| 标准编号 | GB/T 1148-2024 (GB/T1148-2024) | | 中文名称 | 内燃机 铝活塞 | | 英文名称 | Internal combustion engines - Aluminum pistons | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J92 | | 国际标准分类 | 27.020 | | 字数估计 | 34,353 | | 发布日期 | 2024-09-29 | | 实施日期 | 2025-04-01 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 1148-2010 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 1148-2024: 内燃机 铝活塞
ICS 27.020
CCSJ92
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 1148-2010
内燃机 铝活塞
2024-09-29发布
2025-04-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅴ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 活塞各部位名称 4
5 技术要求 7
5.1 总体要求 7
5.2 材料 7
5.3 尺寸及公差 8
5.4 几何公差 10
5.5 表面结构质量 11
5.6 外观质量 11
5.7 活塞质量 12
5.8 活塞燃烧室容积 13
5.9 耐磨镶圈 13
5.10 冷却油腔 14
5.11 清洁度 15
5.12 表面处理 15
5.13 维修用活塞 15
6 检验方法 15
6.1 材料 15
6.2 金相组织 16
6.3 销孔直径测量 16
6.4 几何公差 16
6.5 表面结构质量 19
6.6 外观质量 19
6.7 活塞质量 19
6.8 活塞燃烧室容积 19
6.9 耐磨镶圈 20
6.10 冷却油腔 21
6.11 清洁度 21
6.12 表面处理 21
7 验收规则 22
8 标志、包装、运输和贮存 22
8.1 标志 22
8.2 包装 22
8.3 运输 23
8.4 贮存 23
附录A(资料性) 示意图符号及说明 24
图1 粘结率示意图 2
图2 耐磨镶圈各结合面 3
图3 单槽镶圈示意图 4
图4 双槽镶圈示意图 4
图5 活塞各部位示意图 6
图6 圆形截面挡圈槽示意图 9
图7 防转定位销示意图 9
图8 耐磨镶圈结合缺陷及尺寸 14
图9 抗拉强度取样部位示意图 16
图10 销孔直径测量示意图 16
图11 环槽侧面与裙部轴线垂直度测量示意图 17
图12 环槽上、下两侧面对裙部轴线圆跳动的测量示意图 17
图13 外圆、环槽底圆的同轴度和圆跳动测量示意图 18
图14 销孔轴线对裙部轴线的位置度测量示意图 18
图15 销孔轴线对裙部轴线的垂直度测量示意图 19
图16 挡圈槽底圆对销孔轴线的圆跳动测量示意图 19
图17 活塞燃烧室容积测量示意图 20
图18 耐磨镶圈超声检验示意图 21
表1 活塞各部位名称 5
表2 常用铸造铝合金材料力学性能和体积稳定性 8
表3 环岸外圆、裙部外圆控制点、环槽底圆直径公差要求 8
表4 圆形截面挡圈槽尺寸 9
表5 防转定位销尺寸 9
表6 活塞环槽直线度 10
表7 裙部内表面轴线对裙部轴线的位置度 10
表8 销孔圆度、圆柱度 11
表9 椭圆长轴与销孔轴线的垂直偏移量 11
表10 销孔部位孔洞 12
表11 裙部外圆孔洞 12
表12 单个活塞质量要求 12
表13 同一质量组活塞质量差限值要求 13
表14 活塞燃烧室容积偏差要求 13
表15 耐磨镶圈粘结率、缺陷尺寸及间距控制要求a,b 14
表16 冷却油腔位置要求 15
表A.1 示意图符号及说明 24
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
本文件代替GB/T 1148-2010《内燃机 铝活塞 技术条件》,与GB/T 1148-2010相比,除结构
