活塞头部裂纹主要是热应力引起的，同时还有机械应力的作用。柴油机运转时，活塞顶部温度分布不均：顶部中央或边缘温度zui高，铸钢活塞可达450oC，铝活塞可达300～375oC，活塞配件，顶面冷却侧和di一道环槽附近温度在200oC左右。在正常工作条件下，活塞头部各处存在着温差应力和高压燃气作用的机械应力等，而且这些应力又都是周期性的；当喷油定时不正、燃油雾化不良或火焰直接触及活塞顶面时就会造成局部过热，活塞，引起过大的热应力；当柴油机超负荷运转或活塞顶部冷却不充分时也会引起热应力。过大的热应力会引起裂纹。柴油机频繁起动、停车也会引起热疲劳裂纹。
活塞的工作条件极为恶劣，它受到燃气高温、高压、烧蚀和腐蚀的作用，又是在高速运动、润滑不良并且冷却困难等情况下工作的。它的热负荷和机械负荷很高，而活塞材料在高丑下力学性能又有所降低，故活塞在工作中易发生裂纹和变形。
(1)活塞受燃气压力、运动质量的往复惯 性力以及连杆倾斜时产生的侧推力的周期性作用，并且这些机械负荷都具有冲击性。
(2)活塞顶部受到高温燃气的周期加热，活塞厂家，热负荷很高，不仅使材料的强度降低，并产生较大的热变形和热应力，而且还受到燃气的化学侵蚀。
(3)活塞在侧推力作用和润滑不良的状态下作往复运动，摩擦损失功大，磨损严重。周期性改变方向的侧推力使活塞在运动中撞击气缸套，引起活塞变形及气缸和气缸套振动。
(4)中高速柴油机中由于活塞的往复惯性力较大，会使柴油机振动加剧。
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