活塞

整个活塞主要可以分为活塞顶、活塞头和活塞裙3个部分。

活塞的主要作用是承受汽缸中的燃烧压力，并将此力通过活塞销和连杆传给曲轴。此外，活塞还与汽缸盖、汽缸壁共同组成燃烧室。

活塞顶是燃烧室的组成部分，因而常制成不同的形状，汽油机活塞顶多采用平顶或凹顶，以便使燃烧室结构紧凑，散热面积小，制造工艺简单。凸顶活塞常用于二行程汽油机。柴油机的活塞顶常制成各种凹坑。

活塞头部是活塞销座以上的部分，活塞头部安装活塞环，以防止高温、高压燃气窜入曲轴箱，同时阻止机油窜入燃烧室；活塞顶部所吸收的热量大部分也要通过活塞头部传给汽缸，进而通过冷却介质传走。

活塞头部加工有数道安装活塞环的环槽，活塞环数取决于密封的要求，它与发动机的转速和汽缸压力有关。高速发动机的环数比低速发动机的少，汽油机的环数比柴油机的少。一般汽油机采用2道气环、1道油环；柴油机为3道气环、1道油环；低速柴油机采用3～4道气环。为减少摩擦损失，应尽量降低环带部分高度，在保证密封的条件下应力争减少环数。

活塞环槽以下的所有部分称为活塞裙。其作用是引导活塞在汽缸中作往复运动并承受侧压力。发动机工作时，因缸内气体压力的作用，活塞会产生弯曲变形，活塞受热后，由于活塞销处的金属多，因此其膨胀量大于其他各处。此外，活塞在侧压力作用下还会产生挤压变形。上述变形的综合结果，使得活塞裙部断面变成长轴在活塞销方向上的椭圆。此外，由于活塞沿轴线方向温度和质量的分布都不均匀，导致了各断面的热膨胀是上大下小。

由于内燃机活塞在高温高压高负荷条件下工作，对活塞的要求相对较高，因此主要谈谈内燃机活塞的分类。

1. 按使用的燃料来分，可分为汽油机活塞、柴油机活塞、天燃气活塞。

2. 按制造活塞的材料来分，可分为铸铁活塞、钢活塞、铝合金活塞及组合活塞。

3. 按制造活塞毛坯的工艺来分，可分为重力铸造活塞、挤压铸造活塞、锻造活塞。

4. 按活塞的工作状况来分，可分为非增压活塞和增压活塞两大类。

5.　按活塞的用途来分，可分为轿车活塞、卡车活塞、摩托车活塞、船用活塞、坦克活塞、拖拉机活塞、剪草机活塞等。

1、要有足够的强度、刚度、质量小、重量轻，以保证最小惯性力。

2、导热性好、耐高温、高压、腐蚀，有充分 的散热能力,受热面积小。

3、活塞与活塞壁间应有较小的摩擦系数。

4、温度变化时，尺寸、形状变化要小，和汽缸壁间要保持最小的间隙。

5、热膨胀系数小，比重小，具有较好的减磨性和热强度。[2]

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。

活塞检验主要是裙部直径、活塞环槽高度和活塞销座孔尺寸的测量：

①活塞的选配应按气缸的修理尺寸来确定.通常加大尺寸数值标注在活塞顶上；

②在同一系列送鱼丛中，其活塞的结构不一定相同，因此在选购活塞时，必须根据发动机的类型选用对应类型的活塞.在同一台发动机上，应选用同一厂牌、同一组或同一产品代号的活塞;同一机型必须使用同一产品代号的活塞，保证活塞直径差和质量差不超过原厂规定范围.否则，会引起发动机燃烧不良，工作粗暴，经济性和动力性下降等故障.因此在选配活塞时，必须根据发动机的类型选用对应型号的活塞。

随着汽车整车对发动机的动力性、经济性、环保性及可靠性的要求越来越严格，活塞已发展成为集轻质高强度新材料、异型外圆复合型面、异型销孔等多项新技术于一体的高技术含量的产品，以保证活塞的耐热性、耐磨性、平稳的导向性和良好的密封功能，减少发动机的摩擦功损失，降低油耗、噪声和排放。为满足以上的功能要求，通常将活塞的外圆设计成异型外圆（中凸变椭圆），即垂直于活塞轴线的横剖面为椭圆或修正椭圆，且椭圆度沿轴线方向按一定的规律变化（如图1所示），椭圆度精度达0.005mm；活塞纵剖面的外轮廓为高次函数的拟合曲线，轮廓精度为0.005～0.01mm；为提高活塞的承载能力，以提高发动机的升功率，通常将高负荷活塞的销孔设计成微内锥型或正应力曲面型（异型销孔）,销孔尺寸精度达IT4级，轮廓精度为0.003mm。

