一种新型节能减排柴油机活塞的设计

摘要

随着我国经济水平的发展，人们的物质生活水平也在不断的提高，汽车开始走向了各家各户。汽车的普及给环境所带来的巨大压力变得不容忽视，其排气中的有害物所引起的大气污染、二氧化碳所引起的地球变暖，已引起了各国的高度重视。国5、国6排放发标准是确保我国在节约能源和控制排放方面实现可持续发展目标的关键，同时新的排放标准也迫使各大汽车及其零部件厂商提升新产品研发的力度。活塞是汽车发动机汽缸体中作往复运动的机件，其性能质量直接影响发动机的性能和可靠性。随着发动机性能的提高，活塞所承受的热负荷和机械负荷也越来越高，这就对活塞铝合金的力学性能、耐热能力提出了更高的要求。玉柴机器正在开展新一代国6排放标准柴油机的预先研究，湖南江滨活塞公司承担了该柴油机活塞的研发任务。
　　本研究主要内容包括：⑴根据柴油机的参数，提出活塞需考虑的问题及难点；根据江滨公司多年的活塞研发经验确定了活塞的研发路线和解决方案；分析了江滨公司三代活塞材料的性能，确定了本活塞的材料型号。⑵总结了活塞的结构设计规范，对活塞顶部的燃烧室进行了结构优化设计；对活塞头部的第一环槽镶圈进行选型，顶部厚度、一二环岸高度、内冷却油道结构及头部外圆进行了结构设计。对活塞裙部及销座进行了结构设计；给出了活塞整体结构设计图。⑶根据活塞的结构设计用pro/e软件建立三维模型导入HyperMesh软件划分网格，在MARC里施加边界条件并求解，对活塞进行有限元结构强度分析，主要是对活塞的温度和强度进行校核，以验证活塞的可靠性并提出合理改进方案。⑷对活塞的工艺路线进行了研发，制定了本活塞的工艺路线，并且进行了活塞试制；与玉柴集团合作进行活塞装机试验，通过试验验证了活塞的可靠性；对本活塞的经济效应进行了预测。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 项目来源

1.2 论文选题的意义

1.3 国内外柴油机活塞研发现状

1.4 论文的工作背景与研究内容

第2章 活塞的方案设计及材料选择

2.1活塞工作原理

2.2 活塞研制开发路线

2.3 活塞方案的确定

2.4 活塞材料的选择

2.5本章小结

第3章 活塞的结构设计

3.1活塞结构设计规范

3.2 活塞顶部

3.3 活塞头部

3.4 活塞裙部

3.5 活塞销座销孔设计

3.6 整体结构设计

3.7 本章小结

第4章 活塞结构强度分析

4.1 有限元分析理论基础

4.2 活塞有限元模型

4.3 边界条件

4.4 计算结果及分析

4.5 本章小结

第5章 样件试制及可靠性试验

5.1 工艺开发及试制

5.2毛坯制造

5.3机加工

5.4活塞可靠性试验

5.5可靠性分析

5.6 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 展望

6.3 存在问题及解决方法

参考文献

致谢