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活塞 |
中文名;活塞 别称;鞲鞴 意思;在往复活塞式内燃机(见内燃机)、 压缩机和泵等机械的缸体内沿缸体 轴线往复运动的机械零件 拼音;huosai |
汽车活塞好比汽车发动机的中枢部位,在发动机启动时候占了极其重要的地位。汽车活塞是用来承受气体压力,并通过活塞销让连杆驱使曲轴旋转,活塞顶部还是燃烧室的组成部分。而一般的汽车活塞分为:柴油机活塞、汽油机活塞、通用型活塞三大类。[1]
序言介绍
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。
活塞的种类一般分为:柴油机活塞、汽油机活塞、通用型活塞。
活塞的功用是承受气体压力,并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转,活塞顶部还是燃烧室的组成部分。工作条件活塞在高温。
工作条件
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,这就使得活塞产生冲击,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。
活塞检验主要是裙部直径、活塞环槽高度和活塞销座孔尺寸的测量:
①活塞的选配应按气缸的修理尺寸来确定.通常加大尺寸数值标注在活塞顶上;
②在同一系列送鱼丛中,其活塞的结构不一定相同,因此在选购活塞时,必须根据发动机的类型选用对应类型的活塞.在同一台发动机上,应选用同一厂牌、同一组或同一产品代号的活塞;同一机型必须使用同一产品代号的活塞,保证活塞直径差和质量差不超过原厂规定范围.否则,会引起发动机燃烧不良,工作粗暴,经济性和动力性下降等故障.因此在选配活塞时,必须根据发动机的类型选用对应型号的活塞。
要求
1、要有足够的强度、刚度、质量小、重量轻,以保证最小惯性力。
2、导热性好、耐高温、高压、腐蚀,有充分 的散热能力,受热面积小。
3、活塞与活塞壁间应有较小的摩擦系数。
4、温度变化时,尺寸、形状变化要小,和汽缸壁间要保持最小的间隙。
5、热膨胀系数小,比重小,具有较好的减磨性和热强度。
活塞结构
整个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。
活塞种类
由于内燃机活塞在高温高压高负荷条件下工作,对活塞的要求相对较高,因此主要谈谈内燃机活塞的分类。
1. 按使用的燃料来分,可分为汽油机活塞、柴油机活塞、天燃气活塞。
2. 按制造活塞的材料来分,可分为铸铁活塞、钢活塞、铝合金活塞及组合活塞。
3. 按制造活塞毛坯的工艺来分,可分为重力铸造活塞、挤压铸造活塞、锻造活塞。
4. 按活塞的工作状况来分,可分为非增压活塞和增压活塞两大类。
5. 按活塞的用途来分,可分为轿车活塞、卡车活塞、摩托车活塞、船用活塞、坦克活塞、拖拉机活塞、剪草机活塞等。
活塞影响
随着汽车整车对发动机的动力性、经济性、环保性及可靠性的要求越来越严格,活塞已发展成为集轻质高强度新材料、异型外圆复合型面、异型销孔等多项新技术于一体的高技术含量的产品,以保证活塞的耐热性、耐磨性、平稳的导向性和良好的密封功能,减少发动机的摩擦功损失,降低油耗、噪声和排放。为满足以上的功能要求,通常将活塞的外圆设计成异型外圆(中凸变椭圆),即垂直于活塞轴线的横剖面为椭圆或修正椭圆,且椭圆度沿轴线方向按一定的规律变化(如图1所示),椭圆度精度达0.005mm;活塞纵剖面的外轮廓为高次函数的拟合曲线,轮廓精度为0.005~0.01mm;为提高活塞的承载能力,以提高发动机的升功率,通常将高负荷活塞的销孔设计成微内锥型或正应力曲面型(异型销孔),销孔尺寸精度达IT4级,轮廓精度为0.003mm。
活塞作为典型的汽车关键零部件,在切削加工方面具有很强的工艺特点。国内活塞制造行业通常是由通用机床和结合活塞工艺特点的专用设备组成机加工生产线,因此,专用设备就成为活塞切削加工的关键设备,其功能和精度将直接影响最终产品的关键特性的质量指标。
活塞区别
汽油机和柴油机的活塞两者在主体结构上是有很大区别的,通常来说汽油机活塞直径比较小,壁厚比较小,重量比较轻。而柴油机活塞直径比较大,壁厚比较厚,重量比较重。活塞形状两者有相当的不同。
汽油机和柴油机最大的区别在于点火方式和进气:汽油机进入汽缸的是油气混合的可燃气体,柴油机是纯空气;汽油机是靠火花塞点火,柴油机则是在压缩了空气到达柴油自燃温度后从喷油孔将柴油喷入,由于此时缸内高温,柴油自燃。
要说区别,最多可能是在活塞的裙部,因为大多数柴油机的活塞行程比汽油机长,可能在裙部有配合飞轮运动的特殊造型,但也不是所有柴油机都这样。
先拿2气门汽油机和柴油机的活塞相对比:区别在活塞的顶部.汽油机活塞是平的,柴油机活塞顶部有燃烧室.这是最大区别.再拿多气门汽油机活塞和柴油机活塞对比:顶部都有燃烧室.但是汽油机的较为简单.活塞环槽的相隔距离柴油机的比汽油机的大.油环槽柴油机的有孔.汽油机则没有.综合来说是有相大的区别。
参考资料
- ↑ 活塞状元郎单场34分,单季两次30+创队史新纪录 , 快资讯 2022-03-30