活塞作为典型的汽车关键零部件，在切削加工方面具有很强的工艺特点。国内活塞制造行业通常是由通用机床和结合活塞工艺特点的专用设备组成机加工生产线，因此，专用设备就成为活塞切削加工的关键设备，其功能和精度将直接影响最终产品的关键特性的质量指标。

汽车发动机的活塞是发动机中的主要配件之一，它与活塞环、活塞销等零件组成活塞组，与气缸盖等共同组成燃烧室，承受燃气作用力并通过活塞销和连杆把动力传给曲轴，以完成内燃发动机的工作过程。由于活塞处于一个高速、高压和高温的恶劣工作环境，又要考虑到发动机的运行平稳及耐用，因此要求活塞也必须要有足够的强度和刚度，导热性好，耐热性高，膨胀系数小（尺寸及形状变化要小），相对密度小（重量轻），耐磨及耐腐蚀，还要成本低。由于要求多而高，有些要求互相矛盾，很难找到一个能够完全满足各项要求的活塞材料。现代发动机的活塞普遍用铝合金制造，因为铝合金材具有密度小，导热性好的突出优点，但同时又有膨胀系数比较大，高温强度比较差的缺点，这些缺点只能通过合理的结构设计以满足使用要求。所以，汽车发动机的质量优劣，不但要看采用的材料，同时也要看设计的合理性。

汽车中有上万个零件，大至如曲轴、变速箱体，小至弹簧垫圈、螺栓螺帽。每一个零件都有它的作用，象活塞环这样的“小不点”，从形状上看似简单，重量很轻，价格也很便宜，但作用却非同小可。缺少了它固然汽车动弹不得，甚至它有一点什么小毛病，汽车也会不正常，要么耗油大，要么动力不足。在整个活塞组与气缸的配合中，活塞组中真正与气缸缸壁接触的是活塞环，它填补了活塞与气缸壁间的空隙，以封闭燃烧室，因此它也是发动机中最容易磨损的零件。活塞环一般由铸铁做成，有一定弹性，截面有多种形状，表面有涂层以增加磨合性能。当发动机运转时活塞会受热膨胀，因此活塞环有开口间隙，安装时为了保持密封性，要将各活塞环的开口间隙位置错开。一个活塞往往有三至四个活塞环，它们按照作用的不同，分为气环和油环两大类。气环装在活塞头部上端的环槽内，用来防止漏气，将活塞头部的热量传递到气缸壁，疏散活塞的热量。油环的作用是防止润滑油窜入燃烧室，将气缸壁上过量的润滑油刮回到油底壳，它安装在气环的下方环槽内。只要保证密封功能的要求，活塞环数目少比数目多好，活塞环数目少既保持了最小的摩擦面积，减少功率损耗，又缩短了活塞的高度，相应也就降低了发动机的高度。

如果活塞环的安装不当或密封性不好，就会导致缸壁上的机油上窜至燃烧室与混合气一起燃烧，引起烧机油现象。若活塞环与缸壁的配合间隙过小或活塞环因积碳被卡死在环槽内等情况，活塞做上下的往复运动时，很可能会将气缸壁刮伤，长时间后会在气缸壁上形成很深的沟纹，也就是常说的“拉缸”现象。气缸壁有了沟纹，密封性不良，同样会造成烧机油的情况。因此应定期检查活塞的工作状态，避免以上两种情况的发生，保证发动机的运行状况良好。

