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活塞所屬現代詞,指的是西方傳入的蒸汽機活塞的早期譯名,一度廣為使用。

1 活塞 -簡介

 
活塞活塞
 「活塞」一詞原為「韝鞴」,是西方傳入的蒸汽機活塞的早期譯名,一度廣為使用。通過文獻資料考證,認為是徐壽先生首先將Piston譯為「韝鞴」。然而隨著現代科技術語翻譯規範的推行,「韝鞴」不可避免地要被通俗的用法「活塞」取代。
活塞是汽車發動機的「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。

活塞的功用是承受氣體壓力,並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。活塞直接與高溫氣體接觸,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,且溫度分佈很不均勻;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,這就使得活塞產生衝擊,並承受側壓力的作用;活塞在氣缸內以很高的速度(8~12m/s)往複運動,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載入荷。活塞在這種惡劣的條件下工作,會產生變形並加速磨損,還會產生附載入荷和熱應力,同時受到燃氣的化學腐蝕作用。

2 活塞 -結構

活塞活塞
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。活塞頂端完全取決於燃燒室的要求,頂端採用平頂或接近平頂設計有利於活塞減少與高溫氣體的接觸面積,使應力分佈均勻。多數汽油機採用平頂活塞,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複雜的形狀,設有一定深度的凹坑作為燃燒室的一部分。

活塞的凹槽稱為環槽,用於安裝活塞環。活塞環的作用是密封,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複運動中垂直的姿態,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,位於活塞裙部的上方。高速發動機活塞銷座的特別之處在於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後活塞敲擊缸壁的程度會減少,從而減少了發動機雜訊。

3 活塞 -影響

活塞活塞

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、異型外圓複合型面、異型銷孔等多項新技術於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、雜訊和排放。

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),即垂直於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,國內活塞製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。

4 活塞 -種類

活塞活塞
1、發動機活塞        
2、柴油機活塞 
3、汽車活塞氣泵活塞
4、汽車空調活塞
5、剪草機活塞                    
6、農機活塞
7、發電機活塞等

5 活塞 -區別

主體結構上沒有任何區別,汽油機和柴油機最大的區別在於點火方式和進氣:汽油機進入汽缸的是油氣混合的可燃氣體,柴油機是純空氣;汽油機是靠火花塞點火,柴則是在壓縮了空氣到達柴油自燃溫度后從噴油孔將柴油噴入,由於此時缸內高溫,柴油自燃。

要說區別,最多可能是在活塞的裙部,因為大多數柴油機的活塞行程比汽油機長,可能在裙部有配合飛輪運動的特殊造型,但也不是所有柴油機都這樣。

先拿2氣門汽油機和柴油機的活塞相對比:區別在活塞的頂部.汽油機活塞是平的,柴油機活塞頂部有燃燒室.這是最大區別.再拿多氣門汽油機活塞和柴油機活塞對比:頂部都有燃燒室.但是汽油機的較為簡單.活塞環槽的相隔距離柴油機的比汽油機的大.油環槽柴油機的有孔.汽油機則沒有.綜合來說沒有區別。

6 活塞 -活塞環

活塞活塞環PVD、表面處理TIN
汽車發動機的活塞是發動機中的主要配件之一,它與活塞環、活塞銷等零件組成活塞組,與氣缸蓋等共同組成燃燒室,承受燃氣作用力並通過活塞銷和連桿把動力傳給曲軸,以完成內燃發動機的工作過程。由於活塞處於一個高速、高壓和高溫的惡劣工作環境,又要考慮到發動機的運行平穩及耐用,因此要求活塞也必須要有足夠的強度和剛度,導熱性好,耐熱性高,膨脹係數小(尺寸及形狀變化要小),相對密度小(重量輕),耐磨及耐腐蝕,還要成本低。由於要求多而高,有些要求互相矛盾,很難找到一個能夠完全滿足各項要求的活塞材料。現代發動機的活塞普遍用鋁合金製造,因為鋁合金材具有密度小,導熱性好的突出優點,但同時又有膨脹係數比較大,高溫強度比較差的缺點,這些缺點只能通過合理的結構設計以滿足使用要求。所以,汽車發動機的質量優劣,不但要看採用的材料,同時也要看設計的合理性。

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。活塞頂端完全取決於燃燒室的要求,頂端採用平頂或接近平頂設計有利於活塞減少與高溫氣體的接觸面積,使應力分佈均勻。多數汽油機採用平頂活塞,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複雜的形狀,設有一定深度的凹坑作為燃燒室的一部分。活塞的凹槽稱為環槽,用於安裝活塞環。活塞環的作用是密封,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複運動中垂直的姿態,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,位於活塞裙部的上方。高速發動機活塞銷座的特別之處在於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後活塞敲擊缸壁的程度會減少,從而減少了發動機雜訊。

活塞活塞環
汽車中有上萬個零件,大至如曲軸、變速箱體,小至彈簧墊圈、螺栓螺帽。每一個零件都有它的作用,象活塞環這樣的「小不點」,從形狀上看似簡單,重量很輕,價格也很便宜,但作用卻非同小可。缺少了它固然汽車動彈不得,甚至它有一點什麼小毛病,汽車也會不正常,要麼耗油大,要麼動力不足。在整個活塞組與氣缸的配合中,活塞組中真正與氣缸缸壁接觸的是活塞環,它填補了活塞與氣缸壁間的空隙,以封閉燃燒室,因此它也是發動機中最容易磨損的零件。

活塞環一般由鑄鐵做成,有一定彈性,截面有多種形狀,表面有塗層以增加磨合性能。當發動機運轉時活塞會受熱膨脹,因此活塞環有開口間隙,安裝時為了保持密封性,要將各活塞環的開口間隙位置錯開。一個活塞往往有三至四個活塞環,它們按照作用的不同,分為氣環和油環兩大類。氣環裝在活塞頭部上端的環槽內,用來防止漏氣,將活塞頭部的熱量傳遞到氣缸壁,疏散活塞的熱量。油環的作用是防止潤滑油竄入燃燒室,將氣缸壁上過量的潤滑油刮回到油底殼,它安裝在氣環的下方環槽內。只要保證密封功能的要求,活塞環數目少比數目多好,活塞環數目少既保持了最小的摩擦面積,減少功率損耗,又縮短了活塞的高度,相應也就降低了發動機的高度,目前高速汽油發動機一般是兩道氣環和一道油環。

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