CAT柴油機活塞的基本結構作用與活塞的變形規律及應對措施有哪些(今日/動態)

卡特彼勒cat柴油機活塞的作用有兩個:一是活塞頂部與汽缸蓋、汽缸壁共同組成燃燒室;二是承受氣體壓力，并將此力通過活塞銷傳給連桿，推動曲軸旋轉。
    卡特彼勒cat柴油機活塞在汽缸內做高速往復運動，承受周期性變化的氣體壓力和慣性力，且頂部直接與高溫燃氣接觸，加之潤滑不良、散熱困難，活塞的工作條件十分惡劣，這就要求活塞必須具有足夠的剛度和強度，質量要盡可能小，導熱性能好，且有良好的耐磨性和熱穩定性。
     目前，cat發動機的活塞材料廣泛采用鋁合金，有的cat柴油機上也采用高級鑄鐵或耐熱鋼通過鑄造或鍛造工藝制成。
    (1)卡特彼勒cat柴油機活塞的基本結構  
    卡特彼勒cat柴油機活塞由頂部、頭部、裙部3部分組成。
    卡特彼勒cat柴油機活塞頂部是燃燒室的組成部分，其形狀與燃燒室形式有關，一般有平頂、凸頂和凹頂3種.

    平頂活塞結構簡單，加工方便，受熱面積小，在汽油機上廣泛采用;凸頂活塞頂部剛度大，可獲得較大的壓縮比，也能增加氣流強度，但頂部溫度較高;凹頂活塞可通過凹坑深度獲得不同的壓縮比，但頂部受熱量大，易形成積炭，加工制造困難。
   卡特彼勒cat柴油機活塞頭部是指活塞環槽以上的部分，其作用是承受氣體壓力，并將力通過活塞銷座、活塞銷傳給連桿;同時與活塞環一道實現汽缸的密封;將活塞頂部吸收的熱量通過活塞環傳導到汽缸壁。
    卡特彼勒cat柴油機活塞頭部切有若干道用以安裝活塞環的環槽。發動機活塞一般有2-3道氣環槽和1道油環槽，隨著發動機的高速化，氣環數有減少的趨勢。氣環槽一般具有同樣的寬度，油環槽比氣環槽的寬度大，且槽底加工有回油孔，以便讓油環刮下的機油從回油孔回到油底殼。

卡特彼勒cat柴油機活塞環槽的寬度和深度略大于活塞環的高度和厚度，以保證cat發動機工作時，cat活塞環可在環槽內運動，以除去環槽內的積炭和保證密封。這樣，活塞環槽的磨損常常是影響cat發動機使用壽命的一個重要因素，特別是第一道環槽溫度高，使材料硬度下降，磨損更為嚴重。為了保護環槽，有的發動機在活塞環槽部位鑄 入用耐熱材料制成的環槽保護圈，以提高活塞的使用壽命，如圖2-14所示。
    卡特彼勒cat柴油機活塞裙部是活塞油環環槽以下的部分，其作用是為活塞在汽缸內做往復運動導向和承受側壓力。
卡特彼勒cat柴油機活塞裙部要有一定的長度和足夠的面積，以保證可靠的導向和減磨。活塞裙部基本形狀為一薄壁圓筒，圓筒結構完整的稱為全裙式;許多高速發動機為了減輕活塞質量，在活塞不受側向力的兩側，即沿銷座孔軸線方向的裙部切去一部分，形成拖板式裙部，這種結構裙部彈性較好，可以減小活塞與汽缸的裝配間隙，如圖2-15所示。
    (2)卡特彼勒cat柴油機活塞的變形規律及應對措施
    卡特彼勒cat柴油機活塞工作時，由于機械負荷和熱負荷的影響，會使活塞產生變形。在圓周方向上，其裙部直徑沿活塞銷座軸線方向增大，使裙部變成長軸在活塞銷座軸線方向上的橢圓，如圖2-16所示。這是因為氣體壓力和側壓力的作用;同時在活塞銷座附近金屬堆積，受熱后膨脹量大。由于機械變形和熱變形共同作用，因而造成這樣的結果。在高度方向上，由于溫度分布和質量分布不均勻，故活塞的變形量會出現上大下小的特點。
    為了保證活塞在工作時與汽缸壁間保持比較均勻的間隙，以免在汽缸內卡死或引起局部磨損，故必須在結構上采取各種措施:

    ①冷態下將活塞制成其裙部斷面為長軸垂直于活塞銷的橢圓，軸線方向為上小下大的近似圓錐形。
    ②卡特彼勒cat柴油機活塞銷座附近的裙部外表面制成凹陷0. 5-1 mm 。
    ③在活塞裙部受側壓力小的一側開“    ”形或“T”形槽，如圖2-17所示。其中橫槽被稱為絕熱槽，可減少從活塞頭部向裙部的傳熱量，使裙部膨脹量減少;縱槽被稱為膨脹槽，使裙部具有彈性，這樣，冷態下的間隙可減小，熱態下又因切槽的補償作用，而使活塞不致卡死在汽缸中。
    ④采用雙金屬活塞。雙金屬活塞有恒范鋼片式、筒形鋼片式、自動調節式等，其作用是牽制活塞裙部的膨脹量。
    采用上述措施后，活塞裙部與汽缸壁之間的冷態裝配間隙便可減小，以避免發動機產生冷“敲缸”現象。石嘴山Perkins帕金斯403F-11G發動機轉速控制電腦板專業服務中心,煙臺Perkins帕金斯403F-11發動機四配套費用報價單,濟寧Perkins帕金斯1204E-E44TTAG2發電機配件代理商,保定Perkins帕金斯403D-17發動機配件中心庫企業,四平Perkins帕金斯1104A-44TG2發動機活塞、活塞環費用,