內燃機的不斷發展，是建立在主要零部件性能和壽命不斷改進和提高的基礎上的，尤其是隨著發動機強化程度的提高、功率的增大和轉速的增加，零部件尤其是直噴式柴油機活塞的工作環境變得更加惡劣了�；钊慕Y構直接影響活塞的溫度分布和熱應力分布，因此就有必要對活塞的結構和性能作出預測和評價。
活塞是內燃機上最關鍵的運動件，它在高溫高壓下承受反復交變載荷，被稱為內燃機的心臟，特別是坦克、艦艇和軍用車船用內燃機活塞則要求更高，它已成為制約內燃機發展的一個突出問題。
活塞是曲柄連桿機構的重要零件煤氣主要功用是承受燃燒氣體壓力和慣性力，并將燃燒氣體壓力通過活塞銷傳給連桿，推動曲軸旋轉對外作功。此外，活塞又是燃燒室的組成部分。
活塞是內燃機中工作條件最嚴酷的零件。作用于活塞上的氣體壓力和慣性力都是周期變化的，燃燒瞬時作用于活塞上的氣體壓力很高，如增壓內燃機的最高燃燒壓力可達14—16MPa。而且活塞還要承受在連桿傾斜位置時側壓力的周期性沖擊作用，在氣體壓力、往復慣性力和側壓力的共同作用下，可能引起活塞變形，活塞銷座開裂，活塞側部磨損等。由此可見，活塞應有足夠的強度和剛度，而且質量要輕。
活塞頂部直接與高溫燃氣接觸，活塞頂部的溫度很高，各部的溫差很大，柴油機活塞頂部常布置有凹坑狀燃燒室，使頂部實際受熱面積加大，熱負荷更加嚴重。高溫必然會引起活塞材料的強度下降，活塞的熱膨脹量增加，破壞活塞與氣缸壁的正常間隙。另外，由于冷熱不均勻所產生的熱應力容易使活塞頂部出現疲勞熱裂現象。所以要求活塞應有足夠的耐熱性和良好的導熱性，小的線膨脹系數。同時在結構上采取適當的措施，防止過大的熱變形。
活塞運動速度和工作溫度高，潤滑條件差，因此摩擦損失大，磨損嚴重。要求應具良好的減摩性或采取特殊的表面處理。
1.2活塞的材料
現代內燃機廣泛使用鋁合金活塞。鋁合金導熱性好（比鑄鐵大3-4倍），密度�。s為鑄鐵的1/3）。因此鋁活塞慣性力小，工作溫度低，溫度分布均勻，對改善工作條件減少熱應力延緩機油變質有利。目前鋁活塞廣泛采用含硅12％左右的共晶鋁硅合金制造，外加銅和鎳，以提高熱穩定性和高溫機械性能。鋁活塞毛胚可采用金屬模鑄造，鍛造和液壓模鍛等方法生產。
為了提高鋁活塞的強度和硬度，并穩定形狀尺寸，必須對活塞進行淬火和時效熱處理。
1.3活塞結構
活塞按部位不同，分為頂部，頭部和裙部三部分。
1.3.1活塞頂部
活塞頂部是燃燒室的組成部分，其形狀與燃燒室形狀和壓縮比有關，一般有平頂，凸頂和凹頂三種。
1.3.2活塞頭部
活塞頭部是指由活塞頂部到油環下端面之間的部分。在活塞頭部加工有用來安裝氣環和油環的氣環槽和油環槽。在油環槽的低部還加工有回油孔或橫向切槽。活塞頭部有足夠的厚度，從活塞頂部到環槽區的斷面要盡可能的圓滑，過度圓角半徑應足夠大，以減少熱流阻力，便于熱量從活塞頂部經活塞環傳給氣缸壁，使活塞環的溫度不至于過高。
1.3.3活塞裙部
活塞頭以下的部分為活塞裙部，活塞銷座位于裙部。裙部起導向作用，并承受側壓力。因此，活塞裙部的形狀保證活塞在氣缸得到良好的導向，氣缸與活塞之間在任何工況下都能保證均勻，合適的間隙，并有一定的承壓面積。 |
