活塞是汽车发动机的"心脏",承受交变的机械负荷和热负荷,是发动机中工作条件最恶劣的关键零部件之一。是在气缸内滑动的中空圆柱,活塞的外径约等于气缸的内径。下面这篇文章就给大家简单介绍一下。
活塞主要可以分为活塞顶、活塞头和活塞裙3个部分。
活塞的主要作用是承受汽缸中的燃烧压力,并将此力通过活塞销和连杆传给曲轴。此外,活塞还与汽缸盖、汽缸壁共同组成燃烧室。
活塞顶是燃烧室的组成部分,因而常制成不同的形状.汽油机活塞顶多采用平顶或凹顶,以便使燃烧室结构紧凑,散热面积小,制造工艺简单。凸顶活塞常用于二行程汽油机。柴油机的活塞顶常制成各种凹坑。
由活塞顶至最下面一道活塞环槽之间的部分称为活塞头。其作用是承受气体压力,防止漏气.将热量通过活塞环传给汽缸壁。活塞头切有若干环槽,用以安置活塞环。上面的2、3道槽用来安置气环,下面的1、2道槽用来安装油环。油环槽的底部钻有若干小孔,可使油环从汽缸壁刮下的多余润滑油经此小孔流回油底壳。
活塞环槽以下的所有部分称为活塞裙。其作用是引导活塞在汽缸中作往复运动并承受侧压力。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,这就对活塞产生冲击,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。
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