大数是单列的，单列式发动机结构简单，工作简单，成材本低，使用维修方便，能满足般要求，而且以各气缸线所在平面与地面垂直居多。结合国内制造使用成本，生产条件及运转平衡性等，初步选用直列缸机。目前汽车发动机多采用直列缸缸和型缸的结构。根据现有的国产汽油发动机的功率和汽缸数目的匹配关系，设计升的汽油发动机，所要匹配的汽缸数目定为直列缸机。冷却方式水冷常用的冷却方式有水冷和风冷两种，水冷式发动机由于冷却较好而且均匀，强化的潜力要比风冷式发动机大，因此在汽车发动机上至今大多数还是水冷式发动机。参考文献在条件相同时，主要由于充量系数的差别，水冷机比风泠机高。此外风冷发动机功率和燃料消耗受气温变化影响较大，不如水冷发动机指标稳定。综合以上各因素，本设计冷却方式选用水冷方式。汽油机结构参数的选取汽缸直径的确定根据设计任务书所提供的设计条件所要设计的汽油发动机的排量为平均有效压力活塞平均速度根据内燃机学的基本计算公式其中为发动机的有效功率，为发动机的平均有效压力，依题为为汽缸的工作容积，依题为为发动机的汽缸数目，依题为为为发动机的转速为活塞的平均速度，依题为为发动机活塞的行程为发动机汽缸直径为发动机的行程数，依题为根据以上的条件代入公式得计算化简后取带回原式可以确定所以基本参数得以确定。缸径行程比汽油机的取值范围为转速的确定根据内燃机设计杨连生，汽油机转速在之间取活塞速度符合活塞速度小于的要求汽缸工作容积与升功率气缸工作容积由于平均有效压力学号课程设计题目升汽车发动机活塞组设计学院汽车工程学院专业热能与动力工程班级热动姓名杨辰指导教师刘志恩年月日目录前言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„汽油机结构形式的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„气缸数和气缸布置的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„冷却方式的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„汽油机结构参数的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„缸径的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„行程缸径比的选取„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„转速的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„汽缸工作容积与升功率„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„曲柄半径与连杆长度之比的选取„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„缸心距的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„压缩比燃烧室容积及总容积„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„热力学计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„作出图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„压缩过程„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„膨胀过程„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„图的绘制„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„运动学计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„动力学计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„曲柄连杆机构的动力分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„强度校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„小结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„附表„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„附表„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„附表„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„附表„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„附表„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„四行程汽油机活塞组设计前言这学期学院为我们专业开始了汽车发动机设计，为期周。汽车工程学院针对我们热能与动力工程专业特别开设的专业课设计汽车发动机设计是非常必要的，这是因为发动机是汽车的心脏，汽车的行使速度加速性爬坡度牵引力决定于发动机汽车常见故障大部分来源于发动机汽车的然有经济性和经常费用也主要决定于发动机。为了实现汽车的设计目标，根据发动机的重要性，汽车方案设计对发动机的型式和主要参数指标是作了规定的。所以发动机设计是个重要的阶段，其中包括结构空间总质量功率环境保护生产成本使用成本等指标。通过这次我们亲身的设计实践，让我们对这些专业课的基础知识和基本理论能有进步的理解和掌握，使我们在分析计算设计绘图运用各种标准和规范查阅各种设计手册与资料以及计算机应用能力等各个方面得到进步的提高，能够全面地检验并巩固我们以前所学的专业课知识，并通过结合实际情况，让我们能从个全新的角度重新学习认识以前学过的专业课知识。除此之外，此次课程设计还为我们下学期的毕业设计奠定了坚实的基础，为我们将来走上工作岗位埋下了铺路石。我们要充分利用这次课程设计的机会，了解国内外发动机的发展现状，并尽可能发挥我们的能力，保质保量地完成此次课程设计。本设计主要工作任务是四行程汽油机活塞组的设计。汽油机结构形式的设计汽缸数和气缸布置的选择直列缸内燃机的气缸数„„„„„„„„„„„„„沿气缸中心线的总作用力„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„力的传递与分解„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„活塞设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„活塞的材料„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„活塞主要尺寸设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„活塞高度„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„压缩高度„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„火力岸高度„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„环带高度„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„活塞顶部厚度„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„活塞裙部及其侧表面形状的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„裙部椭圆„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„配缸间隙„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„活塞头的质量计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„活塞销的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„活塞销的材料„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„活塞销与销座的结构设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„活塞销与销座的配合„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„活塞销质量„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„活塞销刚度和强度的校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„活塞环设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„活塞的密封机理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„气环的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„油环的设计„„„„„„„„„„„„„„，降低发动机摩擦损失。现代高速内燃机大多采用道气环另有油环，重型强化柴油机则用道气环。气环的尺寸参数主要有环的径向厚度轴向高度图以及环的自由状态形状和自由开口端距。减小环高有利于缩短活塞高度，减小环的颤振倾向，目前已达到左右的极限。过小的使环和环槽的加工困难。径向厚度较大的环弯曲刚度大，对气缸表面畸变的跟随性差，但耐磨性相对较好。刚性环在较小的端距下就可得出要求的平均径向壁压，但在套装到活塞头部上时易于折断。对合金铸铁的活塞环来说。环槽深度取活塞环的材料活塞环是内燃机中磨损最快的零件，因此适当选择材料和表面处理工艺十分重要。活塞环般是由合金铸铁铸造，高强度环用球墨铸铁，经热处理以改善材料的热稳定性。少数活塞环用合金钢制造。活塞环的工作表面通常用各种镀层或涂层，以提高其耐磨性耐蚀性或改善磨合性。最常用的耐磨层为镀铬和喷钼。松孔镀铬不仅硬度高，耐磨耐蚀，而且储油，抗胶合，广泛用于汽油机和自然吸气柴油机。钼熔点高，喷钼层抗胶合抗磨损性能好，能适应高温下工作。喷涂法能造成定多孔性，也有定储油能力。喷钼环主要用于增压强化柴油机的第环。所有活塞环都要进行磷化镀锡或氧化处理，以改善磨合性和防锈。油环的设计气缸与活塞运动副用飞溅的机油润滑。油环的作用是把飞溅到气缸壁上的多余润滑油刮下来，回到油底壳，以减少发动机的机油消耗量。为了能在高速运动中对抗机油的流体动压力刮下机油，只留下很薄的油膜，油环工作面的着壁压力应足够大。因为油环没有环背气压力帮助压向气缸壁，着壁压力完全靠本身的弹力产生。单体铸铁油环图，由于材料强度所限，只能通过减小与气缸接触的工作面积来提高壁压，最高只能达到左右。如用高强度材料，用较大的径向厚度，壁压可能进步提高，但环刚性大，对气缸变形的追随性差，刮油能力不好。用具有切向弹力的螺旋衬簧的铸铁油环图可使壁压达到以