调整和编辑性改动外,主要技术变化如下:
a) 增加了术语和定义(见第3章);
b) 更改了部分活塞部位名称(见第4章,2010年版的第3章);
c) 更改了环岸外圆、裙部外圆控制点和环槽底圆直径公差要求(见表3,2010年版的表3);
d) 删除了销孔直径公差的要求[见2010年版的4.5.3a)];
e) 更改了压缩高度公差要求(见5.3.4,2010年版的4.5.4);
f) 更改了环槽宽度公差要求(见5.3.5,2010年版的4.5.5);
g) 增加了机加工气门坑、铸造气门坑尺寸公差要求(见5.3.9和5.3.10);
h) 更改了环槽的几何公差要求(见5.4.1~5.4.3,2010年版的4.6.1~4.6.3);
i) 增加了销孔圆度要求,更改了销孔圆柱度要求(见5.4.9,2010年版的4.6.9);
j) 更改了销孔轴线直线度要求(见5.4.10,2010年版的4.6.10);
k) 更改了环槽侧面粗糙度要求(见5.5.3,2010年版的4.7.3);
l) 更改了质量分段范围及相应要求(见5.7,2010年版的4.9);
m)更改了燃烧室容积允许偏差要求(见5.8,2010年版的4.10);
n) 更改了耐磨镶圈相关要求及检测方法(见5.9和6.9,2010年版的4.13和5.7);
o) 更改了冷却油腔相关要求及检测方法(见5.10和6.10,2010年版的4.14和5.8);
p) 更改了清洁度要求及检测方法(见5.11和6.11,2010年版的4.15和5.9);
q) 更改了表面处理要求及检测方法(见5.12和6.12,2010年版的4.16和5.10);
r) 更改了维修用活塞推荐规格尺寸(见5.13,2010年版的4.17);
s) 更改了体积稳定性检测方法(见6.1.3,2010年版的5.3);
t) 更改了裙部内表面轴线对裙部轴线位置度的测量方法(见6.4.5,2010年版的5.6.5);
u) 增加了表面结构质量检测方法(见6.5);
v) 增加了外观质量检测方法(见6.6);
w) 增加了活塞质量测量方法(见6.7);
x) 增加了活塞燃烧室容积测量方法(见6.8)。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国机械工业联合会提出。
本文件由全国内燃机标准化技术委员会(SAC/TC177)归口。
本文件起草单位:滨州渤海活塞有限公司、湖南江滨机器(集团)有限责任公司、华闽南配集团股份
有限公司、安徽嘉来顿活塞汽配有限公司、福建华威钜全精工科技有限公司、曲阜金皇活塞股份有限公
司、成都银河动力有限公司、安徽省恒泰动力科技有限公司、安庆雅德帝伯活塞有限公司、山东振挺精工
活塞有限公司、龙口市大川活塞有限公司、湖南道依茨动力有限公司、昆明理工大学、宁波吉利罗佑发动
机零部件有限公司、安徽安簧机械股份有限公司、金华市宝琳科技股份有限公司、天津仁爱学院。
本文件主要起草人:姜殿昌、刘世英、张洪祥、林开景、王文芳、陈秀玉、孙国臣、文均、唐俊林、
黄魏楼、吴静、崔广澎、王坚钢、雷基林、张伟、黄昌文、陈妙勇、于洋洋、王君、陈卫东。
本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为:
---1982年首次发布为GB 1148-1982,1993年第一次修订,2010年第二次修订;
---本次为第三次修订。
内燃机 铝活塞
1 范围
本文件规定了内燃机铝活塞的术语和定义、各部位名称、技术要求、检验方法、验收规则及标志、包
装、运输和贮存。
本文件适用于气缸直径不大于200mm的往复式内燃机铝活塞的制造,其他用途的铝活塞参照
执行。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T 228.1 金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法
GB/T 893 孔用弹性挡圈
GB/T 1149.1-2008 内燃机 活塞环 第1部分:通用规则
GB/T 1958-2017 产品几何技术规范(GPS) 几何公差 检测与验证
GB/T 2828.1 计数抽样检验程序 第1部分:按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划
