发动机构造
活塞可分为三部分,即活塞顶部、活塞头部和活塞裙部。
1、活塞顶部。活塞顶部承受气体压力,是燃烧室的组成部分,其形状、位置、大小和燃烧室的具体形式有关,都是为满足可燃混合气形成和燃烧的要求,其顶部形状可分为四大类:平顶活塞、凸顶活塞、凹顶活塞和成型顶活塞。
平顶活塞顶部是一个平面,结构简单、制造容易、受热面积小,顶部应力分面较为均匀,一般用在汽油机上,柴油机很少采用。凸顶活塞顶部凸起呈球顶形,其顶部强度高,起导向作用,有利于改善换气过程,二程船顶部呈凹陷形,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。
2、活塞头部。由活塞顶至油环槽下端面之间的部分称为活塞头部。在活塞头部加工有用来安装气环和油环的气环槽和油环槽。在油环从汽缸壁上刮下来的多余机油,经回油孔或横向切槽流回油底壳。
活塞头部应该足够后,从活塞顶到环槽区的断面变化要尽可能圆滑,过渡圆角R应足够大,以减小热流阻力,便于热量从活塞顶经活塞环传给汽缸壁,使活塞顶部的温度不致过高。
在第一道气环槽上方设置一道较窄的隔热槽的作用是隔断由活塞顶传向第一道活塞环的热流,使部分热量由第二、三道活塞环的热流,使部分热量由第二、三道活塞环传出,从而可以减轻第一道活塞环的热负荷,改善其工作条件,防止活塞环黏结。
活塞环槽的磨损是影响活塞使用寿命的重要因素。在强化程度较高的发动机中,第一道环槽温度较高,磨损严重。为了增强环槽的耐磨性,通常在第一环槽或第一、二环槽处镶嵌耐热护圈。在高强化直喷式燃烧室柴油机中,在第一环槽和燃烧室喉口处均镶嵌耐热护圈,以保护喉口不致因为过热而开裂。
3、活塞裙部。活塞裙部指从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。活塞裙部队活塞在汽缸内的往复运动起导向作用,并承受侧压力。裙部的长短取决于侧压力的大小和活塞直径。所谓侧压力是指在压缩行程和作功行程中,作用在活塞顶部的气体压力的水平分力使活塞压向汽缸壁。压缩行程和作功过程气体的侧压力方向正好相反,由于燃烧压力大大高于压缩压力,所以,作功行程中的侧压力也大大高于压缩行程中的侧压力,活塞裙部的受力情况,活塞裙部承受侧压力的两个侧面称为推力面,它们处于与活塞销轴线相垂直的方向上。