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活塞头部加工有数道安装活塞环的环槽,活塞环数取决于密封的要求,它与发动机的转速和汽缸压力有关。高速发动机的环数比低速发动机的少,汽油机的环数比柴油机的少.一般汽油机采用2道气环、1道油环;柴油机为3道气环、1道油环;低速柴油机采用3~4道气环!为减少摩擦损失,应尽量降低环带部分高度,在保证密封的条件下应力争减少环数。活塞环槽以下的所有部分称为活塞裙.其作用是引导活塞在汽缸中作往复运动并承受侧压力.发动机工作时,因缸内气体压力的作用,活塞会产生弯曲变形,活塞受热后,由于活塞销处的金属多,因此其膨胀量大于其他各处。
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此外,活塞在侧压力作用下还会产生挤压变形。上述变形的综合结果,使得活塞裙部断面变成长轴在活塞销方向上的椭圆!此外,由于活塞沿轴线方向温度和质量的分布都不均匀,导致了各断面的热膨胀是上大下小.活塞环汽车发动机的活塞是发动机中的主要配件之一,它与活塞环、活塞销等零件组成活塞组,与气缸盖等共同组成燃烧室,承受燃气作用力并通过活塞销和连杆把动力传给曲轴,以完成内燃发动机的工作过程.由于活塞处于一个高速、高压和高温的恶劣工作环境,又要考虑到发动机的运行平稳及耐用,因此要求活塞也必须要有足够的强度和刚度,导热性好,耐热性高,膨胀系数小(尺寸及形状变化要小),相对密度小(重量轻),耐磨及耐腐蚀,还要成本低!
活塞是汽车发动机汽缸体中作往复运动的机件。活塞的基本结构可分为顶部、头部和裙部。活塞顶部是组成燃烧室的主要部分,其形状与所选用的燃烧室形式有关.汽油机多采用平顶活塞,其优点是吸热面积小!柴油机活塞顶部常常有各种各样的凹坑,其具体形状、位置和大小都必须与柴油机的混合气形成与燃烧的要求相适应!结构整个活塞主要可以分为活塞顶、活塞头和活塞裙3个部分.活塞的主要作用是承受汽缸中的燃烧压力,并将此力通过活塞销和连杆传给曲轴!
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技术要求要有足够的强度、刚度、质量小、重量轻,以保证较小惯性力!导热性好、耐高温、高压、腐蚀,有充分的散热能力,受热面积小!活塞与活塞壁间应有较小的摩擦系数!温度变化时,尺寸、形状变化要小,和汽缸壁间要保持较小的间隙。热膨胀系数小,比重小,具有较好的减磨性和热强度。影响随着汽车整车对发动机的动力性、经济性、环保性及可靠性的要求越来越严格,活塞已发展成为集轻质高强度新材料、异型外圆复合型面、异型销孔等多项新技术于一体的高技术含量的产品,以保证活塞的耐热性、耐磨性、平稳的导向性和良好的密封功能,减少发动机的摩擦功损失,降低油耗、噪声和排放。
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为满足以上的功能要求,通常将活塞的外圆设计成异型外圆(中凸变椭圆),即垂直于活塞轴线的横剖面为椭圆或修正椭圆,且椭圆度沿轴线方向按一定的规律变化(如图1所示),椭圆度精度达0!005mm;活塞纵剖面的外轮廓为高次函数的拟合曲线,轮廓精度为0!005~0.01mm;为提高活塞的承载能力,以提高发动机的升功率,通常将高负荷活塞的销孔设计成微内锥型或正应力曲面型(异型销孔),销孔尺寸精度达IT4级,轮廓精度为0!
由于要求多而高,有些要求互相矛盾,很难找到一个能够完全满足各项要求的活塞材料。现代发动机的活塞普遍用铝合金制造,因为铝合金材具有密度小,导热性好的突出优点,但同时又有膨胀系数比较大,高温强度比较差的缺点,这些缺点只能通过合理的结构设计以满足使用要求.所以,汽车发动机的质量优劣,不但要看采用的材料,同时也要看设计的合理性.汽车中有上万个零件,大至如曲轴、变速箱体,小至弹簧垫圈、螺栓螺帽。每一个零件都有它的作用,象活塞环这样的“小不点”,从形状上看似简单,重量很轻,价格也很便宜,但作用却非同小可。
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