活塞及其相关摩擦副是发动机里面最核心和最难的一部分，活塞本身参与了燃烧室的构建，需要考虑气流组织、油气混合及燃烧过程，并处于高温、高载、高腐蚀的工作环境；活塞、活塞环、缸套组成的摩擦系统占据了发动机机械损失的60%以上。也就是说活塞需要考虑发动机工作过程、热机强度、摩擦/磨损等方面的要求，综合了多物理场及多学科的分析。
