活塞

活塞连杆组——活塞一.作用•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。二.工作环境特点•热负荷大（活塞顶部达600---700K）•受力大（汽油机3---5MPa；柴油机：6---9MPa）•高速运动（10—14m/s）•周期性交变载荷三.材料要求(1).要有足够的刚度和强度，传力可靠；(2).导热性好，耐高压、耐高温、耐磨损；(3).质量小，重量轻，尽可能减小往复惯性力(4).热膨胀系数小。•铝合金材料基本上满足上面的要求，因此，现代汽车发动机活塞一般都采用高强度铝合金，但在一些低速柴油机上采用高级铸铁或耐热钢。四.结构•活塞主要组成部分有：顶部、环槽部、裙部等三个部分组成。（1）.活塞顶部1）.作用：活塞顶部承受气体压力，它是燃烧室的组成部分，其形状、位置、大小都和燃烧室的具体形式有关，都是为满足可燃混合气形成和燃烧的要求。2）.形状：其顶部形状可分为四大类：平顶活塞、凸顶活塞、凹顶活塞和成型顶活塞。平顶：吸热面积小，制造工艺简单。凹顶：有利于改善混合气的形成和燃烧，凹坑的大小还能调节发动机的压缩比。凸顶：二冲程汽油机上使用较多。（2）.环槽部2）.作用：•用来安装活塞环。•起密封和传热的作用。•承受气体压力，并传给连杆。环槽部指第一道活塞环槽到活塞销孔以上部分。（3）.裙部活塞裙部是指自油槽下端面以下的部分。1）.作用：运动导向；承受侧压力。2）.主要型式：①全裙式：裙部为一薄壁圆筒。②半拖板式：将非承压面的裙部去掉一部分，以减少质量和防碰曲轴平衡重。③拖板式：将非承压面的裙部全部去掉。3）活塞的受力变形•活塞在工作中，在气体压力、侧向力和热负荷等作用下，会产生一定的形状变形。①在气体压力下，产生弯曲变形。②在热负荷作用下，产生上大下小的倒锥形及长轴沿着销座方向的椭圆变形。③在侧向力作用下也使活塞产生沿销座方向的椭圆变形。受力变形图4）.措施•为了保证活塞能正常工作，一般采取以下措施：①预先将活塞制成上小下大的阶梯形或锥形。②预先将活塞制作成长轴垂直销座方向的椭圆形。③活塞在铸造时，将销座外端面处制造成凹陷0.5~1mm。④在侧压力较小的一侧开绝热槽和膨胀槽。⑤采用双金属活塞。（4）.活塞销座孔1）.作用：用以安装活塞销。2）.分类按活塞销在销座孔里的运动情况分为两种，即全浮式、半浮式。3）.活塞销偏置（1）.定义：活塞销偏置就是指将活塞销座朝向承受作功侧压力的一面偏移1～2mm。（5）活塞的冷却1）.目的为了减轻活塞顶部和头部的热负荷，防止活塞环粘结和保持环的正常工作，应采用润滑油来冷却活塞。2）.方法①自由喷射冷却法。②振荡冷却法。③强制冷却法。五.损伤形式•活塞的损伤部位主要是在环槽、裙部和活塞销座孔等部位。在工作当中，活塞常因为这些部位的磨损而报废。•活塞也有因为异常磨损而磨损而报废。一般异常磨损主要是指活塞裙部的刮伤，顶部的烧顶、脱顶、裂纹等。六.损伤的检修•在进行检修前首先将活塞在煤油里浸透，再用软刷或钝的刮刀清理顶部的积碳。•环槽内的积碳，使用专用工具进行清除。1）.正常磨损的检修①环槽磨损。②裙部磨损。③活塞销座孔磨损。2）.异常磨损（1）.活塞裙部刮伤。1.故障现象：活塞裙部一侧或两侧出现大面积拉伤。2.主要故障原因：①气缸变形。②冷却系统故障，冷却不良。③缺油、机油不洁或品质不好。异常磨损主要指活塞裙部的刮伤、顶部的烧顶、脱顶、裂纹等。裙部刮伤示意图（2）.顶部烧蚀1.故障现象活塞头部环岸至顶面区域烧伤或拉伤，活塞环粘结。2.主要故障原因：①长期限超负荷运行使发动机过热。②冷却系统故障、传热不良。③润滑不良或机油品质不好。④环槽积碳太多环粘结或折断。活塞顶部烧蚀示意图（3）活塞销孔周围损伤1.故障现象销孔周围出现抛击状（类似熔化状）的损伤痕迹，气缸壁相应被损伤。2.主要故障原因：①安装了旧的受损的挡圈。②活塞销挡圈脱落或断裂。③挡圈在槽中紧度不够或位置不对。④不合理装配；敲击装配活塞销将活塞挡圈槽撞裂。活塞销孔损伤示意图3）.销座孔的检修1.检测用内径量表检测座孔的磨损程度。2.修理用绞削的方法。在绞削后应对销座孔做活塞销座孔轴线与活塞轴线垂直度的检查。4）.活塞的选配1.活塞的选配有6级修理尺寸，每增大0.25mm为一级。用“+”刻在活塞顶上表示。2.活塞选配时的注意事项①要按汽缸的尺寸选配活塞，选用与汽缸同一尺寸级别和同一分组尺寸的活塞。②同一台发动机必须选用同一厂牌的活塞。③在选配的成组活塞中，其尺寸差一般为0.01~0.015mm，质量差为4~8g，活塞销座孔的涂色标记（尺寸分组标记）相同。