发动机活塞详解
汽车发动机活塞环知识大全
汽车发动机活塞环知识大全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。
活塞环(Piston Ring)是用于崁入活塞槽沟内部的金属环，活塞环分为两种：压缩环和机油环。
压缩环可用来密封燃烧室内的可燃混合气体；机油环则用来刮除汽缸上多余的机油。
活塞环是一种具有较大向外扩张变形的金属弹性环，它被装配到剖面与其相应的环形槽内。
往复和旋转运动的活塞环，依靠气体或液体的压力差，在环外圆面和气缸以及环和环槽的一个侧面之间形成密封。
活塞运动细节图▼四冲程发动机工作动图活塞结构一般活塞都是圆柱形体，根据不同发动机的工作条件和要求，活塞本身的构造有各种各样，一般将活塞分为顶部、头部和裙部三个部分。
活塞结构图活塞顶部是组成燃烧室的主要部分，其形状与所选用的燃烧室形式有关。
汽油机多采用平顶活塞，其优点是吸热面积小。
柴油机活塞顶部常常有各种各样的凹坑，其具体形状、位置和大小都必须与柴油机的混合气形成与燃烧的要求相适应。
活塞头部是指活塞顶端和环槽部分，由活塞顶至最下面一道活塞环槽之间的部分称为活塞头部其作用是承受气体压力，防止漏气.将热量通过活塞环传给汽缸壁。
活塞头部切有若干环槽，用以安置活塞环。
汽油机活塞顶多采用平顶或凹顶，以便使燃烧室结构紧凑。
活塞裙部是指活塞环槽以下的所有部分称为活塞裙，它的作用是尽量保持活塞在往复运动中垂直的姿态，也就是活塞的导向部分。
FM活塞结构详解内燃机活塞分类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、拖拉机活塞等。
2-3活塞组解析
油环一般是1-2道。
一 活塞环的作用
(1)密封气缸，防止燃气漏入曲轴箱。（主要由气环完成） (2)导热 (3)调节润滑油 (刮油和布油) (4)支承活塞
二气环
1 工作条件： 在高温、高压燃气的作用下，作高速往复运动，同时润滑条件不良。
2、材料： 耐热、耐磨，高的强度和冲击韧性。 通常为合金铸铁，高速强化柴油机中也有采用钢片环。第一道环镀铬
（或喷钼），其余环一般镀锡或磷化处理
3、密封机理 第一密封面 第二密封面
4、气环的切口
燃气漏入曲轴箱的主要通路。间隙过大，漏气严重，过小，环受热膨 胀，卡死或折断。通常： = 0.25 ~ 0.8 mm。第一环间隙最大。 性能比较： 密封性： 搭切口〉斜切口〉直切口 加工性： 直切口〉斜切口〉搭切口
a．顶部吸收的热量62-67%由活塞环传给气缸盖，由气缸套传给冷却 水。
b．14%由活塞裙部传给缸套。
c．其余部分由活塞内表面传给曲轴箱中飞溅的滑油和气体。
五 限制热膨胀量：活塞裙部或销座内镶铸钢片或钢环
六 销座孔中心线的偏置
七 油冷活塞
（强化柴油机中采用）
蛇型油管冷却活塞
冷却油腔活塞面
矩形环：工艺性、导热效果较 好。但产生泵油作用。
扭曲环：由面接触变为线接触， 加强了密封效果，且易磨合。
锥面环：向下刮油，向上形成 油契，减少磨损
梯形环：热负荷高柴油机中， 环槽中积焦能被挤出。免环 的折断。同时燃气力的作用， 加强密封。
桶面环：强化柴油机中首环， 上下运动均形成油契，减少 磨损，且利于密封。
Ⅰ 活塞
一概述及 活塞
（4）活塞与汽缸壁பைடு நூலகம்应有较小的摩擦系数；可采用表
面处理或通过热处理提高裙部的表面硬度。
（5）和汽缸壁间要保持适当的、尽可能小的间隙——
保证不拉缸的最小间隙。 间隙过小—导致拉缸、困缸等； 间隙过大—导致敲缸、窜气、上油等。
5、材料：柴油机活塞目前广泛采用的材料 是铝合金。
优点：质量小(约为同样结构的铸铁活塞的50％～ 70％)，导热性好(约为铸铁的三倍)； 缺点：热膨胀系数较大，温度升高时强度和硬度 下降较快。
的温升，又进一步使裙部沿销轴线方向的膨胀变形 量增大。
（2）结构措施
1）活塞头部的直径上小、下大的阶梯形或截锥形，
且头部直径小于裙部，直径差一般为0.5mm~0.9mm。
•2）活塞裙部沿圆周近似呈椭圆形，称为椭圆 活塞，椭圆的长轴在垂直于销座轴线方向。一
般椭圆活塞是裙部下端长轴最大，它与同一截
的情况下热膨胀时，不致卡缸。
活塞裙部开槽削弱了其强度和刚度，只适用负荷不大
的汽油机。柴油机活塞不允许开槽。
