活塞是汽车发动机的“心脏”,承受交变的机械负荷和热负荷,是发动机中工作条件最恶劣的关键零部件之一。活塞的功用是承受气体压力,并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转,活塞顶部还是燃烧室的组成部分。
工作条件:
活塞在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工作。活塞直接与高温气体接触,瞬时温度可达2500K以上,因此,受热严重,而散热条件又很差,所以活塞工作时温度很高,顶部高达600~700K,且温度分布很不均匀;活塞顶部承受气体压力很大,特别是作功行程压力最大,汽油机高达3~5MPa,柴油机高达6~9MPa,这就使得活塞产生冲击,并承受侧压力的作用;活塞在气缸内以很高的速度(8~12m/s)往复运动,且速度在不断地变化,这就产生了很大的惯性力,使活塞受到很大的附加载荷。活塞在这种恶劣的条件下工作,会产生变形并加速磨损,还会产生附加载荷和热应力,同时受到燃气的化学腐蚀作用。
作用:
发动机将燃料燃烧时发出的热能转化为机械能,将直线运动转变为圆周运动。活塞在发动机气缸里进行直线往复运动,承受膨胀压力,输出动力,所以活塞是发挥热效率的关键部件.在四行程发动机里,活塞沿着气缸壁从上止点到下止点,再从下止点到上止点,通过连杆曲轴协调各缸活塞运动。活塞上下运动四次,曲轴旋转720°。完成一个工作循环。
1、活塞环在气缸内起着密封作用。联动连杆使曲轴沿一个方向旋转以达到活塞连续工作的目的。
2、进气行程时活塞向下运动,进气门开启,汽油和空气合成的可嫌混合气被吸入气缸。
3、压缩行程时进气门关闭,活塞向上运动,可燃混合气受到压缩。
4、工作行程(或称动力行程、爆发行程)时活塞压缩到顶点,火花塞内通过高压电流而产生火花。火花引起可燃混合气着火嫩烧,温度高达2,0001以上,使所有的气体急剧膨胀而产生极高的压力 (约30-40公斤/平方厘米),推动活塞向下运动,由连杆的作用而使曲轴旋转。
5、排气行程时活塞向上运动,排气门开放,燃烧后的废气被活塞挤迫而由排气门排出。
6、由此可见,发动机的活塞通过排气、进气、压缩、爆发四行程的不断循环,将发动机作的功输送出来。
结构:
一般活塞都是园柱形体,根据不同发动机的工作条件和要求,活塞本身的构造有各种各样,一般将活塞为头部、裙部和活塞销座三个部分。其中头部是指活塞顶端和环槽部分。活塞裙部是指活塞的下部分,它的作用是尽量保持活塞在往复运动中垂直的姿态,也就是活塞的导向部分。活塞销座是活塞通过活塞销与连杆连接的支承部分,位于活塞裙部的上方。
维修保养知识:
发动机的活塞起着进气、压缩、做功、排气的重要作用,它不但要经受进气的低温,还要经受爆发后上千度的高温,这样对活塞就有较高的材质考验,正常使用的活塞是不会烧顶的,但有不少车辆发动机出现活塞顶部烧坏故障,其主要原因有两点:
(1)汽油发动机点火时旬过早,化油器的混合气较稀,驾驶员将点火时间校对最佳的位置或提前一点,目的是提高发动机动力,化油器调整到节油状态,满足使用要求,实际是点火时间不准确,经过一段时间的使用,活塞出现烧顶,严重的会造成异响和损坏。
(2)柴油发动机活塞烧顶的故障有两种,一是点火时间不准确造成的。二是在大负荷运转中突然熄火,停止运转,使缸内热量没有及时排除,过高的发动机温度,造成活塞顶端局部熔化。