【正文】 布不均勻。圖 2— 2 所示為活塞頂部開(kāi)裂示例。 活塞失效形式 工作過(guò)程中活塞組的工作表面都會(huì)產(chǎn)生摩擦，由于潤(rùn)滑條件差，磨損較嚴(yán)重。鍛鋼活塞的鍛造材料多采用 38MnVS6 與 42CrM04V， 38MnVS6 由于具有良 好的耐久性和可加工性得到廣泛應(yīng)用。這樣可以減輕活塞組件的重量。隨著噴射壓力的提高，燃燒室形狀將由深坑型向淺盆型發(fā)展。這樣可減少機(jī)油耗。 表 24環(huán)與環(huán)槽配合間隙 單位（ mm) 側(cè)隙 背隙（半徑） 一環(huán) — — 二環(huán) — — 油環(huán) — — 所以，取第一、第二、第三環(huán)的側(cè)隙分別為 、 、 （ mm）。在這里，第一環(huán)岸的高度設(shè)計(jì)為 8mm，比理論高度大，因?yàn)楹附訒r(shí)的焊縫設(shè)計(jì)在此處。 活塞銷孔形式選擇 不同銷孔形狀對(duì)銷孔表面及燃燒室喉口等部位的應(yīng)力影響不同，現(xiàn)在主要有完全圓柱形、單側(cè)異型銷孔、內(nèi)外側(cè)雙喇叭形銷孔三種形式。 10－ 6 179。 (140－ 20)= 二者差值：△ =△ Dl－△ D2=－ = 以上數(shù)值只是在熱負(fù)荷狀態(tài)下的理論計(jì)算值，而實(shí)際情況是銷孔變形還受機(jī)械負(fù)荷的影響，同樣，活塞銷也產(chǎn)生彎曲變形和橢圓變形?；钊N孔直線段理論長(zhǎng)度為 (54— )/2=，外側(cè) 處比銷孔圓柱部分直徑大 ，可求出曲線方程為 : Y=104X2 內(nèi)側(cè) 處比銷孔圓柱部分直 徑大 ，可求出曲線方程為 : Y=104X2 這兩段曲線和直線段圓滑過(guò)渡，比兩段斜線和直線尖角過(guò)渡減少了應(yīng)力集中，增加了銷孔壽命?；钊鹆Π秴^(qū)與缸套之間的配合間隙可以較鋁活塞減小，使兩者之間形成油膜潤(rùn)滑，減少了磨擦磨損，同時(shí)對(duì)燃?xì)庥懈玫拿芊庾饔茫谝画h(huán)免受了燃?xì)鉀_擊，減輕了活塞環(huán)的負(fù)載，與一般鋁活塞相比，摩擦減少了 5%— 10%。 內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，各零件之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)形式有活塞組與缸套之間的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，有滑動(dòng)軸承間的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)等，這些零件間不僅有很高的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，而且存在著很大的作用力，鍛鋼活塞平均運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到 14m/s，活塞側(cè)向推力達(dá)數(shù)千公斤，在相互接觸之間就會(huì)產(chǎn)生切向運(yùn)動(dòng)阻力一摩擦力，因而造成摩擦損失。 型線上半段基本上遵循主推力面的實(shí)際磨合規(guī)律，而下半段則遵循次推力面的實(shí)際磨合規(guī)律。潤(rùn)滑油層最小厚度值取決于裙部上端桶形變化值。 ( l－ cos2α)=G/2179。試驗(yàn)己證實(shí)，活塞裙部表面加工成有規(guī)則狀凹凸刀紋，凹紋可儲(chǔ)油，向摩擦表面帶去足夠的潤(rùn)滑油，凸紋可加速磨合，自動(dòng)適應(yīng)裙部與缸套的尺寸配合。 (— )% D— 發(fā)動(dòng)機(jī)缸徑，以下同。 (－ )%=— 在此范圍內(nèi)選擇 K3=5； 4） .燃燒室底部最小壁厚 K4(頂厚 ) K4=D179。 6.）裙部壁厚 =D179。 保證冷卻油腔要有足夠的冷卻機(jī)油，確保合適的充油度（一般充油度以 50%為宜）。 最大側(cè)作用壓力： Nmax= 402PzD? 