5）双金属活塞，即在铝合金活塞裙部或销座内嵌
铸入膨胀系数较小的钢片，以减小活塞裙部的膨胀量。
双金属活塞由于结构和作用原理不同，可分为恒范 钢片式、自动调节式和筒形钢片式等数种。
7、其他结构
一起又可统称为头部。
（1）顶部：顶部是燃烧室的组成部分，用
来承受气体压力。
（2）头部（环槽部或防漏部）：活塞的环
槽部切有若干环槽，用以安装活塞环。
（3）裙部：裙部是用来为活塞导向和承受侧 压力的。
（4）活塞销座 ：销座是活塞通过活塞销与连杆
的连接部分，。
3、工作条件：
（1）气体压力大、工作温度高
第三节 活塞连杆组
汽车发动机构造详解-活塞连杆组
一、活 塞（※）
活塞功用 活塞工作条件 活塞材料及要求 活塞结构（※） 活塞销孔偏置（※） 拖鞋式活塞
1. 活塞功用
承受气缸中的燃气压力 将燃气作用力通过活塞销和连杆传给
曲轴，推动曲轴旋转 参与组成燃烧室
2. 活塞工作条件
直接与高温燃气接触
燃气最高 温度2500K
以上
活塞顶部 温度高达
燃气压力作用使 环不再扭曲，与 矩形环相同
② 扭曲环工作示意
进气、压缩和 排气行程：
环扭曲，消除 泵油现象，减 轻磨损
作功行程：
燃气压力作用 使环不再扭曲， 与矩形环相同
3）锥面环
锥面环特点
环的外圆面为锥面，理论上为线接 触。
工作过程
活塞下行： 能刮油 活塞上行：锥面油楔作用浮起，减
600~700K
机械强度 显著下降
热膨胀量 增大
活塞工作条件
承受燃气冲击性高压力（作功行程）
瞬
汽油机
时
3~5MPa
最
大
压 力
柴油机 6~9MPa
导致活塞 侧压力大
加速活塞 表面磨损
引起活塞 变形
活塞工作条件
活塞在气缸中高速运动
平均速度 可达
10~14m/s
产生很大 惯性力
曲柄连杆机 构各零件和 轴承承受
改善磨合性 耐磨性
2. 气环结构原理
气缸
气环密封原理
F1 环自身弹力 F2 燃气背压力 F3 燃气正压力
第二 密封面
第一 密封面
F3
F1
F2
活塞
活塞环
（1）气环开口形状（※）
直开口
工艺性好 密封效 果差
阶梯开口
密封性好 工艺性 较差
发动机活塞行程名词解释__概述说明以及解释
发动机活塞行程名词解释概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文将详细解释发动机活塞行程的相关术语及概念。
在汽车或其他机械设备的发动机中，活塞行程是指活塞从上死点到下死点再返回上死点的运动过程。
这一过程可以分为四个阶段：进气冲程、压缩冲程、工作冲程和排气冲程。
对于理解发动机的工作原理和性能提升具有至关重要的意义。
1.2 文章结构该文章分为五个主要部分，包括引言、发动机活塞行程名词解释、正文部分一、正文部分二和结论部分。
在“发动机活塞行程名词解释”部分，我们将对活塞行程的概述以及与之相关的一些术语进行详细说明。
接下来两个正文部分将深入探讨活塞行程的各个方面，并提供相关实例和图表加以说明。
最后，在结论部分，我们将总结并回顾本文的主要内容，并对未来发展方向进行展望。
1.3 目的本文旨在帮助读者理解和掌握与发动机活塞行程有关的关键概念和术语，以便更好地理解汽车发动机的工作原理和性能。
通过阐述活塞行程的定义、过程和影响因素，读者将能够深入了解发动机的运行规律，并为日后的学习和实践提供坚实的基础。
2. 发动机活塞行程名词解释：2.1 活塞行程概述发动机活塞行程是指活塞在每个往复运动中所经历的完整过程，包括：吸气行程、压缩行程、爆燃推动行程和排气行程。
这四个步骤将化学能转变为机械能，驱动发动机正常工作。
2.2 第一要点吸气行程：活塞从上止点向下运动，汽缸内形成负压，进气门打开，混合气通过进气道进入燃烧室。
随着活塞的下降，汽缸内的容积逐渐增大。
2.3 第二要点压缩行程：当活塞达到下止点时，进气门关闭，排气门也保持关闭状态。
此时，活塞开始向上运动，将混合气体压缩至最小体积。
高温和高压条件使混合物易于点燃。
这两个要点描述了发动机活塞在往复运动中的第一个半循环。
接下来将继续介绍发动机活塞在另外两个半循环中的工作过程，并对其进行详细解释和说明。
3. 正文部分一:3.1 概述说明:在发动机中，活塞行程是指活塞从上死点到下死点再返回上死点的往复运动过程。
活塞结构 ppt课件
