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活塞在气缸中作变速运动，气平均速度可达10—14m/s。这样的高速会产生很大的惯性力，它将使曲柄连杆机构的各零件和轴承承受附加的载荷。活塞承受的气压力和惯性力是周期性变化的，因此活塞的各部分会受到交变的拉伸、压缩和弯曲载荷；并且由于活塞各部分的温度极不均匀，活塞内部将产生一定的热压力。 

从活塞的工作条件可以看出，为保证发动机的良好运动特性，对活塞合金材料性能有如下要求：密度小，热膨胀系数小，好的耐磨性，好的力学性能，好的热传导性及好的加工性能。为此，汽车发动机目前采用的活塞材料是铝合金，在个别汽车机上的活塞采用**铸铁或耐热钢制造。铝的密度约为铸铁的1/3，这样采用铝作为活塞用合金的基本材料，在活塞往复运动时可使惯性力尽可能小。同时活塞用铝合金的导热性约为铸铁的3倍，这样高的导热能力可将高热负荷区的热量很快传递给冷却液及气缸和曲柄连杆等，因此使得熔点600Co

的铝合金能在与峰值温度高达2000—2500K的高温燃气相接触的情况下仍能正常工作。但是铝合金在温度升高时，强度和硬度下降较快。为了克服这一缺点，一般要在结构设计、机械加工或热处理上采用各种措施加以弥补。 

四、 曲轴的选材及热处理工艺 

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曲轴的作用是承接连杆传来的力，并由此造成绕其本身轴线的力矩，并对外输出转矩。在发动机工作时，曲轴受到旋转质量的离心力、周期性变化的气体压力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲与扭转载荷。

为了保证工作可靠，要求曲轴具有足够的刚度和强度，各工作表面要耐磨而且润滑良好。曲轴主要由三部分组成，曲轴的前端或称自由端，若干个由曲柄销、它左右两端的曲柄和前后两个主轴颈组成的曲拐，曲轴的后端或称功率输出端。 按照曲轴的主轴颈数，可以将曲轴分为全支撑曲轴和非全支撑曲轴两种。在相邻的两个曲拐之间，都设置一个主轴颈的曲轴，称为全支撑曲轴；否则称为非全支撑曲轴。