裙部比壓： q=2maxDHN = MPa 由于一般內(nèi)燃機(jī)活塞裙部比壓的值均為 ~,強(qiáng)化內(nèi)燃機(jī)活塞裙部比壓 q值達(dá)到 2MPa,所以裙部比壓在許用范圍內(nèi)。焊接過(guò)程中所需控制的焊接參數(shù)較少，只有壓力、時(shí)間、速度和位移。同時(shí)焊縫淬火傾向大，組織不穩(wěn)定，易產(chǎn)生附加應(yīng)力，焊后應(yīng)立即進(jìn)行退火處理，以消除焊接殘余應(yīng)力，細(xì)化晶粒，使組織均勻，從而改善接頭性能。本文通過(guò)廣泛的借鑒國(guó)內(nèi)外大功率發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的材料應(yīng)用、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的工藝水平對(duì)摩擦焊接式內(nèi)冷油道鍛鋼活塞進(jìn)行了設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，并通過(guò)了試驗(yàn)驗(yàn)證。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 28 頁(yè) 共 75 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1]馬良振．柴油 機(jī)構(gòu)造．北京：石油工業(yè)出版社， 1986． [2]連生主編．內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)．吉林工業(yè)大學(xué)出版社， 1986. [3]永寧．內(nèi)燃機(jī)熱負(fù)荷和熱強(qiáng)度．機(jī)械工業(yè)出版社， 1988． [4]錢進(jìn)．國(guó)產(chǎn)重卡柴油機(jī)發(fā)展趨勢(shì)．內(nèi)燃機(jī)． 2021， 4 [5]郭國(guó)慶．內(nèi)燃機(jī)活塞材料及相關(guān)技術(shù) ． 拖拉機(jī)及農(nóng)用運(yùn)輸車． [6]郭領(lǐng)軍 ， 李賀軍 ，石振海．內(nèi)燃機(jī)活塞材料的研究及應(yīng)用述評(píng)． 2021， (9)： 657— 660 [7]周冬．活塞受熱狀況的具體分析．柴油機(jī)． 2021， (27)： 28— 30 [8]劉順，張志英，史玉恩 ． 鋁活塞的腐蝕原因及預(yù)防措施山 東內(nèi)燃機(jī) ． 2021， 3 [9]周龍保 ． 內(nèi)燃機(jī)學(xué) ． 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2021 [10]潘斌 ． 活塞的故障及原因分析 ． 內(nèi)燃機(jī)配件 ， 2021， 9 [11]小莉，沈瑜銘等．活塞熱疲勞試驗(yàn)技術(shù) —— 溫度分布模擬系統(tǒng)．內(nèi)燃機(jī)工程， 2021，(4)： 58— 61 [12]楊松 ． 淺談內(nèi)燃機(jī)噪音的形成與降噪措施 ． 科教文匯 ， 2021， 8 [13]平修二 ． 金屬材料的高溫強(qiáng)度理論 ． 科學(xué)出版社 ， 1983 [14]長(zhǎng)春汽車研究所編 ． 汽車設(shè)計(jì)手冊(cè) (發(fā)動(dòng)機(jī)附件卷 )． 1999 [15]張勇等 ． 振蕩冷卻油腔活塞熱結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的有限元分析 ． 內(nèi)燃機(jī)工程 ， 2021，（ 25）：56— 59 [16]高宗英 ， 劉勝吉 ． 埃斯貝特公司及其內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)的新思想 ． 國(guó)外內(nèi)燃機(jī) ， 1992， (1)：5— 6 [17]李斯特 178。中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 原文已完。室內(nèi)地坪177。地面除衛(wèi)生間 200179。 