汽车发动机活塞零件加工工艺开题报告(2)

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3.活塞裙部

活塞环槽以下的所有部分称为活塞裙，它包括装活塞销的销座孔。其作用是引导活塞在汽缸中作往复运动并承受侧压力。裙部的长短取决于侧压力的大小和活塞直径。所谓侧压力是指在压缩行程和作功行程中，作用在活塞顶部的气体压力的水平分力使活塞压向气缸壁。压缩行程和作功行程气体的侧压力方向正好相反，由于燃烧压力大大高于压缩压力，所以，作功行程中的侧压力也大大高于压缩行程中的侧压力。活塞裙部承受侧压力的两个侧面称为推力面，它们处于与活塞销轴线相垂直的方向上。

活塞的成品（图2）活塞的结构剖视（图3）

2.2 活塞的分类

由于内燃机活塞在高温高压高负荷条件下工作，对活塞的要求相对较高，因此主要谈谈内燃机活塞的分类。

1. 按使用的燃料来分，可分为汽油机活塞、柴油机活塞、天燃气活塞。

2. 按制造活塞的材料来分，可分为铸铁活塞、钢活塞、铝合金活塞及组合活塞。

3. 按制造活塞毛坯的工艺来分，可分为重力铸造活塞、挤压铸造活塞、锻造活塞。

4. 按活塞的工作状况来分，可分为非增压活塞和增压活塞两大类。

5.　按活塞的用途来分，可分为轿车活塞、卡车活塞、摩托车活塞、船用活塞、坦克活塞、拖拉机活塞、剪草机活塞等。

2.3 活塞的工作环境及承受的作用力

活塞在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工作。活塞直接与高温气体接触，瞬时温度可达2500K以上，因此，受热严重，而散热条件又很差，所以活塞工作时温度很高，顶部高达600～700K，且温度分布很不均匀；活塞顶部承受气体压力很大，特别是做功行程压力最大。在发动机气缸内，活塞在一部分工作循环压缩气体，气缸内的混合气体燃烧膨胀，活塞承受高温气体压力，并把压力通过活塞销、连杆传给曲轴。可见活塞是在高温高压下作长时间变负荷的往复运动，活塞的结构就要适应这样的工作条件。这就使得活塞产生冲击，并承受侧压力的作用；活塞在气缸内以很高的速度（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。

活塞检验主要是裙部直径、活塞环槽的高度和活塞的销座孔尺寸的测量：

①活塞的选配应按气缸的修理尺寸来确定.通常加大尺寸数值标注在活塞顶上；

②在同一系列送鱼丛中，其活塞的结构不一定相同，因此在选购活塞时，必须根据发动机的类型选用对应类型的活塞.在同一台发动机上，应选用同一厂牌、同一组或同一产品代号的活塞;同一机型必须使用同一产品代号的活塞，保证活塞直径差和质量差不超过原厂规定范围.否则，会引起发动机燃烧不良，工作粗暴，经济性和动力性下降等故障.因此在选配活塞时，必须根据发动机的类型选用对应型号的活塞。

2.4 活塞的材料

活塞材料应用概况：

随着内燃发动机生产向高速度、低能耗方向发展,采用合理的活塞材料显得尤为重要。活塞新材料的开发应用,有助于提高发动机效率、延长其使用寿命、降低噪音和废气污染等。

世界上最早的汽车发动机活塞是铸铁的，从1911年才开始研究用铝合金来制造活塞，在同样强度的情况下,它比钢铁材料轻许多。因此,采用铝合金制作的活塞工作过程中产生的惯性小,对高速内燃机的减振和降低内燃机的比质量有着重要的意义。此外,质量较低的铝合金活塞运动时,对缸壁的侧压力和冲击力也较小,这样可以减小活塞组与缸壁以及活塞销的摩擦力,并降低它们的磨损量。铝合金的另外一个优点是导热性好,工作时,活塞表面温度比铸铁的低,而且活塞顶部的积炭也较少。除铝合金、铸铁外，还有钢、陶瓷及复合材料等。其中，铝合金应用的最多，铸铁次之，其它则较少。