GB/T 6519 变形铝、镁合金产品超声波检验方法
GB/T 35388 无损检测 X射线数字成像检测 检测方法
JB/T 6289 内燃机 铸造铝活塞 金相检验
JB/T 14615 内燃机 活塞运动组件 清洁度限值及测定方法
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
体积稳定性 stabilityofvolume
长时间经历高温加热、冷却的工作循环后,活塞体积变化百分率。
注:其评定标准一般用加热前、后活塞直径线性变化率表示。
3.2
控制活塞裙部直径尺寸的点位。
3.3
活塞裙部外圆控制点直径数值按四舍五入圆整后得到的直径数值。
3.4
上、下两侧面平行的环槽。
3.5
梯形环槽 keystoneringgroove
上、下两侧面成一定角度的环槽。
注:包括单面梯形环槽(常称为“楔形环槽”)和双面梯形环槽。
3.6
裙部轴线 axisofskirt
经过活塞裙部各横截面中心点的中心线。
3.7
销孔轴线 axisofpinhole
经过活塞两段销孔各纵截面中心点的中心线。
3.8
粘结率 bondingrate
耐磨镶圈与活塞铝合金基体之间形成的冶金结合周向长度占活塞名义周长的比例。
注1:在特定铸造环境下,耐磨镶圈与活塞铝合金基体之间因为相互渗透作用形成铝-铁复合金属层而“粘结”在一
起,表现为一种冶金结合,见图1。
注2:活塞名义周长指的是按活塞公称直径计算的活塞周长。
注3:粘结率以百分比表示。
图1 粘结率示意图
3.9
Alfin结合层 Alfinbondlayer
在耐磨镶圈与活塞铝合金基体之间形成的铝-铁复合金属层。
注:见图1。
3.10
渗铝层 dissolutionlayer
耐磨镶圈材料成分向活塞铝合金基体材料中渗透、扩散而形成的层状结构。
注:见图1。
3.11
不结合 debonding
耐磨镶圈与活塞铝合金基体之间缺乏冶金粘结而分离的缺陷的统称。
注:主要表现为Alfin结合层的缺陷,可能的缺陷包括冷隔、不浸润、氧化物夹杂和加工裂纹等。
3.12
连续不结合 continuousdebonding
多个不结合连接在一起的缺陷形式。
3.13
重叠不结合 overlapdebonding
在耐磨镶圈各结合面上,活塞轴向投影面上重叠出现的任何类型的不结合。
注:包括单个或多个不结合、连续不结合等,耐磨镶圈各结合面见图2,包括上侧面、下侧面和背面。
图2 耐磨镶圈各结合面
3.14
耐磨镶圈圆周上各种不结合长度的总和。
注:可能包括一个或多个不结合、连续不结合,单位为毫米。
3.15
冷隔 coldshut
两股液态金属相接触并且熔合失败而出现缝隙的缺陷。
3.16
不浸润 lackofwetting
耐磨镶圈表面未形成或未完全形成渗铝层及Alfin结合层的缺陷。
注:形成原因可能是耐磨镶圈表面处理不当、耐磨镶圈表面被污染、耐磨镶圈与渗铝液接触不充分等。
3.17
氧化物夹杂 oxideinclusion
铸造过程中产生的、一般出现在渗铝层区域的非金属夹杂。
注:形成的原因包括铸造浇注时间过长、模具浇道设计不合理、浇注时模具倾转不充分等。
3.18
加工裂纹 machiningcrack
加工过程中形成的、造成Alfin结合层区域出现裂纹的缺陷。
注:可能的加工过程包括铸造冷却太快、机加工切削力过大、磕碰等。
3.19
只加工一个环槽的耐磨镶圈。
注:环槽可以为矩形环槽或梯形环槽,图3中为矩形环槽。
标引序号说明:
a---耐磨镶圈上侧厚度;
b---耐磨镶圈下侧厚度。
图3 单槽镶圈示意图
3.20
加工两个环槽的耐磨镶圈。
注:见图4。
标引序号说明:
a---耐磨镶圈上侧厚度;
b---耐磨镶圈下侧厚度。
图4 双槽镶圈示意图
4 活塞各部位名称
活塞各部位名称见表1和图5。
表1 活塞各部位名称
图中编号 名 称 图中编号 名 称
1 火力岸(第1环岸) 23 销座下方
2 头部 24 销孔衬套
3 裙部 25 挡圈槽
4 火力岸外圆 25a 挡圈槽间距
5 环岸外圆(从上至下第2、第3) 25b 挡圈槽底圆
6 环槽底圆(从上至下第1、第2) 25c 挡圈槽宽度
7 顶面 26 销座斜度
8 环岸(从上至下第2、第3) 27 销座内端面中心距离
