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1、缸盖和缸体结构设计8缸体上的散热面组成，约占总散热面的9095，其余表面散出的热量不大于1015，因此，在确定发动机散热表面积时，只考虑气缸盖和气缸体的散热表面积，而不考虑其他部分的散热表面积。可以用比散热表面积评价散热表面积是否足够。对于摩托车发动机单位功率散热表面积为250700cm2kw，升排量散热表面积为30008000cm2L。由于气缸盖散出的热量比较多，因此散热片的温度较高，为使整个气缸盖的温度均匀分布并获得最低平均温度，通常摩托车发动机气缸盖散热面积为总散热面积的6065，而气缸体的散热面积为3540。但是，由于在气缸盖上布置较多的散热片有困难，因此，一般气缸盖上散热片的高度设计
2、得较高，为4060mm。8.1.3 气缸盖散热片的布置 气缸盖上散热片采用横向布置方式，散热片在进排气道壁、火花塞的位置成水平布置，散热片与气缸盖上其他散热片肋条相连，使热量能在散热片上合理分配，而且也可以对冷却空气有导向作用，减小气道阻力。8.1.4提高气缸盖刚度、强度的措施 气缸盖的变形会加速气门座剧烈磨损、气门导管咬死、气缸密封性以及摇臂室与气缸盖结合面密封性破坏。因此，除要求气缸盖有良好的散热性能外，还得有足够的刚度。 提高气缸盖刚度、强度可采用下列措施： 1）防止热变形。为防止热变形和出现裂纹，使其温度均匀，在设计时两气门之间的宽度不宜太小，应在大于5mm，约为气缸直径的512。 2
3、）造当地增加气缸盖底面的厚度。适当地增加气缸盖底面的厚度既可增加刚度，又可增大气缸盖底面热流截面积，使螺栓的固紧力可以经摇臂轴、摇臂座传到气缸盖底面，而固定火花塞用的螺栓孔壁也应与气缸盖底面相连，以免气缸盖底面变形。 3）气缸盖要有足够的刚度。在螺栓作用下，气缸盖底部的压力分布要均匀，保证气缸盖与气缸体间的密封。 4）在铸造条件允许时，应尽可能使摇臂室、摇臂座、气门间纵向散热片、螺栓孔壁、火花塞座、进排气管壁和气缸盖底面铸成一体，形成刚度好的箱形结构。5）为了布置更多的散热片，进、排气道可设计成高而窄的结构，并使进、排气道尽可能短些。8.2气缸体设计气缸与气缸盖、活塞形成工作循环的空间，并对活
4、塞起导向作用。发动机工作时，在气体燃烧压力和缸壁内外温差的作用下，气缸体受到相当大的机械应力和热应力。此外，活塞组对气缸的侧压力和滑动摩擦，使气缸体发生磨损。 风冷发动机的气缸体也是热负荷较高的零件，由于受到气缸体结构及冷却气流环绕气缸流动的影响，气缸体上、中、下部及四周的温度分布很不均匀，这使得气缸体变形较大，如果气缸本身润滑条件较差，就会加剧气缸的磨损，增加机油的消耗量。风冷发动机的最高温度位置是在当活塞运动至上止点时，第一道活塞环所对应的出风口。为保证气缸体能可靠地工作，气缸体背风面上部区域的温度不宜超过180200，并且沿气缸体上、下部温差一般不超过3070。气缸体滑四周的温差很重要，
5、温差越大，造成气缸体的变形也越大，磨损增加。因此要求散热片对气流的阻力应尽可能小。气缸体的设计要求有：l）要有足够的强度，以承受高温高压下的机械应力和热应力。应有足够的刚度以保证在任何情况下气缸体的变形较小。 2）要有良好的抗磨性能。其内表面有一定的珩磨沟纹和贮油孔隙，以保证可靠的润滑。 3）气缸套的结构设计和材料选择，应避免拉缸或咬缸。4）气缸体应制造简单，维修方便，价格低廉。8.2.1 缸体结构设计气缸体采用单体式，曲轴箱设计成隧道式，使曲轴箱保持有一定的刚度。气缸体的结构为压入式气缸体，气缸套为合金铸铁制造，压入到铝合金气缸体中，铸铁气缸套具有较高的耐磨性，铝合金散热片有较好的散热效果。
