活塞是汽車發動機的"心臟",承受交變的機械負荷和熱負荷,是發動機中工作條件最惡劣的關鍵零部件之一。
活塞的種類一般分為:柴油機活塞、汽油機活塞、通用型活塞。
活塞的功用是承受氣體壓力,并通過活塞銷傳給連桿驅使曲軸旋轉,活塞頂部還是燃燒室的組成部分。工作條件活塞在高溫。
工作條件
活塞在高溫、高壓、高速、潤滑不良的條件下工作。活塞直接與高溫氣體接觸,瞬時溫度可達2500K以上,因此,受熱嚴重,而散熱條件又很差,所以活塞工作時溫度很高,頂部高達600~700K,且溫度分布很不均勻;活塞頂部承受氣體壓力很大,特別是作功行程壓力最大,汽油機高達3~5MPa,柴油機高達6~9MPa,這就使得活塞產生沖擊,并承受側壓力的作用;活塞在氣缸內以很高的速度(8~12m/s)往復運動,且速度在不斷地變化,這就產生了很大的慣性力,使活塞受到很大的附加載荷。活塞在這種惡劣的條件下工作,會產生變形并加速磨損,還會產生附加載荷和熱應力,同時受到燃氣的化學腐蝕作用。
活塞檢驗主要是裙部直徑、活塞環槽高度和活塞銷座孔尺寸的測量:
①活塞的選配應按氣缸的修理尺寸來確定.通常加大尺寸數值標注在活塞頂上;
②在同一系列送魚叢中,其活塞的結構不一定相同,因此在選購活塞時,必須根據發動機的類型選用對應類型的活塞.在同一臺發動機上,應選用同一廠牌、同一組或同一產品代號的活塞;同一機型必須使用同一產品代號的活塞,保證活塞直徑差和質量差不超過原廠規定范圍.否則,會引起發動機燃燒不良,工作粗暴,經濟性和動力性下降等故障.因此在選配活塞時,必須根據發動機的類型選用對應型號的活塞。
要求
1、要有足夠的強度、剛度、質量小、重量輕,以保證最小慣性力。
2、導熱性好、耐高溫、高壓、腐蝕,有充分 的散熱能力,受熱面積小。
3、活塞與活塞壁間應有較小的摩擦系數。
4、溫度變化時,尺寸、形狀變化要小,和汽缸壁間要保持最小的間隙。
5、熱膨脹系數小,比重小,具有較好的減磨性和熱強度
活塞結構
整個活塞主要可以分為活塞頂、活塞頭和活塞裙3個部分。
活塞的主要作用是承受汽缸中的燃燒壓力,并將此力通過活塞銷和連桿傳給曲軸。此外,活塞還與汽缸蓋、汽缸壁共同組成燃燒室。
活塞頂是燃燒室的組成部分,因而常制成不同的形狀.汽油機活塞頂多采用平頂或凹頂,以便使燃燒室結構緊湊,散熱面積小,制造工藝簡單。凸頂活塞常用于二行程汽油機。柴油機的活塞頂常制成各種凹坑。
由活塞頂至最下面一道活塞環槽之間的部分稱為活塞頭。其作用是承受氣體壓力,防止漏氣.將熱量通過活塞環傳給汽缸壁。活塞頭切有若干環槽,用以安置活塞環。上面的2、3道槽用來安置氣環,下面的1、2道槽用來安裝油環。油環槽的底部鉆有若干小孔,可使油環從汽缸壁刮下的多余潤滑油經此小孔流回油底殼。
活塞環槽以下的所有部分稱為活塞裙。其作用是引導活塞在汽缸中作往復運動并承受側壓力。發動機工作時,因缸內氣體壓力的作用,活塞會產生彎曲變形,活塞受熱后,由于活塞銷處的金屬多,因此其膨脹量大于其他各處。此外,活塞在側壓力作用下還會產生擠壓變形。上述變形的綜合結果,使得活塞裙部斷面變成長軸在活塞銷方向上的橢圓。此外,由于活塞沿軸線方向溫度和質量的分布都不均勻,導致了各斷面的熱膨脹是上大下小。
由于內燃機活塞在高溫高壓高負荷條件下工作,對活塞的要求相對較高,因此主要談談內燃機活塞的分類。
1. 按使用的燃料來分,可分為汽油機活塞、柴油機活塞、天燃氣活塞。
2. 按制造活塞的材料來分,可分為鑄鐵活塞、鋼活塞、鋁合金活塞及組合活塞。
3. 按制造活塞毛坯的工藝來分,可分為重力鑄造活塞、擠壓鑄造活塞、鍛造活塞。
4. 按活塞的工作狀況來分,可分為非增壓活塞和增壓活塞兩大類。
5. 按活塞的用途來分,可分為轎車活塞、卡車活塞、摩托車活塞、船用活塞、坦克活塞、拖拉機活塞、剪草機活塞等。
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