活塞材料活塞类型(插图)
活塞的作用是承受燃烧气体的压力,并将这个力通过活塞销传递给连杆,推动曲轴转动。此外,活塞顶部、气缸盖和气缸壁共同形成一个燃烧室。
工作条件:
活塞在高温、高压、高速、润滑差的情况下工作。活塞直接接触高温气体,瞬时温度可达2500K以上,因此发热严重,散热条件差,所以活塞工作时温度很高,顶部达到600~700K,温度分布极不均匀;活塞顶部承受着很大的气体压力,尤其是作功冲程上的压力,汽油机高达3~5MPa,柴油机高达6~9MPa,使活塞产生冲击,承受侧向压力。活塞在气缸内以极快的速度(8~12m/s)往复运动,速度不断变化,产生很大的惯性力,对活塞产生很大的附加载荷。
根据上述工作条件,活塞所用的材料应符合下列要求。
足够的刚度和强度,可靠的传力。
良好的导热性、耐高压性、耐高温性和耐磨性。
重量轻,减少往复惯性力。
(2)活塞的材料
铝合金基本能满足以上要求。所以活塞一般用高强度铝合金,但部分低速柴油机用高级铸铁或耐热钢。
(1)铝合金I-质量小,强度高,导热性好。
(2)灰铸铁I型——承载能力强。用几个高强度的柴油发动机。
注意:
现代汽车发动机,无论是汽油机还是柴油机,都广泛使用铝合金活塞,而铸铁或耐热钢活塞只在少数汽车发动机中使用。
(3)活塞的结构类型
如下。
活塞的分类如图2-56和图2-57所示。
汽油发动机活塞
活塞的基本结构如图2-58所示。包括活塞顶、活塞头和活塞裙。活塞顶部是燃烧室的一个组成部分,直接承受气体压力。活塞顶部具有不同的形状,以满足不同的目的和要求。汽油机的活塞顶部多为平面,具有制造工艺简单、吸热面积小的优点。为了改善混合气形成、燃烧或调节压缩比,有些汽油机活塞选择凹顶活塞。二冲程汽油发动机通常使用凸形活塞来提高通风效率。