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結(jié)構(gòu)

整個活塞主要可以分為活塞頂、活塞頭和活塞裙3個部分。

活塞的主要作用是承受汽缸中的燃燒壓力，并將此力通過活塞銷和連桿傳給曲軸。此外，活塞還與汽缸蓋、汽缸壁共同組成燃燒室。

活塞頂是燃燒室的組成部分，因而常制成不同的形狀，汽油機活塞頂多采用平頂或凹頂，以便使燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊，散熱面積小，制造工藝簡單。凸頂活塞常用于二行程汽油機。柴油機的活塞頂常制成各種凹坑。

活塞頭部是活塞銷座以上的部分，活塞頭部安裝活塞環(huán)，以防止高溫、高壓燃氣竄入曲軸箱，同時阻止機油竄入燃燒室；活塞頂部所吸收的熱量大部分也要通過活塞頭部傳給汽缸，進而通過冷卻介質(zhì)傳走。

活塞頭部加工有數(shù)道安裝活塞環(huán)的環(huán)槽，活塞環(huán)數(shù)取決于密封的要求，它與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和汽缸壓力有關(guān)。高速發(fā)動機的環(huán)數(shù)比低速發(fā)動機的少，汽油機的環(huán)數(shù)比柴油機的少。一般汽油機采用2道氣環(huán)、1道油環(huán)；柴油機為3道氣環(huán)、1道油環(huán)；低速柴油機采用3～4道氣環(huán)。為減少摩擦損失，應(yīng)盡量降低環(huán)帶部分高度，在保證密封的條件下應(yīng)力爭減少環(huán)數(shù)。

活塞環(huán)槽以下的所有部分稱為活塞裙。其作用是引導(dǎo)活塞在汽缸中作往復(fù)運動并承受側(cè)壓力。發(fā)動機工作時，因缸內(nèi)氣體壓力的作用，活塞會產(chǎn)生彎曲變形，活塞受熱后，由于活塞銷處的金屬多，因此其膨脹量大于其他各處。此外，活塞在側(cè)壓力作用下還會產(chǎn)生擠壓變形。上述變形的綜合結(jié)果，使得活塞裙部斷面變成長軸在活塞銷方向上的橢圓。此外，由于活塞沿軸線方向溫度和質(zhì)量的分布都不均勻，導(dǎo)致了各斷面的熱膨脹是上大下小。

分類

由于內(nèi)燃機活塞在高溫高壓高負荷條件下工作，對活塞的要求相對較高，因此主要談?wù)剝?nèi)燃機活塞的分類。

1. 按使用的燃料來分，可分為汽油機活塞、柴油機活塞、天燃氣活塞。

2. 按制造活塞的材料來分，可分為鑄鐵活塞、鋼活塞、鋁合金活塞及組合活塞。

3. 按制造活塞毛坯的工藝來分，可分為重力鑄造活塞、擠壓鑄造活塞、鍛造活塞。

4. 按活塞的工作狀況來分，可分為非增壓活塞和增壓活塞兩大類。

5.　按活塞的用途來分，可分為轎車活塞、卡車活塞、摩托車活塞、船用活塞、坦克活塞、拖拉機活塞、剪草機活塞等。

技術(shù)要求

1、要有足夠的強度、剛度、質(zhì)量小、重量輕，以保證小慣性力。

2、導(dǎo)熱性好、耐高溫、高壓、腐蝕，有充分 的散熱能力,受熱面積小。

3、活塞與活塞壁間應(yīng)有較小的摩擦系數(shù)。

4、溫度變化時，尺寸、形狀變化要小，和汽缸壁間要保持小的間隙。

5、熱膨脹系數(shù)小，比重小，具有較好的減磨性和熱強度。[2]

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大，汽油機高達3～5MPa，柴油機高達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)運動，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。活塞在這種惡劣的條件下工作，會產(chǎn)生變形并加速磨損，還會產(chǎn)生附加載荷和熱應(yīng)力，同時受到燃氣的化學腐蝕作用。

活塞檢驗主要是裙部直徑、活塞環(huán)槽高度和活塞銷座孔尺寸的測量：

①活塞的選配應(yīng)按氣缸的修理尺寸來確定.通常加大尺寸數(shù)值標注在活塞頂上；

②在同一系列送魚叢中，其活塞的結(jié)構(gòu)不一定相同，因此在選購活塞時，必須根據(jù)發(fā)動機的類型選用對應(yīng)類型的活塞.在同一臺發(fā)動機上，應(yīng)選用同一廠牌、同一組或同一產(chǎn)品代號的活塞;同一機型必須使用同一產(chǎn)品代號的活塞，保證活塞直徑差和質(zhì)量差不超過原廠規(guī)定范圍.否則，會引起發(fā)動機燃燒不良，工作粗暴，經(jīng)濟性和動力性下降等故障.因此在選配活塞時，必須根據(jù)發(fā)動機的類型選用對應(yīng)型號的活塞。

