一、工作条件及其要求。

（１）活塞承受很高的气体压力作用

近代中高速强载柴油机的最高燃烧压力已达13-15MPa，以PA6-280为例，PZ为13.5MPa，D=280mm受力830kN。且受力为周期性的冲击力,容易产生交变应力和变形。引起疲劳破坏。因此要求：活塞应具有足够的强度和刚度。

（２）活塞承受往复惯性力的作用。

对于中高速机往复惯性力已经达到相当可观的程度。因此要求：在保证强度的前提下，尽量减轻重量，以见效往复惯性力，从而减少机械负荷。

（３）活塞受到高温燃气周期性的加热作用。

高速大功率瞬时温度达2273K，活塞表面温度达623-773K，长期高温--材料强度下降，会出现热疲劳，热变形和龟裂。 

（４）活塞承受侧推力的作用。

活塞承受侧推力作用并在气缸内高速往复运动，润滑不良，引起活塞裙部的磨损。要求活塞裙部材料有高的耐磨性。

二、活塞的结构形式

从有无冷却的角度分：非冷却活塞和冷却式活塞。

下面叙述整体铝活塞（非冷却式），整体油冷活塞，组合式油冷塞的典型结构。

（１）整体铝活塞

 Ⅰ.基本结构如图：

活塞头部：从忽略塞顶至活塞销座以上最后一道环槽之间的部分成为活塞头部。开有数道环槽，2-3道气环槽，1-2道油环槽。

图：活塞头部的几种结构形式

裙部：头部以下部分统成为裙部。

 Ⅱ特点：

优点：密度小，导热性好，对于高速，热膨胀系数大，冷车时与缸套间隙大，对于轻型柴油机实用。

不足：会引起较大的振动和磨损，热强度低，耐磨性差。

改进方法：

１、活塞顶阳极化处理，减少热传导。

２、采用，裙部喷镀石墨或二氧化钼。

散热方式：

１、顶部吸收的热量62-67%由活塞环传给汽缸盖，由汽缸套传给冷却水。

２、14%由活塞裙部传给缸套。

３、期于部分由活塞内表面传给曲轴箱中飞溅的滑油和气体。

（２）组合式油冷活塞

Ａ：采用组合式的原因：

１、强化强度提高，活塞头部的热负荷增加。一般的铝合金不能满足要求。

２、出于减小往复惯性力的考虑，减轻重量。

Ｂ：方法：

１、用耐热材料制成活塞头部。

２、用铝合金或铸铁制造活塞裙部 然后将二者用螺栓连接起来。

Ｃ：特点：

１、内外腔支撑部分面积大，气体压力引起的应力小，顶部可以做的较薄，也就减小了热应力。

２、由于活塞头与活塞裙部是分体的，所以冷却腔的布置受工艺上的限制少，能耐更好地满足冷却的要求。特别是环槽区可加强冷却，冷却油出口设在油腔高度的中部，以形成振荡冷却。

（３）整体油冷活塞

分类：

蛇形油管冷却活塞        冷却油腔活塞