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扭曲环原理
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矩形环 扭曲环 桶面环 梯形环 锥形环 平面环 应 用 广 泛 注 意 安 装 方 向 。
不 宜 作 第 一 道 环 。
反 扭 曲 环
注 意 安 装
油 机 的 第 一 道 环
主 要 用 于 强 化 柴
泵油
泵油
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气环泵油作用:
运动
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二、 活塞环
1、具有切口的弹 性环， 自由状时，环外径 大于缸径。
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2、分类及作用：
传热
气环 密封 布油 刮油
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油环
活塞环的工作条件
工作条件：活塞环在高温、高压、高速和润滑极其困难的条件下工 作，是发动机上使用寿命最短的零件。
要求活塞环：
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环槽护圈
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（3）活塞裙部
位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。 作用：对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压力。
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活 塞 受 力 情 况
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为防止敲缸、抱死，保证正常工作，常 采用的措施有： 1) 冷态 下,将活塞 裙部加工成 断面为长轴 垂直于活塞 销的椭圆；
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７）裙部表面的保护
1）镀锡 油膜破坏时，起润滑作用；又可加速磨合 作用。 2）涂石墨 易脆断可加速磨合，自润滑。 3）表面磷化（粗糙化） 可加速磨合，防止腐蚀，沟谷可存机油润滑。
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８）活塞销偏置
有的汽油机上，活塞销孔中心线是偏离活塞中心线平 面的，向作功行程中受主侧压力的一方偏移了 1～2mm。 这种结构可使活塞在从压缩行程到作功行程中较为柔 和地从压向气缸的一面过渡到压向气缸的另一面，以 减小“敲缸”的声音。在安装时，这种活塞销偏置的 方向不能装反，否则换向敲击力会增大，使裙部受损。
发动机活塞工作原理
发动机活塞工作原理发动机活塞是发动机的核心部件之一，它的工作原理对于发动机的正常运行起着至关重要的作用。
本文将详细介绍发动机活塞的工作原理，以帮助读者更好地理解发动机的工作过程。
一、活塞的结构和构造活塞是安装在发动机气缸内的一个圆筒形零件，通常由铸铁或铝合金制成。
它的上部是一个腔体，称为活塞头或活塞顶；下部是一个柄，称为活塞杆。
活塞头与活塞杆之间有一个腔体，称为活塞腔。
二、活塞的工作原理活塞的工作原理可以用四个步骤来描述：吸气、压缩、爆炸和排气。
1. 吸气阶段：当活塞向下移动时，活塞腔内的体积扩大，气缸内的压力降低，形成负压。
此时进气门打开，新鲜空气通过进气道和进气门进入气缸。
活塞到达下止点时，活塞腔内的体积最大。
2. 压缩阶段：当活塞开始向上运动时，活塞腔内的体积减小，气缸内的气体被压缩。
进气门和排气门同时关闭，防止气体泄漏。
在这个阶段，气体的压力和温度都会增加。
3. 爆炸阶段：当活塞到达上止点时，活塞头与活塞腔的接触面积最小，此时喷油器会向气缸内喷入燃油。
燃油与气缸内的压缩空气混合并发生燃烧，产生高温高压气体。
这个过程称为爆炸或燃烧过程。
