)銷孔與活塞銷組成一對(duì)摩擦副，它將活塞頂部燃?xì)鈮毫νㄟ^(guò)銷座傳給活塞銷，然后再傳遞到連桿和曲軸。銷座與活塞銷必須有足夠的強(qiáng)度、足夠的承壓面積和耐磨性。銷座的應(yīng)力分布取決于銷座和活塞銷兩者變形

33、是否相互適應(yīng)，因此銷座設(shè)計(jì)與活塞銷統(tǒng)一考慮，要求活塞銷有較高的剛度，減少?gòu)澢冃危箐N座能承受高的壓力，且有一定彈性，使之適應(yīng)活塞銷的變形。 銷座結(jié)構(gòu)為使作用在活塞頂部的氣體壓力傳遞到銷座上，而又盡可能不引起活塞變形，所以在頂部與銷座之間要設(shè)置加強(qiáng)筋。典型的帶筋銷座結(jié)構(gòu)如新型鋁活塞（國(guó)防工業(yè)出版社）圖2-15所示。在本設(shè)計(jì)中，選擇圖2-15(d)所示的斜面銷座結(jié)構(gòu)。這種銷座能增加與連桿小頭支承面的長(zhǎng)度，降低活塞銷與連桿小頭襯套的比壓；支承面沿軸向長(zhǎng)度有重疊，減少了活塞銷的彎曲變形；縮短銷座上部間距，降低銷座根部與頂?shù)走^(guò)渡圓角處的應(yīng)力。這種結(jié)構(gòu)是提高銷座承載能力的有效辦法，在強(qiáng)化柴油機(jī)上普遍采

34、用。 活塞銷在銷孔中的定位本設(shè)計(jì)中，活塞銷與銷孔有相對(duì)滑動(dòng)。為防止其軸向竄動(dòng)擦傷氣缸，需采用一定的定位措施。共有三種定位方法，如下：彈性擋圈定位、擋塞定位和擋蓋定位。考慮使用活塞工作條件、制造成本和適用原則，在本設(shè)計(jì)中對(duì)于活塞銷在銷孔中的定位采取彈性擋圈定位，詳見(jiàn)新型鋁活塞（國(guó)防工業(yè)出版社）圖2-17(a)。 銷座強(qiáng)度驗(yàn)算在本說(shuō)明書(shū)3.1.1中，初步選取了活塞銷直徑和活塞銷座間距，初選結(jié)果為：活塞銷直徑BO=32mm，活塞銷座間距AA=36mm。參考表2-3，可知選擇活塞銷外徑d=32mm，活塞銷內(nèi)徑d0=15mm時(shí)，銷座抗裂能力較好。按照活塞銷承壓面積或長(zhǎng)度與連桿小頭襯套的承壓面積或長(zhǎng)度為9

35、:8可知，銷座單邊的承壓長(zhǎng)度可選為21mm。已知條件如下：銷座材料為鑄造共晶Al-Si合金，其許用擠壓應(yīng)力b=200Mpa；銷座中承壓面投影面積St=0.042×0.1=0.0042m2；活塞上的總作用力Pmax=Pg+Pjmax =63730.4N。因此利用材料力學(xué)公式可求得銷座的擠壓應(yīng)力bs=Pmax/St=63730/0.0042=151.6Mpa<b。由此可知，經(jīng)過(guò)強(qiáng)度驗(yàn)算，按照以上尺寸設(shè)計(jì)的銷座的強(qiáng)度足夠，滿足使用要求。 活塞銷孔潤(rùn)滑由于本活塞設(shè)計(jì)中采用的是浮式活塞銷，所以要進(jìn)行潤(rùn)滑。銷孔表面溫度過(guò)高或比壓過(guò)高，會(huì)破壞潤(rùn)滑油膜，可能使活塞銷咬住。銷孔潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)參考新型鋁