6、 气缸体壁的结构设计成凹形，顶部和下部较厚、中间较薄。因为气缸盖上的一部分热量需要通过气缸上部传递出去，为了更好地传热，将气缸上部做得厚一些，同时，作支承也减少了此处的应力集中。气缸盖与气缸体的接触面积约为活塞顶面积的3540。在下部与曲轴箱支承的地方，为了提高强度，避免应力集中，用大的圆弧逐渐加厚支承凸缘。散热片沿气缸轴线方向的布置要从最佳散热状态出发，上端应尽可能接近气缸盖底平面开始布置，这样可使气缸盖的一部分热量通过气缸体上的散热片传向外界；而下端散热片布置到活塞在下止点时活塞环所在的位置，以保证活塞环有效的冷却。散热片沿气缸轴线布置的长度约占气缸长度的4555。气缸体与气缸盖和曲轴箱之
7、间采用长螺栓直接连接。螺栓要用柔性螺栓，螺栓的布置应尽可能均匀，每个螺栓所负担的压紧面积尽可能相等，并靠近气缸外壁。8.2.2 气缸套材料合金铸铁中添加Ni、Cr、Cu、Mo等合金元素，能够使铸铁组织均匀，珠光体致密，高硬度的碳化物的形成有利于提高强度、耐磨性和耐蚀性。8.2.3 提高气缸套耐磨性的措施为了提高气缸套的耐磨性，可以从以下几方面选择改进措施： （1）选择适当的材料及其热处理工艺是提高气缸套耐磨性的一个重要措施。改善铸铁中石墨的形态和分布，改进金相基体组织，添加合金元素，选配偏高的缸套硬度，对抗磨料磨损有利。如含硼铸铁对抗熔着磨损是有利的。 （2）提高气缸套内表面几何精度 气缸套内
8、孔加工几何形状精度高，若与活塞组配合良好，漏气少，可减少磨损。气缸套内径尺寸公差为IT7级，内表面的圆度为7级，内表面粗糙度应不大于Ra0.25m。 （3）合理选择珩磨沟纹 珩磨沟纹对气缸套磨损有影响。交叉珩磨沟纹的夹角为2232，每条沟纹必须切削得很光滑，不得有碎落或叠积物质损伤。沟纹平均宽度为1016Pm，净度为46.5m，间距为2030m。在珩磨沟纹之间凸起“小方块”是通过一定压力所产生的。珩磨的沟纹，深宽相宜，且分布均匀。凸起的“小方块”面积占整个部分的1/21/3，“小方块”表面不进行抛光或磨光，保留原先加工网纹。采用此种珩磨，能使油膜均匀分布，往复运动件得到足够润滑，可在最小磨损下
9、迅速形成较好的贴合面，同时机油消耗量小，寿命延长。 （4）气缸套内表面处理 气缸套内表面处理主要用镀铬、氮化、表面淬硬、喷镀等。 （5）控制气缸套壁温 气缸套温度高于酸性燃烧产物的露点，可减少腐蚀磨损。考虑到缸套的冷却要求，第一环在上止点处不宜超过180，一般情况下，要求气缸套上部温度在140左右，下部约为100120。 （6）改进气缸体结构 对于风冷发动机，气缸体应该使温度场分布均匀，增加刚度，减少气缸体变形，有利于减少磨损。 （7）适当选择气缸套与活塞环的匹配 铸铁气缸套与铸铁活塞环的硬度比值在11.12为宜。活塞环压力太高，刮油能力强，但环周的局部压力过高，会使油膜破坏造成于摩擦。环压力太低，容易漏气，造成熔着磨损。第一环镀铬或喷钼，可以提高环的寿命35倍、缸套寿命11.5倍。 （8）其他措施 改进空气和润滑油的滤清器结构，提高滤清效果。活塞裙部镀锡，喷涂石墨对防止拉缸有较好的作用。活塞裙部采用变椭圆形或桶形可减少缸套变形，改善贴合面积，减轻磨损。