本工程結(jié)構(gòu)中使用主要材料：鋼材： I 級(jí)鋼， II 級(jí)鋼；砼：基礎(chǔ)墊層 C10，基礎(chǔ)底板、地圈梁、基礎(chǔ)構(gòu)造柱均采用 C30，其余均 C20。 ⑵ 結(jié)構(gòu)工程 結(jié)構(gòu)定位放線（預(yù)檢）→構(gòu)造柱鋼筋綁扎、定位（隱檢）→磚墻砌筑（＋ 50cm 線找平、預(yù)檢）→柱梁、頂板支模（預(yù)檢）→梁板鋼筋綁扎（隱檢、開(kāi)盤(pán)申請(qǐng)）→砼澆筑→下一層結(jié)構(gòu)定位放線→重復(fù)上述施工工序直至頂。 ⑷ 回填期間設(shè)打夯機(jī) 2 臺(tái)。 ⑵ 裝修期間 抹灰工 60 人；木工 4 人；油工 8 人；電工 6 人；水暖工10 人。 D、水準(zhǔn)點(diǎn)：建設(shè)單位給定準(zhǔn)點(diǎn)，建筑物177。 基坑開(kāi)挖 本工種設(shè)計(jì)地基換工，夯填砂礫墊層 1100mm；根據(jù)此特點(diǎn)，采用機(jī)械大開(kāi)挖，留 200mm 厚進(jìn)行挖工 、鏟平。 以下采用 M10 水泥砂漿，一、二、三、四層采用 M10 混合砂漿，五層以上采用 混合砂漿。 H、施工時(shí)需留置臨時(shí)洞口，其側(cè)邊離交接處的墻面不少于 500mm，頂部設(shè)邊梁。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 ⑸ 所有鋼筋綁扎，須填寫(xiě)隱檢記錄，質(zhì)評(píng)資料及目檢記錄，驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下道工序。 模板工程 ⑴ 本工程模板采用鋼木混合模板。 ⑸ 外防護(hù)架用閉目式安全網(wǎng)進(jìn)行封閉，兩平網(wǎng)塔接和網(wǎng)下口必須綁孔緊密。 墻面涂料基層要求現(xiàn)整，對(duì)縫隙微小孔洞，要用膩?zhàn)诱移?，并用砂紙磨平? 1水、暖、電安裝工程 ⑴ 管道安裝應(yīng)選用合格的產(chǎn)品，并按設(shè)計(jì)放線，坡度值及坡向應(yīng)符合圖紙和規(guī)范要求。本措施不再述。試驗(yàn)研究表明，當(dāng)水平灰縫為 12mm 時(shí)，磚砌體的抗壓強(qiáng)度極限，僅為 10mm 厚時(shí)的 70－ 75％，所以要保證水平灰縫厚度在8－ 12mm 之間。 B、砌磚時(shí)，一定要按皮數(shù)桿的分層掛線，將小線接緊，跟線鋪灰，跟線砌筑。為此，提出防止通病的作業(yè)措施如下： 磚墻砌體組砌方法： ⑴ 、組砌方法：一順一丁組砌，由于這種方法有較多的丁磚，加強(qiáng)了在墻體厚度方向的連結(jié)，砌體的抗壓強(qiáng)度要高 一些。 ⑶ 電預(yù)埋管路宜沿最近線路敷設(shè)，應(yīng)盡量減少?gòu)澢?，用線管的彎曲絲接套絲，折扁裂縫焊接，管口應(yīng)套絲用堵頭堵塞。 樓地面工程 樓地面工程只作 50 厚豆石砼墊層。 裝飾工程 裝飾工程施工前，要組織質(zhì)監(jiān)部門(mén)、建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工單位四方參加的主體結(jié)構(gòu)工程核驗(yàn)收，對(duì)已完全體分部工程進(jìn)行全面檢查、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，清除隱患，并做好裝飾前材料、機(jī)具及技術(shù)準(zhǔn)備工作。 ⑵ 模板支撐應(yīng)牢固可靠，安裝進(jìn)程中須有防傾覆的臨時(shí)固定措施。施工中嚴(yán)格掌握各種材料的用量，并在攪拌機(jī)前進(jìn)行標(biāo)識(shí)，注明每立方米、每盤(pán)用量。 ⑵ 鋼筋綁扎前應(yīng)仔細(xì)對(duì)照?qǐng)D紙進(jìn)行翻樣，根據(jù)翻樣配料，施工前由工長(zhǎng)對(duì)所管轄班組下發(fā)技術(shù)交底，準(zhǔn)備施工工具，做好施工的準(zhǔn)備工作。 B、砌筑前應(yīng)提前澆水濕潤(rùn)磚塊，水率保持在 10％－ 15％。