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柴油机的活塞是由顶部、环槽部、活塞销座和裙部四部分构成

2018-05-15
来源: 顶博电力
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  我们说到活塞就会提起到活塞连杆组。活塞连杆组由活塞组(活塞、活塞环、活塞销)和连杆组(连杆小头、连杆杆身、连杆大头、连杆轴承)组成。顶博电力为您分享活塞组的构造。需要了解更多的柴油发电机组专业资讯欢迎关注顶博电力网站。今天主要详细介绍活塞组里的活塞的构造,然后推荐大家阅读《柴油发电机组活塞常见的故障分析》加强对活塞的认识了解。


  活塞的功用是承受燃气的压力,并经过连杆将力传给曲轴。活塞的工作条件十分恶劣,它是在高温、高压的燃气作用下,不断地作高速往复直线运动由于受到周期性变化的燃气压力和往复惯性力的作用,活塞承受很大的机械负荷和热负荷,加之温度分布不均匀,就会引起热应力。因此,要求活塞必须有较轻的重量以及足够的度与刚度,活塞在高温、高压、高速条件下工作,其润滑条件较差,活塞与汽缸壁摩擦严重。为减小磨损,活塞表面必须耐磨。


  高速柴油机的活塞通常采用铸铝合金。随着柴油机的不断强化,采用锻铝合金或共晶铝硅合金的活塞日益增多,而高增压内运机较多采用铸铁活塞,其目的在于提高其强度,减小热膨胀系数,活塞的基本构造如图所示,它可分为顶部、环槽部(防漏部或头部)、活塞销座和裙部四部分。

活塞的基本构造

 

1.顶部

  顶部是构成燃烧室的一部分,其结构形状与发动机及燃烧室的型式有关,活塞顶部的几种不同结构形状。小型内燃机大多采用平顶活塞,优点是制造简单,受热面积小。大多数内燃机的活塞顶部由于要形成特殊形状的燃烧室,其形状比较复杂,一般都制有各种各样的凹坑。凹坑是为了改善发动机的燃烧状况而设置的,使可燃混合气的形成更有利,燃烧过程更完善。有的内燃机为避免气门与活塞顶相碰撞,在顶部还制有浅的气门避碰凹坑

  内燃机活塞所受的热负荷大(尤其是直接喷射式内燃机),往往会使活塞引起热疲劳,产生裂纹。因此,有的内燃机可从连杆小头上的喷油孔喷射机油,以冷却活塞顶内壁。也有的内燃机在机体里设有专门的喷油机构,也可起到同样的作用。活塞顶部因承受燃气压力,所以一般比较厚;有的活塞顶内部还制有加强筋。

 

2.环槽部

  环槽部主要用于安装活塞环以防止燃油或燃气漏入曲轴箱,并将活塞吸收的热量经活塞环传给汽缸壁,与此同时阻止润滑油窜入燃烧室。活塞头部加工有数道安装活塞环的环槽,上面2~3道用于安装气环,下面1~2道是油环槽。油环槽的底部钻有许多径向小孔,以便油环从汽缸壁上刮下多余的润滑油从小孔流回曲轴箱。有的内燃机在活塞顶到第一环槽之间,或者一直到以下几道环槽处,都开有细小的隔热沟槽,沟槽在活塞工作时,可形成一定的退让性,可以防止活塞与汽缸壁的咬合,故这种活塞可适当减小活塞与汽缸间的间隙。随着内燃机的不断强化,为了提高第一、二道环槽的耐磨性,有的内燃机在环槽部位上镶铸耐热和耐磨的奥氏体铸铁护槽圈。

 

3.活塞销座

  销座用以安装活塞销,主要起传递气压力的作用。活塞销座与顶部之间往往还有加强筋,以增加刚度。销座孔内设有安装弹性卡环的环槽,活塞销卡环是用来防止活塞销在工作中发生轴向窜动,窜出活塞销座孔而打坏汽缸体。

 

4.裙部

  活塞头部最低一道油环槽以下的部分称为裙部。其作用主要是对活塞在汽缸内的运动加以导向,此外它还承受侧压力。柴油机由于燃气压力高,侧压力大,所以裙部也比较长,以减小单位面积上的压力和磨损。 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气缸壁。

 

  由于柴油机汽缸压力很大,要求裙部具有足够大的承压面积,又要在任何情况下保持它与汽缸壁有最佳的配合间隙(既不因间隙过大而使密封性变差和产生敲缸现象,又不因间隙过小而刮伤汽缸壁,甚至发生咬缸现象)。故其活塞裙部通常不开切槽,只是将活塞轴向制成上小下大的圆锥形,并将裙部径向做成椭圆形。因此,柴油机活塞与汽缸壁的装配间隙要比汽油机的大。

 

  为了保证柴油机压缩终了有足够的压力和温度,则要求其有更好的密封性,因此,柴油机应具有更多的密封环和刮油环。

 

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