活塞环在环槽内卡死是由于机油燃烧时产生的积碳造成.还有你所说的活塞环磨损不均匀.和刚换完四配套还是大量烧机油.应该是属于配件的质量问题.柴油机即使换四配套也需要测量活塞与缸套的配合间隙.别看四配套是组件.其出厂时的装配并不是很认真.也会有间隙过大的,不妨测量一下.你这种情况应该是由于烧机油引起的活塞环卡死.这种情况主要还是配件问题造成的.安装四配套的技术是修理工必备的技术,一般不会出现问题.一旦有问题情况会比这严重.如敲缸.划瓦.活塞环断裂.你说的缺水造成的拉缸配件供应商不会包赔损失的.至于修理工造成的,行外人并不好判断.除非你不再在这个修理厂里修,别的修理厂会找到真正原因,并如实的告诉你.如果换新的缸套.活塞及活塞环组件但发动机仍然烧机油.主要由下列原因造成:缸套与活塞的配合间隙过大.活塞环的开口隙过大.缸套内部加工粗糙,缸套有锥度.另外,柴油机的曲轴箱自然通风装置也需检查是否畅通.

随着柴油机输出功率的不断提高，活塞承受的热应力与机械应力也相应上升，从而导致活塞顶燃烧室周壁龟裂、烧蚀，由于硬质氧化的氧化膜能有效改善铝活塞顶面耐热性能，对热龟裂有极其良好的抑制作用，特别是对直喷式柴油机燃烧室边口处的热龟裂倾向有明显的抑制效果，为此，大功率活塞一般都需要进行阳极氧化处理

判断

发动机在车辆运行中，部分出现活塞敲缸异响。活塞敲缸异响发生的位置在气缸的上部，是一种类似用小锤敲击水泥地面的有节奏的“嗒 嗒”声。发动机在怠速运转时，声音明显且清晰。特别当发动机在低温运转时，声音明显，温度 升高以后，响声减少以至消失。

活塞敲缸的判断方法：

（1）逐缸断油。采取逐缸断油的方法来确定敲缸的位置，如果断油至某缸时，声音明显的减小或者消失，而当恢复供油时能听到明显的“嗒嗒”声，说明该缸活塞敲缸。

（2）为了进一步证实该缸活塞敲缸，可以将该缸的喷油器卸下来，向气缸内加入少量的CD级中增压机油（起密封作用），再装好喷油器，发动发动机，敲击声消失或者减弱，运行一会敲击声再度出现，则是该缸活塞敲缸无疑。

产生活塞敲缸的主要原因有以下几个方面：

（1）活塞同气缸壁的间隙太大。WD615系列发动机活塞裙部和气缸的标准间隙为0.143-0.182，最大磨损极限为0.35—0.40。

（2）发动机运行一段时间后，气缸活塞产生磨损，加之润滑不好，活塞和气缸的配合间隙由于磨损而增大，并在第一道气环略下处出现较严重的台阶，使活塞敲击气缸发出异响。

（3）活塞裙部和气缸在运行一段时间以后，磨损严重，造成严重失圆而敲缸。

（4）个别连杆由于种种原因产生变形，造成活塞偏磨，间隙变大而敲缸。活塞敲缸会导致发动机燃油消耗过高、发动机窜机油、机油耗量多、经济性差。当活塞敲缸严重时，还会拉碎活塞，打坏气缸，以致于连杆断裂，打坏气缸体。

处理

遇到活塞敲缸可以采用以下方法处理：

（1）发动机起动后，低温运行时有敲击声，温度正常后，声音消失，可以暂不处理，继续运行。

（2）发动机温度正常时，有明显的敲击声，应尽量避免高速运行，尽快拆卸维修。

（3）拆下气缸盖，抽出活塞以后，发现气缸严重失圆、拉伤，或者活塞和气缸的间隙太大，应进行更换，更换气缸套、活塞及活塞环。

（4）如果发现连杆变形，应尽量更换。

活塞连杆组装配

柴油发电机活塞连杆组装配的几大要点如下：

一、压装连杆铜套。安装连杆铜套时最好用压力机，也可借助虎钳进行，切忌用铁锤猛打；铜套上的油孔或油槽与连杆上的油孔要对正，以保证其润滑

二、装配活塞及连杆。装配活塞及连杆时，应注意它们的相对位置和方向。

三、巧装活塞销。活塞销与销孔为过盈配合。安装时，应先将活塞放在水或机油中均匀加热至90℃~100℃，取出后，把拉杆放在活塞销座孔之间适当位置，然后将涂有机油的活塞销按既定方向装入活塞销孔和连杆铜套内

四、活塞环的安装。安装活塞环时，要注意各环位置和顺序。

五、装入连杆组。