浅析发动机活塞裙部设计

吴阳

摘 要：目前发动机的活塞总成上，裙部是重中之重，裙部形状和表面粗糙度直接影响了动态油膜的形成与维持，对发动机的机械效率和漏气量也有很大关系。通过数值模拟，对活塞裙部的变形情况进行分析，通过对活塞裙部外形横截面、纵截面变形规律的分析，确定裙部型面整体设计。

关键词：发动机；活塞裙部；变形；优化设计

一般情况下，活塞与缸套间的过度摩擦损失会导致表面接触不良、间隙增大，产生振动和噪音，使内燃机机械效率下降、使用寿命降低。活塞裙部与之关系较大。由于该部受到机械负荷和热负荷的共同作用，产生较大的变形，使得活塞裙部与缸套实际上只在不大的区域上接触，容易造成润滑状态恶化，裙部磨损严重，甚至出现拉缸现象，活塞敲缸现象也与裙部的设计有关。

一、活塞裙部变形情况分析

活塞在运动过程中，承受着热负荷、气体压力、惯性力及缸壁的侧推力作用。在气体压力作用下，活塞顶在销座跨度内发生弯曲，导致裙部部位扩张变形。在侧推力作用下，裙部垂直于销座方向被压扁，销座轴向裙部尺寸伸长。气体压力使得活塞裙部有上部收缩下部向外扩张的趋势，热负荷则使活塞裙部上部膨胀大于下部膨胀。在工作状态下，大部分裙部表面不承受活塞侧推力。

二、活塞裙部外形型面概况

（一）设计原则

裙部与缸套在工作状态下只有保持适当的接触面积和合理的比压，才能保证活塞工作的平稳性和耐久性，有效防止拉缸，提高发动机的性能。……