为什么要将活塞做成椭圆形这样做的原理是什么?

2019-11-25 作者:admin   |   浏览(145)

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  发动机工作时,因缸内气体压力的作用,活塞会产生弯曲变形,活塞受热后,由于活塞销处的金属多,因此其膨胀量大于其他各处。此外,活塞在侧压力作用下还会产生挤压变形。上述变形的综合结果,使得活塞裙部断面变成长轴在活塞销方向上的椭圆。

  此外,由于活塞沿轴线方向温度和质量的分布都不均匀,导致了各断面的热膨胀是上大下小。活塞裙其作用是引导活塞在汽缸中作往复运动并承受侧压力。

  活塞的基本结构可分为顶部、头部和裙部。活塞顶部是组成燃烧室的主要部分,其形状与所选用的燃烧室形式有关。汽油机多采用平顶活塞,其优点是吸热面积小。柴油机活塞顶部常常有各种各样的凹坑,其具体形状、位置和大小都必须与柴油机的混合气形成与燃烧的要求相适应。

  活塞在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工作。活塞直接与高温气体接触,瞬时温度可达2500K以上,因此,受热严重,而散热条件又很差,所以活塞工作时温度很高,顶部高达600~700K,且温度分布很不均匀;

  活塞顶部承受气体压力很大,特别是作功行程压力最大,汽油机高达3~5MPa,柴油机高达6~9MPa,这就使得活塞产生冲击,并承受侧压力的作用;活塞在气缸内以很高的速度(8~12m/s)往复运动,且速度在不断地变化,这就产生了很大的惯性力,使活塞受到很大的附加载荷。

  活塞在这种恶劣的条件下工作,会产生变形并加速磨损,还会产生附加载荷和热应力,同时受到燃气的化学腐蚀作用。

  展开全部活塞是发动机的一个重要组成元件,质量的好坏直接影响到发动机的性能。其外形对系统的燃油经济性、可靠性、寿命、排放及噪声等指标有很大的影响。考虑到发动机运行时由燃气压力、汽缸压力造成的活塞变形以及活塞本身的热变形等影响因素,目前活塞裙部广泛采用的是中凸变椭圆型面。这种型面具有如下特点:横截面为椭圆或类椭圆,且其椭圆度沿活塞轴向变化;纵截面的型线为一条中部外凸的曲线。

  活塞设计成这样的外形,可以将活塞工作时由热膨胀等因素产生的变形沿活塞销轴方向扩展,使得裙部横截面变成近似圆形,从而在活塞工作时可以获得更宽、更均匀的承载面,同时还使得活塞的裙部与汽缸壁更好地贴合,减小了配缸气隙,有利于降低活塞裙部比压,减小活塞对汽缸壁的冲击,降低发动机运行时的噪声。另外中凸的裙部与汽缸壁之间的楔形油隙又可以起改善润滑的作用,并且可以提高活塞的对中性,这就大大地减小了零件的磨损,提高了活塞的工作性能和使用寿命。目前,中凸变椭圆型面已经作为一种公认的活塞裙部优良型面而被广泛采用。

  需提醒你的是在测量活塞时,沿活塞销孔轴线方向测量的尺寸小,而垂直于塞销孔轴线方向测量的尺寸大

  其实你讲的不全对 按照正规来讲活塞应该是椭锥圆 这样做的原理是 活塞顶要承受高温高压 顶部的热量最大 变形量也是最大的 活塞的裙部起导向作用 保证活塞的直线运动方向 所以活塞要做成上小下大