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1、第06讲 机体组 气缸体气缸盖气缸盖罩与气缸衬垫油底壳 上一讲 回本章 下一讲一、气缸体气缸体是发动机的基体和骨架，称为气缸体曲轴箱。气缸体往往与曲轴箱铸成一体，通常简称气缸体。1.气缸体的工作条件（1）工作条件气缸体提供构成活塞运动的空间气缸，以及为气缸进行冷却的空间（水套和散热片）。气缸体承受气缸内气体压力和曲柄连杆机构运动产生的惯性力所造成的拉伸载荷、纵向弯曲载荷，受力复杂。同时，气缸与高温燃气接触，工作面热负荷高，摩擦磨损问题严重。（2）材料要求要有足够的刚度热负荷高的部位要进行适当的冷却与各运动部件构成摩擦副的部位，要有很好的耐磨和减磨性能（3）气缸体的材料铸铁材料：为提高其强度和耐
2、磨性，加入少量的合金元素，如：镍、铬等铝合金：质量轻，导热性好2.气缸体的结构型式（1）平底式（2）龙门式（3）隧道式概念：曲轴轴线与缸体下平面共面曲轴轴线高于缸体下平面主轴承座、盖为一体特点：便于机械加工但刚度较差刚度强度较好但工艺性较差结构刚度大但最重应用：多用于中小型发动机。如夏利、富康发动机，BJ492Q中型及重型车用发动机。如捷达/高尔夫发动机，CA6102机械负荷大柴油机。如6135Q滚动主轴承平底式 龙门式 隧道式3.气缸的排列方式（发动机形式）（1）气缸直列式（视频）结构简单、加工容易、长度较大、高度较大，一般多用于6缸以下发动机（2）气缸V型式（视频）缩短长度、缩短高度、刚度
3、增加、重量减轻，形状复杂、宽度加大、加工困难，一般多用于8缸以上发动机（3）气缸对置式（视频）高度较小、布置方便，对风冷发动机有利4.气缸的结构形式（有无气缸套）（1）无气缸套气缸套与气缸体为一体，广泛应用于强化程度不高的轿车用汽油机中，合金铸铁缸体（2）湿式缸套（视频）缸体铸造方便 容易拆卸更换 冷却效果较好 刚度较差，易漏气和漏水。用合金铸铁制造的湿式缸套壁厚一般为59mm，利用缸套的上、下定位环A、B实现其径向定位，轴向定位靠缸套上方凸缘与气缸体顶部的支撑面C实现。一般用于普通铸铁或铝合金缸体（3） 干式缸套（视频）气缸套不与冷却液接触，通常压入气缸套座孔内。可分为普通干式缸套和可卸干式
4、缸套。普通铸铁或铝合金缸体1）普通干式缸套与缸体紧配合、刚度较好、制造工艺复杂、拆卸困难2）可卸干式缸套与缸体不是紧配合、可拆卸更换、上端有凸缘（4）干式缸套和湿式缸套的比较湿式缸套：和冷却水直接接触、与缸体配合较松、壁厚 59mm 干式缸套：不直接和冷却水接触、与缸体紧配合、壁厚 13mm 5.水冷与风冷式气缸体（盖）（1）水冷式气缸体（盖）（视频）利用水套中的冷却水流过高温零件的周围带走多余热量（2）风冷式气缸体（盖）（视频）缸体与曲轴箱分开铸造，缸体和缸盖铸有散热片。如有风扇可加强散热二、气缸盖1.气缸盖的功用 气缸盖密封燃烧室，和其他各部分共同形成燃烧空间，其上安装配气机构的大部分零件
5、和喷油器或火花塞，内设冷却水路和润滑油道，进、排气道。2.气缸盖的工作条件与要求 气缸盖承受气体力和紧固气缸盖螺栓所造成的机械负荷，同时，还由于与高温燃气接触而承受很高的热负荷。为保证良好密封，气缸盖既不能损坏，也不能变形。为此，气缸盖要有足够的强度和刚度。为使温度分布均匀，冷却要良好3.气缸盖的材料导热性好、机械强度和热强度高、铸造性能好。一般采用铝合金、灰铸铁、合金铸铁等4.气缸盖的结构型式（视频）气缸盖是结构复杂的箱形零件，其构造受许多结构因素的影响，如每缸气门数、凸轮轴的位置、冷却方式以及进排气道及燃烧室形状。水冷发动机的气缸盖有整体式、分块式和单体式三种。整体式：能覆盖全部气缸，缩短
