480柴油机活塞的设计-毕业设计.doc

第一章 绪论 1 我国柴油机的发展状况及趋势 从建国初期开始，我国柴油机得到了长足的发展。1959 年农业机械部成立， 对我国柴油机的规划与发展起了重要作用。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）以及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，之后有关单位 先后研制成功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遭到严重的破坏，基本停留在20 世 纪60 年代甚至倒退到50 年代的水平，与此同时国外技术迅速发展，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发展的鼎盛时期，引进和开发的新产品种类繁多，其主要代表产品有南汽生产配依维柯Sofim8140.01 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；第一拖拉机厂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N.K.L 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有限公司的P 系列孔式喷油器。此外，还有许多工厂生产各种类型柴油机和多种型号小型单缸柴油机，难以一一列举。 近百年来，我国柴油机取得了长足的进步，截止2001 年底，我国柴油机的 品种、数量与质量可满足国民经济日益增长的需求。但与国际先进水平相比，在 性能、质量与可靠性以及自主开发能力方面还有很大差距，为了控制排气对空气 的污染，从而有力推动我国采用多气门、增压、排气再循环、高压喷射与排气后 处理技术的柴油机的发展。 2004 年全国共生产了1118.35 万台柴油机、其中单缸柴油机879.98 万台， 多缸柴油机236.51 万台，中低速柴油机1.86 万台。 据权威部门预计到2010 年单缸柴油机市场需求可能在600-700 万台左右。 从长远发展来看，单缸柴油机必须考虑开发新一带单缸柴油机，对单缸柴油机要 求是质的提升，而不是量的增加。 其中，风冷柴油机的用途非常广泛。小型风冷单缸柴油机的主要用途有：小 型拖拉机，农用运输车，小型发电机组，水泵机组，小型工程机械，空压机，内 河船舶及农副产品加工（脱粒机，碾米机，磨粉机等）的动力装置 柴油机是节约能源的一种燃油型动力机械，具有热效率高（较汽油机提高40%），功率大，可靠性和耐用性好，维修方便，费用较低等优点。随着柴油机制造技术的提高，柴油机的一些不足之处有了较大的提高，如：发动机难启动（尤其在寒冷的天气），发动机反应粘滞，噪声高以及冒黑烟等。为满足消费者和日益苛刻的环保法规的需求，现代柴油机大量采用新技术。如增压技术的进步和工作过程的改善，单位活塞面积功率不断提高。 现代柴油机应该在减少PM（颗粒物）和NOX（氮氧化物）排放量的同时，不断改进其可操作性和耐用性，大量采用电子设备，降低操作和维修的综合费用。内燃机和汽车给世界带来了现代物质文明，在经历了超过一个世纪的发展之后，它的发展远远没有达到其顶点，在动力性、经济性以及排污方面还在不断地改进。新材料的出现导致内燃机可以进一步减轻质量、降低成本和热损失，综合了汽油机和柴油机的优点的缸内直喷式汽油机、均质混合气压缩燃烧发动机、各种代用清洁燃料发动机等将会有很好的应用前景。这些都对内燃机工作者提出新挑战。 2 零部件中的基本问题 1）受力问题 2）磨损问题 3）热负荷问题 第二章 活塞组 1 概述 活塞组由活塞、活塞销、活塞环等零件组成，其主要功用是： 组成燃烧室，承受燃烧作用力，并把它传给连杆。 密封气缸，防止燃气泄露及滑油窜入燃烧室。 将活塞顶部接受的热量传给汽缸壁，进而传至冷却介质。 将连杆的侧压力传给汽缸壁。 活塞组的设计 2.1活塞组的设计要求 在保证强度和刚度，以及散热良好的前提下，应尽量降低活塞高度，减轻活塞质量。 保证密封性良好，并尽量减少磨损损失。 减少活塞顶吸收的热量，已传给活塞的热量应尽量散掉，保证活塞温度不