柴油发电机组配件——发电机组活塞

“心脏”，承受交变的机械负荷和热负荷，是发电机组中作业因素较恶劣的关键零配件之一。活塞的作用是承受气体压力，并通过活塞销传给连杆驱使主轴旋转，活塞顶部还是燃烧室的构造部分。

活塞在发热、高压、高速、润滑不良的要素下工作。活塞直接与发热气体接触，瞬时温度可达2500K以上，因此，受热严重，而散热条件又很差，所以活塞作业时温度很高，顶部高达600～700K，且温度分布很不均匀；活塞顶部承受气体压力很大，特别是作功行程压力较大，柴油机高达3～5MPa，柴油发电机高达6～9MPa，这就使得活塞产生冲击，并承受侧压力的用途；活塞在气缸内以很高的转速(8～12m/s)往复运动，且速度在不断地变化，这就产生了很大的惯性力，使活塞受到很大的附加载荷。活塞在这种恶劣的要素下作业，会产生变形并加载损伤，还会产生附加载荷和热应力，同时受到燃气的化学腐蚀功用。

通常活塞都是园柱形体，根据不一样发电机组的作业条件和要求，活塞本身的组成有各种各样，一般将活塞这个小东西分为头部、裙部和活塞销座三个部分。

头部是指活塞顶端和环槽部分。活塞顶端完全取决于燃烧室的要求，顶端采用平顶或接**顶布置有利于活塞减少与发热气体的接触面积，使应力分布均匀。多数柴油机采用平顶活塞，有些发电机组（例如直喷式柴油发电机和新型的缸内喷注柴油机）为了混合气形成的需要，提升燃烧效率，将爆燃降低到较小程度，需要活塞顶端具有较复杂的形状，设有一定深度的凹坑作为燃烧室的一部分。活塞的凹槽称为环槽，用于安装活塞环。活塞环的功能是密封，预防漏气和预防机油进入燃烧室。

活塞裙部是指活塞的下部分，它的功用是尽量保持活塞在往复运动中垂直的姿态，也就是活塞的导向部分。

活塞裙部的形状极有讲究，尤其是象发电机组一类的轻型乘用车，规划者从发电机组的构造和性能出发，常在活塞裙部上动脑筋，以尽量使发电机组结构紧凑运转平稳。

活塞销座是活塞通过活塞销与连杆连接的支承部分，位于活塞裙部的上方。高速发电机组活塞销座的特别之处在于销座孔不一定与活塞在同一中心线平面上，可向一侧偏移一点点，即向作功行程时活塞接触缸壁的一侧偏移，这样当活塞到上止点变换方向后活塞敲击缸壁的程度会降低，从而减轻了发电机组噪音。

随着发电机组整车对发电机组的动力性、经济性、环保性及可靠性的要求越来越严格，活塞已发展成为集轻质高强度新材料、异型外圆复合型面、异型销孔等多项新技术于一体的高技术含量的产品，以保证活塞的耐热性、耐磨性、平稳的导向性和良好的密封功能，减轻发电机组的摩擦功损失，减少油耗、噪音和排放。为满足以上的功能要求，一般将活塞的外圆布置成异型外圆(中凸变椭圆)，即垂直于活塞轴线的横剖面为椭圆或修正椭圆，且椭圆度沿轴线方向按一定的规律变化(如图1所示)，椭圆度精度达0.005mm；活塞纵剖面的外轮廓为高次函数的拟合曲线mm；为提高活塞的承载能力，以增强发电机组的升功率，一般将高负载活塞的销孔规划成微内锥型或正应力曲面型(异型销孔)，销孔尺寸精度达IT4级，轮廓精度为0.003mm。

活塞作为典型的发电机组关键零部件，在切削加工方面具有很强的工艺特性。目前，国内活塞制造行业通常是由通用机床和结合活塞工艺特性的专用装置组成机加工生产线，因此，专用设备就成为活塞切削加工的关键装备，其作用和精度将直接危害较终产品的关键特征的质量指标。