4. 排气阶段：在爆炸过程结束后，活塞开始向下运动，活塞腔内的体积再次增大。
此时排气门打开，废气通过排气门排出气缸。
活塞到达下止点时，废气基本排空，准备开始下一个循环。
三、活塞的工作特点1. 活塞工作时，需要承受来自爆炸气体的巨大压力和冲击力，因此需要具备足够的强度和刚性。
活塞材料的选择和设计是发动机设计的关键之一。
2. 活塞与气缸壁之间需要保持一定的间隙，以便活塞能够在气缸内自由运动。
同时，活塞与气缸壁之间还需要润滑剂的润滑，以减少摩擦和磨损。
3. 活塞的运动速度和位置受到曲轴的控制。
曲轴通过连杆与活塞杆相连，将来自活塞的往复运动转化为旋转运动，驱动其他发动机部件的工作。
四、活塞的故障和维修由于活塞在发动机工作中承受着巨大的压力和冲击力，容易出现磨损、断裂和烧蚀等故障。
活塞式发动机的工作原理
活塞式发动机的工作原理
活塞式发动机的工作原理：
1. 活塞与缸体结构：
活塞是一个圆柱体，由上、下两个头和安装在其中的九角轴构成，九
角轴末端带有缸盖，九角轴两端装上旋转的轴承以防止九角轴的磨损，缸体的下端装有进气和排气阀，用于进排气，而缸体的顶部还装有一
个封闭的活塞杆锁定系统，用于将上下两个头固定在九角轴上。
2. 运动过程：
当外加的发动机输入动能经由轴系转移给活塞时，活塞就会沿着缸体
往外旋转，由于活塞上下两个头均锁定在活塞杆上，而活塞杆又通过
连结极耦合了活塞，所以活塞往外旋转一定程度后自动被活塞杆带动
往反方向旋转，这样，活塞在缸体上来回循环旋转，就形成了往复活
塞运动。
3. 发动机工作机理：
活塞每次从上到下旋转，就会产生一次吸气过程：当活塞接近缸底时，活塞密封环上的压力就小于缸体内的压力，活塞在这个阶段就会解除
缸内压，由此产生气体空白，此时进气阀就开启，外界空气就可以被
吸入缸体，排气阀同时关闭，形成一种气充涵式。
等活塞杆过半后会
形成缸底缩小，由于缸体压力的增大，排气阀就会自动打开，缸内的
气体就会挤压而流出，用以带动活塞往上方向旋转，进气阀从而自动关闭，从而完成了发动机的一次工作过程。
4. 应用：
活塞式发动机广泛应用于汽车，摩托车，内燃型工程马达，航空发动机等领域。
随着科技的发展，活塞式发动机在工况条件方面也可以得到改善，被改进成更加低振动，经久耐用，耗能更少的多种类型，具有更为广泛的应用前景。
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发动机活塞详解
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活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦等组成，如图1。
功用：活塞的功用是承受气体压力，并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转，活塞顶部还是
燃烧室的组成部分。
工作条件：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(8〜12m⑸ 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。
要求：(1)要有足够的刚度和强度，传力可 *
(2) 导热性好，耐高压、耐高温、耐磨损；
(3) 质量小，重量轻，尽可能减小往复惯性力。
铝合金材料基本上满足上面的要求，因此，活塞一般都采用高强度铝合金，但在一些低速
柴油机上采用高级铸铁或耐热钢。
构造：活塞可分为三部分，活塞顶部、活塞头部和活塞裙部。
1. 活塞顶部(图2)
活塞顶部承受气体压力，它是燃烧室的组成部分，其形状、位置、大小都和燃烧室的具体 形式有关，都是为满足可燃混合气形成和燃烧的要求，其顶部形状可分为四大类，平顶活 塞、凸顶活塞、凹顶活塞和成型顶活塞。
平顶活塞顶部是一个平面，结构简单，制造容易，受热面积小，顶部应力分布较为均匀, 一般用在汽油机上，柴油机很少采用。
凸顶活塞顶部凸起呈球顶形，其顶部强度高，起导向作用，有利于改善换气过程，二行程 汽油机常采用凸顶活塞。
凹顶活塞顶部呈凹陷形，凹坑的形状和位置必须有利于可燃混合气的燃烧, 球形凹坑、U 形凹坑等等。
2. 活塞头部
O 顶活■塞 凹顶活銮
