（一）检修1．活塞常见的损伤检修活塞的损伤主要是磨损，包括活塞环槽的磨损、活塞裙部的磨损、活塞销座孔的磨损和配缸间隙的检测。活塞裙部的磨损普遍较小，当活塞裙部与缸壁间隙过大时，发动机易出现敲缸故障，并有严重的窜油现象。在活塞下部离裙部底边约15mm，与活塞销垂直方向处用千分尺测量活塞裙部直径，与标准尺寸的最大偏差量为0.04mm。图2.38活塞环漏光度的检验（三）活塞销的检修与选配发动机大修时，一般应更换活塞销。......
2023-08-23
活塞作用力的分析和应用探讨
【摘要】：图10-7 四冲程发动机活塞工作图旋转力 作用在活塞上的力F向下推动活塞最终转换为曲轴的旋转力，此时的作用力分解为连杆PC方向的分力Fc和气缸壁方向的分力Fn，如图10-4所示。Fc=FSecφFn=Ftanφ 式中，Fn为活塞的侧向推力，在此力的作用下活塞会发生敲击现象；Fc为连杆方向的力量，在此力的作用下会产生曲轴的旋转力（转矩）。
活塞上的作用力F为由燃烧气体压力产生的气体力Fg与活塞往复运动部分质量产生的惯性力Fi的合力F（=Fg+Fi）。
（1）气体作用力 设定气体压力为pg（Pa），活塞面积为A（m2），则气缸内气体压力产生的作用力Fg（N）为
Fg=pgA=πB2pg/4 （10.16）
式中，B为气缸内径（m）。气缸内气体力Fg（或气体压力pg）在做功行程初期的上止点附近为最大，随曲轴角度θ发生很大的变化，虽然应以Fg（θ）、pg（θ）进行表示，但为了简单化省略θ进行表示。
（2）惯性力 活塞的惯性力Fi为活塞系统质量mi乘以加速度a（式10.12）来计算，即
式中，mi为活塞系统往复运动部分的总质量，是活塞质量mp、活塞环的质量mr和连杆小头部的质量mc1之和。在式（10.17）中，由右侧括弧内第一项coSθ所包含的式称为1次惯性力，由coS2θ/λ所包含的式称为2次惯性力。这些惯性力Fi与旋转角速度ω的平方成正比，因此在高速状态其力量会相当大。
惯性力Fi的方向始终向着活塞运动直线方向，但其大小随曲轴角度θ的变化而发生改变，在压缩、排气过程中起着阻碍活塞运动（-）的作用，在做功、进气过程中起着帮助活塞运动（+）的作用。
1次惯性力和2次惯性力如图10-6所示。虽然2次惯性力的频率为1次惯性力的2倍，但其绝对值远小于1次惯性力。
图10-6 1次惯性力与2次惯性力的变化曲线
（3）活塞的合力 活塞合力F在做功行程中为气体力和惯性力之和，是曲轴角度θ的函数。
四冲程发动机的活塞工作图如图10-7所示。在图中实线为作用在活塞的力（合力）F，点线为气体力Fg，点虚线为惯性力Fi。图中还表示作用力大于0时为正（+），小于0时为负（-）。在进气和排气行程中作用在活塞的合力F，因气体力Fg较小，可以看成仅受惯性力Fi的支配。在做功行程中作用在活塞的力F，在惯性力Fi的作用下初期会有所减少，但从做功行程中间开始随惯性力的增加而增大。
因此，虽然作用在活塞或曲轴上的力随时发生变化，但在一个循环中因惯性力的方向对称变化，整体上其惯性力所做的功为0，结果作用在活塞上的力仅存在气体压力的作用力Fg。
图10-7 四冲程发动机活塞工作图
（4）旋转力 作用在活塞上的力F向下推动活塞最终转换为曲轴的旋转力，此时的作用力分解为连杆PC方向的分力Fc和气缸壁方向的分力Fn，如图10-4所示。
Fc=FSecφ
Fn=Ftanφ （10.19）
式中，Fn为活塞的侧向推力，在此力（侧向推力）的作用下活塞会发生敲击现象；Fc为连杆方向的力量，在此力的作用下会产生曲轴的旋转力（转矩）。这些内容将在10.4.1节中进行详细说明。
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