发动机构造和功能

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1、发动机的构造和功能第2章发动机主体2-1概要发动机的主要部分发动机主体是使燃料和空气的混合气在燃烧室内燃烧产生的燃烧气的压力转变为旋转运动并产生动力的部分，它由气缸、气缸体、气缸盖、活塞、连杆、曲轴、凸轮轴和气门（阀）等装置构成。图2-1所示的是直列式发动机的一个例子。如图所示，各气缸中有活塞，它与连杆的一端连接。另外，连杆的另一端连接输出轴的曲轴，当活塞往复运动时，曲轴则旋转运动。安装在气缸上部的气缸盖上设有气门，它依靠与曲轴连动旋转的凸轮轴动作。另外，气缸盖的内部构成燃烧室，由气门开闭。发动机主体还设有混合气和燃

2、烧废气以及油和冷却水的通路。同时，还有各种辅机和进排气装置等附属装置。凸轮轴气缸盖1．凸轮轴2．气缸盖气门气缸3．气门4．气缸5．气缸体6．活塞7．曲轴连杆气缸体8．连杆活塞曲轴图2-1四冲程直列四缸发动机2-2结构和功能2-2-1气缸、气缸体581）气缸气缸是一个长度约为2倍冲程的、内圆的薄壁圆筒形装置，在保持气密的状态下，活塞在其中往复运动。它是把热能转化为机械能后产生必需动力的装置的主体部分，并与活塞和气缸盖一起形成燃烧室。在发动机工作时，暴露在20000C以上的燃烧气体下温度极高的气缸壁，由水套内的冷却水或冷

3、却散热片散热，使气缸的温度不会超过规定的温度。水冷式发动机的气缸有两种。一种是与气缸体整体铸造而成的整体式气缸，另一种是使用与气缸体不同材料制成的气缸套的拼合式。气缸图2-4所示的整体式气缸价格便宜，适合批量生产，所以目前大多采用这种形式。它的材料是在FC200或相当于FC250的铸铁上添加改善耐磨性的合金成分（镍、铬和钼等）的材料。水套气缸体1．气缸2．水套3．气缸体机油盘4．机油盘图2-4整体式气缸如图2-5所示，拼合式有干式气缸套和湿式气缸套两种。干式气缸套是把气缸套压力或浇铸到气缸体的气缸部，气缸套的外周不直

4、接接触冷却水。气缸套湿式气缸套是把气缸套插入水套组装而成，由于气缸套的外周直接接触冷却水，所以冷却性能良好。但是，湿式气缸套需要采取冷却水防漏措施，结构复杂，价格较高，所以现在仍是干式的主流。水套1．气缸套2．水套3．气缸体气缸体4．支承物5．（a）干式气缸套58支承物6．（b）湿式气缸套（a）干式气缸套（b）湿式气缸套图2-5拼合式气缸拼合式气缸大多采用铝合金制的气缸体，气缸套的材料与整体式气缸一样，同为铸铁。另外，为了提高耐磨性而使用时的气缸套，则采用特殊铸铁制成。另外，为了使混合气的能量在气缸中高效地转化为动力

5、，要避免压缩的混合气和在燃烧室内燃烧过的燃烧废气从与活塞之间泄漏，同时还要求尽量减少活塞滑动时产生的摩擦和磨耗。为此，气缸的内面要进行称为珩磨加工的精密研磨加工。同时，为了减少磨耗，还要进行镀铬。2）气缸体构成发动机气缸部分的气缸体是气缸主体的骨骼部分，它的寿命左右发动机主体的寿命。目前，通常用于汽车的汽油发动机的水冷式的气缸体如图2-7所示，各气缸与曲轴箱部分整体铸造，它支撑着活塞、连杆和曲轴等，同时，它的上部还安装着气缸盖，下部安装着机油盘，正面和侧面安装着辅机等附属装置。同时，还设有冷却水、油和窜漏气体的通路。

6、油路气缸窜漏气体或落油通路1．气缸冷却水通路2．油路3．窜漏气体或落油通路4．冷却水通路油通路5．油通路6．冷却水通路7．曲轴箱曲轴箱冷却水通路图2-7水冷式气缸体2-2-2气缸盖58气缸盖带着保持气密用的密封垫被安装在气缸体上面，与气缸和活塞一起构成燃烧室的一部分，其外部装有混合气点火用的火花塞，四冲程发动机上还装有进气歧管、排气歧管和气门机构等装置。同时，为了冷却燃烧室的周围，如图2-11所示，在水冷式发动机的燃烧室的外周装有为了给内部通冷却水的水套；在气冷式发动机的燃烧室的外周装有冷却散热片。气缸盖冷却散热片气

7、缸盖1．气缸盖3．气缸4．上面5．截面7．气缸盖8．冷却散热片9．气缸水套气缸2．水套气缸上面截面图2-11水冷式气缸盖图2-12气冷式气缸盖再者，在四冲程发动机的内部，还装有混合气的进气通路（进气口）、燃烧废气的排气通路（排气口）、油路、落油用的油孔、窜漏气体通路等。为了提高混合气的充气效率和在燃烧室的燃烧效率，进气口的形状要考虑到气流（涡流、旋流），而排气口的形状应是燃烧废气排放效率尽量高的形状。由于气缸盖在发动机运转时始终处于高温高压的状态下，所以应能经受住热和机械的负荷，而且要求传热性和冷却效果都要好。因此，

8、过去是用铸铁制造的，但最近一般采用铝合金制的。用铝合金制造重量轻，而且冷却效果好，还有不易发生爆震的优点。另外，气门座部分是与气门紧密接触，防止燃烧压力泄漏的部分，嵌上耐磨性和耐热性优良的垫圈。气缸盖通常为整体铸造，但气冷式二冲程发动机是与气缸分开制造的。2）气缸垫图2-29所示的气缸垫安装于气缸体与气缸盖之间，是为了防止燃烧废气、冷却水和油等