【導(dǎo)讀】beartowearaway;(3)thequantityissmall,theweightislight,descendtheinertial

　　

【正文】 這就使得活塞產(chǎn)生沖擊，并承受側(cè)壓力的作用，因此，活塞應(yīng)有足夠的耐熱性，要盡量減小活塞的受熱面，加強(qiáng)活塞的冷卻，適當(dāng)增大傳熱面，使活塞頂部的最高溫度下降 ，以便保護(hù)活塞頭 。活塞在氣缸內(nèi)以很高的速度 (8～12m/s)往復(fù)運(yùn)動，且速度在不斷地變化，這就產(chǎn)生了很大的慣 性力，使河南理工大學(xué)本科畢業(yè) 設(shè)計英文翻譯 13 活塞受到很大的附加載荷?；钊谶@種惡劣的條件下工作，會產(chǎn)生變形并加速磨損，還會產(chǎn)生附加載荷和熱應(yīng)力，同時受到燃?xì)獾幕瘜W(xué)腐蝕作用。 因此， 為了減小往復(fù)慣性力，必須盡可能地減輕活塞的重量。活塞是在高溫、高壓、高速（活塞平均速度可達(dá) 101115m/s）的條件下工作的，其潤滑條件較差，活塞與氣缸壁間摩擦嚴(yán)重。為減小摩擦，活塞表面必須 光滑、 耐磨。 要求： (1) 要有足夠的剛度和強(qiáng)度，傳力可靠； (2) 導(dǎo)熱性好，耐高壓、耐高溫、耐磨損； (3) 質(zhì)量小，重量輕，盡可能減小往復(fù)慣性力。 鋁合金材料基本上滿 足上面的要求，因此，活塞一般都采用高強(qiáng)度鋁合金，但在一些低速柴油機(jī)上采用高級鑄鐵或耐熱鋼 也符合要求 。 二、 構(gòu)造 ： 活塞可分為三部分，活塞頂部、活塞頭部和活塞裙部。 活塞頂部承受氣體壓力，它是燃燒室的組成部分，其形狀、位置、大小都和燃燒室的具體形式有關(guān)，都是為滿足可燃混合氣形成和燃燒的要求，其頂部形狀可分為四大類，平頂活塞、凸頂活塞、凹頂活塞和成型頂活塞。 加工 最 簡單 的是 平頂活塞 ，它的 頂部是一個平面，結(jié)構(gòu)簡單，制造河南理工大學(xué)本科畢業(yè) 設(shè)計英文翻譯 14 起來較 容易，受熱面積小，加工簡單，頂部應(yīng)力分布較為均勻，一般用在汽油機(jī)上，柴油機(jī)很少采用。 凸頂活塞多用于二沖程內(nèi)燃機(jī)上， 它 有利于改善換氣過程?，F(xiàn)代四沖程汽油機(jī)為了增強(qiáng)擠氣效果或增大壓縮比也有采用凸頂活塞。凸頂活塞頂部凸起呈球頂形，其頂部強(qiáng)度高，起導(dǎo)向作用，有利于改善換氣過程，二行程汽油機(jī) 常采用凸頂活塞。 凹頂活塞頂部呈凹陷形，凹坑的形狀和位置必須有利于可燃混合氣的燃燒， 從而提高燃料的利用率。他的內(nèi)型 有雙渦流凹坑、球形凹坑、 U形凹坑等等。 1. 活塞頭部 活塞頭部是活塞環(huán)槽以上的部分。其主要作用是承受氣體壓力，并傳給連桿；與活塞環(huán)一起實現(xiàn)對氣缸的密封；將活塞頂所吸收的熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁。 它有數(shù)道環(huán)槽，用以安裝活塞環(huán)，起密封作用，又稱為防漏部。柴油機(jī)壓縮比高，一般有四道環(huán)槽，上部三道安裝氣環(huán)，下部安裝油環(huán)。汽油機(jī)一般有三道環(huán)槽，其中有兩道氣環(huán)槽和一道油環(huán)槽，在油環(huán)槽底面上鉆有許多徑向小孔，使 被油環(huán)從氣缸壁上刮下的機(jī)油經(jīng)過這些小孔流回油底殼。第一道環(huán)槽工作條件最惡劣，一般應(yīng)離頂部較遠(yuǎn)些。 在 第 一道氣環(huán)的上方往往開有一道較窄的隔熱槽，隔斷由活塞頂部傳向第一道氣環(huán)的熱流，使部分熱量由第二、三道活塞環(huán)傳出，從而減輕第一道氣環(huán)的熱負(fù)荷。有的發(fā)動機(jī)，在活塞頂面至第一道環(huán)槽之間，有時一直到以下幾道環(huán)槽處，常加工出細(xì)小的環(huán)行槽。這種細(xì)小的環(huán)行槽可以因積碳而吸附潤滑油，在失油工作時可防止活塞與氣缸壁的咬合，故稱之為積碳槽。 活塞頂部吸收的熱量主要也是經(jīng)過防漏部通過活塞環(huán)傳給氣缸壁，河南理工大學(xué)本科畢業(yè) 設(shè)計英文翻譯 15 再由冷卻水傳出去 ?？傊?，活塞頭部的作用除了用來安裝活塞環(huán)外，還有密封作用和傳熱作用，與活塞環(huán)一起密封氣缸，防止可燃混合氣漏到曲軸箱內(nèi)，同時還將 (70～ 80)%的熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁 ，以免氣缸內(nèi)的溫度過高，減小對缸體材料所產(chǎn)生的不利 。 