大型活塞桿鍛件的結(jié)構(gòu)及原理介紹

大型活塞桿鍛件主要可以分為活塞頂、活塞頭和活塞裙3個(gè)部分。

活塞鍛件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。

活塞鍛件頂是燃燒室的組成部分，因而常制成不同的形狀，汽油機(jī)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(jiǎn)單。凸頂活塞常用于二行程汽油機(jī)。柴油機(jī)的活塞頂常制成各種凹坑。

活塞鍛件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?xì)飧Z入曲軸箱，同時(shí)阻止機(jī)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(jìn)而通過冷卻介質(zhì)傳走。

活塞頭鍛件部加工有數(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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和汽缸壓力有關(guān)。高速發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)數(shù)比低速發(fā)動(dòng)機(jī)的少，汽油機(jī)的環(huán)數(shù)比柴油機(jī)的少。一般汽油機(jī)采用2道氣環(huán)、1道油環(huán)；柴油機(jī)為3道氣環(huán)、1道油環(huán)；低速柴油機(jī)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(zhēng)減少環(huán)數(shù)。

活塞鍛件環(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(yùn)動(dòng)并承受側(cè)壓力。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，因缸內(nèi)氣體壓力的作用，活塞會(huì)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(huì)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(zhǎng)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。