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发动机构造和功能 发动机的构造和功能 1 笫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四冲稈育列四缸发动机 2-2结构和功能 2-2-1气缸、气缸体 气缸 气缸是一个长度约为2倍冲稈的、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。 28.连杆连杆 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，气缸套的外周不直接接触冷却水。 湿式气缸套是把气缸套插入水套组装而成，由于气缸套的外周育接接触冷却水，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。 气缸套 水套 气缸体 支承物 (a)干式气缸套 (b)湿式气缸套 (a)干式气缸套 (b)湿式气缸套 3气缸水套 气缸体气缸套 水套 气缸体支承物 图2?5拼合式气缸 拼合式气缸大多采用钳合金制的气缸体，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屮高效地转化为动力，要避免压缩的混合气和在燃烧室 冷却水通路油通路7.曲轴箱气缸 冷却水通路 图2-7水冷式气缸体 2-2气缸盖 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。 4曲轴箱 气缸盖3.气缸 4.上面 气缸盖5.截面 7.气缸盖 8.冷却散热片 9.气缸 气缸盖 2.水套 冷却散热片气缸水套气缸 上面 截面 图2?11水冷式气缸盖 图2?12气冷式气缸盖 再者，在四冲稈发动机的内部，还装有混合气的进气通路（进气口）、燃烧废气的排气通 路（扌非气口）、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，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，还有不易发生爆慮的优点。另外，气门朋 部分是与气门紧密接触，防止燃烧压力泄漏的部分，嵌上I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Z间，是为了防止燃烧废气、冷却水和油等 从装配血泄漏的，它要求具有耐热性、I耐压性和适度的压缩性。 气缸垫大致可以分为两类，一类是用压制材料制成的复合密封垫，另一类是用钢板制成的 金属密封垫。 油路 1 ?油路冷却水通路 冷却水通路 窜漏气体或落油通路 窜漏气体或落油通路 5 图2?29气缸垫 （2）金属密封垫 如图2-32所示，金属密封垫（也称钢气缸垫）的结构是由单层不锈钢钢板（波纹式）或 数块不锈钢钢板重吾（吞层式），在密封部形成具冇弹簧效果的卷边形状，以提高它的可压 缩性。它有良好的耐热性、耐弹力减弱性和机械强度。同时，还要对它进行全面的表面处理 （硅酮橡胶系和氟化橡胶系等），以增强密合性，提高密封性能。 在汽油发动机上，金属密封垫用在两轮摩托车上，四轮车很少采用。 （a）单层2.钢丝圈3. （b）叠层 钢丝圈 （a） 单层 图2?32金属密封垫 2-2-3活塞、活塞销和活塞环1）活塞 活塞的构造如图2-33所示。所图2?34所示，活塞借助于活塞销连接在连杆上，在气缸活 塞构造例示 6 （b） 叠层 气缸盖 活塞活塞环活塞销 连杆 气缸曲轴 图2?34活塞的装配状态 活塞的功能是通过它的运动，把混合气吸进燃烧室1耐压、耐热性和强韧性优良。 散热快，并且为了防止异常燃烧，要有良好的导热性。 耐磨性优良。 为了防止烧熔等损伤和降低噪音，热膨胀要小。 为了减小惯性的影响，重量要轻。 2）活塞销 活塞销连接着活塞和连杆的小端部，把作用于活塞的力传递给连杆，为图2-25所示的屮 空圆筒形的形状。 图2-45活塞销 活塞销由于受到燃烧压力和活塞惯性力的反复弯曲荷载，以及它的表面与活塞或连杆小端 部受到高表面压力的互相滑动，还有与活塞一起的往复运动，所以要求它具有强韧性、耐磨 性和重量