6、气缸中心距，适合于缸径小于105mm，缸数小于6的发动机。可缩短发动机总长度，刚性较差分块式：两个气缸或三个气缸采用一个气缸盖单体式：每个气缸都采用一个气缸盖，一般缸径大于140mm或风冷发动机采用。2.燃烧室（1）燃烧室基本要求结构经凑：（表面积/容积）要小，减小热损失，提高热效率能增大进气门直径或进气道通道面积：增加进气量，提高发动机转矩和功率能在压缩行程终点产生挤气涡流：以提高混合气燃烧速度，保证混合气充分燃烧汽油机燃烧室：应保证火焰传播距离最短，以防止发生不正常燃烧柴油机燃烧室：应与燃油喷射、空气涡流运动进行良好配合（2）汽油机燃烧室1）楔形燃烧室（视频）结构紧凑，面容比小，爆燃的可能
7、性小，火花塞处扫气方便，点火性能好，气门布置在斜面上，可增大进气面积，能形成一定的挤流，利于火焰的传播和燃料的燃烧，但工作粗暴。2）盆形燃烧室（视频）结构简单，但面容比较大，HC排放较大，能形成一定的挤气面积，有利于火焰传播和燃料燃烧，工作柔和，缸盖的工艺性好。3）半球形燃烧室（视频）结构紧凑，气门位于球面上，可增大进气面积，火花塞位于气门中间，火焰传播距离短，没有挤气面积，所以气缸内的气流运动较弱，容易实现多气门机构的布置。（3）柴油机燃烧室1）直喷式燃烧室（视频）又称统一式燃烧室燃烧室容积集中于活塞顶上的燃烧室凹坑内型燃烧室结构简单，燃烧室位于活塞顶，喷油器采用孔式喷油器，混合气的形成以空
8、间雾化为主。球形燃烧室燃烧室位于活塞顶部的深坑内，采用单孔或双孔喷油器，混合气的形成以油膜蒸发为主。采用螺旋进气道形成强烈的进气涡流。2）分隔式燃烧室：分为两个部分，主燃烧室位于活塞顶，而副燃烧室位于缸盖上，主副燃烧室通过通道相同，喷油嘴位于副燃烧室内。涡流室燃烧室（视频）主副燃烧室之间通过狭窄的切向通道相通，压缩行程中，空气从主燃烧室被挤入涡流室（副燃烧室）形成强烈有规则涡流运动，大部分柴油在涡流室内燃烧，形成二次涡流混合燃烧燃油顺气流方向喷射高速性能好，多用于轿车和轻型汽车的柴油机上预燃室燃烧室（视频）主副燃烧室之间的通道不是切向连接，且截面积较小在压缩行程中，空气被挤入预燃室产生无规则紊
9、流，并在预燃室顶部预先燃烧，小部分柴油在预燃室内燃烧，产生二次紊流混合完全燃烧。燃油迎着气流方向喷射三、气缸盖罩与气缸衬垫1.气缸盖罩位置 气缸盖上部功用 起封闭及防尘作用材料 一般为薄钢板冲压而成缸盖螺栓：用于固定缸盖，要求用规定力矩按规定顺序分23次拧紧2.气缸衬垫（视频）（1）功用：保持气缸密封不漏气，保持由机体流向气缸盖的冷却液和机油不泄漏。（2）要求：要有足够的强度；要耐压、耐热、耐腐蚀；要有弹性，补偿机体顶面和缸盖底面的粗糙度和不平度。（3）种类：按所用材料不同，可分为金属石棉衬垫、金属复合材料衬垫、全金属衬垫。金属石棉衬垫：以石棉为基体，外包铜皮或钢皮；有的以钢丝或带孔钢板为骨架，外附石棉而成，气缸孔，油孔，水孔周围用金属包边。金属复合材料衬垫：钢板的两面粘附耐热、耐压和耐腐蚀的新型材料。全金属衬垫：用优质的铝板或不锈钢叠片制成四、油底壳1.功用：储存机油和封闭机体或曲轴箱。2.结构（视频）一般用薄钢片冲压而成，或者用铝合金铸造而成，为了加强散热，通常铸有散热片，曲轴箱中部和后部通常做的深一些，内部有隔板，防治大量泡沫的产生，下部有放油螺塞。