開(kāi)挖出的土，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，盡量留足需用的好土，多余土方挖出，避免二次搬運(yùn)。 ⑶ 基礎(chǔ)測(cè)量 A、在開(kāi)挖前，基坑根據(jù)平面布置，軸線控制樁為基準(zhǔn)定出基坑長(zhǎng)、寬度，作為拉小線的依據(jù)；根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，條基外側(cè) 1100mm 為砂礫墊層邊，考慮放坡，撒上白灰線，進(jìn)行開(kāi)挖。 12，邊長(zhǎng)相對(duì)誤差 1/15000。 施工用電 施工用電已由建設(shè)單位引入現(xiàn)場(chǎng)；根據(jù)工程特點(diǎn)，設(shè)總配電箱 1 個(gè)，塔吊、攪抖站、攪拌機(jī)、切斷機(jī)、調(diào)直機(jī)、對(duì)焊機(jī)、木工棚、樓層用電、生活區(qū)各配置配電箱 1 個(gè)；電源均采用三相五線制；各分支均采用鋼管埋地；各種機(jī)械均設(shè)置接零、接地保護(hù)。 ⑷ 外裝修工程 外裝修工程遵循先上后下原則，屋面工程（包括煙道、透氣孔、壓頂、找平層）結(jié)束后，進(jìn)行大面積裝飾，塑鋼門(mén)窗在裝修中逐步插入。 本工程設(shè)計(jì)采暖為鋼制高頻焊翅片管散熱器。樓梯間單元門(mén)采用樓宇對(duì)講門(mén)，臥室門(mén)、衛(wèi)生間門(mén)采用木門(mén)，進(jìn)戶門(mén)采用保溫防盜門(mén)?？倢?27樓 ； 30樓 m。編制時(shí)，我公司技術(shù)發(fā)展部、質(zhì)檢科以及項(xiàng)目部經(jīng)過(guò)精心研究、合理組織、充分利用先進(jìn)工 藝，特制定本施工組織設(shè)計(jì)。Ａ． 內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)總論 ． 北京 ： 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 1982 [18]劉安 ． 柴油機(jī)燃燒室形狀對(duì)混合氣形成的影響 ． 現(xiàn)代車用動(dòng)力 ， 2021（ 2）： 18 [19]張翼 ， 蘇鐵熊 ． 發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) [20]馬學(xué)軍 ． 車用發(fā)動(dòng)機(jī)活塞裙部橢圓設(shè)計(jì) ． 內(nèi)燃機(jī)配件 ， 1998， 3 [21]劉世英 ． 高性能轎車活塞裙部復(fù)合型面設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā) ． 華東地區(qū)內(nèi)燃機(jī)學(xué)會(huì)論文 ， 2021，10 [22]楊連生 ． 內(nèi)燃機(jī)設(shè) 計(jì) ． 吉林 ：吉林 工業(yè)大學(xué)出版社， 1990 [23]柴油機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)編輯委員會(huì) ． 柴油機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) ． 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社 ， 1984 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 29 頁(yè) 共 75 頁(yè) [24]張保成，蘇鐵熊，張林仙． 內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力學(xué) ． 國(guó)防工業(yè)出版社 ， 2021， 7 [25]齊少安，劉承東．摩擦焊接及其工藝發(fā)展．機(jī)械制造， 2021， 4l(11)： 24— 27． 