[科普中国]-活塞行程

简介

活塞行程等于曲轴连杆轴部分旋转直径长度。一般用s表示，对应一个活塞行程，曲轴旋转180°。活塞行程大不仅增大了发动机的总高，而且不利于提高发动机的转速。

压缩机在每两个活塞行程完成一次循环，每次循环包括膨胀，吸气 ，压缩，排气 四个过程。则需要曲轴转动两圈即720。。

我国二十世纪九十年代中小型活塞式制冷压缩机系列的活塞行程有40、55、70、100、140mm等几种。活塞行程与气缸面积的乘积决定气缸工作容积，因此它是决定压缩机结构尺寸及特性的重要参数之一。根据被压缩气体在气缸里的状态，又有吸气行程、膨胀行程、压缩行程和排气行程。1

活塞行程的相关计算液压缸活塞行程S的计算液压缸的活塞行程S，在初步设计时，主要是按实际工作需要的长度来考虑。由于活塞杆细长，应进行纵向弯曲强度校核和液压缸的稳定性计算。因此实际需要的工作行程并不一定是液压缸的稳定性所允许的行程。为了计算行程，应首先计算出活塞杆的最大允许计算长度（单位m）

式中d——活塞杆直径，m；

P——活塞杆纵向压缩负载，N；

n——末端条件系数；

nk——安全系数，nk>6。

活塞行程与气缸直径的比值活塞行程S与气缸直径D的比值S/D是决定内燃机设计的基本条件。当完成内燃机的选型后，其冲程数、气缸数已经确定；根据设计目标确定了内燃机的有效功率和标定转速；平均有效压力的数值可参照几台已有同类型的内燃机估算得到。由式可知，这样所设计的内燃机的每一气缸的工作容积Vh为

由上式可见，同一Vh值可以由不同的气缸直径D和活塞行程S组合而成。要正确地确定出活塞行程和气缸直径，必须正确地确定活塞行程与气缸直径比S/D，这一参数的选择极大地影响了内燃机的结构和性能。

当每一气缸工作容积一定时，采用较小的S/D值有如下优点：

(1)可相应提高内燃机曲轴转速而不至于使活塞平均速度超过许可值，因而可提高升功率。

(2)可降低直列式内燃机及对动活塞式内燃机的高度，缩小卧式及对置气缸式内燃机的宽度，减小V形内燃机的高度和宽度。特别是对于对置气缸式和V形内燃机而言，其长度并不取决于气缸的大小，而是取决于曲轴各轴承所要求的最小轴向尺寸，因而可减小外形尺寸并相应减轻重量。

(3)由于内燃机曲柄半径减小，曲轴主轴颈和曲柄销轴颈的重叠度增大，因此刚度增加，应力状态得以改善。同时，连杆长度缩短，这对其强度和刚度均有利。

(4)由于内燃机的气缸直径的增大，易于布置气缸盖上的气道和配气机构，这样可以采用较高的发动机转速，而且由于气门通道的加大有利于改善进气条件。2

技术要点当采用较小的S/D时，由于气缸直径的加大，热负荷、机械负荷和噪声相应加大；对于单列式内燃机而言(一般为直列式、卧式内燃机)长度增大；此外，较小的S/D值不利于燃烧室的设计，对于直流式换气二冲程内燃机而言换气效果将会有所影响。因此，在确定S/D值时要具体情况具体分析。

现代汽车、拖拉机、工程机械内燃机的S/D值一般在0.7～1.3，对于高速柴油机而言，S/D值在0.9～1.15的范围内，中速柴油机的为1～1.25，低速柴油机的为1.6～2.2。汽油机的S/D值一般在0.8～1.2的范围内。通常将S/D值小于1或等于1的内燃机称为短行程内燃机。2

短行程发动机在结构设计上有一定的技术难度，应该采取相应的技术措施。由于发动机转速高，应减轻运动件的质量，减少惯性力。加强活塞环的设计与研究，减少摩擦损失，提高气缸与活塞环的寿命。提高轴瓦与轴承的承载能力。设计合理的配气机构，提高配气机构的刚度，保证气门运动规律的准确性，减少振动和磨损，提高配气机构的寿命。3

制动缸活塞行程的调整制动缸活塞行程，是指制动时制动缸活塞所移动的距离，这个距离是由三个方面产生的：其一是缓解状态下的闸瓦间隙；其二是各传动杠杆销接处各圆销与圆销孔之间的间隙；其三是基础制动装置各种杆件在制动时产生的弹性变形。其中闸瓦间隙的变化影响最大。

制动缸活塞行程的长短与制动力有密切的关系。当施行制动作用时，在相同的制动管减压量下，活塞行程过长时，制动缸容积增大，副风缸与制动缸的计算容积比减小，制动缸空气压力就要降低，从而使制动力减小，延长制动距离，影响行车安全。反之，当制动缸活塞行程过短时，制动缸压力就会增大，容易抱死车轮，造成车轮踏面擦伤。而且，在列车中，如果各车辆的制动缸活塞行程长短相差过大时，还会使各车辆的制动力相差悬殊，从而增加列车的纵向动力作用。

此外，制动缸活塞行程超长还会造成基础制动装置的作用不正确，从而使制动缸前杠杆和制动缸后杠杆的斜度扩大，产生杠杆与托架相抗的现象，即所谓的抗托现象。由于抗托，从而降低制动效果，甚至无制动力。

制动缸活塞行程超长的危害很大，一些事故，如冒进、放飓、闸件脱落等都与制动缸活塞行程有关。因此，在运用中必须及时地对变化了的制动缸活塞行程进行适当的调整，使之保持在规定的范围内（表1是《技规》对车辆制动缸活塞行程规定的运用限度和《车辆制动机检修规程》规定的其他限度）。另一方面应尽快地使用闸瓦间隙自动调整器，从根本上解决制动缸活塞行程超长的问题。4

表1制动缸活塞行程限度表（mm）

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