基于UG的6110柴油机活塞三维实体设计

摘要CA6110柴油机是我国应用最早的柴油机之一，且使用范围在客车，同时也是无锡一汽柴油机厂在原有的1252-01基础上专研，通过自主创新的一款新产品。

同时CA6110柴油机活塞是当前内燃机主要的零件之一，活塞主要经受着周期性，使得活塞机械负荷交变时会出现明显的热负荷性能的作用，CA6110柴油机活塞一般在高温以及高速和高负荷使用情况下，会出现润滑交变不良以及冷却情况下，导致CA6110柴油机容易出现故障。

因此，本文研究重点是以CA6110 柴油机的活塞设计，考虑到活塞的缸套与活塞组的整体设计过程，首先本文CA6110柴油机活塞组成的构造进行常规分析，其次对CA6110柴油机的缸套、活塞、活塞环等进行设计计算，最后应用UG建模的方法，以此实现CA6110柴油机活塞的三维实体设计的功能。

关键词：6110柴油机；活塞；设计；三维实体模型AbstractCA6110 Diesel Engine is one of the earliest applications, and using a range of passenger cars, but also the FAW Wuxi Diesel Engine Factory specializes in the original 1252-01, based on independent innovation through a new product. Meanwhile CA6110 diesel engine piston internal combustion engine is one of the main parts, the main piston is subjected to cyclical, mechanical loads so that the piston will be significant effects of alternating thermal load performance when, CA6110 diesel engine piston is generally at a high temperature and high-speed and high-load usage next, there will be alternating poor lubrication and cooling conditions, resulting in CA6110 diesel prone to failure. Therefore, this study is focused on the design of the piston CA6110 diesel engine, taking into account the overall design of the cylinder liner piston and piston assembly, the first structure of this article CA6110 Piston composition routine analysis, Secondly CA6110 diesel engine cylinder, piston, ring design calculations, method of final application UG modeling, in order to achieve three-dimensional solid CA6110 diesel engine piston design features.Key Words: 6110 diesel engine; piston; design; three-dimensional solid model目录第1章绪论............................ 错误!未定义书签。

1.1 研究背景 (IV)1.2 柴油机活塞的研究状况 (1)1.2.1 国内柴油机活塞的研究现状 (1)1.2.2 国外柴油机活塞的研究现状 (1)第2章 6110柴油机活塞组成构造 (3)2.1 柴油机活塞的作用 (3)2.2 6110柴油机的组成 (3)2.3 6110柴油机活塞的结构组成 (5)2.4 6110柴油机活塞的优点和缺点 (7)第3章 6110柴油机活塞基本设计 (8)3.1 活塞的主要尺寸 (8)3.2 活塞头部设计 (8)3.3 活塞销设计 (10)3.4 气环与油环的设计 ............................... 错误!未定义书签。

3.5 配合间隙 ....................................... 错误!未定义书签。

第4章 UG软件.. (13)4.1 软件介绍 (13)4.2 UG软件的特点 (13)4.3 UG的基础知识 (13)第5章基于UG的三维模型实体设计 (16)5.1 6110柴油机活塞实体建模 (16)第6章结论 (20)参考文献 (23)致谢 (24)第1章绪论1.1 研究背景活塞一直是驱动动力环境下的运动件之一，它影响发动机整体的工作性能以及可靠性和使用能力的长久，决定着发动机正常的运转，因此，活塞的要求具有密封性，而活塞的工作条件较为苛刻，首先具备高温和高速运动下的高负荷的能力，其次是润滑的不良情况下以及冷却条件下的正常运转能否实现。

最后是防止活塞出现故障，以及气缸是否具有有效的压力和高燃气压力下的温度。

所以设计活塞必须考虑活塞的整体功能性。

基于此本文选择6110柴油机活塞UG的设计以及三维模型的实体状态，是本次研究6110柴油机活塞重要的研究依据。

当前我国的6110柴油机使用类型较多，典型的具有：大柴6110、锡柴6110、吉柴6110、南柴D6110Q和南柴X6110等多种6110柴油机,以上五种6110柴油机首先都具有均为直列、水冷、四冲程和直接喷射式等燃烧功能。

故本文选择锡柴6110柴油机活塞为研究设计。

1.2 柴油机活塞的研究状况1.2.1 国内柴油机活塞的研究现状我国锡柴6110柴油机是长春最早客车投入使用的，具有参考日本三菱公司的6D14柴油机整体设计的性能,而6D14柴油机活塞首先密封性较好，活塞环和汽缸套是我国锡柴6110柴油机不具有的。

我国锡柴6110柴油机通常选择的活塞分别由一汽公司所研发而生产的、质量刚度很难达到发达国家使用的性能要求，所以柴油机活塞锻造工艺技术要求较高，而增压活塞除基本外型,必须考虑导线性以及摩擦系数和温度的变化。

