第二节 引擎本体的构造 2-2-1 引擎本体各部机件的构造与功用 一,汽缸体(Cylinder Block): 1.功用: 为引擎之骨架(基础),其引擎的零件组合於内部或附著於上.内部可安装有 汽缸,上部安装汽缸盖,下部连接油盆,此外它并装有下列零件如:曲轴,凸轮 ,机油泵,汽门机构,汽油泵等附件,而变速箱或离合器壳等皆以其为支架. 2.构造及材料: (1)水冷式汽缸体:如图2-32 通常使用含镍及铬之合金铸铁浇铸,有些则由铝合金铸造而成,其优点为散 热快与重量较轻. 汽缸体内有水套(water jackets)为汽缸体之内部通道空间,作为吸收热的 冷却水通道(coolant passages). 外壳上有型芯清除孔(clean-out holes)可清除铸成水套后的砂芯,再利用 装置型芯柱塞(core plugs)将孔封住,当冷却水在汽缸内冷冻后体积膨胀可 推出柱塞,可保护汽缸体,防止破裂,故又称为冷冻柱塞(freeze plugs)或 膨胀柱塞(expansion plugs). (2) 气冷式汽缸体:以铝合金压铸而成,周围有许多散热片(fin),以提高其热传 导,如图2-33.
图2-32 水冷式汽缸体
图2-33 汽缸分类
二,汽缸套(cylinder liners) 1.功用: 作为活塞往复运动支持的部份. 2.构造及材料:如图2-34 (1)汽缸套应具特性:正圆筒形,耐磨,导热性良好,不易变形.故通常用含 镍,铬,锰,矽的耐磨合金钢或铸铁,用离心浇铸法铸成. (2)有些是由含有矽粒子的铝合金汽缸套所铸成,表面采用「凡得荷斯镀铬法」
1
镀上一层多孔性铬之汽缸套,则可以增加油的附著性,并减少机油的消耗 ,且提高耐磨性,一般用於铝制汽缸体. (3)有些含有矽粒子的铝制汽缸体,光磨(honed)后以化学药品处理侵蚀 (etches)汽缸表面的铝后露出矽粒子,可提高吸油性及增加耐磨性,而取代 汽缸套的功用,故无汽缸套,如图2-35.
图2-34 汽缸套种类
图2-35 无汽缸套之铝制汽缸套的汽缸壁放大图
3.汽缸套的种类 项目 1.冷却情况 2.厚度 乾式(dry)汽缸套 不与冷却水直接接触 较薄,约2~4mm (3/32~1/8in) 湿式(wet)汽缸套 与冷却水直接接触 较厚,约5~8mm(3/8in)
2
3.安装及密合 情况
通常以较汽缸孔内径为大的 外径挤压入汽缸中,再搪缸
上部有凸缘利用汽缸盖压 紧在汽缸体上,凸出汽缸 体约0.02~0.05mm. 容易,可用压床压入. 佳 易漏水, 漏油,需装油封. 勿超过0.4~0.6mm 大多使用於柴油引擎
4.更换难易 困难. 5.散热 差 6.防漏 佳 7.搪缸极限 勿超过1.5mm(0.060in) 8.使用情况 大多用於汽油引擎上
三,汽缸床垫或衬垫(Cylinder Gasket & packing): 1.功用: 汽缸盖与汽缸体之间使用汽缸床垫来保持密封,防止漏气,漏水,漏油,且 具有良好之强度,耐压性及耐热性佳. 2.构造及材料: 在汽缸床垫上留有汽缸孔,螺丝孔,水孔,油孔等,由钢片包覆,其他部份 则采用铜皮或石棉材料. 3.分类: (1)完全钢片式:使用合金钢板为材料,其在汽缸孔,水孔,螺丝孔等部位 ,冲成凹线缘,可防止泄漏,如图2-36. (2)钢片石棉式:分铜皮型,钢钩型,钢丝型,现一般采用钢钩型,其内有 弹性钢钩压缩及伸张,故可不需使用密封黏著剂,如图2-37.
图2-36 完全钢片式汽缸床垫
3
图2-37 钢片石棉式汽缸床垫 四,汽缸盖(Cylinder Head): 1.功用: 使活塞在上死点时,汽缸盖的底部与活塞的顶部之间,形成燃烧室. 2.构造: (1)现代引擎普遍使用 I型头汽门装置法,上面装有进排汽门及火星塞,水冷式者 在火星塞及进排汽孔道周围有水套围绕,构造较复杂,如图2-38. (2)其使用材料与汽缸体相同,通常是用铸铁或铝合金制成,但现多采用铝合金制 为主,铝合金制汽缸盖,其膨胀系数高,易变形,易腐蚀,且须镶入其他合金 制的汽门座而提高耐磨性,铝合金制汽缸盖特性为导热性佳,可降低燃烧室温 度,较不易产生爆震,压缩比可较高. (3)有些汽缸盖上的汽门盖(valve covers)是由两层金属板,中间塑胶之三层叠合 板材形成,具有吸音及吸振的功用,如图2-39.
图2-38 汽缸盖
4
图2-39 可消音及吸振之汽门盖 五,燃烧室(Combustion Chamber): 1.汽油引擎燃烧室的设计,必须符合下述各项条件: (1)进汽门之配置,应使进入之混合汽能产生涡流,而使燃烧迅速. (2)排汽门之配置,应使排汽流出容易,使排汽乾净及阻力减至最小. (3)火星塞之配置,使发火位置到混合汽体末端之距离应尽可能缩短,使不发生预 燃,而产生爆震,且不可靠近排汽门. (4)使火焰之扩大圆滑迅速,火焰传播距离愈短愈好,俾所产生之热能,尽可 能的转换成动力. (5)表面积与容积之比(S/V),应愈小愈好,以减少热能之损失. 2.汽油引擎燃烧室之种类如下: (1)圆顶室式(半球形式)(hemispheric),如图2-40 燃烧室成半球形,表面积与容积之比最小,热能损失最少. 进排汽之效率甚佳. 火星塞位於正中央,火焰传播距离短. 燃烧时最高温度较高,易产生NOX污染. 汽门机构较复杂,多用於 OHC引摮. (2)楔形室式(wedge),如图2-41 a.进排汽门成一列排在汽缸盖上,大约与汽缸体中心线倾斜20度左右. b.可增加燃烧混合汽的扰动,燃烧较佳. c.进排汽效率佳,不易产生爆震. d.火焰传播距离不均,易造成爆发压力不均,且有较高的废气污染. e.汽门机构安装甚易,多用於OHV或OHC引擎.

下一页