气缸体,气缸的壳体。气缸是指勾引活塞运动导向的圆柱形空腔,狭义上的气缸体便是指包裹在气缸表面的那个壳体。不过现在的汽车发动机大多是水冷的,为了却构紧凑,常日把下曲轴箱与气缸体铸造在一起,构成气缸体-曲轴箱组,常日把这个组合体也称为气缸体,这是指广义上的气缸体。
气缸体是组装发动机的根本件,发动机各种零部件都安装在它的上面,并由它来保持各运动件相互之间的准确位置关系。气缸体在事情时,事情表面与高温高压的燃气打仗,活塞在个中做高速往来来往运动,同时还要承受气体压力、往来来往惯性力、往来来往离心力、摩擦力以及发动机本身质量引起的各种冲击力,要经受较大的温度变革,要承受较大的机器负荷和热负荷。以是,哀求气缸体具有足够的刚度和强度,并且具有良好的耐热性和导热性,以及良好的耐堕落能力、耐磨性等。质量当然是越小越好,功率重量比越大,发动机越紧凑。
从表面上来看,气缸体便是一个有几个大窟窿的铁块子(或者铝块子),实际上它的内部构造极其繁芜。在气缸体内部,有着纵横交错的水道和油道,有各种座孔、隔板等,并形成大量的空腔,用来储存冷却液和机油。为了给曲轴、凸轮轴等轴承润滑,为了给活塞喷油散热,在这些部位还有分油道和机油喷嘴,勾引机油的流向,担保发动机润滑系统循环正常。此外,还有勾引水流方向的水道、各种阀体、工艺孔等。如果把气缸体从中间锯开,你会创造它的内部就像一座地下宫殿一样繁芜。
如此繁芜的构造,还要有足够的刚度和强度,就必须利用金属铸造工艺来制造。 普通的气缸体,一样平常是用灰铸铁铸造的;为了增加缸体强度、提高耐磨性,可以在铸铁中添加镍、钼、铬、磷等元素,形成优质合金铸铁;有些高强化柴油机利用了强度更高的球墨铸铁或者蠕墨铸铁。而现在乘用车利用的汽油发动机,大多采取铝合金铸造。也有少部分发动机利用了铝镁合金铸造,但是铝镁合金强度略低,并且比较怕水,缸体不能直接与水打仗,以是在运用上受到了很大的限定。
现实中我们谈论最多的,便是铝合金发动机和铸铁发动机哪一个更好。如果单从机器性能方面来说,铸铁发动机会更好一些,它的机器强度更大,耐热性更好,可以承受更大的机器负荷和热负荷,耐磨、耐堕落能力更强;而铝合金发动机最大的优点便是重量更轻,散热性更好,其它方面都不如铸铁。综合各方面成分来看,实在是铸铁发动机略胜一筹。
那么为什么现在大多数的乘用车都利用铝合金发动机呢?
大家知道,现在的乘用车大多利用发动机横置、前轮驱动的构造,发动机安装在前轴的前方。这种构造型式,对车头部位的重量非常敏感。如果车头过重,对汽车的操控性有严重的影响,最常见的便是转向不敷,在高速过弯时严重推头。而降落发动机的重量,就可以降落车头部位的重量,减小推头的趋势,提升汽车操控性。利用铝合金发动机,就可以有效地降落发动机的重量。对付普通家用车利用的小排量发动机来说,铝合金发动机比铸铁发动机轻10~20公斤,这对普通的家用车来说,已经是非常大的减重成绩了。如果是豪车利用的大排量多缸发动机,利用铝合金减重效果更加明显,以是豪车发动机险些都是铝合金的。
此外还有一点,便是铝合金发动机本钱比较铸铁发动机更低。
是的,你没看错,老侯也没有说错,对付车企来说,确实是铝合金发动机本钱比较铸铁发动机更低。
有人说这怎么可能呢?铝合金比铸铁贵那么多,做成气缸体本钱反而低呢?这紧张是由于:材料本钱仅占发动机本钱的一小部分,其它的比如设计本钱、加工本钱等才是大头。
