冷态敲缸现象： 活塞装配时应留有间隙。... 冷态装配间隙若无或过小，则由于 活塞工作时的机械变形和热变形时裙部 直径增大，容易拉伤气缸壁（又称拉 缸），轻则造成漏气、窜机油，重则活 塞卡死。... 由于冷态装配间隙的存在，... 活塞工作时侧压力方向的交替变化，活 塞越过上止点时，时而是活塞的次推力 面侧贴紧气缸壁（压缩行程时贴紧气缸 壁的一侧），时而是活塞的主推力面侧 贴紧气缸壁（作功行程时贴紧气缸壁的 一侧），形成金属敲缸声音，加剧裙部 磨损。显然，发动机冷车时敲缸现象严 重。
（b）活塞销负偏置 图2-23 活塞销偏置时的工作情况
裙部的结构特点： （1）裙部横断面呈反椭圆形：... 活塞裙部加工成短轴沿 活塞销方向，但注意椭圆度 不可过大，否则活塞上下运 动时因棱缘负荷过大易拉伤 气缸壁；... （2）沿高度方向呈上小下大的 圆锥形： 上热下冷；... （3）裙部次推力面侧 开“T”形槽或“ ”形 槽： 次推力面侧开横向隔热 直槽（油环槽内，兼做泄 油槽）和纵向膨胀补偿斜 槽（避免拉伤气缸壁）； （c）
a、铸造：质量大，加工工序多；... b、锻造：居中；... c、模锻：质量小，加工少。... 4、结构特点： （1）基本结构： 由顶部、头部、裙部组成（图2-18所示）。 （2）工艺：
活塞销部；... 2—活塞头部；... 3—活塞裙部。...
第三节 活塞连杆组
活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆等组成...
第1道气环
一、活塞
第2道气环
组合油环
1、作用： （1）构成燃烧室；... （2）传递动力。... 2、要求： （1）活塞质量小：往复惯性力小；... 活塞销 （2）热膨胀系数小：冷态装配间隙小，减轻敲缸现象；... （3）导热性好：减轻热负荷，第一道环槽不易积碳， 活塞 顶不易热裂；… 活塞 （4）耐磨：环槽不易磨损，裙部不易磨损；... （5）耐高温：高温时机械强度不会下降太多；... 连杆 （6）足够的刚度和强度：a、销座不会弯曲变形；... 连杆螺栓 b、活塞顶不会压碎。... 3、材料与工艺： （1）材料： a、共晶铝硅合金（铸铝、锻铝）；... （质量小，导热性好，适用于一般发动机）... 连杆轴 瓦 b、组合式： 上半部用钢，下半部用铝合金， 沉头螺栓连接。... 连杆盖 1、刚度好，高温强度高；... 仅适用于极少数大 2、热膨胀系数低，配缸间隙小；... 功率 强化柴油机 图2-19 活塞连杆组 3、耐磨（环槽）；... 4、质量居中。...
（f）
（g） 图2-24 活塞裙部的不同形状和结构
（h）
a、顶部： 组成燃烧室，易热裂、压碎，要求加工应光洁，材料应阻热。... １）平顶： 吸热面积小，制造工艺简单（四冲程汽油机）... ２）凸顶： 刚性好、强度高，但吸热面积大，难加工 （二冲程汽油机，凸顶有利于扫气）... ３）凹顶： 一般适用于车用直喷式柴油机，如形、四角形燃烧室。 但有的汽油机如桑塔纳2000GSI轿车AJR发动机的活塞顶是凹顶，主要为减少 往复惯性质量，改善混合气形成和燃烧，有时可用来调节发动机的压缩比。
（a）平顶...
（b）凹顶... 图2-20 活塞顶形状
（c）凸顶...
b、头部：油环槽以上部分。其主要作用是：
１）承受燃气压力，并传给连杆（说明包括活塞销座）；... ２）与活塞环一起实现气缸的密封； ... ３）将活塞顶所吸收的热量通过活塞环传导给气缸体。... 其主要结构特点是： １）活塞内腔呈流线型，由到活塞顶的最小厚度 逐渐扩大，并使活塞头部 第一道环槽处于活塞内腔最低位置之上，目的是使活塞顶吸收的热量平 均分摊给各道活塞环，避免第一道活塞环过热；... ２）有的汽油机的活塞在第一道环槽上面，切出一道较环槽窄的隔热槽，隔 断传给第一道活塞环的热流通路，迫使热流方向折转，目的同上；... ３）热负荷较高的汽油机活塞一般在第一道 环槽内镶铸耐热材料奥氏体铸铁制造的 护圈，因为第一道环槽温度高，铝合金 材料硬度大幅下降，易磨损，导致燃气 泄漏和窜机油。 ... ４）四冲程汽油机一般2-3道气环，1道油 环，最低一道油环槽内转有许多径向 小孔，气缸壁上多余机油刮下后，经 图2-21 活塞环槽护圈 过这些小孔流回油底壳。 （a）一道护圈（b）二道护圈
c、裙部： 油环槽底面至活塞底端的外圆柱表面。其主要作用是： 1、活塞往复直线运动导向（说明裙部长度不能过短，否则活塞运动时摆头）；... 2、承受侧压力（说明裙部应有一定的刚度和承压面积）。... 发动机工作时活塞裙部的变形： 1、机械变形：燃气压力作用在活塞顶上，导致销座弯曲变形，裙部挤压变形；... 2、热变形：销座附近金属堆积，受热后热膨胀量大。... （ （ 结论： ） ） 挤 机械变形和热变 弯 压 曲 变 形均使得裙部断面 变 形 形 变成长轴沿活塞销 （ 方向的椭圆。 （ ） 裙 ） 部 销 综 座 合 热 变 变 图2-22 活塞裙部的椭圆变形 形 形 b a d c
（a）活塞销对中布置
减轻冷态敲缸现象的主要结构措施： (1)活塞销偏置： 偏向主推力面侧1~2mm， 可使活塞越过上止点之前 就完成推力面侧的换向， 避免峰值压力时刻过渡， 因而可以减轻敲缸现象， 但增加了裙部尖角处的磨 损，常见于汽油机。... (2)减少冷态装配间隙： 通过改进结构措施，制成 反椭圆裙部断面，牵制裙部 工作时的热变形，从而在保 证活塞工作时不拉缸的前提 下减小活塞配缸间隙，减轻 发动机冷车敲缸现象。
（a）
（b）
（d）
（e）
（4）销座附近裙部凹陷0.5~1.0mm： 减少此处金属堆积，以减少热变形；... （5）双金属活塞： 销座内侧镶铸热膨胀系数极低的恒范钢片，牵制此处热变形；... （6） 拖板式裙部： 活塞销座下方挖去大块金属，以减轻往复惯性质量，避免下 止点时活塞裙部下端与曲轴平衡重相碰，并且可使裙部富有弹 性，补偿热变形。