36、活塞（國(guó)防工業(yè)出版社）圖2-18，考慮到該柴油機(jī)的給定參數(shù)，選取如圖2-18(a)所示油孔潤(rùn)滑方式。3.4 活塞銷設(shè)計(jì)通過(guò)查閱相關(guān)資料，并考慮到活塞銷所受的較大切應(yīng)力，活塞銷材料采用20Cr。 活塞銷結(jié)構(gòu)參考新型鋁活塞（國(guó)防工業(yè)出版社）表2-3，可知選擇活塞銷外徑d=32mm，活塞銷內(nèi)徑d0=15mm時(shí)，銷座抗裂能力較好。按照活塞銷承壓面積或長(zhǎng)度與連桿小頭襯套的承壓面積或長(zhǎng)度為9:8可知，銷座單邊的承壓長(zhǎng)度可選為21mm。因此，活塞銷的長(zhǎng)度為銷座承壓長(zhǎng)度+活塞銷座間距AA+連桿小頭與銷座間距=42+36+4=82mm。 活塞銷強(qiáng)度驗(yàn)算查相關(guān)數(shù)據(jù)得知，20Cr的許用切應(yīng)力=230Mpa，活塞銷所

37、受的主要是切應(yīng)力，根據(jù)材料力學(xué)公式，=Pmax/A=4Pmax/(d2-d02)=101.6Mpa<，由此可知，該活塞銷有足夠的強(qiáng)度，能滿足工作要求。3.5 活塞裙部設(shè)計(jì)活塞裙的功用是：在氣缸中為活塞本身起導(dǎo)向作用；承受側(cè)壓力；將活塞承受的部分熱量傳給氣缸壁；控制機(jī)油耗量等。從導(dǎo)向角度考慮，裙部應(yīng)盡可能長(zhǎng)，但這與內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)緊湊性的要求相矛盾。裙部橢圓裙部橢圓是指垂直于氣缸中心線的裙部截面的外形輪廓線為橢圓。裙部做成橢圓的理由是因?yàn)榛钊ぷ鲿r(shí)，由于下列原因使活塞沿銷座方向會(huì)拉長(zhǎng)。由于活塞裙部推力面與氣缸壁僅有=80o100o的圓弧能接觸，故在側(cè)向力的作用下，有將圓的裙部壓扁的趨勢(shì)，同時(shí)迫使

38、銷座軸向的裙部伸長(zhǎng)?；钊斏鲜艿饺?xì)鈮毫Φ淖饔?，使活塞頂部在銷座跨度內(nèi)發(fā)生彎曲，并使活塞裙部有向外擴(kuò)張的趨勢(shì)?；钊N座處材料堆積，使裙部的銷座方向上產(chǎn)生大于其垂直方向的熱變形。因此，為防止活塞在氣缸內(nèi)卡死或引起局部加速磨損，必須在設(shè)計(jì)時(shí)使銷座方向的金屬多削去一些，把活塞銷軸作為橢圓的短軸。在高速柴油機(jī)的裙部設(shè)計(jì)上，大多采取偏心圓弧與正失曲線結(jié)合的方法，如新型鋁活塞（國(guó)防工業(yè)出版社）圖2-22所示。一般在裙部下端=±45o處，裙部上端=±35o45o的弧面上用正失曲線，其余部分為偏心圓弧。此方法使裙部有較大的貼合面積，同時(shí)橢圓度可取得較大。橢圓度沿活塞高度有不變化和變化兩種，

39、將在活塞側(cè)表面形狀中討論。對(duì)于此次柴油機(jī)活塞設(shè)計(jì)，活塞采用的材料是鑄造共晶Al-Si合金，活塞基本結(jié)構(gòu)為鑲筒形鋼片熱膨脹控制活塞，這種活塞的裙部在全長(zhǎng)上保持等橢圓。因此此次活塞設(shè)計(jì)其裙部橢圓度選用相同。推薦如下：上、下裙部的橢圓度均為0.0022D，即上、下裙部的橢圓度均為0.22mm。 活塞側(cè)表面形狀活塞工作時(shí)沿高度方向溫度分布很不均勻，越接近頂部溫度越高，且環(huán)帶部分溫度梯度比裙部大。因此，各斷面的膨脹量也不一樣，上大下小。為使活塞在工作狀況下接近圓柱形，保持小而均勻的間隙，就必須把活塞做成上面略小下面略大的一系列型面。本活塞基本結(jié)構(gòu)為鑲筒形鋼片熱膨脹控制活塞，是一種在活塞裙部鑲?cè)胪残武撈?/p>

