第二章機(jī)體組

第二章機(jī)體組2.1汽缸體與汽缸套2.2汽缸蓋與燃燒室2.3汽缸蓋罩與汽缸襯墊2.4油底殼機(jī)體組——主要由汽缸蓋罩、汽缸蓋、汽缸體、汽缸套、曲軸箱、氣缸蓋、油底殼和氣缸墊等零件組成。2.1汽缸體

汽缸體(CylinderBlock)

——水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體和上曲軸箱組成，最大零件，承受拉、壓、彎、扭的機(jī)械負(fù)荷。氣缸體內(nèi)部鑄有許多加強(qiáng)筋，冷卻水套和潤(rùn)滑油道等材料——一般選用灰鑄鐵或鋁合金。汽缸（Cylinder）——?dú)飧左w上部的圓柱形空腔曲軸箱(Crankcase)—機(jī)體下部支承曲軸運(yùn)動(dòng)的空間。汽缸體按汽缸體與油底殼安裝平面的位置不同可分為一般（平底）式、龍門(mén)式和隧道式三種形式。第二章機(jī)體組汽缸體第二章機(jī)體組汽缸體圖2-1氣缸體的種類(lèi)

一般（平底）式龍門(mén)式隧道式優(yōu)點(diǎn)機(jī)體高度小，重量輕，便于加工，曲軸拆裝方便,強(qiáng)度和剛度都好能承受較大的機(jī)械負(fù)荷，機(jī)體前后端與油底殼之間的密封較簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)緊湊、剛度和強(qiáng)度好缺點(diǎn)剛度和強(qiáng)度較差，機(jī)體前后端與油底殼之間的密封較復(fù)雜工藝性較差，結(jié)構(gòu)笨重，加工較困難加工精度要求高，工藝性較差，曲軸拆裝不方便，必須使用滾動(dòng)軸承，限制了在高速發(fā)動(dòng)機(jī)上的使用第二章機(jī)體組汽缸體

按照氣缸排列方式可把氣缸體分成直列式、V型、W型、對(duì)置式和星（Radial）型等形式。第二章機(jī)體組汽缸體整體式氣缸—?dú)飧字苯隅M在氣缸體上優(yōu)點(diǎn)：整體式氣缸強(qiáng)度和剛度都好，能承受較大的載荷不足：對(duì)材料要求高，成本高。氣缸套——可裝到氣缸體內(nèi)的單獨(dú)的圓筒形零件，采用耐磨的優(yōu)質(zhì)材料制成.制造成本低,便于修理和更換，氣缸體的使用壽命長(zhǎng)。風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)通常在氣缸的外壁鑄造有散熱片。按照有無(wú)汽缸套可分為整體式汽缸和有缸套汽缸。第二章機(jī)體組汽缸體干式氣缸套濕式氣缸套特點(diǎn)壁厚較薄，一般為1～3mm，用合金鑄鐵離心鑄造的氣缸套其厚度為2～3mm，用精密拉伸的鋼制氣缸套其厚度僅為1.0～1.5mm壁厚一般為5～8mm。優(yōu)點(diǎn)強(qiáng)度和剛度都較好散熱良好，冷卻均勻，加工容易，通常只需要精加工內(nèi)表面，而與水接觸的外表面不需要加工，拆裝方便；缺點(diǎn)進(jìn)行精加工，拆裝不方便，散熱不良。加工比較復(fù)雜，內(nèi)、外表面都需要強(qiáng)度、剛度不如干式氣缸套好，容易產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。氣缸套有干式氣缸套和濕式氣缸套兩種第二章機(jī)體組汽缸體曲軸箱通風(fēng)裝置

