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1、产品·设计·研究汽油机活塞的设计活塞的要求与形式汽车发动机活塞的要求,、汽车发动机活塞在满足发动机制造厂的特殊要求下要耐用工作无噪音并且尽可能便。,宜更具体的要求是合适的强度在冷和热的状态下裙部配合紧密,以便在活塞环带内装下所需要的活塞环,适当的高度简单的设计在符合功能要求,。情况下有最宽的制造公差裙部长度的导向要达到满意当代发动机设计的趋势是转速、功率,和温度逐渐增加尽管发展的步子小到几乎觉察不。,,到随着高速公路的出现要求汽车具有持久的高车速对最大排量到升的小型发动机,。来说这就需要发动机在大部分的时间里在接
2、近油门全开下工作。,、。要经常注意重量的减轻为了说明趋势图及示出了十年来活塞特性的典型变化这些是缸径大致相同的发动机的例二道鱼州。聋生竺鱼兰尧夏鱼产业季子但较早的发动机能发出约赶一,关卜协娜,马力的功率而现代发动机妞丁一吴,锣约为施马力转速也常。一常较高图表示顶部和上压环槽誓薄,日温度的显著提高并且现在有趋势以人为顶部中已的温度达℃是,,尸写基本正常的因在实际中这样。的温度是经常遇到的图表现代型式早先型式示十年前满意的活塞销销座处筋的比例和现在推荐的比例的比图十年来活塞各部比例的典型
3、变化。。较精确的构形取决于压缩比但由于许多发动机型号包括了不同的压缩,比其范围从到,所,以为减少活塞可能的改动,扣获得最低的成本需要按照预期一。的最高压缩比来设计强度考虑不,。仅是所希望的而且也是需要的。此外还要求无声运转这就需要适现代样品早先样品当控制活塞的热膨胀和裙部的挠。性理想的情况是对热膨胀的完全,。图典型汽油机活塞的工作温度控制但迄今证明是做不到的在,理想的环境下裙部刚性可能达到为抵抗它受到的全部侧压力所需要今今立产的程度,从而保证活塞最大可能的。,导向但是在实际上控制膨胀和,裙部刚度之间是密切相关的并且,在任何单金属活塞中
4、增加裙部刚,反度将减小控制膨胀的程度之亦。然早先实例现代实例理论计算和经验还不能指明保证满意地工作所需要的精确的间图活塞销座处筋的比例。隙或裙部形状这只能由实际发动。,,机试验来决定因为对一台特定的发动机不可能精确地预知气缸体的膨胀和变形特性特。别是在缸体冷却不均匀的情况下因此,单纯在裙部刚度和自由热膨胀的基础上决定配合间。隙是不实际的这里不,可能给出对活塞满意设计的各个方面的全貌但是提供了为什么采用某些活塞型。,式的大致理由假定可以设计得有足够的强度则设计的主要目标是消除噪音的产生裙部拍。打或顶岸敲击和在特别苛刻工况下保证不发生拉缸和胀死这意味着裙部的设
5、计要使缸筒。,。的工作间隙从冷到热保持几乎不变假如用铸铁活塞配铸铁缸筒这个问题就比较简单但在使用铝活塞时,其膨胀系数约,。为铸铁的倍所以就要求一个具有热控制的活塞当活塞,。,顶部升温沿径向膨胀时挠性较大的裙部则要随之胀大因而当没有任何形式的控制时裙。,部上部的膨胀量大约与顶部的相同为得到最佳的活塞导向活塞装配时直径方向的间隙应尽,,。可能小约。一。毫米而在这样小的间隙下微小的变化就可能引起工作毛病间,,。,隙减少一半容易出现拉缸间隙加倍可能由于裙部或顶岸的接触而产生噪音此外松,,。动的活塞会出现摇摆引起裙部下端的永久变形和很大的噪音并且情
6、况会逐渐恶化活塞的类型,现在生产的各种型式的活塞是众所周知的并且可以大体上分成两类一类是认真设法图整体裙式活塞,。,控制活塞的膨胀另一类则是很少或不去控制第二类一般较少采用它主要有两种单金属,。结构类型整体裙式,简单横槽式即在裙部上方开有横槽。。整体裙式单金属活塞也许是现有活塞中最简单和最便宜的它的刚性特别大由于裙部和,,。顶部相连虽然对裙部下端的膨胀能有一些控制不能有效地控制裙部上部的热膨胀因此上,这,,。端间隙需要加大样就不能避免活塞拍击除了运动车或赛车以外在其它车上不适用赛,其真正优点,,车发动机要求用整体裙式活塞是在一切给定的负荷下
7、断面可以做得较薄有,。利于减轻重量典型的整体裙式活塞如图所示简单的横槽活塞其顶部与裙部支承面是分开的,这样就有一定程度的热膨胀控制和裙部。,,的挠性在工作时顶部温度高于裙部因而活塞销座被带,着径向外移而倾向于将裙部支承面拉向活塞,,中心线增大该处曲率半径并减少。,裙部的直径然而用这种型式所得到的热膨胀控制是,有限的通常不允许采用很小的间。。隙横槽活塞如图所示属于认真努力改进热膨胀控制的活塞有装有低膨胀系数材料为降低成本通常采用、,图横槽活塞钢的片式箍式或圈状镶件的活塞及为人“”。。们所熟知的不镶钢件的活塞横槽的双金属活塞创始于美国镶件的双金属加强了
8、横槽活塞的自然控制作用。
