车用柴油机的活塞设计研究.pdfVIP

维普资讯 1998年第 3期 (总第 144期) 一 |o 车用柴油机 的活塞设计研究 ， 东风汽车工程研究院苏洪吉 U獬 。|s l· 摘要 首次提出了车用柴油机活塞 的设计可分为基本结构设计、强度设计和运动设计三个部分 。 阐述了各个设计部分与发动机结构、性能间的内在联系{提出了各个部分的设计要点；揭示 了评 价活塞综合技术水平的 关键词 车用柴油机 机指{活f一_一 ， 第曲祝 1 引 言 计一 它部分不发生干涉，这就是活塞的基本结构 车用发动机柴 油化 的趋势越来越明显 设计 。活塞的强度设计就是对活塞关键部位 了，这是 因为柴油机的动力性和经薪性优于 进行强度校核，其 目的是在保证活塞关键部 汽油机的缘故。从东风公司近几年的销售情 位强度要求的基础上，尽可能降低活塞运动 况看，柴、汽油机的比例发生 了根本性的变 质量。活塞的运动设计是要解决活塞在气缸 化，由过去不到 1：9发展至今已达到 7：3。 内往复运动时的润滑问题、密封问题和活塞 另外，由于法规对汽车排放要求更加严格，国 的运动平稳性 问题 。 内公路等级标准的大 幅度提高，因而，开发车 2．1 活塞基本结构设计 用大功率高转速柴油机就势在必行。 活塞基本结构设计 ，就是根据发动机 曲 活塞作为发动机最大 的受力件和往复 柄—— 连杆的运动关系和发动机基本结构 运动件，对发动机的性 能和排 放影 响很大。 参数 ，确定活塞直径、全长以及 活塞 销在活 然而和发动机整机设计一样，至今还没有形 塞 中所处的位置 。 成一套完整的设计方法，仿制和经验设计仍 括塞基本结构设计过程如图 1所示。 占主导地位 ，具体表现在活塞气缸装配间隙 大、活塞惯性质量大、发动机噪声大、环境污 染大、性能指标低 。除 了制造精度差之外 ，其 根本原 因是括塞设计 与发动机主要参 数之 间没有建立起科学 内在的联系，活塞设计脱 离了发动机系统环境 。本文将从车用柴油机 活塞的基本结构设计、强度设计和运动设计 三个方面 ，论述括塞设计中活塞和发动机结 构参数 、性能参数间的内在联系 ，以及活塞 设计要点 。 2 活塞设计 括塞是发动机的往复运动件，括塞设计 首先要弄清楚活塞和发动机相关运动件之 问的运动关系，保证所设计括塞与发动机其 图 l 5 维普资讯 ” 车科技 如图 2所示，可以看出，发动机缸体高、 缩高 ，是活塞设计师追求的 目标。一般来讲 ， 曲柄销半径 、连杆长度构成了对活塞压缩高 有 以下几个途径： 的约柬 新设计发动机时，发动机设计工程 一 尽量减少活塞环数或采用薄型环； 师必须同活塞设计工程师反复磋商 最终达 一 减少火力岸高 (但必须采用钢质环) 成对活塞压缩高的一致意见。 一 尽可能减少上裙长度 (受活塞销直径 缸体上平面 ． 的限制)； 一 尽可能降低其余环岸高度 (必须进行 臣苎岛 I P I