有双涡流凹坑、 平顶活塞
活塞头部指第一道活塞环槽到活塞销孔以上部分。
它有数道环槽，用以安装活塞环，起密封作用，又称为防漏部。
柴油机压缩比高，一般有四道环槽，上部三道安装气环，下部安装油环。
汽油机一般有三道环槽，其中有两道气环槽和一道油环槽，在油环槽底面上钻有许多径向小孔，使被油环从气缸壁上刮下的机油经过这些小孔流回油底壳。
第一道环槽工作条件最恶劣，一般应离顶部较远些。
活塞顶部吸收的热量主要也是经过防漏部通过活塞环传给气缸壁，再由冷却水传出去。
总之，活塞头部的作用除了用来安装活塞环外，还有密封作用和传热作用，与活塞环一起密封气缸，防止可燃混合气漏到曲轴箱内，同时还将（70〜80）%的热量通过活塞环传给气缸
壁。
3.活塞裙部
活塞裙部指从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，它包括装活塞销的销座孔。
活塞裙部对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压力。
裙部的长短取决于侧压力的大小和活塞直径。
所谓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。
压缩行程和作功行程气体的侧压力方向正好相反，由于燃烧压力大大高于压缩压力，所以，作功行程中的侧压力也大大高于压缩行程中的侧压力（图3）。
活塞裙部承受侧压力的两个侧面称为推力面，它们处于与活塞销轴线相垂直的方向上。
燃饶乐力从縮4 ）｝
（；1）作功行程，（h）圧佈行礎
结构特点：
（1）预先做成椭圆形
（图
仗〉梢座热(h)松圧査形
(c)弯曲变珞(H)据■硏去疙
£古基才君卡驻先鬼
阶禅形緒:$1 维帘活卷
为了使裙部两侧承受气体压力并与气缸保持小而安全的间隙，要求活塞在工作时具有正确的圆柱形。
但是，由于活塞裙部的厚度很不均匀，活塞销座孔部分的金属厚，受热膨胀量大，沿活塞销座轴线方向的变形量大于其他方向。
另外，裙部承受气体侧压力的作用，导致沿活塞销轴向变形量较垂直活塞销方向大。
这样，如果活塞冷态时裙部为圆形，那么工作时活塞就会变成一个椭圆，使活塞与气缸之
间圆周间隙不相等，造成活塞在气缸内卡住，发动机就无法正常工作。
因此，在加工时预先把活塞裙部做成椭圆形状。
椭圆的长轴方向与销座垂直，短轴方向沿销座方向。
这样活塞工作时趋近正圆。
(2)活塞沿高度方向的温度很不均匀，活塞的温度是上部高、下部低，膨胀量也相应是上部大、下部小。
为了使工作时活塞上下直径趋于相等，即为圆柱形，就必须预先把活塞制成上小下大的阶梯形、锥形。
(3)为了减小活塞裙部的受热量，通常在裙部开横向的隔热槽，为了补偿裙部受热后的变
形量，裙部开有纵向的膨胀槽。
槽的形状有"T"形或"n形槽。
横槽一般开在最下一道环槽
的下面，裙部上边缘销座的两侧(也有开在油环槽之中的),以减小头部热量向裙部传递，故称为隔热槽。
竖槽会使裙部具有一定的弹性，从而使活塞装配时与气缸间具有尽可能小的间隙，而在热态时又具有补偿作用，不致造成活塞在气缸中卡死，故将竖槽称为膨胀槽。
裙部开竖槽后，会使其开槽的一侧刚度变小，在装配时应使其位于作功行程中承受侧压力较小的一侧。
柴油机活塞受力大，裙部一般不开槽。
i I形描T形楷
裙部开槽
(4)有些活塞为了减轻重量，在裙部开孔或把裙部不受侧压力的两边切去一部分，以减小
惯性力，减小销座附近的热变形量，形成拖板式活塞或短活塞(图6),拖板式结构裙部
弹性好，质量小，活塞与气缸的配合间隙较小，适用于高速发动机。
(5)为了减小铝合金活塞裙部的热膨胀量，有些汽油机活塞在活塞裙部或销座内嵌入钢片
(图7)。
恒范钢片式活塞的结构特点是，由于恒范钢为含镍33%〜36%的低碳铁镍合金,
其膨胀系数仅为铝合金的1/10，而销座通过恒范钢片与裙部相连，牵制了裙部的热膨胀变
形量。
拖板活塞
图6图7
（6）有的汽油机上，活塞销孔中心线是偏离活塞中心线平面的，向作功行程中受主侧压力的一方偏移了1〜2mm （图8）。
这种结构可使活塞在从压缩行程到作功行程中较为柔和地从压向气缸的一面过渡到压向气缸的另一面，以减小敲缸的声音。
在安装时，这种活塞销偏置的方向不能装反，否则换向敲击力会增大，使裙部受损
(end )a) 中kiat b)*專5傲＜＞布JSL。