活塞裙部指從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，它包括裝活塞銷的銷座孔?；钊共繉钊跉飧變?nèi)的往復(fù)運(yùn)動起導(dǎo)向作用，并承受缸體的 側(cè)壓力。裙部的長短取決于側(cè)壓力的大小和活塞直徑。所謂側(cè)壓力是指在壓縮行程和作功行程中，作用在活塞頂部的氣體壓力的水平分力使活塞壓向氣缸壁 。壓縮行程和作功行程氣體的側(cè)壓力方向正好相反，由于燃燒壓力大大高于壓縮壓力，所以，作功行程中的側(cè)壓力也大大高于壓縮行程中的側(cè)壓力?；钊共砍惺軅?cè)壓力的兩個側(cè)面稱為推力面，它們處于與活塞銷軸線相垂直的方向上。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： (1）預(yù)先做成橢圓形： 活塞裙部沿銷座方向壁厚較大，熱膨脹量大。工作時在熱負(fù)荷和側(cè)壓力的共同作用下裙部會變成橢圓柱形，沿活塞銷軸方向略有伸長，而垂直銷軸方向略有所短。為了使活塞在工作狀態(tài)下仍保持圓柱形，防止因橢圓變形而造成活塞卡死或局部磨損過大，活塞裙部一般預(yù)先加工成橢圓形，其長軸與活塞銷 軸方向垂直。為了減小活塞銷座附近的熱變形，還可以將銷座的裙部表面鑄成下陷 — 1mm。 為了使裙部兩側(cè)承受氣體壓力并與氣缸保持小而安全的間隙，要求活塞在工作時具有正確的圓柱形。但是，由于活塞裙部的厚度很不均勻，活塞銷座孔部分的金屬厚，受熱膨脹量大，沿活塞銷座軸線方向的變形量大于其他方向。另外，裙部承受氣體側(cè)壓力的作用，導(dǎo)致沿活塞銷軸河南理工大學(xué)本科畢業(yè) 設(shè)計英文翻譯 16 向變形量較垂直活塞銷方向大。這樣，如果活塞冷態(tài)時裙部為圓形，那么工作時活塞就會變成一個橢圓，使活塞與氣缸之間圓周間隙不相等，造成活塞在氣缸內(nèi)卡 住，發(fā)動機(jī)就無法正常工作。因此，在加工時預(yù)先把活塞裙部做成橢圓形狀。橢圓的長軸方向與銷座垂直，短軸方向沿銷座方向。這樣活塞工作時趨近正圓 ，從而減小活塞與缸體的摩擦力 。 (2） 預(yù)先做成 預(yù)先做成階梯形、錐形 活塞沿高度方向的溫度很不均勻，活 塞的溫度是上部高、下部低，膨脹量也相應(yīng)是上部大、下部小。為了使工作時活塞上下直徑趨于相等，即為圓柱形，就必須預(yù)先把活塞制成上小下大的階梯形、錐形 ，有利于活塞的運(yùn)動 。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè) 設(shè)計英文翻譯 17 (3）為了減小活塞裙部的受熱量，通常在裙部開橫向的隔熱 槽，為了補(bǔ)償裙部受熱后的變形量，裙部開有縱向的膨脹槽。槽的形狀有 T形或 Π 形槽。橫槽一般開在最下一道環(huán)槽的下面，裙部上邊緣銷座的兩側(cè) (也有開在油環(huán)槽之中的 )，以減小頭部熱量向裙部傳遞，故稱為隔熱槽。豎槽會使裙部具有一定的彈性，從而使活塞裝配時與氣缸間具有盡可能小的間隙，而在熱態(tài)時又具有補(bǔ)償作用，不致造成活塞在氣缸中卡死，故將豎槽稱為膨脹槽。裙部開豎槽后，會使其開槽的一側(cè)剛度變小，在裝配時應(yīng)使其位于作功行程中承受側(cè)壓力較小的一側(cè)。柴油機(jī)活塞受力大，裙部一般不開槽。 （ 4）有些活塞為了減輕重量，在裙部開 孔或把裙部不受側(cè)壓力的兩邊切去一部分，以減小慣性力，減小銷座附近的熱變形量，形成拖板式活塞或短活塞 。 拖板式結(jié)構(gòu)裙部彈性好，質(zhì)量小，活塞與氣缸的配合間隙較小，適用于高速發(fā)動機(jī)。 短板式結(jié)構(gòu)裙一般用于低速發(fā)動機(jī)。 （ 5）為了減小鋁合金活塞裙部的熱膨脹量，有些汽油機(jī)活塞在活塞裙部或銷座內(nèi)嵌入鋼片。恒范鋼片式活塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，由于恒范鋼為含鎳 33%～ 36%的低碳鐵鎳合金，其膨脹系數(shù)僅為鋁合金的 1/10，而銷座通過恒范鋼片與裙部相連，牽制了裙部的熱膨脹變形量 ，有利于保持活塞的基本尺寸，減小摩擦 。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè) 設(shè)計英文翻譯 18 （ 6）有的汽油機(jī) 上，活塞銷孔中心線是偏離活塞中心線平面的，向作功行程中受主側(cè)壓力的一方偏移了 1～ 2mm。這種結(jié)構(gòu)可使活塞在從壓縮行程到作功行程中較為柔和地從壓向氣缸的一面過渡到壓向氣缸的另一面，以減小敲缸的聲音。在安裝時，這種活塞銷偏置的方向不能裝反，否則換向敲擊力會增大，使裙部受損 。