影響

活塞

隨著汽車整車對發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性、環(huán)保性及可靠性的要求越來越嚴格，活塞已發(fā)展成為集輕質(zhì)高強度新材料、異型外圓復(fù)合型面、異型銷孔等多項新技術(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(shè)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(guī)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(shù)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(fā)動機的升功率，通常將高負荷活塞的銷孔設(shè)計成微內(nèi)錐型或正應(yīng)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(guān)鍵零部件，在切削加工方面具有很強的工藝特點。國內(nèi)活塞制造行業(yè)通常是由通用機床和結(jié)合活塞工藝特點的設(shè)備組成機加工生產(chǎn)線，因此，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終產(chǎn)品的關(guān)鍵特性的質(zhì)量指標。

活塞環(huán)

汽車發(fā)動機的活塞是發(fā)動機中的主要配件之一，它與活塞環(huán)、活塞銷等零件組成活塞組，與氣缸蓋等共同組成燃燒室，承受燃氣作用力并通過活塞銷和連桿把動力傳給曲軸，以完成內(nèi)燃發(fā)動機的工作過程。由于活塞處于一個高速、高壓和高溫的惡劣工作環(huán)境，又要考慮到發(fā)動機的運行平穩(wěn)及耐用，因此要求活塞也必須要有足夠的強度和剛度，導(dǎo)熱性好，耐熱性高，膨脹系數(shù)小（尺寸及形狀變化要?。?，相對密度小（重量輕），耐磨及耐腐蝕，還要成本低。由于要求多而高，有些要求互相矛盾，很難找到一個能夠*各項要求的活塞材料。現(xiàn)代發(fā)動機的活塞普遍用鋁合金制造，因為鋁合金材具有密度小，導(dǎo)熱性好的突出優(yōu)點，但同時又有膨脹系數(shù)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(jié)構(gòu)設(shè)計以滿足使用要求。所以，汽車發(fā)動機的質(zhì)量優(yōu)劣，不但要看采用的材料，同時也要看設(shè)計的合理性。

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(huán)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，甚至它有一點什么小毛病，汽車也會不正常，要么耗油大，要么動力不足。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(huán)，它*了活塞與氣缸壁間的空隙，以封閉燃燒室，因此它也是發(fā)動機中容易磨損的零件。活塞環(huán)一般由鑄鐵做成，有一定彈性，截面有多種形狀，表面有涂層以增加磨合性能。當發(fā)動機運轉(zhuǎn)時活塞會受熱膨脹，因此活塞環(huán)有開口間隙，安裝時為了保持密封性，要將各活塞環(huán)的開口間隙位置錯開。一個活塞往往有三至四個活塞環(huán)，它們按照作用的不同，分為氣環(huán)和油環(huán)兩大類。氣環(huán)裝在活塞頭部上端的環(huán)槽內(nèi)，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(huán)的作用是防止?jié)櫥透Z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(huán)的下方環(huán)槽內(nèi)。只要保證密封功能的要求，活塞環(huán)數(shù)目少比數(shù)目多好，活塞環(huán)數(shù)目少既保持了小的摩擦面積，減少功率損耗，又縮短了活塞的高度，相應(yīng)也就降低了發(fā)動機的高度。

如果活塞環(huán)的安裝不當或密封性不好，就會導(dǎo)致缸壁上的機油上竄至燃燒室與混合氣一起燃燒，引起燒機油現(xiàn)象。若活塞環(huán)與缸壁的配合間隙過小或活塞環(huán)因積碳被卡死在環(huán)槽內(nèi)等情況，活塞做上下的往復(fù)運動時，很可能會將氣缸壁刮傷，長時間后會在氣缸壁上形成很深的溝紋，也就是常說的“拉缸”現(xiàn)象。氣缸壁有了溝紋，密封性不良，同樣會造成燒機油的情況。因此應(yīng)定期檢查活塞的工作狀態(tài)，避免以上兩種情況的發(fā)生，保證發(fā)動機的運行狀況良好。

卡死問題

活塞

活塞環(huán)在環(huán)槽內(nèi)卡死是由于機油燃燒時產(chǎn)生的積碳造成.還有你所說的活塞環(huán)磨損不均勻.和剛換完四配套還是大量燒機油.應(yīng)該是屬于配件的質(zhì)量問題.柴油機即使換四配套也需要測量活塞與缸套的配合間隙.別看四配套是組件.其出廠時的裝配并不是很認真.也會有間隙過大的,不妨測量一下.你這種情況應(yīng)該是由于燒機油引起的活塞環(huán)卡死.這種情況主要還是配件問題造成的.安裝四配套的技術(shù)是修理工*的技術(shù),一般不會出現(xiàn)問題.一旦有問題情況會比這嚴重.如敲缸.劃瓦.活塞環(huán)斷裂.你說的缺水造成的拉缸配件供應(yīng)商不會包賠損失的.至于修理工造成的,行外人并不好判斷.除非你不再在這個修理廠里修,別的修理廠會找到真正原因,并如實的告訴你.如果換新的缸套.活塞及活塞環(huán)組件但發(fā)動機仍然燒機油.主要由下列原因造成:缸套與活塞的配合間隙過大.活塞環(huán)的開口隙過大.缸套內(nèi)部加工粗糙,缸套有錐度.另外,柴油機的曲軸箱自然通風裝置也需檢查是否暢通.

