活塞主要由顶部、头部和裙部组成,一般采用金属材料制成,如铝、铁、钢等。其中,铝活塞和铸铁活塞是常见的两种选择。
铝活塞的优点是重量轻,传热能力强,而铸铁活塞则具有耐磨性和制造成本低的优势。
在高速发动机中,由于铝活塞重量轻,会消耗更多的功率,因此镁铝合金活塞更常被使用,其传热能力比铸铁活塞大4-5倍,膨胀系数也更大,但高温下的强度相对较弱。
活塞在发动机中承受着高温、高压、高速、润滑不良的环境,因此要求具有足够的强度、刚度、导热性、耐高温、高压、耐腐蚀等特点。
为了满足这些要求,不同的活塞材料有着各自的优缺点。铁合金活塞具有耐磨性好、制造成本低等优点,被广泛应用于内装机械,如大型矿用压路机、拖拉机、汽车柴油机等。
但是,铁合金活塞比较重,用在高速发动机上会消耗很多功率,因此现代很多高速发动机一般都采用镁铝合金活塞。
与铁合金活塞相比,镁铝合金活塞轻30%左右,传热能力大4-5倍,膨胀系数大2-3倍,但高温(350以上)强度明显较弱,因此铝活塞很少用于柴油机,而铝活塞主要用于小型拖拉机、农用柴油机和柴油车。
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