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活塞

活塞

目 錄

1、 簡(jiǎn)介

2、 結(jié)構(gòu)

3、 影響

4、 種類(lèi)

5、 區(qū)別

6、 活塞環(huán)

返回目錄↑1、簡(jiǎn)介

  活塞活塞 “活塞”一詞原為“鞲鞴”,是西方傳入的蒸汽機(jī)活塞的早期譯名,一度廣為使用。通過(guò)文獻(xiàn)資料考證,認(rèn)為是徐壽先生首先將Piston譯為“鞲鞴”。然而隨著現(xiàn)代科技術(shù)語(yǔ)翻譯規(guī)范的推行,“鞲鞴”不可避免地要被通俗的用法“活塞”取代。
活塞是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的“心臟”,承受交變的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷,是發(fā)動(dòng)機(jī)中工作條件最?lèi)毫拥年P(guān)鍵零部件之一。

活塞的功用是承受氣體壓力,并通過(guò)活塞銷(xiāo)傳給連桿驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn),活塞頂部還是燃燒室的組成部分。工作條件活塞在高溫、高壓、高速、潤(rùn)滑不良的條件下工作。活塞直接與高溫氣體接觸,瞬時(shí)溫度可達(dá)2500K以上,因此,受熱嚴(yán)重,而散熱條件又很差,所以活塞工作時(shí)溫度很高,頂部高達(dá)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(jī)高達(dá)3~5MPa,柴油機(jī)高達(dá)6~9MPa,這就使得活塞產(chǎn)生沖擊,并承受側(cè)壓力的作用;活塞在氣缸內(nèi)以很高的速度(8~12m/s)往復(fù)運(yùn)動(dòng),且速度在不斷地變化,這就產(chǎn)生了很大的慣性力,使活塞受到很大的附加載荷;钊谶@種惡劣的條件下工作,會(huì)產(chǎn)生變形并加速磨損,還會(huì)產(chǎn)生附加載荷和熱應(yīng)力,同時(shí)受到燃?xì)獾幕瘜W(xué)腐蝕作用。

返回目錄↑2、結(jié)構(gòu)

活塞活塞一般活塞都是園柱形體,根據(jù)不同發(fā)動(dòng)機(jī)的工作條件和要求,活塞本身的構(gòu)造有各種各樣,一般將活塞這個(gè)小東西分為頭部、裙部和活塞銷(xiāo)座三個(gè)部分。頭部是指活塞頂端和環(huán)槽部分。活塞頂端完全取決于燃燒室的要求,頂端采用平頂或接近平頂設(shè)計(jì)有利于活塞減少與高溫氣體的接觸面積,使應(yīng)力分布均勻。多數(shù)汽油機(jī)采用平頂活塞,有些發(fā)動(dòng)機(jī)(例如直噴式柴油機(jī)和新型的缸內(nèi)噴注汽油機(jī))為了混合氣形成的需要,提高燃燒效率,將爆燃減少到最小程度,需要活塞頂端具有較復(fù)雜的形狀,設(shè)有一定深度的凹坑作為燃燒室的一部分。

活塞的凹槽稱(chēng)為環(huán)槽,用于安裝活塞環(huán);钊h(huán)的作用是密封,防止漏氣和防止機(jī)油進(jìn)入燃燒室;钊共渴侵富钊南虏糠,它的作用是盡量保持活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中垂直的姿態(tài),也就是活塞的導(dǎo)向部分;钊共康男螤顦O有講究,尤其是象轎車(chē)一類(lèi)的輕型乘用車(chē),設(shè)計(jì)者從發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能出發(fā),常在活塞裙部上動(dòng)腦筋,以盡量使發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊運(yùn)行平穩(wěn)。

活塞銷(xiāo)座是活塞通過(guò)活塞銷(xiāo)與連桿連接的支承部分,位于活塞裙部的上方。高速發(fā)動(dòng)機(jī)活塞銷(xiāo)座的特別之處在于銷(xiāo)座孔不一定與活塞在同一中心線(xiàn)平面上,可向一側(cè)偏移一點(diǎn)點(diǎn),即向作功行程時(shí)活塞接觸缸壁的一側(cè)偏移,這樣當(dāng)活塞到上止點(diǎn)變換方向后活塞敲擊缸壁的程度會(huì)減少,從而減少了發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲。

返回目錄↑3、影響

活塞活塞

隨著汽車(chē)整車(chē)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性及可靠性的要求越來(lái)越嚴(yán)格,活塞已發(fā)展成為集輕質(zhì)高強(qiáng)度新材料、異型外圓復(fù)合型面、異型銷(xiāo)孔等多項(xiàng)新技術(shù)于一體的高技術(shù)含量的產(chǎn)品,以保證活塞的耐熱性、耐磨性、平穩(wěn)的導(dǎo)向性和良好的密封功能,減少發(fā)動(dòng)機(jī)的摩擦功損失,降低油耗、噪聲和排放。

