7．选择活塞材料的要求是什么？
活塞工作条件恶劣，因此，对活塞材料的要求比较苛刻，具体要求是：
    （1）活塞的导热性要好，能很快将活塞上的热通过活塞环传给缸体，否则，活塞的硬度、强度下降显著。
    （2）活塞耐热性要好，不粘缸，硬度、强度下降微小。
    （3）活塞膨胀系数小可防止活塞热膨胀量大而卡死在气缸内或拉缸，使发动机动力减小、熄火，难以起动。
    （4）重量轻：因为重量关系活塞组件的惯性，否则，将使动力下降，并使活塞销及活塞销孔磨损大，机械应力更大。
    （5）耐磨性及耐腐蚀性要好。
    （6）有一定强度、刚度、硬度。
    （7）从以上选材的要求出发，还要根据发动机类型、额定功率、额定扭矩、额定转速选材。

    8．活塞的材料有几种？为什么？
    从活塞选材的要求可知，通常有三种活塞材料可供选择：
    （1）铝合金铸件：此材料导热性良好，导热能力比铸铁件高4～5倍，活塞头部的热量很容易通过活塞环传给缸体。另外，铝合金密度仅为2. 7g/cm2，重量轻，惯性小，适用于高速发动机。一般汽油机都采用它。但其缺点是膨胀系数大，膨胀量比铸铁大1～1.5倍，容易卡死在气缸内或拉缸。同时，铝合金在高温350℃以上时，强度、硬度比铸铁下降大，易龟裂，并在活塞顶上积炭。
    （2）铸铁合金：此材料硬度高，比铝合金铸件耐磨，强度大，适用于高温、高机械负荷的大功率柴油机；膨胀系数小，适用于活塞与气缸配合间隙小的发动机；延展性比铝合金活塞好，在爆发力作用下，能承受高应力而不易损坏；缺点是此种材料比重比铝合金大3～4倍，因此惯性力大，不适用于高速发动机。
    （3）为弥补上述两种材料的缺点，活塞顶部采用铸铁合金材料，以保证耐热性和强度，活塞裙部采用铝合金材料，使它导热性好，以保证活塞头部的热量除通过活塞环传给缸壁外，也通过裙部将热量传给缸壁，同时重量减轻，惯性比单纯采用铸铁小得多。这两种材料制成活塞的相应部分，然后用螺栓连接。也可在活塞销座和活塞裙部内嵌钢片，如恒范钢片式活塞。也可用低炭钢片贴在铝合金活塞销座内侧，如称之为自动调节式活塞。这两种活塞总称为双金属活塞，目的就是通过它们不同的膨胀系数，抑制裙部的膨胀量。如将气缸与活塞裙部配合间隙减小，裙部的导向与密封作用更好。

    9．活塞的构造是怎样的？
    汽车发动机活塞工作条件恶劣，在气缸内运动靠曲柄、连杆大头飞溅机油润滑，粘附在缸壁上机油膜、气膜在做功行程，特别在上止点附近时，会被混合气燃烧掉，因此，活塞结构复杂。汽车发动机的活塞分为活塞顶部、头部、裙部、活塞销座四部分。
    （1）活塞顶部：用于承受高温高压气体作用，同时，还与混合气中油分子、废气直接接触。①平顶活塞：此种形式的活塞顶广泛用于汽油机，因为它工艺性好，容易制造，成本低，燃烧室散热面积小，结构紧凑，而且热量分布均匀，活塞重量轻，惯性小。②凹顶活塞：多用于柴油机，但现代汽油机使用也不少。这种形式的活塞结构紧凑，散热面积小，在设计时，容易设计成各种压缩比和各种形式的燃烧室形状。③凸顶活塞：一般用于小功率的二行程汽油发动机。
    （2）活塞头部：除活塞顶部以外到活塞最后一道环槽之间的部分称为活塞头部。活塞头部设计有气环槽2～3个，用于装气环。在最后一个气环槽下方，设计有刮油槽1～2个，并在油环槽底部钻若干小孔。刮油环槽内装刮油环，缸壁上形成机油膜的多余机油，被刮油环刮下。刮下的油一方面沿缸壁流到油底壳，另一方面从刮油环槽底部小孔流入油底壳。活塞头部壁比裙部壁厚。
    （3）活塞销座：活塞销孔座处的壁比垂直活塞销孔中心线的壁厚。活塞销座孔的中心线与活塞中心线有相交，也有不相交之分。在活塞内空腔中，设置有辐射状的加强筋，防止活塞在最大爆发力和侧压力作用下变形。
    （4）活塞裙部：活塞裙部是活塞在气缸内上下直线运动时，起导向作用，承受侧压力作用。活塞裙部有开槽和不开槽之分。裙部开槽活塞适用于气缸直径较小、爆发力较低的发动机；不开槽的活塞适用于大功率、大吨位的货车发动机。活塞裙部呈椭圆形，长轴在与活塞销孔中心线垂直方向，短轴在与活塞销孔中心线平行的方向。为减少活塞销座的变形量，有的活塞在裙部与活塞销座的下方外侧去除了一部分金属材料，或在活塞销孔座外端面铸造两个很浅的不通孔的凹槽，为了减少活塞顶部、头部的热量传给裙部，减少裙部长轴两侧面变形量，在位于活塞销两侧的刮油环槽底部开切槽。为避让曲轴的曲拐，活塞裙部尽量设计短一点。

