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【小编分享】简谈发动机活塞及其润滑

作者:道野润滑油     发表时间:2019-02-22 08:49:46

对于活塞大家应该都不陌生,活塞既可以实现高频次的往复运动,又能起到较好的密封作用。据目前查找的一些资料显示,活塞源于埃及或中国的可能性较大,中国古时炼制用的风箱就是比较典型的案例。

第一次工业革命蒸汽机的出现带动了活塞类装置的快速发展,随着钢铁工业的发展和石油燃料的逐步应用,内燃机应势而生,其中活塞是内燃机最为关键的部件,甚至可以说是整个内燃机的心脏。据有关资料显示,最早的内燃机活塞采用的是铸铁,20世纪初期,活塞开始使用铝合金材质,近几十年来,随着发动机向着小型化、高速化、大功率化及大压缩比化的方向发展,发动机内部的温度和压力进一步增加,铝基复合材料逐渐成为制造发动机活塞较为理想的材料。

通常的发动机活塞主要有三部分构成:活塞顶部、活塞头部及活塞裙部。活塞顶部与气缸壁构成了发动机的燃烧室,油气在此处混合燃烧推动活塞下行,活塞顶部需要承受高温高压的考验,一般而言,活塞顶部温度可达300-400℃,且要承受很大的气体压力,汽机油高达3-5MPa,柴机油高达6-9MPa;活塞头部是从活塞顶部以下至油环槽的部分,其主要作用有三个,传递温度和压力、对气缸实现密封和传递热量至缸壁。

活塞头部安装有气环和油环,这是嵌入活塞槽沟内部的金属环,气环可用来密封燃烧室内的可燃混合气体,油环除了密封作用之外,还用来刮除汽缸上多余的机油,在油环槽底部还加工有回油孔,可以使从缸壁上刮下的机油回流至油底壳。活塞裙部是指从油环槽底部至活塞底面的部分,其主要作用是承受压力并实现对活塞运动的导向和调控,活塞裙部装有活塞销和连接曲轴的连杆装置。

活塞的润滑主要是活塞和缸壁之间及活塞销部位所需的润滑。以汽油发动机为例,活塞与缸壁间的润滑采用的是飞溅润滑的形式,采用这种形式的好处在于润滑油通过连杆和曲轴的运动向上部及四周飞溅,再通过活塞上下往复运动及油环的滑刮可使润滑油比较均匀的覆盖在缸壁上,而不会大量进入到燃烧室中,当然,此种润滑方式如遇到底部润滑油过少的情况就易导致活塞环和缸壁的磨损;活塞另外一个需要有效润滑的部位就是活塞销,采用的主要也是飞溅润滑的形式,如遇到底部润滑油过少或油品粘度过大的情况,就极有可能造成润滑不足,甚至因高温高压作用使之产生变形和损伤。

虽然发动机活塞装有气环和油环可实现较好的密封性,但依然无法完全避免窜气及极少量润滑油进入燃烧室的情况发生,正常情况下不会对发动机造成影响,但如果超过一定量则会对发动机造成不利影响,如活塞及缸壁磨损加剧、机油损耗及老化加剧、发动机动力下降、油耗增加等。由此来看,对于活塞的有效润滑,最重要的莫过于润滑油的足量并做到及时更换品质合格的油品。


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