為滿(mǎn)足以上的功能要求,通常將活塞的外圓設(shè)計(jì)成異型外圓(中凸變橢圓),即垂直于活塞軸線(xiàn)的橫剖面為橢圓或修正橢圓,且橢圓度沿軸線(xiàn)方向按一定的規(guī)律變化(如圖1所示),橢圓度精度達(dá)0.005mm;活塞縱剖面的外輪廓為高次函數(shù)的擬合曲線(xiàn),輪廓精度為0.005~0.01mm;為提高活塞的承載能力,以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的升功率,通常將高負(fù)荷活塞的銷(xiāo)孔設(shè)計(jì)成微內(nèi)錐型或正應(yīng)力曲面型(異型銷(xiāo)孔),銷(xiāo)孔尺寸精度達(dá)IT4級(jí),輪廓精度為0.003mm。

活塞作為典型的汽車(chē)關(guān)鍵零部件,在切削加工方面具有很強(qiáng)的工藝特點(diǎn)。目前,國(guó)內(nèi)活塞制造行業(yè)通常是由通用機(jī)床和結(jié)合活塞工藝特點(diǎn)的專(zhuān)用設(shè)備組成機(jī)加工生產(chǎn)線(xiàn),因此,專(zhuān)用設(shè)備就成為活塞切削加工的關(guān)鍵設(shè)備,其功能和精度將直接影響最終產(chǎn)品的關(guān)鍵特性的質(zhì)量指標(biāo)。

返回目錄↑4、種類(lèi)

活塞活塞1、發(fā)動(dòng)機(jī)活塞        
2、柴油機(jī)活塞 
3、汽車(chē)活塞氣泵活塞
4、汽車(chē)空調(diào)活塞
5、剪草機(jī)活塞                    
6、農(nóng)機(jī)活塞
7、發(fā)電機(jī)活塞等

返回目錄↑5、區(qū)別

主體結(jié)構(gòu)上沒(méi)有任何區(qū)別,汽油機(jī)和柴油機(jī)最大的區(qū)別在于點(diǎn)火方式和進(jìn)氣:汽油機(jī)進(jìn)入汽缸的是油氣混合的可燃?xì)怏w,柴油機(jī)是純空氣;汽油機(jī)是靠火花塞點(diǎn)火,柴則是在壓縮了空氣到達(dá)柴油自燃溫度后從噴油孔將柴油噴入,由于此時(shí)缸內(nèi)高溫,柴油自燃。

要說(shuō)區(qū)別,最多可能是在活塞的裙部,因?yàn)榇蠖鄶?shù)柴油機(jī)的活塞行程比汽油機(jī)長(zhǎng),可能在裙部有配合飛輪運(yùn)動(dòng)的特殊造型,但也不是所有柴油機(jī)都這樣。

先拿2氣門(mén)汽油機(jī)和柴油機(jī)的活塞相對(duì)比:區(qū)別在活塞的頂部.汽油機(jī)活塞是平的,柴油機(jī)活塞頂部有燃燒室.這是最大區(qū)別.再拿多氣門(mén)汽油機(jī)活塞和柴油機(jī)活塞對(duì)比:頂部都有燃燒室.但是汽油機(jī)的較為簡(jiǎn)單.活塞環(huán)槽的相隔距離柴油機(jī)的比汽油機(jī)的大.油環(huán)槽柴油機(jī)的有孔.汽油機(jī)則沒(méi)有.綜合來(lái)說(shuō)沒(méi)有區(qū)別。

返回目錄↑6、活塞環(huán)

活塞活塞環(huán)PVD、表面處理TIN汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞是發(fā)動(dòng)機(jī)中的主要配件之一,它與活塞環(huán)、活塞銷(xiāo)等零件組成活塞組,與氣缸蓋等共同組成燃燒室,承受燃?xì)庾饔昧Σ⑼ㄟ^(guò)活塞銷(xiāo)和連桿把動(dòng)力傳給曲軸,以完成內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程。由于活塞處于一個(gè)高速、高壓和高溫的惡劣工作環(huán)境,又要考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行平穩(wěn)及耐用,因此要求活塞也必須要有足夠的強(qiáng)度和剛度,導(dǎo)熱性好,耐熱性高,膨脹系數(shù)。ǔ叽缂靶螤钭兓。,相對(duì)密度小(重量輕),耐磨及耐腐蝕,還要成本低。由于要求多而高,有些要求互相矛盾,很難找到一個(gè)能夠完全滿(mǎn)足各項(xiàng)要求的活塞材料,F(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞普遍用鋁合金制造,因?yàn)殇X合金材具有密度小,導(dǎo)熱性好的突出優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)又有膨脹系數(shù)比較大,高溫強(qiáng)度比較差的缺點(diǎn),這些缺點(diǎn)只能通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以滿(mǎn)足使用要求。所以,汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量?jī)?yōu)劣,不但要看采用的材料,同時(shí)也要看設(shè)計(jì)的合理性。

