2.2.2 氣缸與氣缸套

1.氣缸及氣缸的排列形式

氣缸是指氣缸內(nèi)引導(dǎo)活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的圓柱形空腔。氣缸在發(fā)動(dòng)機(jī)上的排列形式主要有三種，如圖2-5所示，即直列式、V型、水平對(duì)置式。

直列式發(fā)動(dòng)機(jī)多用于六缸以下的發(fā)動(dòng)機(jī)。各個(gè)氣缸排成一列，所有氣缸共用一根曲軸和一個(gè)氣缸蓋，氣缸多采用垂直布置（極少量采用斜置布置）。直列式發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，成本較低，但長(zhǎng)度和高度都較大。如寶馬的大部分車型均采用直列式發(fā)動(dòng)機(jī)。

V型發(fā)動(dòng)機(jī)將氣缸排成兩列，其氣缸中心線夾角γ<180°，一般為60°～90°。V型發(fā)動(dòng)機(jī)采用一根曲軸驅(qū)動(dòng)兩列氣缸中的活塞運(yùn)動(dòng)，曲軸上每個(gè)連桿軸頸上連接兩個(gè)連桿，所以發(fā)動(dòng)機(jī)必須至少有兩個(gè)以上的氣缸蓋。該類型發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是縮短了發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)度和高度，增加了氣缸體的剛度及穩(wěn)定性，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊。缺點(diǎn)是寬度有一定量增大、形狀復(fù)雜、加工困難。多用于缸數(shù)較多的大功率發(fā)動(dòng)機(jī)。如雷克薩斯、日產(chǎn)天籟等多數(shù)車型采用的是這種排列方式。

一些制造廠設(shè)計(jì)了一種特殊的V型結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)，即W型發(fā)動(dòng)機(jī)。圖2-6所示為W12型發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。它的運(yùn)用實(shí)例有：布加迪概念車上的W12型發(fā)動(dòng)機(jī)、大眾集團(tuán)的W16和最早被裝配在大眾帕薩特汽車上的W8等。W型發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)與V型發(fā)動(dòng)機(jī)類似，但每一側(cè)的氣缸數(shù)目是V型的兩倍。此類發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)比V型發(fā)動(dòng)機(jī)更為緊湊，動(dòng)力強(qiáng)勁，主要應(yīng)用在一些負(fù)荷較重或者功率要求特別大的車輛上。

水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際上可以看成是一種特殊的V型發(fā)動(dòng)機(jī)，其夾角γ=180°。該類型發(fā)動(dòng)機(jī)高度最小，應(yīng)用在一些垂直空間非常小的車輛上。

圖2-5 氣缸的排列形式

a）直列式 b）V型 c）水平對(duì)置式

圖2-6 W12型發(fā)動(dòng)機(jī)

圖2-7 氣缸套

a）干式氣缸套 b）濕式氣缸套 1—?dú)飧滋?2—水套 3—?dú)飧左w 4—密封圈

2.氣缸套

氣缸工作表面要承受高溫高壓燃?xì)獾淖饔茫瑫r(shí)受到作高速運(yùn)動(dòng)的活塞及活塞環(huán)的摩擦力作用，因此氣缸表面必須耐高溫、耐高壓、耐磨損和耐化學(xué)腐蝕。部分氣缸利用表面處理（如表面淬火、鍍鉻等）方式來提高氣缸表面的各方面性能，但表面磨損后性能快速下降，且難以修復(fù)；也有部分發(fā)動(dòng)機(jī)采用優(yōu)質(zhì)材料，但成本高。目前普遍采用的是在氣缸體內(nèi)鑲?cè)雰?yōu)質(zhì)合金鑄鐵或合金鋼制造的耐磨性優(yōu)越的氣缸套。

根據(jù)是否與冷卻液相接觸，氣缸套可以分為干式氣缸套（圖2-7a）和濕式氣缸套（圖2-7b）兩種類型，如圖2-7所示。

干式氣缸套不直接與冷卻液接觸，干式氣缸套是用專用儀器壓入缸體孔中，由于缸套自上而下都支撐在缸體上，所以可以加工得很薄，壁厚一般為1～3mm。

濕式氣缸套則直接與冷卻液接觸，也是用專用儀器壓入缸體孔中。冷卻液接觸到缸套的中部，由于它只在上部和下部有支撐，所以必須比干式氣缸套厚，壁厚一般為5～9mm。為了保證徑向定位，氣缸套外表面有兩個(gè)凸出的圓環(huán)帶，即上支承定位帶A和下支承定位帶B（圖2-7b）；軸向定位則利用上端凸緣實(shí)現(xiàn)。為防止漏液，缸套下部設(shè)有1～2個(gè)耐油耐熱橡膠密封圈。濕式氣缸套裝入氣缸孔后，其頂面一般高出氣缸體0.05～0.15mm，主要目的是在緊固氣缸蓋螺栓時(shí)，可將氣缸墊壓得更緊，以保證氣缸良好的密封性，防止冷卻液和氣缸內(nèi)高壓氣體竄漏。濕式氣缸套具有散熱性好、缸體鑄造方便、易拆卸等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是氣缸體剛度較差，易于漏液、漏氣。