    10．为何将活塞设计成锥形？活塞裙部为何设计为椭圆形？
    （1）活塞制成锥形：从活塞工作条件可知，活塞顶部、头部温度比裙部温度高，头部的壁又比裙部壁厚，所以，头部膨胀量比裙部膨胀量大。为使活塞正常工作，不致卡死气孔，或拉缸，使活塞在热态时各处与气缸壁有适当的配合间隙，头部直径比裙部直径应小，制成上小下大的“截锥形”。但这种形式使活塞在冷态时，由于顶部、头部的直径比裙部长轴方向的直径小，所以，活塞与气缸配合时，头部的间隙大于气缸与裙部配合的标准间隙。
    （2）裙部制成椭圆形：活塞头部温度比裙部温度高，活塞销座孔壁比垂直于活塞销孔中心线的裙部壁厚。在热态时，活塞销座沿法线向外膨胀量比与垂直活塞销孔中心线的裙部壁膨胀量大。为使活塞正常工作，不致拉缸、卡死气缸，同时，为使活塞在热态时变为正圆，气缸壁配合间隙一致，应将裙部制成椭圆形，长轴与活塞销孔中心线垂直，短轴与活塞销孔中心线平行，裙部的纵向剖面是圆锥形。

    11．活塞顶部不装活塞环的凹槽有何作用？为什么活塞裙部开了绝热槽和膨胀槽？
    （1）凹槽的作用：此槽又称隔热槽。所谓隔热槽是因为它设置在第一道气环槽上方较窄的一个槽，能将顶部所承受的热量不全部传给第一道气环散热给气缸壁，而是隔断部分热流，迫使一部分热分流到第二、第三道气环，散热给气缸壁，从而可防止第一道气环因受热太多而积炭并与气缸卡死，也减少了第一道气环与环槽上、下平面的磨损，延长了环槽使用寿命。
    （2）绝热槽和膨胀槽：所谓绝热槽是在刮油环槽下方不远处、与活塞销孔中心线平行、且在它两侧的裙部各开一个槽（通孔），减少头部热量传给裙部，使裙部长轴与缸孔的配合间隙减小。所谓膨胀槽是指与在活塞销孔中心线垂直的各一侧，并从绝热槽下平面到裙部下方开一个槽，槽的最下端位于与裙部长轴方向平行处。此槽使裙部有一定弹性，在热态时，能补偿因膨胀而卡死气缸。为防止在槽两端交接处尖锐角产生应力集中，在绝热槽两端面和膨胀槽下端面各铸造一个小圆孔，并在圆孔和槽交接处铸成圆弧。

    12．为什么活塞与气缸配合要分组？
    气缸与活塞配合就是气缸与活塞长轴方向尺寸的配合。虽然活塞承受的热应力和机械应力很大，又承受侧压力，尤其在爆发力作用下，侧压力更大，但配合间隙很小。为使裙部起正常的导向作用，要求机加工精度很高，这就使加工成本很高。对此，把搪缸、活塞加工的尺寸公差放大，以便加工，然后根据配合间隙，对气缸尺寸和活塞裙部长轴尺寸分组。对分组的缸径，用颜色在缸体侧面做识别标记。对活塞的尺寸分组，在活塞顶平面规定处刻印数字标记。总装时，根据气缸的组别标记和活塞的组别标记选配，确保配合间隙正确。大修时，无论是搪缸或是镶套，都应根据活塞裙部长轴方向并离活塞下端面向上一定距离的直径和配合间隙搪缸或镶套，使气缸直径与镶套的直径和活塞配合达到一定间隙（见表1、表2）。

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