自然通風(fēng)---從曲軸箱抽出的氣體直接導(dǎo)入大氣中的通風(fēng)方式稱(chēng)為自然通風(fēng)。柴油機(jī)多采用這種曲軸箱自然通風(fēng)方式。第二章機(jī)體組汽缸體2.強(qiáng)制通風(fēng)從曲軸箱抽出的氣體導(dǎo)入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管，吸入氣缸再燃燒。汽油機(jī)一般都采用這種曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)方式。第二章機(jī)體組汽缸體2.2氣缸蓋與燃燒室

一、汽缸蓋復(fù)雜箱形零件，有進(jìn)、排氣門(mén)座，氣門(mén)導(dǎo)管孔，火花塞的孔或噴油器孔、氣門(mén)搖臂軸固定裝置、凸輪軸軸承孔，冷卻水套等。工作條件——與高溫高壓燃?xì)庀嘟佑|，承受很大的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷

型式——單體式（缸徑＞140），分塊式、整體式“鼻梁區(qū)”——汽油機(jī)氣缸蓋上進(jìn)、排氣門(mén)座之間的的地方“三角區(qū)”——柴油機(jī)氣缸蓋上是進(jìn)、排氣門(mén)座和噴油器安裝孔之間的地方的。材料——采用灰鑄鐵、合金鑄鐵鑄成或鋁合金火花塞第二章機(jī)體組汽缸蓋與燃燒室二、汽油機(jī)燃燒室1）楔形燃燒室

火花塞在楔形高處的進(jìn)、排氣門(mén)之間，火焰距離較長(zhǎng)。一般設(shè)置擠氣面積，氣門(mén)稍?xún)A斜。氣道轉(zhuǎn)彎較小，減少進(jìn)氣阻力，提高充氣效率。壓縮比高，達(dá)9~10。有較高的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。第二章機(jī)體組汽缸蓋與燃燒室第二章機(jī)體組汽缸蓋與燃燒室2）浴盆形燃燒室

火花塞在進(jìn)、排氣門(mén)之間，火焰距離較長(zhǎng)。一般設(shè)置擠氣面積，擠氣的效果比較差。氣道轉(zhuǎn)彎較大，進(jìn)氣阻力大，充氣效率較低。壓縮比低。動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性較差，但壓力升高率低，工作柔和。第二章機(jī)體組汽缸蓋與燃燒室第二章機(jī)體組汽缸蓋與燃燒室3）半球形燃燒室

燃燒室緊湊，火花塞在中間，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短。一般組織進(jìn)氣渦流。氣道轉(zhuǎn)彎小，進(jìn)氣阻力小，充氣效率高。壓縮比高。動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性好，壓力升高率低，工作柔和。四氣門(mén)的半球形燃燒室相類(lèi)似。第二章機(jī)體組汽缸蓋與燃燒室第二章機(jī)體組汽缸蓋與燃燒室4）碗形燃燒室

燃燒室在活塞頂內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊，火花塞在中間，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短。擠流效果好。氣道轉(zhuǎn)彎小，進(jìn)氣阻力大，充氣效率高。壓縮比可達(dá)13。動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性好，壓力升高率低，工作柔和。對(duì)點(diǎn)火時(shí)刻敏感。第二章機(jī)體組汽缸蓋與燃燒室5）三菱直噴滾流燃燒室

燃燒室為半球屋頂形，借助于滾流形成火花塞周?chē)臐饣旌蠚?。第二章機(jī)體組汽缸蓋與燃燒室三、典型柴油機(jī)燃燒室柴油機(jī)燃燒室分類(lèi)（兩種類(lèi)型）直接噴射式統(tǒng)一（室）式開(kāi)式半開(kāi)式球型油膜間接噴射式分隔（室）式渦流室式預(yù)燃室式第二章機(jī)體組汽缸蓋與燃燒室1）

