原創  發動機活塞連桿組—活塞詳解

　　3.活塞裙部 　　活塞裙部指從油環槽下端面起至活塞最下端的部分，它包括裝活塞銷的銷座孔。活塞裙部對活塞在氣缸內的往復運動起導向作用，并承受側壓力。裙部的長短取決于側壓力的大小和活塞直徑。所謂側壓力是指在壓縮行程和作功行程中，作用在活塞頂部的氣體壓力的水平分力使活塞壓向氣缸壁。壓縮行程和作功行程氣體的側壓力方向正好相反，由于燃燒壓力大大高于壓縮壓力，所以，作功行程中的側壓力也大大高于壓縮行程中的側壓力（圖2-13）。活塞裙部承受側壓力的兩個側面稱為推力面，它們處于與活塞銷軸線相垂直的方向上。

　　結構特點： 　　(1）預先做成橢圓形（圖2-14）： 　　為了使裙部兩側承受氣體壓力并與氣缸保持小而安全的間隙，要求活塞在工作時具有正確的圓柱形。但是，由于活塞裙部的厚度很不均勻，活塞銷座孔部分的金屬厚，受熱膨脹量大，沿活塞銷座軸線方向的變形量大于其他方向。另外，裙部承受氣體側壓力的作用，導致沿活塞銷軸向變形量較垂直活塞銷方向大。 　　這樣，如果活塞冷態時裙部為圓形，那么工作時活塞就會變成一個橢圓，使活塞與氣缸之間圓周間隙不相等，造成活塞在氣缸內卡住，發動機就無法正常工作。因此，在加工時預先把活塞裙部做成橢圓形狀。橢圓的長軸方向與銷座垂直，短軸方向沿銷座方向。這樣活塞工作時趨近正圓。 　　(2）活塞沿高度方向的溫度很不均勻，活塞的溫度是上部高、下部低，膨脹量也相應是上部大、下部小。為了使工作時活塞上下直徑趨于相等，即為圓柱形，就必須預先把活塞制成上小下大的階梯形、錐形。 　　(3）為了減小活塞裙部的受熱量，通常在裙部開橫向的隔熱槽，為了補償裙部受熱后的變形量，裙部開有縱向的膨脹槽。槽的形狀有"T"形或"Π"形槽。橫槽一般開在最下一道環槽的下面，裙部上邊緣銷座的兩側(也有開在油環槽之中的)，以減小頭部熱量向裙部傳遞，故稱為隔熱槽。豎槽會使裙部具有一定的彈性，從而使活塞裝配時與氣缸間具有盡可能小的間隙，而在熱態時又具有補償作用，不致造成活塞在氣缸中卡死，故將豎槽稱為膨脹槽。裙部開豎槽后，會使其開槽的一側剛度變小，在裝配時應使其位于作功行程中承受側壓力較小的一側。柴油機活塞受力大，裙部一般不開槽。

　　（4）有些活塞為了減輕重量，在裙部開孔或把裙部不受側壓力的兩邊切去一部分，以減小慣性力，減小銷座附近的熱變形量，形成拖板式活塞或短活塞（圖2-17），拖板式結構裙部彈性好，質量小，活塞與氣缸的配合間隙較小，適用于高速發動機。 　　（5）為了減小鋁合金活塞裙部的熱膨脹量，有些汽油機活塞在活塞裙部或銷座內嵌入鋼片（圖2-18）。恒范鋼片式活塞的結構特點是，由于恒范鋼為含鎳33%～36%的低碳鐵鎳合金，其膨脹系數僅為鋁合金的1/10，而銷座通過恒范鋼片與裙部相連，牽制了裙部的熱膨脹變形量。

　　（6）有的汽油機上，活塞銷孔中心線是偏離活塞中心線平面的，向作功行程中受主側壓力的一方偏移了1～2mm（圖2-19）。這種結構可使活塞在從壓縮行程到作功行程中較為柔和地從壓向氣缸的一面過渡到壓向氣缸的另一面，以減小敲缸的聲音。在安裝時，這種活塞銷偏置的方向不能裝反，否則換向敲擊力會增大，使裙部受損