柴油發(fā)動(dòng)機(jī)配件——發(fā)動(dòng)機(jī)活塞
活塞是發(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。
活塞結(jié)構(gòu)
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。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。
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。
活塞裙部的形狀極有講究，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。
活塞影響
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)。
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