山东理工大学：《内燃机设计》课程教学资源（课件讲稿）第七章 活塞组设计

第三篇内燃机主要零部件设计 主要内容： 活塞组设计 第一部分运动件 连杆组设计 曲轴组设计 第二部分固定件：机体、气缸套、气缸盖 第三部分配气驱动 5-Apr-25《内燃机设计》 sdut热能与动力工程系

5-Apr-25 《内燃机设计》 sdut热能与动力工程系 第一部分 运动件 第二部分 固定件：机体、气缸套、气缸盖 第三部分 配气 驱动 第三篇 内燃机主要零部件设计 活塞组设计 连杆组设计 曲轴组设计 主要内容：

重要性 ·本篇所介绍的主要零部件对内燃机的动力性 能与经济性能、外形尺寸、重量、使用寿命 和工作可靠性等指标都有极大的影响； ·另一方面，这些主要零部件的结构复杂，工 作情况恶劣。 因此，对这些主要零部件的设计必须十分慎 重

重要性 • 本篇所介绍的主要零部件对内燃机的动力性 能与经济性能、外形尺寸、重量、使用寿命 和工作可靠性等指标都有极大的影响； • 另一方面，这些主要零部件的结构复杂，工 作情况恶劣。 因此，对这些主要零部件的设计必须十分慎 重

步骤 ·首先分析其工作情况及对零件的要求； ·然后根据内燃机的总体设计指标以及工厂 生产条件选择适当的材料； ·采取适当的结构措施来满足所提出要求； ·最后，确定零件的主要尺寸，并进行强度、 刚度等方面的计算，必要时需进行实验研 究验证

步骤 • 首先分析其工作情况及对零件的要求； • 然后根据内燃机的总体设计指标以及工厂 生产条件选择适当的材料； • 采取适当的结构措施来满足所提出要求； • 最后，确定零件的主要尺寸，并进行强度、 刚度等方面的计算，必要时需进行实验研 究验证

教材讨论的强度计算方法 常规的计算方法 强度计算 有限元法：有利于进行多种方案 的计算，并对各结构参数的影响 进行深入的分析

教材讨论的强度计算方法 强度计算 常规的计算方法 有限元法：有利于进行多种方案 的计算，并对各结构参数的影响 进行深入的分析

0 需要注意：在设计中对某一零件有多个要 求，彼此间也许是互相矛盾的。因此必须 根据具体情况分析，哪些要求是主要的和 一定要保证的，哪些要求是次要的，甚至 在某些情况下是可以忽略的。 0 除了合理的设计之外，为保证零件的工作 要求，还必须正确地选择材料，并采取适 当的工艺措施

• 需要注意：在设计中对某一零件有多个要 求，彼此间也许是互相矛盾的。因此必须 根据具体情况分析，哪些要求是主要的和 一定要保证的，哪些要求是次要的，甚至 在某些情况下是可以忽略的。 • 除了合理的设计之外，为保证零件的工作 要求，还必须正确地选择材料，并采取适 当的工艺措施

第七章活塞组设计 第一节活塞组工作情况与设计要求 第二节活塞结构设计 第三节活塞计算 第四节活塞销 第五节活塞环 第六节有限元法在活塞计算中的应用 5-4pr-25内燃机设计) sdut热能与动力工程系

5-Apr-25 《内燃机设计》 sdut热能与动力工程系 第一节 活塞组工作情况与设计要求 第二节 活塞结构设计 第三节 活塞计算 第四节 活塞销 第五节 活塞环 第六节 有限元法在活塞计算中的应用 第七章 活塞组设计

7-1活塞组工作情况与设计要求 第1道气环 2第2道气环 3 组合油环 活塞组 活塞销 5活塞 活塞组的作用：12345 工作情况： 活塞组是工作条件最恶劣的组件之 (1)承受很大的机械负荷 (2)承受很高的热负荷 (3)强烈的磨损

第1道气环 第2道气环 组合油环 活塞销 活塞 7-1 活塞组工作情况与设计要求      活塞组 活塞组的作用：1 2 3 4 5 工作情况: 活塞组是工作条件最恶劣的组件之一。 （1）承受很大的机械负荷 （2）承受很高的热负荷 （3）强烈的磨损

机械负荷高 机械负荷

机械负荷高      机械负荷 P Pj PC F

汽油机Pgm=3~6MPa 非增压柴油机Pmax=6~9MPa 增压柴油机Pgma=l3~15MPa

max max max 3 ~ 6 6 ~ 9 13 ~ 15 g g g p MPa p MPa p MPa  =   =  =  汽油机 非增压柴油机 增压柴油机 P g

P ·周期性变化的P,引起发动机振动，并使连 杆组、曲轴组零件负荷加重，导致发动机 耐久性下降。 ↓理↓5

• 周期性变化的 引起发动机振动，并使连 杆组、曲轴组零件负荷加重，导致发动机 耐久性下降。 Pj Pj P Pj PC F