40、結(jié)構(gòu)，它可使整個(gè)裙部具有均勻的較小熱膨脹。與普通活塞相比，這種活塞的裙部在全長(zhǎng)上保持等橢圓，從而使裙部配缸間隙在各種工況下均能保持較小間隙，其側(cè)表面形狀采用圖2-23(f)所示的正圓柱形狀。裙部強(qiáng)度驗(yàn)算活塞裙部的要求如下：裙部應(yīng)有一定長(zhǎng)度和足夠的承壓面積，使裙部比壓QS（最大側(cè)壓力與裙部投影面積之比）控制在0.61.4Mpa之間。初步選定SL的范圍為70mm，根據(jù)計(jì)算，裙部比壓QSmax=PNmax/（0.1×0.07）=1.09Mpa，在0.61.4Mpa之間，滿足要求。3.6 氣環(huán)與油環(huán)設(shè)計(jì) 氣環(huán)設(shè)計(jì)氣環(huán)的主要功用是密封和傳熱。保證活塞與氣缸壁間的密封，防止氣缸內(nèi)的可燃混合氣和高

41、溫燃?xì)饴┤肭S箱，并將活塞頂部接受的熱傳給氣缸壁，避免活塞過(guò)熱。氣環(huán)不同開(kāi)口形狀，性能也不一樣。直開(kāi)口工藝性好，但密封性差；階梯形開(kāi)口密封性好，工藝性差；斜開(kāi)口的密封性和工藝性介于前兩種開(kāi)口之間，斜角一般為30°或45°。氣環(huán)的斷面形狀多種多樣，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和強(qiáng)化程度，選擇不同斷面形狀的氣環(huán)組合，可以得到最好的密封效果和使用性能。氣環(huán)的斷面形狀多種各樣，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和強(qiáng)化程度，選擇不同斷面形狀的氣環(huán)組合，可以得到最好的密封效果和使用性能4。在本柴油機(jī)活塞設(shè)計(jì)中，第一道氣環(huán)采用桶面環(huán)，第二道氣環(huán)采用錐面環(huán)，在壓縮高KH中，氣環(huán)高度選則為3mm。桶面環(huán)，環(huán)的外圓

42、面為外凸圓弧形。其密封性、磨合性及對(duì)氣缸壁表面形狀的適應(yīng)性都比較好。桶面環(huán)在氣缸內(nèi)不論上行或下行均能形成楔形油膜，將環(huán)浮起，從而減輕環(huán)與氣缸壁的磨損。錐面環(huán)，環(huán)的外圓面為錐角很小的錐面。理論上錐面環(huán)與氣缸壁為線接觸，磨合性好，增大了接觸壓力和對(duì)氣缸壁形狀的適應(yīng)能力。當(dāng)活塞下行時(shí)，錐面環(huán)能起到向下刮油的作用。當(dāng)活塞上行時(shí)，由于錐面的油楔作用，錐面環(huán)能滑越過(guò)氣缸壁上的油膜而不致將機(jī)油帶入燃燒室。在壓縮高KH選取過(guò)程中，選取了氣環(huán)軸向公稱高度為3mm，只是各氣環(huán)公差不同。氣環(huán)的徑向厚度t=D/23.5D/25=44.255mm，取t=4.2mm5。 油環(huán)設(shè)計(jì)油環(huán)的主要功用是刮除飛濺到氣缸壁上的多余的

43、機(jī)油，并在氣缸壁上涂布一層均勻的油膜。油環(huán)類型：油環(huán)有槽孔式、槽孔撐簧式和鋼帶組合式3種類型。在本柴油機(jī)活塞設(shè)計(jì)中，選用鋼帶組合式油環(huán)，在壓縮高KH中，油環(huán)高度選則為5mm。鋼帶組合油環(huán)由上、下刮片和軌形撐簧組合而成，撐簧不僅使刮片與氣缸壁貼緊，而且還使刮片與環(huán)槽側(cè)面貼緊。這種組合油環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是接觸壓力大，既可增強(qiáng)刮油能力，又能防止上竄機(jī)油。另外，上下刮片能單獨(dú)動(dòng)作，因此對(duì)氣缸失圓和活塞變形的適應(yīng)能力強(qiáng)。查閱相關(guān)資料得知一般活塞設(shè)計(jì)中，氣環(huán)與油環(huán)的環(huán)槽徑向尺寸相同，所以油環(huán)的徑向厚度取為3.8mm。3.7 配合間隙3.7.1 活塞與氣缸間的間隙活塞用鋁合金的熱膨脹系數(shù)比氣缸用鑄鐵要大，因此受熱時(shí)