9 面窗 28 冷却油腔出油孔
10 裙部轴线 29 冷却油腔进油孔
11 止口端面 30 喷油缺口
12 止口内圆 31 定位凸台
13 销孔轴线对裙部轴线的偏移 32 气门坑(又称避阀坑)
14 回油盲孔 33 耐磨镶圈
15 压缩高 34 积炭槽(又称迷宫槽)
16 总高 35 储油槽
17 环槽(从上至下第1、第2) 36 刮油槽
17a 环槽上侧面 37 防胀钢片
17b 环槽下侧面 38 环槽回油孔
17c 梯形环槽基准直径 39 卸荷槽(又称减压腔)
17d 梯形环槽基准直径处宽度 40 销座油孔
17e 梯形环槽总角度 41 横槽孔
17f 梯形环槽下侧面角度 42 横槽
18 燃烧室 43 纵向槽
18a 燃烧室内径 44 纵向槽孔
18b 燃烧室口径(又称喉口直径) 45 防转定位销
18c 燃烧室深度 46 挡圈槽缺口
19 冷却油腔 47 扫气槽
20 销孔 48 平衡块避让缺口
21 销孔轴线 49 肋
22 销座上方 50 中心孔
a)
图5 活塞各部位示意图
b)
图5 活塞各部位示意图 (续)
5 技术要求
5.1 总体要求
5.1.1 内燃机铝活塞(以下简称“活塞”)应按经规定程序批准的产品图样及技术文件制造。
5.1.2 如未特殊说明,尺寸公差、几何公差的要求均为表面处理以前的要求,其他情况应明确说明。
5.2 材料
5.2.1 材料类型
活塞本体材料为铸造铝合金。
5.2.2 材料性能
活塞应经热处理,抗拉强度、硬度及体积稳定性应符合表2的规定,同批活塞硬度差不应大于
30HBW,同一只活塞硬度差不应大于10HBW。
表2 常用铸造铝合金材料力学性能和体积稳定性
材料分类
抗拉强度
MPa
常温 300℃
硬度
HBW
体积稳定性
亚共晶铝硅合金 ≥167 ≥69 95~130 ≤0.03
共晶铝硅合金 ≥196 ≥69 95~140 ≤0.03
过共晶铝硅合金 ≥196 ≥83 95~140 ≤0.02
5.2.3 材料金相组织
活塞的金相组织应符合JB/T 6289或其他有关标准的规定。
5.3 尺寸及公差
5.3.1 活塞环岸外圆、裙部外圆控制点、环槽底圆直径公差应符合表3的规定。
表3 环岸外圆、裙部外圆控制点、环槽底圆直径公差要求
单位为毫米
活塞公称直径D
环岸外圆
第2环岸 其他环岸
裙部外圆控制点 环槽底圆
D≤60 0.04
60< D≤120 0.05
120< D≤150 0.06
D >150 0.08
0.08
0.02
0.03
0.04
0.06
的可不分组。
5.3.3 如销孔直径尺寸需分组,应按销孔直径尺寸分组,销孔直径公差小于0.01mm的可不分组。
5.3.4 压缩高公差应符合以下规定:
a) 顶部表面加工、活塞公称直径D≤150mm时,压缩高公差不应大于0.1mm;
b) 顶部表面加工、活塞公称直径D >150mm时,压缩高公差不应大于0.2mm;
c) 顶部表面不机加工时,压缩高公差不应大于0.4mm。
5.3.5 矩形环槽的宽度公差不应大于0.02mm;梯形环槽的宽度公差不应大于0.03mm。
5.3.6 挡圈槽的横截面可以是圆形或矩形,圆形截面挡圈槽示意图见图6,其尺寸及公差应符合表4的
规定,矩形截面挡圈槽尺寸应符合GB/T 893的规定。
图6 圆形截面挡圈槽示意图
表4 圆形截面挡圈槽尺寸
单位为毫米
销孔直径d
c d1
尺寸 允许偏差 尺寸 允许偏差
挡圈线径(参考)
d2
d≤14 1.1
14< d≤18 1.3
18< d≤23 1.6
23< d≤27 1.8
27< d≤33 2
d >33 2.2
+0.2
0 d+1.15d2
+0.2
1.2
1.4
1.6
1.8
5.3.7 挡圈槽间距公差不应大于0.3mm。
5.3.8 二冲程内燃机活塞的防转定位销分为侧面防转定位销和中心防转定位销,如图7所示,尺寸按
表5执行。
图7 防转定位销示意图
表5 防转定位销尺寸
单位为毫米
类型 定位切口代号a 环槽宽度 定位销直径 定位销的长度(参考)
中心防转定位销
NH1 - 1.5
NH2 - 2
NH3 - 2.5
6,8
侧面防转定位销 NE1
1.2
1.5
1.75
2.5
1.5 8,10
表5 防转定位销尺寸 (续)
单位为毫米
类型 定位切口代号a 环槽宽度 定位销直径 定位销的长度(参考)
