由于活塞顶部直接与高温燃气周期性的接触,燃气的最高温度可达2500K以上,因此活塞的温度温度也很高,一般活塞顶部的温度可达600-700K。高温,一方面使活塞材料的机械强度显著下降,另一方面会使活塞的热膨胀量增大,容易破坏活塞与其相关零件的配合。
从活塞的工作条件可看出,为保障发动机的良好运行特性,对活塞合金材料性能有如下要求:密度小,热膨胀系数小,好的耐磨性,好的力学性能,好的热传导性及好的加工性能。为此,汽车发动机目前采用的活塞材料是铝合金,在个别汽车柴油机的活塞采用高级铸铁或耐热钢制造。
二.活塞环.
活塞环包括气环和油环两种。
气环的作用是保证活塞与汽缸壁间的密封,防止气缸中的高温,高压燃气大量漏入曲轴箱,同时还将活塞顶部的大部分热量传给气缸壁,再有冷却液或者空气带走。油环用来刮除气缸壁上多余的机油,并在气缸壁面上涂布一层均匀的机油膜,这样既可以防止机油窜入气缸燃烧,又可以减少活塞,活塞环与汽缸壁的磨损和摩擦阻力。此外,油环也起到封气的辅助作用。
总之,在高压,高温,高速以及润滑困难的条件下工作的活塞环,是发动机所有零件中
工作寿命最短的。当活塞环磨损到失效时,将出现发动机起动困难,功率不足,曲轴箱压力升高,机油消耗增大,排气冒蓝烟,燃烧室,活塞等表面严重积碳等不良状况。
三.活塞销
活塞销的作用是连接活塞和连杆小头,将活塞承受的气体作用传给连杆。活塞销在高温下承受很大的周期性冲击载荷,润滑条件很差,因而要求有足够的刚度和强度,表面耐磨,质量尽可能小。为此,活塞销通常做成空心圆柱体。
四.连杆
连杆的作用是连接活塞和曲轴,把活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动,并将活塞承受的力传给曲轴。