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 30 頁(yè) 共 75 頁(yè) 致謝 首先感謝我的導(dǎo)師崔俊杰副教授。 (2)主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)： 通過(guò)借鑒國(guó)內(nèi)外活塞設(shè)計(jì)成果，設(shè)計(jì)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鋼質(zhì)活塞結(jié)構(gòu)，整個(gè)活塞采用基本等壁厚 的薄壁結(jié)構(gòu)，活塞頭部與裙部分別鍛造成型，經(jīng)粗加工后通過(guò)摩擦焊接方式結(jié)合在一起，形成一個(gè)整體，在活塞頭部環(huán)槽與燃燒室之間形成環(huán)形封閉冷卻油腔，并且冷卻油腔通過(guò)進(jìn)、出油孔 (通過(guò)加工實(shí)現(xiàn) )與活塞內(nèi)腔相通，當(dāng)活塞在發(fā)動(dòng)機(jī)中工作時(shí)，機(jī)油從進(jìn)油孔中噴入，并在環(huán)形冷卻腔內(nèi)振蕩，從出油孔流出，帶走活塞本體的熱量，以降低活塞本體的工作溫度，保證活塞及活塞環(huán)的工作可靠性 。 活塞的精加工 對(duì)于活塞的精加工，工藝流程如下： 粗車外圓及頂面 → 粗車內(nèi)腔 → 精車止口及粗銼銷孔 → 精車燃燒室及頂面 → 鑲銷孔襯套 → 精車內(nèi)腔 → 精車環(huán)槽、外圓及倒角 → 精銼銷孔 → 檢驗(yàn)、打標(biāo)、入庫(kù)。焊接參數(shù)設(shè)定后容易實(shí)現(xiàn)監(jiān) 控，焊機(jī)運(yùn)行和焊接質(zhì)量的可靠性、重現(xiàn)性大大提高，不依賴于操作人員的技術(shù)水平和工作態(tài)度。活塞銷座承受周期變化的氣體力和活塞銷座部分的往復(fù)慣性力的作用，這些力都是帶有沖擊性的，從運(yùn)動(dòng)情況來(lái)來(lái)看，活塞銷座中由于連桿小頭的制約，其轉(zhuǎn)動(dòng)角度很小，則很難在銷與銷座中由于形成良好的油膜。與此相應(yīng)的出油口直徑為進(jìn)油孔直徑的— 倍 [23]。 (3－ )%=— 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 21 頁(yè) 共 75 頁(yè) 一般 ，鋁活塞裙部壁厚最小為缸徑的 5%。 (－ )%=— 。 Kl=D179。鍛鋼活塞設(shè)計(jì)中，粗糙度值采用 左右。左右有擦傷痕跡，采用雙橢圓公式 [22]： △ R=G/4179。 工作狀態(tài)下，中凸點(diǎn)的位置接近于活塞銷孔中心或稍偏高一些，有利于潤(rùn)滑油膜的壓力分布，使圍繞活塞銷孔中心的油膜支承力矩改變，有利于缸內(nèi)傾斜角的減少和平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)性的提高，但在活塞機(jī)械變形和熱變形的影響下，裙部中凸點(diǎn)的位置將向銷孔中心方向上移一段距離。中凸變橢圓型面母線可近似看作兩條曲線相接構(gòu)成。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 18 頁(yè) 共 75 頁(yè) 活塞與缸套間的摩擦，無(wú)論是對(duì)內(nèi)燃機(jī)的有效效率，還是對(duì)活塞與缸套磨損的影響都是很嚴(yán)重的，它使有效效率下降，活塞與缸套間的間隙增大，使燃燒性能降低。對(duì)于小缸徑柴油機(jī)由于死區(qū)容積占有比例較大，因此效果更為明顯。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 17 頁(yè) 共 75 頁(yè) 銷座徑向高度 對(duì)于活塞的徑向結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，我取兩個(gè)活塞銷座平行，這樣不僅容易加工，而且能降低成本，提高生產(chǎn)效率。鍛鋼活塞直徑中 110mm，按中間值計(jì)算，配合間隙應(yīng)為 士 。 (140－ 20)= 同樣，活塞銷的膨脹量為：