一般活塞都是園柱形體,根據(jù)不同發(fā)動(dòng)機(jī)的工作條件和要求,活塞本身的構(gòu)造有各種各樣,一般將活塞這個(gè)小東西分為頭部、裙部和活塞銷(xiāo)座三個(gè)部分。

頭部是指活塞頂端和環(huán)槽部分;钊敹送耆Q于燃燒室的要求,頂端采用平頂或接近平頂設(shè)計(jì)有利于活塞減少與高溫氣體的接觸面積,使應(yīng)力分布均勻。多數(shù)汽油機(jī)采用平頂活塞,有些發(fā)動(dòng)機(jī)(例如直噴式柴油機(jī)和新型的缸內(nèi)噴注汽油機(jī))為了混合氣形成的需要,提高燃燒效率,將爆燃減少到最小程度,需要活塞頂端具有較復(fù)雜的形狀,設(shè)有一定深度的凹坑作為燃燒室的一部分;钊陌疾鄯Q(chēng)為環(huán)槽,用于安裝活塞環(huán);钊h(huán)的作用是密封,防止漏氣和防止機(jī)油進(jìn)入燃燒室。

活塞裙部是指活塞的下部分,它的作用是盡量保持活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中垂直的姿態(tài),也就是活塞的導(dǎo)向部分;钊共康男螤顦O有講究,尤其是象轎車(chē)一類(lèi)的輕型乘用車(chē),設(shè)計(jì)者從發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能出發(fā),常在活塞裙部上動(dòng)腦筋,以盡量使發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊運(yùn)行平穩(wěn)。

活塞銷(xiāo)座是活塞通過(guò)活塞銷(xiāo)與連桿連接的支承部分,位于活塞裙部的上方。高速發(fā)動(dòng)機(jī)活塞銷(xiāo)座的特別之處在于銷(xiāo)座孔不一定與活塞在同一中心線(xiàn)平面上,可向一側(cè)偏移一點(diǎn)點(diǎn),即向作功行程時(shí)活塞接觸缸壁的一側(cè)偏移,這樣當(dāng)活塞到上止點(diǎn)變換方向后活塞敲擊缸壁的程度會(huì)減少,從而減少了發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲。

活塞活塞環(huán)汽車(chē)中有上萬(wàn)個(gè)零件,大至如曲軸、變速箱體,小至彈簧墊圈、螺栓螺帽。每一個(gè)零件都有它的作用,象活塞環(huán)這樣的“小不點(diǎn)”,從形狀上看似簡(jiǎn)單,重量很輕,價(jià)格也很便宜,但作用卻非同小可。缺少了它固然汽車(chē)動(dòng)彈不得,甚至它有一點(diǎn)什么小毛病,汽車(chē)也會(huì)不正常,要么耗油大,要么動(dòng)力不足。在整個(gè)活塞組與氣缸的配合中,活塞組中真正與氣缸缸壁接觸的是活塞環(huán),它填補(bǔ)了活塞與氣缸壁間的空隙,以封閉燃燒室,因此它也是發(fā)動(dòng)機(jī)中最容易磨損的零件。

活塞環(huán)一般由鑄鐵做成,有一定彈性,截面有多種形狀,表面有涂層以增加磨合性能。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)活塞會(huì)受熱膨脹,因此活塞環(huán)有開(kāi)口間隙,安裝時(shí)為了保持密封性,要將各活塞環(huán)的開(kāi)口間隙位置錯(cuò)開(kāi)。一個(gè)活塞往往有三至四個(gè)活塞環(huán),它們按照作用的不同,分為氣環(huán)和油環(huán)兩大類(lèi)。氣環(huán)裝在活塞頭部上端的環(huán)槽內(nèi),用來(lái)防止漏氣,將活塞頭部的熱量傳遞到氣缸壁,疏散活塞的熱量。油環(huán)的作用是防止?jié)櫥透Z入燃燒室,將氣缸壁上過(guò)量的潤(rùn)滑油刮回到油底殼,它安裝在氣環(huán)的下方環(huán)槽內(nèi)。只要保證密封功能的要求,活塞環(huán)數(shù)目少比數(shù)目多好,活塞環(huán)數(shù)目少既保持了最小的摩擦面積,減少功率損耗,又縮短了活塞的高度,相應(yīng)也就降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的高度,目前高速汽油發(fā)動(dòng)機(jī)一般是兩道氣環(huán)和一道油環(huán)。[1]

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