ICE活塞。 设备和目的
在发动机气缸中燃烧的燃料混合物释放热能。 然后它变成使曲轴旋转的机械动作。 这个过程的关键元素是活塞。
这个细节并不像乍看起来那么原始。 将他视为一个简单的推动者将是一个很大的错误。
活塞位于气缸中，它在气缸内往复运动。
当活塞向上止点 (TDC) 移动时，它会压缩燃油混合物。在汽油内燃机中，它在接近最大压力的时刻点燃。在柴油发动机中，由于高压缩而直接发生点火。
在燃烧过程中形成的气体压力增加，将活塞推向相反的方向。 与活塞连接的连杆与活塞一起移动，从而使其旋转。 因此压缩气体的能量转化为扭矩，通过变速器传递到汽车的车轮上。
在燃烧过程中，气体的温度达到 2 度。 由于燃烧是爆炸性的，活塞会受到强烈的冲击载荷。
极端负载和近乎极端的操作条件对其制造所用的设计和材料有特殊要求。
在设计活塞时，有许多要点需要考虑：
- 需要确保较长的使用寿命，从而最大限度地减少零件的磨损；
- 防止活塞在高温运行中烧毁；
- 确保最大程度的密封以防止气体突破；
- 尽量减少因摩擦造成的损失；
- 确保高效冷却。
活塞材料必须具有许多特定属性：
- 显着的力量；
- 最大可能的热导率；
- 耐热性和承受温度突然变化的能力；
- 热膨胀系数应小，并尽可能接近气缸的相应系数，以保证良好的密封性；
- 耐腐蚀性能;
- 减摩性能；
- 低密度，使零件不会太重。
由于尚未创建理想地满足所有这些要求的材料，因此必须使用折衷选项。 用于内燃机的活塞由灰口铸铁和带有硅（硅铝）的铝合金制成。 在柴油发动机的复合活塞中，头部恰好是由钢制成的。
铸铁具有相当的强度和耐磨性，能很好地耐受强热，具有抗摩擦性能和热膨胀小。 但由于导热系数低，铸铁活塞可以加热到 400°C。 在汽油发动机中，这是不可接受的，因为它会导致提前点火。
因此，在大多数情况下，用于汽车内燃机的活塞是由至少含有 13% 硅的硅通过冲压或铸造制成的。 纯铝不适合，因为它在加热时膨胀太多，这会导致摩擦和磨损增加。 这些可能是您在可疑地点购买备件时可能遇到的假货。 为了防止这种情况发生，请联系可靠的人。
铝合金活塞重量轻，导热性好，使其发热不超过250℃。 这非常适合使用汽油运行的内燃机。 硅铝的减摩性能也相当不错。
同时，这种材料也不是没有缺点。 随着温度的升高，它变得不那么耐用。 并且由于加热时显着的线性膨胀，必须采取额外的措施来保持头部周边的密封，而不是减少压缩。
该部分呈玻璃状，由头部和导向部（裙部）组成。 在头部，反过来，可以区分底部和密封部分。
底部
它是活塞的主要工作表面，它感知膨胀气体的压力。 其表面取决于装置的类型、喷嘴、蜡烛、阀门和特定 CPG 设备的位置。 对于使用汽油的 ICE，它被制成平坦或凹形并带有额外的切口以避免阀门缺陷。 凸底增加了强度，但增加了热传递，因此很少使用。 凹面允许您组织一个小型燃烧室并提供高压缩比，这在柴油机中尤为重要。
密封件
这是头部的侧面。 活塞环的凹槽围绕圆周制成。
压缩环起到密封的作用，防止压缩气体泄漏，刮油器将润滑剂从壁上清除，防止其进入燃烧室。 油通过凹槽中的孔在活塞下方流动，然后返回油底壳。
底部边缘和上环之间的侧面部分称为火区或热区。 体验最大热效应的是他。 为了防止活塞烧坏，这条皮带做得足够宽。
导向部分
不允许活塞在往复运动中翘曲。
为了补偿热膨胀，裙部做成曲线形或锥形。 在侧面，通常应用减摩涂层。
里面有凸台 - 两个带有活塞销孔的流入孔，头部放在上面。
在侧面，在凸台的区域，做了小压痕，以防止热变形和划伤的发生。
由于活塞的温度状态非常紧张，因此其冷却问题非常重要。
活塞环是主要的散热方式。 通过它们，至少有一半多余的热能被移除，这些热能被传递到气缸壁，然后传递到冷却夹套。
另一个重要的散热通道是润滑。 采用缸内油雾、连杆孔润滑、油嘴强制喷射等方法。 超过三分之一的热量可以通过循环油带走。
此外，部分热能用于加热已进入气缸的可燃混合物的新鲜部分。
环保持气缸中所需的压缩量并去除大部分热量。 它们约占内燃机所有摩擦损失的四分之一。 因此，活塞环的质量和状态对于内燃机稳定运行的重要性怎么强调都不过分。
通常有三个环 - 顶部有两个压缩环，底部有一个刮油器。 但是有不同数量的环的选项 - 从两个到六个。
上环的凹槽采用硅铝制成，它是用钢嵌件制成的，以增加耐磨性。
环由特殊等级的铸铁制成。 这种环的特点是强度高、弹性好、耐磨、摩擦系数低，并能长时间保持其性能。 钼、钨和一些其他金属的添加使活塞环具有额外的耐热性。
新的还需要磨合。如果您更换了环，请务必运行内燃机一段时间，避免激烈的操作条件。否则，未搭接的环可能会过热并失去弹性，在某些情况下甚至会破裂。结果可能是密封失效、动力损失、润滑剂进入燃烧室、活塞过热和烧毁。
