康明斯柴油发电机组活塞的作用、结构与工作过程
柴油发电机组的活塞作用是与汽缸、汽缸盖组成燃烧室，并通过活塞销和连杆向曲轴传递机械能。活塞顶部是燃烧室的组成部分，当柴油发电机工作时，其顶部直接承受5880、8820kpa（增压柴油机为7840～11760kpa）爆发压力和瞬时高温的作用，顶部最高温度达300、400℃，整个活塞温度分布又极不均匀，并进行不等速的高速直线往复运动，这就要求活塞有高的强度、小的热膨胀系数、良好的耐磨性和耐腐蚀性，好的导热性及重量要轻。
图1 活塞结构组成图
图1所示为活塞结构剖视图，活塞主要由活塞顶、活塞裙部、活塞销座和活塞环槽四部分组成。活塞顶部是燃烧室的组成部分，当发动机工作时，它要直接承受气体的高温、高压。汽油发动机活塞顶一般采用平顶，其优点是制造简单，吸热面积小。有些发动机为了改善燃烧室状态，以利于混合气燃烧而采用凹顶或凸顶的活塞。
柴油发电机的活塞顶部通常设有各种各样的凹坑，凹坑是为改变燃烧室的形状而设置的，使可燃混合气的形成更有利，燃烧过程更加完善。对强载度较高的活塞，头部要有冷却油道，以降低温度。康明斯nt系列柴油发电机活塞头部上面切有三道安装密封环（气环）的槽，如图2所示，下面一道槽用以安装刮油环（油环）的槽，油环槽的底面钻有许多小孔，以便使刮油从缸壁上刮下的多余润滑油经小孔流回下曲轴箱。活塞裙部用来引导活塞在汽缸内作直线运动，并把连杆的侧向力传给汽缸壁，因此，应有足够的承压面积。活塞裙部还有活塞销座，将气体作用力经活塞销传给连杆。
图2 活塞与活塞环组件图
由于柴油发电机汽缸中压力很大，故其活塞裙部不开切槽，只是将活塞做成锥形，并在裙部做出较大的椭圆度，因此，它的活塞与汽缸壁的装配间隙比汽油机大。为了保证柴油发电机压缩终了有足够的压力和温度，则要求有更好的密封性，因此，柴油发电机应具有更多的密封环和刮油环。在使用过程中，由于磨损，活塞与缸之间的间隙逐渐增大，若间隙大于0．5m时，需要搪修汽缸，然后按汽缸尺寸选配适当尺寸的活塞，恢复标准间隙。汽缸按原来尺寸加大0．25mm作为修理尺寸，活塞也应有相应的选配尺寸，以保证其密封性。应当指出，在装配活塞时，应注意活塞顶部刻印的各种记号，以保证柴油发电机运转时的平衡。
从活塞的工作情况来看，活塞直接承受着高温、高压，并且气体压力、惯性力是呈周期变化的，因此活塞的不同部分会受到交变的拉伸、压缩或弯曲载荷，同时由于活塞各部分的温度极不均匀，活塞内部很容易因为膨胀、收缩不均匀而导致开裂。因此，要求活塞除了具有足够的强度和尽可能轻的质量外，还要求其热膨胀系数小、导热性好且耐磨。为了满足上述要求，现代发动机普遍采用铝合金材料的活塞。
