活塞结构PPT

活塞的冷却
机高强化的发动尤其是活塞顶上燃烧室的柴油机， 为了减轻活塞顶部和头部的热负荷而采用油冷活塞。 有机油冷却活塞的方法有： 1、自由喷射冷却法：从连杆小头上的喷油孔或从安装 在机体上的喷油嘴向活塞顶部喷射机油。 2、震荡冷却法：从连杆小头上的喷油孔将机油喷入活 塞内壁的环形油槽中，由于活塞的运动使机油在槽 中产生震荡而冷却活塞。 3、强制冷却法：在活塞头部铸出冷却油道或铸入冷却 油管使机油在其中强制流动以冷却活塞，此法广为 增压发动机使用。
裙部
（4）裙部开孔 ，裙部不受侧力部分 切除 –减轻重量 减轻重量 –减小惯性力 减小惯性力 –减小销座附近的热变形量 减小销座附近的热变形量 拖板式结构裙部弹性好，质量小， 拖板式结构裙部弹性好，质量小，活 塞与气缸的配合间隙较小， 塞与气缸的配合间隙较小，适用于高速 汽油发动机。 汽油发动机。
裙部
（3）裙部开槽（用于汽油机） ）裙部开槽（用于汽油机） 横向隔热槽：减小活塞裙部的受热量； 横向隔热槽：减小活塞裙部的受热量； 纵向膨胀槽)：补偿裙部受热后的变形量。 纵向膨胀槽 ：补偿裙部受热后的变形量。 纵槽圆孔： 纵槽圆孔：防止槽端延伸破裂 槽的形状有“ 形或 形或“ 槽的形状有“T”形或“Π”形槽等 形槽等
裙部
(2)锥形，阶梯形活塞 锥形，阶梯形活塞 锥形 活塞沿高度方向的温度很不均匀， 活塞沿高度方向的温度很不均匀，活塞的温度是 上部高、下部低，膨胀量也相应是上部大、下部小。 上部高、下部低，膨胀量也相应是上部大、下部小。 目的是为了使工作时活塞上下直径趋于相等。 目的是为了使工作时活塞上下直径趋于相等。
活塞顶部
平顶活塞顶 部是一个平面， 结构简单，制 造容易，受热 面积小，顶部 应力分布较为 均匀，一般用 在汽油机上， 柴油机很少采 用。
活塞顶部
凹顶活塞顶部呈凹 陷形，凹坑的形状 和位置必须有利于 可燃混合气的燃烧， 有双涡流凹坑、球 形凹坑、U形凹坑 等等。 多用于柴 油机。
活塞顶部
球形顶凸起呈球顶形，其顶部强度高，起 导向作用，有利于改善换气过程，二行程 汽油机（摩托车）常采用圆顶活塞。
活塞头部结构
汽油机一般有三道环槽， 其中有两道气环槽和一道油环 槽，第一道环槽工作条件最恶 劣。 在油环槽底面上钻有许多径向 小孔，使被油环从气缸壁上刮 下的机油经过这些小孔流回油 底壳。
活塞头部第一道环槽设计
• 环槽磨损对活塞的使用性能影响极大，为了延长活 塞的寿命，要特别注意提高第一环槽的耐磨性。 镶耐磨圈就是在第一道环槽处（有时包括第二环槽） 镶耐磨圈 铸入一个耐磨奥氏体高镍铸铁圈
凸顶活塞
异型顶
活塞头部
活塞头部指活塞第一道油 环槽下侧边至顶面的部分。 它有数道环槽，用以安装 活塞环，起密封作用，又 称为防漏部。
柴油机压缩比比汽油机压缩比高 （具体），一般有四道环槽，上部三 道安装气环，下部安装油环。
活塞头部的作用
安装活塞环 与活塞环一起密 密封作用 ：与活塞环一起密 封气缸， 封气缸，防止可燃混合气漏 到曲轴箱内 传热作用： (70～80)%的热 传热作用：将(70～80)%的热 量通过活塞环传给气缸壁
组成。 （1）基本结构： 由顶部、头部、裙部组成。 ）基本结构： 顶部、头部、裙部组成
活塞销 活塞销卡环 活塞销座
图 活塞结构 1—活塞顶部；... 活塞顶部； 活塞顶部 2—活塞头部；... 活塞头部； 活塞头部 3—活塞裙部。... 活塞裙部。 活塞裙部
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活塞顶部
活塞顶部平面： 活塞顶部平面：
气门凹坑:主要是为气门提供足够 空间，使进排气顺畅，同时节 省空间。
为使活塞在各种工况下均能与汽缸壁间保持 均匀的间隙，活塞通常采用下列结构措施： 均匀的间隙，活塞通常采用下列结构措施： (1)椭圆形活塞 (1)椭圆形活塞 如果活塞冷态时裙部为椭圆形， 如果活塞冷态时裙部为椭圆形， 由于热胀冷缩作用， 由于热胀冷缩作用，工作时活 塞厚端膨胀较多，薄端较少， 塞厚端膨胀较多，薄端较少， 就会有椭圆形变成一圆， 就会有椭圆形变成一圆，使活 塞与气缸之间圆周间隙相等， 塞与气缸之间圆周间隙相等， 发动机就正常工作了。 发动机就正常工作了。 椭圆的长轴方向与销座垂直， 椭圆的长轴方向与销座垂直， 短轴方向沿销座方向。 短轴方向沿销座方向。这样活 塞工作时趋近正圆。 塞工作时趋近正圆。
4、活塞销连接采用全浮式和半浮式
非偏置销座：
销座的轴线与活塞中心线垂直相交的活塞， 当活塞由上止点换向时，侧压力瞬时换向， 使活塞与缸壁之间的接触面突然由一侧平 移至另一侧，便产生敲缸声。
偏置销座： 偏置销座：
在高速发动机上，多将活塞销座朝向作功 在高速发动机上， 侧压力大的面偏移1～ 侧压力大的面偏移 ～2mm。这样，活塞 。这样， 接近上止点时， 接近上止点时，作用在活塞销座轴线以右 的气体压力大于左边时，使活塞向外倾斜， 的气体压力大于左边时，使活塞向外倾斜， 裙部下端首先换向与缸壁接触， 裙部下端首先换向与缸壁接触，头部再与 缸壁接触，实现两步换向。两步换向可减 缸壁接触，实现两步换向。 小对气缸的敲击。
• 为了解决解决活塞头部裂纹。 1.在燃烧室喉口注入耐热护圈 2.在第一环槽上方车隔热槽，使部分热负 荷分流。
活塞裙部
裙部为 活塞从第一道油环槽 下端面起至活塞最下端的部 分，它包括装活塞销的销座 孔)； 活塞销座孔加工精度很高， 制作较厚； 卡环：销座孔近外端面处有 卡环槽，限制活塞销轴向窜 动
• （4）为了减小铝合金活
塞裙部的热膨胀量，目前 在汽车上广泛采用双金属 活塞。在活塞裙部或销座 内嵌入钢片。恒范钢片式 活塞的结构特点是，由于 恒范钢为含镍33%～36%的 低碳铁镍合金，其膨胀系 数仅为铝合金的1/10，而 销座通过恒范钢片与裙部 相连，牵制了裙部的热膨 胀变形量。
三、活塞销 1、功用：连接活塞和连杆小头，将作用力传给 连杆 2、要求：有足够的强度，刚度，质量小，有良好 的耐磨性和耐冲击韧性 3、活塞销内孔形状