陽極氧化

隨著柴油機輸出功率的不斷提高，活塞承受的熱應(yīng)力與機械應(yīng)力也相應(yīng)上升，從而導(dǎo)致活塞頂燃燒室周壁龜裂、燒蝕，由于硬質(zhì)氧化的氧化膜能有效改善鋁活塞頂面耐熱性能，對熱龜裂有極其良好的抑制作用，特別是對直噴式柴油機燃燒室邊口處的熱龜裂傾向有明顯的抑制效果，為此，大功率活塞一般都需要進行陽極氧化處理

判斷

發(fā)動機在車輛運行中，部分出現(xiàn)活塞敲缸異響?；钊酶桩愴懓l(fā)生的位置在氣缸的上部，是一種類似用小錘敲擊水泥地面的有節(jié)奏的“嗒 嗒”聲。發(fā)動機在怠速運轉(zhuǎn)時，聲音明顯且清晰。特別當發(fā)動機在低溫運轉(zhuǎn)時，聲音明顯，溫度 升高以后，響聲減少以至消失。

活塞敲缸的判斷方法：

（1）逐缸斷油。采取逐缸斷油的方法來確定敲缸的位置，如果斷油至某缸時，聲音明顯的減小或者消失，而當恢復(fù)供油時能聽到明顯的“嗒嗒”聲，說明該缸活塞敲缸。

（2）為了進一步證實該缸活塞敲缸，可以將該缸的噴油器卸下來，向氣缸內(nèi)加入少量的CD級中增壓機油（起密封作用），再裝好噴油器，發(fā)動發(fā)動機，敲擊聲消失或者減弱，運行一會敲擊聲再度出現(xiàn)，則是該缸活塞敲缸無疑。

產(chǎn)生活塞敲缸的主要原因有以下幾個方面：

（1）活塞同氣缸壁的間隙太大。WD615系列發(fā)動機活塞裙部和氣缸的標準間隙為0.143-0.182，大磨損極限為0.35—0.40。

（2）發(fā)動機運行一段時間后，氣缸活塞產(chǎn)生磨損，加之潤滑不好，活塞和氣缸的配合間隙由于磨損而增大，并在*道氣環(huán)略下處出現(xiàn)較嚴重的臺階，使活塞敲擊氣缸發(fā)出異響。

（3）活塞裙部和氣缸在運行一段時間以后，磨損嚴重，造成嚴重失圓而敲缸。

（4）個別連桿由于種種原因產(chǎn)生變形，造成活塞偏磨，間隙變大而敲缸?；钊酶讜?dǎo)致發(fā)動機燃油消耗過高、發(fā)動機竄機油、機油耗量多、經(jīng)濟性差。當活塞敲缸嚴重時，還會拉碎活塞，打壞氣缸，以致于連桿斷裂，打壞氣缸體。

處理

遇到活塞敲缸可以采用以下方法處理：

（1）發(fā)動機起動后，低溫運行時有敲擊聲，溫度正常后，聲音消失，可以暫不處理，繼續(xù)運行。

（2）發(fā)動機溫度正常時，有明顯的敲擊聲，應(yīng)盡量避免高速運行，盡快拆卸維修。

（3）拆下氣缸蓋，抽出活塞以后，發(fā)現(xiàn)氣缸嚴重失圓、拉傷，或者活塞和氣缸的間隙太大，應(yīng)進行更換，更換氣缸套、活塞及活塞環(huán)。

（4）如果發(fā)現(xiàn)連桿變形，應(yīng)盡量更換。

活塞連桿組裝配

柴油發(fā)電機活塞連桿組裝配的幾大要點如下：

一、壓裝連桿銅套。安裝連桿銅套時用壓力機，也可借助虎鉗進行，切忌用鐵錘猛打；銅套上的油孔或油槽與連桿上的油孔要對正，以保證其潤滑

二、裝配活塞及連桿。裝配活塞及連桿時，應(yīng)注意它們的相對位置和方向。

三、巧裝活塞銷?；钊N與銷孔為過盈配合。安裝時，應(yīng)先將活塞放在水或機油中均勻加熱至90℃~100℃，取出后，把拉桿放在活塞銷座孔之間適當位置，然后將涂有機油的活塞銷按既定方向裝入活塞銷孔和連桿銅套內(nèi)

四、活塞環(huán)的安裝。安裝活塞環(huán)時，要注意各環(huán)位置和順序。

五、裝入連桿組。