直噴式燃燒室A）開(kāi)式燃燒室第二章機(jī)體組汽缸蓋與燃燒室B）半開(kāi)式燃燒室

對(duì)車(chē)用小型高速柴油機(jī)，由于轉(zhuǎn)速高（可達(dá)5000r／min)，混合氣形成和燃燒的時(shí)間極短，采用空間霧化混合時(shí)，不能只依賴(lài)油束的霧化，還要組織進(jìn)氣渦流。半開(kāi)式燃燒室將活塞頂上的凹坑加深，凹坑口徑縮小，燃燒室基本上集中在活塞頂部。

第二章機(jī)體組汽缸蓋與燃燒室C）球形油膜燃燒室

球形油膜燃燒室布置在活塞頂部，混合氣主要是油膜蒸發(fā)混合形成，燃燒室中組織強(qiáng)烈進(jìn)氣渦流。

燃油順氣流方向沿燃燒室壁面噴射，在強(qiáng)烈的進(jìn)氣渦流作用下，在燃燒室壁上形成油膜。燃燒室壁溫控制在200~350℃，使壁面上燃料在比較低的溫度下蒸發(fā)，以控制燃料的裂解反應(yīng)。

蒸發(fā)的油氣與空氣混合形成混合氣。噴射時(shí)，會(huì)從油束中分散出一小部分燃料，在空氣中混合，形成可燃混合氣，并在適當(dāng)時(shí)著火，然后點(diǎn)燃從壁面蒸發(fā)形成的可燃混合氣。隨著燃燒進(jìn)行，大量熱量輻射在油膜上，使油膜加速蒸發(fā)，不斷提供新鮮混合氣，保證迅速地燃燒。第二章機(jī)體組汽缸蓋與燃燒室2）

間接噴射式燃燒室A）渦流室燃燒室

燃燒室分為兩部分，主燃燒室和渦流室，兩者之間由一個(gè)或數(shù)個(gè)通道相連。通道方向與渦流室相切。渦流室容積約占整個(gè)燃燒室容積的50%~80%，通道的面積為活塞面積的1.2%~3.5%。噴油嘴安裝在禍流室內(nèi)，燃油順渦流方向噴射。在壓縮過(guò)程中，氣缸中空氣經(jīng)過(guò)通道流入渦流室，形成強(qiáng)烈的渦流，使噴入渦流室中的燃油形成混合氣。

當(dāng)渦流室中著火燃燒后，其中的氣體壓力、溫度迅速升高，將渦流室中末燃燒的燃料、空氣及燃?xì)庖黄鸾?jīng)過(guò)通道流入主燃燒室中，并形成燃燒渦流（二次渦流)，在主燃燒室，與空氣進(jìn)一步混合燃燒。第二章機(jī)體組汽缸蓋與燃燒室B）預(yù)燃室燃燒室

燃燒室分為兩部分，主燃燒室和預(yù)燃室，兩者之間由一個(gè)或數(shù)個(gè)通道相連。噴油嘴安裝在預(yù)燃室中心線(xiàn)附近。由于連接通道不與預(yù)燃室相切，所以并不產(chǎn)生有組織的強(qiáng)烈渦流，但空氣流過(guò)通道產(chǎn)生強(qiáng)烈湍流，空氣湍流使一部分燃料霧化混合。著火后，預(yù)燃室中壓力、溫度迅速升高，利用這部分燃料燃燒的能量將預(yù)燃室中的混合氣高速?lài)娙胫魅紵遥⒃谥魅紵覂?nèi)造成空氣運(yùn)動(dòng)（燃燒渦流），促使大部分燃料在主燃燒室內(nèi)混合燃燒。

預(yù)燃室燃燒室的經(jīng)濟(jì)性差，現(xiàn)代壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)基本上不采用。第二章機(jī)體組汽缸蓋與燃燒室2.3汽缸蓋罩與汽缸襯墊功用——保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止漏氣，漏水和漏油。要求—有一定的彈性，能補(bǔ)償結(jié)合面的不平度，以確保密封，同時(shí)要有好的耐熱性、耐壓性和耐腐蝕性，在高溫、高壓下不燒損、不變形。