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为什么各种燃油机器的活塞都是铝的?

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2021年06月21日 09:03:53
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活塞是将燃料燃烧产生的垂直力(动能)转化为旋转运动并传递给曲轴的零件。由于活塞直接接受燃烧气体,温度梯度很大,顶部300°C,底部140°C左右。它除了承受压力和热负荷外,还要重复高速往复运动,因此惯性力的影响很大,需要尽量做到轻量化。

活塞是将燃料燃烧产生的垂直力(动能)转化为旋转运动并传递给曲轴的零件。由于活塞直接接受燃烧气体,温度梯度很大,顶部300°C,底部140°C左右。它除了承受压力和热负荷外,还要重复高速往复运动,因此惯性力的影响很大,需要尽量做到轻量化。

  活塞并不全是铝制的

  

  大多数材料由热处理的铝合金制成,但一些暴露于高燃烧压力的柴油发动机由铁制成。从活塞销中心到顶面基准部分的高度称为压缩高度(销高度),是性能的指标。更高速度的发动机往往更小,而 DE 往往更大。销下方的侧面是裙部,用于响应活塞的摆动来稳定姿势。一些二冲程发动机有全圆周,但大多数只排列在垂直于接收摆动的销的方向上。由于裙部直接抵抗活塞的重量反弹,因此在赛车发动机中它往往越小越好。

  活塞并不是圆的

  

  即使冷却,整个活塞也存在温度梯度,由于质量和表面积大在裙部方向(热容量大),热量会逸出,但热量往往会在销轴方向积聚,导致圆周方向的温差。由此产生的膨胀率的差异。活塞乍一看是一个正圆,但考虑到膨胀系数的差异,销方向的直径设计得比裙部方向的直径略小,以便在运行时成为圆的。

  

  活塞由连杆驱动,两者的比值称为连续比,是发动机性能的指标之一。

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