缸盖和缸体结构设计

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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90%〜95%,其余表面散出的热量不大于10%〜15%,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。可以用比散热表而积评价散热表而积是否足够。对于摩托车发动机单位功率散热表面积为250〜700cm2/kw,升排量散热表面积为3000〜8000cm2/Lo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60%〜65%,而气缸体的散热面积为35%

2、〜40%。但是，由于在气缸盖上布置较多的散热片冇困难，因此，一般气缸盖上散热片的高度设计得较高，为40~60mm。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，散热片与气缸盖上英他散热片肋条相连，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而密封性破坏。因此，除要求气缸盖有良好的散热性能外，述得有足够的刚度。提高气缸盖刚度、强度可采用下列

3、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Z间的宽度不宜太小，应在大于5nini,约为气缸直径的5%〜12%。2）造当地增加气缸盖底而的厚度。适当地增加气缸盖底而的厚度既可增加刚度，乂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。在螺栓作用卜：气缸盖底部的压力分布耍均匀,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

4、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。&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茅的作用下，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，使气缸体发生濟损。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、屮、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

5、的濟损，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吋，第i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180〜200°C,并且沿气缸体上、下部温差一般不超过30〜70°Co气缸体滑四周的温差很重要，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：1）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。其内表面有一定的玳磨沟纹和贮油孔隙，以保证可靠的润

6、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。气缸体壁的结构设计成凹形，顶部和卜•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35%〜40%

7、。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而开始布置，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45%〜55%。气缸体与气缸盖和曲轴箱之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。&2.2气缸套材料合金铸铁中添加Ni、Cr、Cu

8、、Mo等合金元索，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