活塞雖小，卻包含了許多你不知道的細節

如果說發動機是汽車的心臟，那麼活塞就可以稱為這顆心臟的「中樞」，小小的活塞有何稱道之處呢？我們不妨往下看。

活塞功用及材料。

活塞的主要功用是承受燃燒氣體壓力，並將這個力傳遞給連桿用以推動曲軸旋轉。活塞的工作環境十分惡劣，也正是因為高溫、高壓、高往複慣性力的環境，讓活塞的選材變得十分重要。

高溫會帶來機械強度下降、配合異常，而冷熱不均、高負荷運行則會造成活塞開裂、變形等情況，所以活塞材料必須有足夠大的剛度和強度，擁有良好的導熱性且耐高溫、高壓和摩擦，並且應盡量使用質量輕、慣性力小的材料，鋁合金自然是最好的選擇；當然，時至今日也仍有極少部分活塞會選用灰鑄鐵或耐熱鋼為材料。

活塞構造及各部位功用。

活塞可以分為三個部分，頂部、頭部和裙部。

活塞頂部主要用以加工燃燒室、為氣門預留一定空間，其形狀與燃燒室形狀和壓縮比大小有關。目前大多數汽油機採用的是平頂活塞，它加工簡單、受熱面積小，而對於想要調節壓縮比的汽油機，可以適當的採用凹頂或凸頂活塞。對於柴油機而言，為了更好的促進燃燒，形成二次渦輪，通常會將活塞頂做成特定的形狀。

活塞頂至油環槽下端面之間的部分，被稱為活塞頭部。它有四個作用，首先在它上面加工有活塞環槽，用以安裝活塞環；其次它與活塞環一起密封氣缸，防止可燃混合氣進入曲軸箱；第三，它能吸收頂部傳來的熱量，並向氣缸壁傳遞散熱；最後它還能承受氣體壓力，傳遞動力給連桿。

一般來說，現在的汽油機會採用三個活塞環，前兩個為氣環、最底下為油環，在油環槽底部，還加工有回油孔或橫向切槽，將油環從氣缸壁上刮下來的多餘機油送回油底殼。由於活塞環與氣缸壁的緊密接觸，活塞環槽的磨損較活塞其他區域更加嚴重，因此許多廠商會在在鋁合金活塞頭部鑄入纖維增強合金圓環，同時在第一環槽或前兩個環槽處鑲嵌耐熱護圈，以此來提高活塞強度和耐磨性。值得注意的是，活塞環之間應該呈角度放置，以保證氣缸密閉性。

同時為了更好的冷卻活塞，一些活塞還在第一道氣環上方設計了一道隔熱槽，降低了第一氣環的受熱，將熱量更多傳遞到二、三道活塞環處，使得散熱更快。

而在頭部以下，則是活塞裙部，它的作用在於引導活塞作往複運動，並承受來自側向的壓力。在理想狀態下，氣缸與活塞之間應始終保持均勻、適宜的間隙，但受氣體壓力和熱力的影響，活塞形狀、體積將發生變化，因此如何合理的設計活塞形狀就變得至關重要。由於活塞上部分受熱較多，所以活塞膨脹量是上大下小，所以我們必須將活塞製成上小下大的圓台；而根據活塞受力等狀態來看，俯視圖上活塞裙部會在活塞銷孔軸線方向增大，因此在製造時還應將活塞裙部橫斷面加工為橢圓形，且橢圓長軸與活塞銷孔軸線垂直。

而活塞銷則是用以連接活塞與連桿的裝置，活塞與連桿之間力的傳遞便是通過它來完成。由於受到來自連桿的力的影響，活塞運動會出現敲打缸壁的情況，為了避免這種情況的發生，在設計時會將活塞銷孔位置朝主推力面一側偏移1-2mm。

活塞表面處理。

根據不同的需求，我們還可以對活塞進行不同的表面處理，若想降低活塞頂部吸熱量，增大熱阻，我們可以對活塞頂做硬膜陽極氧化處理；為了避免潤滑不良時出現拉缸現象和降低裙部磨損，可以為活塞裙部鍍錫、鍍鋅或者塗覆石墨。

綜上所述，作為一個高速往複且至關重要的汽車零部件，活塞不僅需要上述這些精細的設計，更需要超高精度的加工，可見這個小小的活塞所包含的技術還真不少。