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    柴油發動機配件——發動機活塞

    2023/5/22 15:28:58??????點擊:

    活塞是發動機的“心臟”,承受交變的機械負荷和熱負荷,是發動機中工作條件最惡劣的關鍵零部件之一?;钊墓τ檬浅惺軞怏w壓力,并通過活塞銷傳給連桿驅使曲軸旋轉,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、潤滑不良的條件下工作?;钊苯优c高溫氣體接觸,瞬時溫度可達2500K以上,因此,受熱嚴重,而散熱條件又很差,所以活塞工作時溫度很高,頂部高達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,汽油機高達3~5MPa,柴油機高達6~9MPa,這就使得活塞產生沖擊,并承受側壓力的作用;活塞在氣缸內以很高的速度(8~12m/s)往復運動,且速度在不斷地變化,這就產生了很大的慣性力,使活塞受到很大的附加載荷?;钊谶@種惡劣的條件下工作,會產生變形并加速磨損,還會產生附加載荷和熱應力,同時受到燃氣的化學腐蝕作用。


    活塞結構


        一般活塞都是園柱形體,根據不同發動機的工作條件和要求,活塞本身的構造有各種各樣,一般將活塞這個小東西分為頭部、裙部和活塞銷座三個部分。


      頭部是指活塞頂端和環槽部分?;钊敹送耆Q于燃燒室的要求,頂端采用平頂或接近平頂設計有利于活塞減少與高溫氣體的接觸面積,使應力分布均勻。多數汽油機采用平頂活塞,有些發動機(例如直噴式柴油機和新型的缸內噴注汽油機)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雜的形狀,設有一定深度的凹坑作為燃燒室的一部分?;钊陌疾鄯Q為環槽,用于安裝活塞環?;钊h的作用是密封,防止漏氣和防止機油進入燃燒室。


      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運動中垂直的姿態,也就是活塞的導向部分。


      活塞裙部的形狀極有講究,尤其是象轎車一類的輕型乘用車,設計者從發動機的結構和性能出發,常在活塞裙部上動腦筋,以盡量使發動機結構緊湊運行平穩。


     活塞銷座是活塞通過活塞銷與連桿連接的支承部分,位于活塞裙部的上方。高速發動機活塞銷座的特別之處在于銷座孔不一定與活塞在同一中心線平面上,可向一側偏移一點點,即向作功行程時活塞接觸缸壁的一側偏移,這樣當活塞到上止點變換方向后活塞敲擊缸壁的程度會減少,從而減少了發動機噪聲。


    活塞影響


        隨著汽車整車對發動機的動力性、經濟性、環保性及可靠性的要求越來越嚴格,活塞已發展成為集輕質高強度新材料、異型外圓復合型面、異型銷孔等多項新技術于一體的高技術含量的產品,以保證活塞的耐熱性、耐磨性、平穩的導向性和良好的密封功能,減少發動機的摩擦功損失,降低油耗、噪聲和排放。為滿足以上的功能要求,通常將活塞的外圓設計成異型外圓(中凸變橢圓),即垂直于活塞軸線的橫剖面為橢圓或修正橢圓,且橢圓度沿軸線方向按一定的規律變化(如圖1所示),橢圓度精度達0.005mm;活塞縱剖面的外輪廓為高次函數的擬合曲線,輪廓精度為0.005~0.01mm;為提高活塞的承載能力,以提高發動機的升功率,通常將高負荷活塞的銷孔設計成微內錐型或正應力曲面型(異型銷孔),銷孔尺寸精度達IT4級,輪廓精度為0.003mm。


     活塞作為典型的汽車關鍵零部件,在切削加工方面具有很強的工藝特點。目前,國內活塞制造行業通常是由通用機床和結合活塞工藝特點的專用設備組成機加工生產線,因此,專用設備就成為活塞切削加工的關鍵設備,其功能和精度將直接影響最終產品的關鍵特性的質量指標。

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