铝合金发动机最早都是运用在豪车上的,后来才下放到普通家用车上。在这个技能下放的过程中,其开拓设计本钱早已经在豪车上分摊完毕,运用到家用车上,设计本钱险些可以忽略不计了。在加工本钱方面,铝合金的铸造性能更好,可以铸造出更繁芜的造型,这样就可以减少后期的加工步骤,降落加工本钱;还有便是铝合金熔点低,铸造时花费的能源用度低,铸造的成品率也比铸铁高很多,铸造毛病更少。这样综合打算下来,利用铝合金气缸体本钱并不比铸铁气缸体更高,乃至由于利用量大本钱更低。车企流传宣传的铝合金发动机本钱更高,只不过是一种苦肉计罢了,目的是让消费者花更多的钱。
这里有一个特例,便是大众家的EA888发动机,一贯都利用铸铁缸体。这紧张是由于,这款发动机被调校成差异较大的高低功率版本,同时还有较大的后期改装升级余地,被运用在某些性能车或者改装车上,利用铸铁气缸体可以知足对强度的需求。此外,奥迪车型发动机都是纵向支配的,对重量不是太敏感,利用铸铁对操控性影响也不大,以是大众就把这个铸铁气缸体坚持了下来。实在这也是分摊本钱的一种手段,如果单独开拓一个铝合金发动机,大众家的车会卖得更贵。
前面挖了一个坑,说气缸体是组装发动机的根本件,由它来保持各运动件相互之间的准确位置关系。这个根本有多主要呢?很多人可能理解得不是很深刻。下面老侯大略给大家说一说。
大家都知道发动机是非常精密的,这个精密紧张就表示在各部位的合营间隙小,各零部件之间的运动关系精确。而这些零部件都是安装在气缸体上的,只有安装位置精确,才能担保运动关系精确,以是气缸体的几何尺寸精度就直接决定了发动机的精密程度。
气缸体是一个机器加工件,在加工过程中,一定会有尺寸偏差,比如平面度、平行度、同轴度、垂直度、圆度等。这些机器公差越低,发动机越精密。比如平面度,平面度越高,密封性越好,平面度超差会导致密封不良,漏油、漏水、漏气等;气缸轴心与曲轴轴心垂直度超差,会导致活塞偏缸,非常磨损;曲轴、凸轮轴同轴度超差,会造成轴跳动,增大振动与磨损,缩短发动机利用寿命,等等。以是气缸体的几何尺寸精度是非常主要的。
那么这个精度是如何担保的呢?一方面是在铸造时,模具、砂型的制作工艺与精度;另一方面,便是后期的机器加工工艺,比如机床加工,丈量技能等。这些都非常磨练一个国家的根本工业水平,并且须要工业积累,并不是可以一挥而就的。常常有人质疑说现在的汽车发动机技能都已经公开了,为什么我们国家还制造不出来精良的发动机?实在差距并不在设计上,而是被这些根本工业卡住了脖子。最大略的例子,人家的机床精度可以达到0.01mm,你的只能达到0.05mm,便是把最精良的发动机给你仿制,你也做不出来啊!
此外,还有材料、热处理等,也是仿制不来的。以是,我国的汽车工业,还是任重道远的!
在我们日常利用中,气缸体最随意马虎发生的损伤便是高温变形。由于铝合金气缸体强度不如铸铁气缸体高,并且耐热性也不好,以是如果铝合金发动机如果发生过开锅的故障,就会造成气缸体、气缸盖变形,后期很随意马虎涌现各种漏油、漏水、呲缸垫等故障,并且很难办理。而铸铁发动机相对会好一些,这也是铸铁发动机更耐用的证据之一。此外,发动机永劫光利用也会由于各种振动、各种力的浸染而导致气缸体变形,进而导致气缸体尺寸超差,各种零部件之间的合营关系和运动关系被毁坏,发动机利用寿命缩短。很多发动机大修后利用寿命远不如原厂发动机,便是由于这些根本件变形造成的。
此外还有非常主要的一点,便是铝合金发动机一定要定期改换防冻液。铝合金是不太耐堕落的,防冻液中有抗堕落剂,可以减轻水对铝合金的堕落。如果抗堕落剂花费殆尽,气缸体被堕落,可能会造成内部漏水、气缸体强度低落等。千万不要相信“防冻液永久不用改换”的鬼话。如果是铸铁发动机的话,耐堕落性更好一些,防冻液改换周期可以更长。