基于有限元分析的s195柴油機(jī)活塞改進(jìn)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-全文預(yù)覽
【正文】 容積）及喉口直徑與氣缸直徑之比dk/D。）及收口型（β＜90176。[2]活塞組設(shè)計(jì)的要求:（1）重量輕且有足夠的剛度各強(qiáng)度；（2）避免燃?xì)馔ㄟ^(guò)活塞環(huán)竄入曲軸箱，并盡可能減少摩擦損失；（3）減少活塞頂從燃?xì)馕諢崃浚⒔M織良好的冷卻，將活塞所吸收的熱量迅速地傳出；（4）保證活塞組與氣缸套之間有良好的潤(rùn)滑，但又要降低滑油耗量；（5）環(huán)與環(huán)槽、活塞銷民軸承具有良好的耐磨性；（6）正確選擇活塞與氣缸套的配合間隙可防止活塞在上、下死點(diǎn)附近由于側(cè)壓力改變方向而產(chǎn)生活塞對(duì)缸套的撞擊，從而也減小噪聲和氣缸套的穴蝕；（7）易于制造、成本低。這種材料具有比鋁高4倍，比銅高5倍的傳熱系數(shù)，以及相對(duì)密度低、質(zhì)量輕、制取成本不高等特點(diǎn)，既可減小質(zhì)量40%(與金屑制材相比)，又可散熱制冷，可有效地增加發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率，改進(jìn)工作效率。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)功率的不斷提高和活塞工作壽命的不斷延長(zhǎng)，普通的鋁合金活塞難以滿足要求，許多性能更好的新材料應(yīng)用于活塞中。現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞多采用鋁合金作材料。2．活塞主要尺寸設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算、材料以及設(shè)計(jì)要求活塞是內(nèi)燃機(jī)的重要零部件之一，其結(jié)構(gòu)和所處的工作環(huán)境十分復(fù)雜。 (1)充量系數(shù) (1)(2)過(guò)量空氣系數(shù) (2)(3)平均機(jī)械損失壓力 (3)(4)進(jìn)氣終點(diǎn)溫度 Ta (4)(5)壓縮終點(diǎn)壓力pc (5)(6)平均壓縮指數(shù)n1根據(jù)已求得的Ta和ε，查《船用柴油機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)(三)》n1=(7)壓縮終點(diǎn)溫度 Tc (6)(8)氣缸工作容積 Vh (7)(9)氣缸壓縮容積 Vc (8)(10)理論空氣量L0 (9)(11)實(shí)際空氣量 L (10)(12)燃燒產(chǎn)物 M2 (11)(13)分子變更系數(shù) β0 (12)(14)燃燒前后實(shí)際分子變更系數(shù) β (13)(15)壓縮終點(diǎn)定容摩爾比熱 μCv1m (14)(16)燃燒終點(diǎn)燃燒產(chǎn)物平均定容摩爾比熱 μCv2m (15)(17)壓力升高比λ (16)(18)定壓燃燒終點(diǎn)溫度 Tz (17)(19)初膨脹比 ρ (18)(20)定容燃燒終點(diǎn)氣缸容積 Vz (19)(21)后膨脹比 δ (20)(22)膨脹終點(diǎn)溫度Tb (21)(23)膨脹終點(diǎn)壓力 pb (22)(24)理論平均指示壓力 pi` (23)(25)平均指示壓力 pi (24)(26)指示功率 Ni (25)(27)指示熱效率 ηi (26)(28)指示油耗率 gi (27)(29)平均有效壓力 pe (28)(30)有效功率 Ne (29) 其中Z為氣缸數(shù)(31)有效熱效率 ηe (30)(32)有效油耗率 ge (31) 示功圖繪制（1）壓縮線上任意點(diǎn)壓力： (32)（2）膨脹線上任意點(diǎn)壓力： (33)其中： (34) (35)根據(jù)以上公式及選定參數(shù)Pz可求出各曲軸轉(zhuǎn)角的氣缸壓力如下表：表1 工作過(guò)程氣體壓力氣缸壓力（Mp)曲軸轉(zhuǎn)角/(176。（3）提供增壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)如pk、Gk等或作為選配增壓器參數(shù)時(shí)的依據(jù)。實(shí)踐證明，只要各過(guò)程中的主要參數(shù)能積累有較多的實(shí)驗(yàn)參考數(shù)據(jù)并選擇得當(dāng)，還是有一定的實(shí)用價(jià)值的。因此對(duì)活塞進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。在氣體壓力、往復(fù)慣性力等周期性載荷作用下，活塞產(chǎn)生很大的機(jī)械變形和機(jī)械應(yīng)力。而S195型柴油機(jī)是廣大農(nóng)村中使用最廣泛的動(dòng)力機(jī)械，它的設(shè)計(jì)是否合理，直接關(guān)系到廣大農(nóng)村用戶的切身利益。 [關(guān)鍵詞] 活塞；ANSYS；內(nèi)燃機(jī)The Design of Piston in S195 Diesel Engine Based on Finite Element MethodAbstract To satify the new condition of swirl chamber being changed into direct injection bustion chamber and improve the fuel economy , the structure of piston in S195 Diesel Engine was redesigned. The thermodynamic and power calculation were done .The bustion chanber and piston ring etc were changed to adjust to the direct injection diesel engine. The maximum outbreak pressure obtained by calculation and the inertial force generated by the corresponding piston acceleration were recognized as the most dangerous working conditions, using ANSYS finite element analysis software for mechanical stress analysis , the piston stress and deformation cloud were obtained . According to the result of the analysis, the maximum stress and maxi
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