侧面防转定位销
NE2
NE3
1.5
2.5
2.5
2.5
8,10
a 定位切口代号按GB/T 1149.1-2008中第8章的规定。
5.3.9 机加工气门坑尺寸公差应符合以下规定:
a) 活塞公称直径D≤150mm时,气门坑直径公差和深度公差均不应大于0.3mm;
b) 活塞公称直径D >150mm时,气门坑直径公差和深度公差均不应大于0.4mm。
5.3.10 铸造气门坑尺寸公差应符合以下规定:
a) 活塞公称直径D≤150mm时,气门坑直径公差和深度公差均不应大于0.4mm;
b) 活塞公称直径D >150mm时,气门坑直径公差和深度公差均不应大于0.5mm。
5.4 几何公差
5.4.1 环槽上、下两侧面对裙部轴线的位置度不应大于0.07/25mm。
5.4.2 环槽上、下两侧面对裙部轴线的端面圆跳动不应大于0.05mm。
5.4.3 环槽上、下侧面直线度应符合表6的规定。
表6 活塞环槽直线度
单位为毫米
活塞公称直径D 径向 周向(任意30°) 周向(360°)
D≤150 0.005 0.008 0.013a 0.015 0.02a
D >150 0.008 0.012 0.017a 0.02 0.025a
a 适用于不连续切削环槽表面。
5.4.4 环岸外圆对裙部轴线的同轴度不应大于ϕ0.06mm。
5.4.5 环槽底圆对裙部轴线的径向圆跳动不应大于0.2mm。
5.4.6 裙部内表面轴线对裙部轴线的位置度应符合表7的规定。
表7 裙部内表面轴线对裙部轴线的位置度
单位为毫米
裙部壁厚δ 位置度
δ≤3 ϕ0.4
3< δ≤5 ϕ0.5
δ >5 ϕ0.7
5.4.7 销孔轴线对裙部轴线且垂直于裙部轴线方向的位置度不应大于ϕ0.2mm。
5.4.8 销孔轴线对裙部轴线的垂直度不应大于0.035/100mm。
5.4.9 销孔圆度、圆柱度应符合表8的规定。
表8 销孔圆度、圆柱度
单位为毫米
销孔直径d 圆度 圆柱度(单孔) 圆柱度(双孔)
d≤18 0.0015 0.002a 0.002 0.0025a 0.004 0.005a
18< d≤30 0.002 0.0025a 0.0025 0.003a 0.0045 0.0055a
30< d≤60 0.0025 0.003a 0.003 0.0035a 0.005 0.006a
d >60 0.003 0.0035a 0.0035 0.0045a 0.006 0.0075a
a 销孔圆周表面上因卸荷槽、油孔等造成加工时产生断续切削的情况下,应用此数值。
5.4.10 销孔轴线的直线度不应大于ϕ0.003mm。
5.4.11 挡圈槽底圆对销孔轴线的圆跳动不应大于0.3mm。
5.4.12 裙部为椭圆时,所有椭圆长轴应与销孔轴线垂直,其最大偏移应符合表9的规定。
表9 椭圆长轴与销孔轴线的垂直偏移量
活塞公称直径D 偏移量
D≤150mm ≤5°
D >150mm ≤3°
5.5 表面结构质量
5.5.1 外圆表面粗糙度Ra应为1μm~5μm。
5.5.2 销孔表面粗糙度Ra不应大于0.63μm。
5.5.3 铝环槽上、下两侧面粗糙度Ra不应大于0.4μm;耐磨镶圈环槽上、下两侧面粗糙度Ra不应大
于0.8μm;硬质阳极氧化处理后的环槽上、下两侧面粗糙度Ra不应大于2.5μm。
5.5.4 环槽底圆表面粗糙度Ra不应大于6.3μm。
5.5.5 其他加工表面按产品图样要求执行。
5.6 外观质量
5.6.1 活塞铸造表面应光洁,不准许有裂纹、飞边及高于1mm的铸造分模线。
5.6.2 加工表面缺陷符合以下规定。
a) 活塞所有加工表面不准许有裂纹和毛刺。
b) 两段销孔表面,每段自内端至本段全长的1/4范围内和挡圈槽部位不准许有任何肉眼可见的
孔洞。每段销孔其余部位的孔洞应符合表10的规定,同时允许在1cm2面积内存在不超过
10个直径不大于0.3mm的缩松。
表10 销孔部位孔洞
销孔直径d
mm
孔洞最大直径
mm
孔洞深度
mm
允许孔洞个数
d≤18 1 ≤1 ≤1
d >18 1.5 ≤1 ≤1
c) 裙部外圆表面允许存在的孔洞应符合表11的规定,孔洞间距不应小于15mm,距边缘不小于
......
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