44、活塞的熱膨脹大于氣缸，這一差值必須在冷態(tài)時(shí)采用一定間隙來(lái)補(bǔ)償。由于在工作時(shí)活塞頭部要比下面其它部分熱，因此在冷態(tài)時(shí)其頭部間隙大于裙部。但大的間隙會(huì)使環(huán)和環(huán)岸產(chǎn)生很大應(yīng)力，因此又希望間隙要盡可能小些。因此，常在柴油機(jī)活塞的頂岸或環(huán)岸上制出圖2-13所示退讓槽，這種結(jié)構(gòu)既能減少間隙，又能防止拉缸。裙部間隙主要取決于活塞結(jié)構(gòu)，熱膨脹控制活塞的間隙要小于普通整體鋁活塞。共晶Al-Si合金活塞各個(gè)重要部位與氣缸之間的間隙值參考圖2-25取值。圖2-25(d)為水冷柴油機(jī)各重要部位與氣缸間隙取值范圍，查圖得出各自范圍如下：活塞火力岸頂端D3=0.370.50mm；裙部上端D2=0.190.27mm；裙部下

45、端D1=0.110.16mm?？紤]到本活塞采用鑲筒形鋼片熱膨脹控制活塞，裙部在全長(zhǎng)上保持等橢圓，所以對(duì)于活塞與氣缸間的間隙選擇如下：活塞火力岸頂端D3=0.42mm；裙部間隙D2=D1=0.22mm。3.7.2 活塞環(huán)與環(huán)槽間的間隙活塞環(huán)與環(huán)槽間的軸向間隙活塞環(huán)在環(huán)槽中的軸向間隙是環(huán)槽高與活塞環(huán)高的差值。環(huán)槽尺寸由基本尺寸(環(huán)的公稱高度)和一個(gè)附加值組成，這一附加值可根據(jù)不同需要而變。表2-9為不同內(nèi)燃機(jī)活塞環(huán)與環(huán)槽的軸向間隙，本活塞設(shè)計(jì)參考表2-9選取活塞環(huán)與環(huán)槽間的軸向間隙。選取結(jié)果如下：上氣環(huán)與環(huán)槽間的軸向間隙為0.08mm；下氣環(huán)與環(huán)槽間的軸向間隙為0.06mm；油環(huán)與環(huán)槽間的軸向間隙

46、為0.06mm?；钊h(huán)與環(huán)槽間的徑向間隙當(dāng)活塞環(huán)裝入環(huán)槽進(jìn)入工作狀態(tài)時(shí)，不允許與環(huán)槽底徑相碰，因此需有一最小徑向間隙。表2-10給出不同矩形環(huán)、油環(huán)與環(huán)槽底徑徑向間隙的推薦值。此外還要考慮環(huán)槽底面與側(cè)面之間要有0.3mm的圓角半徑。選取結(jié)果如下：氣環(huán)與環(huán)槽間的徑向間隙為1.2mm；油環(huán)與環(huán)槽間的徑向間隙為1.6mm。3.7.3 活塞銷與銷孔間的間隙活塞銷與活塞及連桿小頭之間一般采用浮動(dòng)方式連接，即在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，活塞銷會(huì)緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣活塞銷的磨損較均勻。這種活塞銷因間隙過(guò)大會(huì)引起額外沖擊，過(guò)小不能保證潤(rùn)滑，使活塞銷被鎖死，所以對(duì)銷孔的配合精度要求高?，F(xiàn)代高速內(nèi)燃機(jī)鋁活塞要求活塞銷冷態(tài)就要

