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汽车发动机气缸体概述及湿式气缸套的特点

【摘要】:气缸体上有一个或多个活塞在其中做导向运动的圆柱形空腔被称为气缸。·湿式气缸套:气缸套与冷却液直接接触,冷却效果较好,便于维修更换,安装后一般其顶端高出气缸体平面0.05~0.15 mm,以便使气缸盖将气缸盖垫压得更紧,从而提高气缸的封闭性。

1.气缸体的作用

气缸体是发动机的装配基体,结构较为复杂,提供发动机及其部件的安装和支承,它保证了活塞、连杆、曲轴运动部件工作时的准确位置,保证了发动机的换气、冷却和润滑。

气缸体上有一个或多个活塞在其中做导向运动的圆柱形空腔被称为气缸。气缸大部分是由在缸体上镶嵌的气缸套构成(气缸套在分干湿和湿式两种),也有些发动机是在缸体上直接加工出气缸。气缸的周围是冷却水道,主要用来冷却气缸;气缸体上还有油道,主要用来上下传递机油。另外,可通过气缸盖和气缸体的配合形成密封的冷却水道和润滑油道,从而实现对发动机零部件的冷却和润滑,如图5-1所示。

图5-1 气缸体的构造

2.气缸体的工作环境

气缸体的工作环境是潮湿的(汽油及冷却液),且高温、高压、高载荷、摩擦剧烈。

3.气缸体的材料要求

气缸体的工作环境决定了气缸体必须具有高强度、高硬度、高耐磨性以及良好的散热性,目前制作气缸体的材料通常采用优质灰铸铁铝合金等。灰铸铁可以满足高强度、高硬度及高耐磨性等要求,而且工艺性能、减振性、切削加工性能优良,同时成本较低,但是缺点是质量较大,所以现在越来越多的气缸体采用铝合金材料,因为其最大优点是质量轻,也顺应了汽车轻量化的趋势。

4.气缸体的分类

根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同,通常把气缸体分为以下三种形式。

·平分式缸体:其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度,如图5-2所示。

图5-2 平分式缸体

·龙门式缸体:其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心,如图5-3所示。

图5-3 龙门式缸体

·隧道式缸体:这种形式的缸体曲轴的主轴承孔为整体式,采用滚动轴承,主轴承孔较大,曲轴从缸体后部装入,如图5-4所示。

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图5-4 隧道式缸体

根据汽车发动机气缸体的排列方式,又可以把发动机气缸体分以下三种形式。

·直列式气缸体:发动机的各个气缸排成一列,一般为垂直布置的。该类气缸体结构简单,加工容易,但会导致发动机的长度和高度较大,为了降低发动机的高度,有时也把气缸布置成倾斜的甚至是水平的,如图5-5所示。

图5-5 直列式气缸体

·“V”形气缸体:气缸排成两列,左右两列气缸中心线形成夹角γ<180°。V形发动机与直列发动机相比,缩短了机体的长度和高度,增加了气缸体的刚度,减轻了发动机的质量,但加大了发动机的宽度,且形状较复杂,加工困难,一般用于8缸以上的发动机,6缸发动机也有采用这种形式的气缸体,如图5-6所示。

图5-6 “V”形气缸体

·对置式气缸体:气缸排成两列,左右两列气缸中心线形成的夹角γ=180°,如图5-7所示。

图5-7 对置式气缸体

5.气缸套的分类

气缸套在选材时要根据气缸套的工作环境要求进行选取,一般用优质灰铸铁和合金铸铁等,有的还采用表面淬火、镀铬等工艺。

气缸套可分为干式气缸套和湿式气缸套两种,如图5-8所示。

·干式气缸套:气缸套不直接与冷却液接触,冷却效果相对较差,但其加工和安装都比较方便,壁厚一般为1~3 mm。

·湿式气缸套:气缸套与冷却液直接接触,冷却效果较好,便于维修更换,安装后一般其顶端高出气缸体平面0.05~0.15 mm,以便使气缸盖将气缸盖垫压得更紧,从而提高气缸的封闭性。湿式气缸套易产生点蚀、漏水、漏气,所以其壁厚一般为5~9 mm。

图5-8 气缸套的分类