1.2.2 国外柴油机活塞的研究现状日本对于活塞的研究较为重视其使用寿命以及导热性，而欧洲国家重视活塞的组合效应以及组合后使用的过程以及寿命，研究国外活塞的研究现状，首先考虑国外活塞工艺锻造技术。

近几年，各国传统技术科技变化较大，且加速的发展，导致能源转变的出现，如新能源汽车的出现。

以及氢气发动机的出现，使得柴油机成为重领域使用的发动机之一。

因为柴油机污染较大，不适合新型环保技术要求，虽然有很多改造型，但柴油机活塞的使用要求也在逐步提高。

而日本欧美等国家对于柴油机活塞的革新技术较快，材料的选择和工艺的改革基本表现在活塞的可靠性、耐久性以及活塞环、气缸套的整体设计结构。

以及工艺制造中的成本低，效率高。

是当下国外企业在活塞设计的整体要求。

第2章 6110柴油机活塞组成构造2.1 柴油机活塞的作用柴油机活塞主要的作用是保证密封情况下能够完成压缩和膨胀运作的过程，最终在使用情况中能够实现气体经连杆传递给柴油机曲轴，而当前6110柴油机筒形活塞主要是承受侧推力，以及活塞滑块在使用过程中的作用。

6110柴油机中的活塞主要起到的作用是活塞受到燃气高温能够在高压情况下的运转，以及防止活塞出现烧蚀和腐蚀。

所以6110柴油机活塞材料选择及其重要，不仅可以保证6110柴油机运转的性能。

也可以防止出现6110柴油机活塞在工作情况下出现裂纹和变形，所有保证6110柴油机活塞正常运行。

必须考虑6110柴油机活塞的动力性和可靠性是否合理，因此，6110柴油机活塞强度和刚度是否可以保证活塞密封性和可靠性以及散热性能的好坏。

在设计中必须考虑到6110柴油机活塞冷却效果和摩擦系数损的耐磨度以及重量和导热的整体效果。

是否适合6110柴油机在高速情况下正常运行。

2.2 6110柴油机活塞类型6110柴油机是锡柴自主研发的柴油机，适用于客车车辆的使用。

它的功率和油耗以及结构是否可靠性。

见图2.1图2-1 6110型柴油机纵剖图6110柴油机活塞的运动部件主要具有以下特点：活塞组与连杆组等部分组成。

活塞组的作用以及功能是保证气缸套组成工作容积的密闭性能，从而保证6110柴油机工作中循环的运转。

首先必须考虑连杆组运转情况中的往复直线转变功能是否可以在曲轴中的旋转，当6110柴油机活塞在内燃机压力中通过曲轴向外输出运转动力。

而连杆的刚度以及强度是连接活塞和曲轴最主要的旋转运动部件。

见图2-2活塞连杆总成图图2-2活塞连杆总成图2.3 6110柴油机活塞结构的组成6110柴油机活塞的功能是：活塞和气缸盖一起组成燃烧室所需要的形状和容积，并保证气缸内部空间的密闭性。

活塞承受气缸内的燃气压力并将此力传递给连杆和气缸壁。

活塞是柴油机中工作条件最恶劣的零件之一。

它在润滑不良的情况下，常在高压以及高温状态的作用下，不断地旋转高速往复运动。

活塞的结构必须能适应这种工作条件的要求。

活塞受热和温度升高可能带来的危害是材料的强度和硬度由于温度升高而降低，容易造成活塞的损坏和加速磨损。

会使活塞顶部出现裂纹而损坏。

另外在活塞受热膨胀时，会使活塞与气缸间的间隙过小或消失而引起运动阻力增大，表面擦伤甚至卡死。

因此活塞在构造上都是要尽可能减少受热降低温度。

6110柴油机活塞是用共晶硅铝合金铸造，活塞顶面布置有唇边收口形燃烧室，活塞裙部有桶面和变椭圆曲面组成，一环槽镶有耐热奥氏体圈，采用楔形销座结构。

活塞顶部柴油机活塞顶部是根据燃烧室的特殊要求而设计的。

6110型柴油机采用ω形燃烧室,启动性好，活塞燃烧室偏向一侧以减轻活塞换向时的侧拍及冲击，减小噪声。

考虑到6110柴油机活塞气环的功能作用：首先考虑其密封气缸，防止燃气漏入气缸。

其次是6110柴油机活塞顶部传递的温度是否能够传递给气缸壁。

6110柴油机油环功能的作用首先是活塞均匀布满机油，可以创造良好的润滑条件，减少活塞组的摩擦阻力和活塞磨损。

其次将气缸壁上过多的润滑油刮下，可以起到润滑油窜入燃烧室，避免出现机油消耗。

6110柴油机活塞通常采用的是三环活塞节构，首先三环活塞结构上面两环是气环，最后一环是活塞油环。