47、有間隙，其目的是使活塞銷在冷磨合和冷起動(dòng)時(shí)不存在預(yù)應(yīng)力，活塞銷能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，降低銷孔開(kāi)裂的危險(xiǎn)。由于活塞與活塞銷材料不同，溫度升高時(shí)，不同的熱膨脹系數(shù)會(huì)使兩者之間的間隙加大。由圖2-27(a)可直接得出不同活塞材料在不同溫度下，活塞銷與銷孔之間的熱態(tài)間隙。Sw=Sk+S式中：Sw熱態(tài)間隙；Sk冷態(tài)間隙；S升溫后間隙增大量。具體間隙可以根據(jù)公式計(jì)算，一般均為m級(jí)的。4 活塞鑲?cè)Φ脑O(shè)計(jì)4.1 鑲?cè)Φ谋匾杂捎诨钊跉飧字猩舷逻\(yùn)動(dòng)的接觸面是不斷變換的，而且氣缸的實(shí)際形狀及幾何基準(zhǔn)形狀也總是有偏差的，這樣在活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞環(huán)相對(duì)于環(huán)槽在徑向上存在著徑向運(yùn)動(dòng)；而且由于環(huán)與環(huán)槽之間有間隙，所以在交變氣體作用

48、力、慣性力和氣缸摩擦力的作用下，環(huán)就在環(huán)槽兩側(cè)來(lái)回運(yùn)動(dòng)。這兩種運(yùn)動(dòng)使得環(huán)槽和環(huán)側(cè)面出現(xiàn)磨損。當(dāng)環(huán)槽磨損到一定程度時(shí)，環(huán)槽與活塞環(huán)之間的間隙迅速擴(kuò)大，對(duì)燃?xì)獠辉倌芷鸬接行У拿芊庾饔?，這就將導(dǎo)致活塞與活塞環(huán)的同時(shí)損壞。因此，對(duì)活塞使用壽命起決定作用的是環(huán)槽的耐磨性，特別是第一、二到環(huán)槽6。本活塞設(shè)計(jì)中，活塞材料選用的是共晶Al-Si合金。共晶Al-Si合金平均磨損速度為0.030.08mm/1000h，在使用條件稍苛刻時(shí)，其平均磨損速度還要大。為了提高活塞環(huán)槽的耐磨性，1931年德國(guó)人馬勒設(shè)計(jì)了鑲?cè)︿X活塞。這種活塞大大提高了環(huán)槽的使用壽命，因此本活塞設(shè)計(jì)中的環(huán)槽有必要采用鑲?cè)Α?.2 鑲?cè)Φ慕Y(jié)構(gòu)形

49、式鑲?cè)︿X活塞的鑲?cè)Y(jié)構(gòu)有如下幾種：?jiǎn)苇h(huán)槽及雙環(huán)槽鑲?cè)?；帶燃燒室鑲塊的鑲?cè)?；鍛造活塞用成形鑲?cè)蜐L裝鋼片。由于該活塞采用型燃燒室，所以選用帶燃燒室鑲塊的鑲?cè)ΑＴ趫D6-3中，表示出了標(biāo)準(zhǔn)單環(huán)槽鑲?cè)εc活塞基體的聯(lián)結(jié)位置，在本活塞設(shè)計(jì)中，鑲?cè)εc活塞采用齊平式，這樣可以增大環(huán)槽下側(cè)表面的工作面，其最大倒角為0.1mm，有減少積炭的作用。本活塞采用的帶燃燒室鑲塊的鑲?cè)Σ牧线x用高鎳鑄鐵，其典型磨損率為525m/1000h。鑲?cè)Φ木唧w形狀及尺寸，將在零件圖中詳細(xì)說(shuō)明。5 活塞冷卻5.1 活塞冷卻的必要性絕大部分高速柴油機(jī)采用整體鑄造鋁活塞，特別是鑲?cè)︿X活塞，不僅提高了活塞的使用性能，而且兼顧了活塞的強(qiáng)度、重量、耐磨、承載、高溫性能和成本。為保證活塞頂有足夠的強(qiáng)度及第一環(huán)槽溫度不超過(guò)230oC左右，在強(qiáng)化的大功率中、高速柴油機(jī)上普遍采用機(jī)油噴射冷卻活塞頂部，或者把機(jī)油直接引入活塞油腔，因此在活塞設(shè)計(jì)上出現(xiàn)油冷活塞和組合活塞7。油冷活塞和組合活塞