2.2 机体组

机体是发动机各机构和各系统的安装基础，必须要有足够的强度和刚度。机体组主要由汽缸体、汽缸盖、汽缸垫、油底壳等零件组成。

2.2.1 汽缸体

水冷发动机的汽缸体和上曲轴箱常铸成一体。汽缸体（图2-3）一般用灰铸铁铸成，上部的圆柱形空腔称为汽缸，下半部为支撑曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在汽缸体内部铸有许多加强筋、冷却水套和润滑油道等。

1.按照安装位置划分

汽缸体应具有足够的强度和刚度，根据汽缸体与油底壳安装平面的位置不同，通常把汽缸体分为三种形式，见图2-4。

（1）一般式

这种形式的汽缸体油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。汽缸体的机体高度小，质量轻，结构紧凑，便于加工，曲轴拆装方便；但刚度和强度较差。

（2）龙门式

这种形式的汽缸体油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心，强度和刚度都好，能承受较大的机械负荷；但工艺性较差，结构笨重，加工较困难。

（3）隧道式

这种形式的汽缸体曲轴的主轴承孔为整体式，采用滚动轴承，主轴承孔较大，曲轴从汽缸体后部装入，结构紧凑、刚度和强度好，但加工精度要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便。

为了能够使汽缸内表面在高温下正常工作，必须对汽缸和汽缸盖进行适当地冷却。冷却方法有两种，一种是水冷，另一种是风冷（图2-5）。

水冷发动机的汽缸周围和汽缸盖中都加工有冷却水套，并且汽缸体和汽缸盖冷却水套相通，冷却水在水套内不断循环，带走部分热量，对汽缸和汽缸盖起冷却作用。

2.按照排列方式不同

现代汽车上基本都采用水冷多缸发动机，对于多缸发动机，汽缸的排列形式决定了发动机外形尺寸和结构特点，对发动机机体的刚度和强度也有影响，并关系到汽车的总体布置。按照汽缸的排列方式不同，汽缸体还可以分成直列式、V型和对置式三种，见图2-6。

（1）直列式

发动机的各个汽缸排成一列，一般是垂直布置的。直列式汽缸体结构简单，加工容易，但发动机长度和高度较大。一般六缸以下发动机多采用直列式。例如捷达轿车、富康轿车、红旗轿车所使用的发动机均采用这种直列式汽缸体。有的汽车为了降低发动机的高度，把发动机倾斜一个角度。

（2）V型

汽缸排成两列，左右两列汽缸中心线的夹角γ小于180°，称为V型发动机。V型发动机与直列发动机相比，缩短了机体长度和高度，增加了汽缸体的刚度，减轻了发动机的质量，但加大了发动机的宽度，且形状较复杂，加工困难，一般用于8缸以上的发动机，6缸发动机也有采用这种形式的汽缸体。

（3）对置式

汽缸排成两列，左右两列汽缸在同一水平面上，夹角γ等于180°，称为对置式。它的特点是高度小，总体布置方便，有利于风冷。这种汽缸形式应用较少。

汽缸直接镗在汽缸体上叫做整体式汽缸，整体式汽缸强度和刚度都好，能承受较大的载荷，这种汽缸对材料要求高，成本高。如果将汽缸制造成单独的圆筒形零件（即汽缸套），然后再装到汽缸体内，这样，汽缸套采用耐磨的优质材料制成，汽缸体可用价格较低的一般材料制造，从而降低了制造成本。同时，汽缸套可以从汽缸体中取出，因而便于修理和更换，并可大大延长汽缸体的使用寿命。汽缸套有干式汽缸套和湿式汽缸套两种，见图2-7。

干式汽缸套的特点是汽缸套装入汽缸体后，其外壁不直接与冷却水接触，而和汽缸体的壁面直接接触，壁厚较薄，一般为1～3mm。它具有整体式汽缸体的优点，强度和刚度都较好，但加工比较复杂，内、外表面都需要进行精加工，拆装不方便，散热不良，见图2-7（b）、（c）。

湿式汽缸套的特点是汽缸套装入汽缸体后，其外壁直接与冷却水接触，汽缸套仅在上、下各有一圆环带和汽缸体接触，壁厚一般为5～9mm。它散热良好，冷却均匀，加工容易，通常只需要精加工内表面，而与水接触的外表面不需要加工，拆装方便，但缺点是强度、刚度都不如干式汽缸套好，而且容易产生漏水现象，应该采取一些防漏措施，见图2-7（d）～（h）。

1-汽缸壁；2-冷却水套壁；3-冷却水套；4-上置半截缸套；5-干缸套；6-可卸式干缸套；7-可卸式湿缸套；8-橡腔密封圈；9-铜密封圈；A、B-圆环带；C-凸缘

2.2.2 汽缸盖

汽缸盖安装在汽缸体的上面，从上部密封汽缸并构成燃烧室。汽缸盖经常与高温高压燃气相接触，因此承受很大的热负荷和机械负荷。水冷发动机的汽缸盖内部制有冷却水套，缸盖下端面的冷却水孔与缸体的冷却水孔相通，利用循环水来冷却燃烧室等高温部分。

汽缸盖上还装有进、排气门座，气门导管孔，用于安装进、排气门，还有进气通道和排气通道等。汽油机的汽缸盖上加工有安装火花塞的孔，而柴油机的汽缸盖上加工有安装喷油器的孔。顶置凸轮轴式发动机的汽缸盖上还加工有凸轮轴轴承孔，用以安装凸轮轴。

汽缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁铸成，铝合金的导热性好，有利于提高压缩比，所以近年来铝合金汽缸盖被采用得越来越多。汽缸盖实物图见图2-8。

汽缸盖是燃烧室的组成部分，燃烧室的形状对发动机的工作影响很大，由于汽油机和柴油机的燃烧方式不同，其汽缸盖上组成燃烧室的部分差别较大。汽油机的燃烧室主要在汽缸盖上，而柴油机的燃烧室主要在活塞顶部的凹坑。这里只介绍汽油机的燃烧室，而柴油机的燃烧室将在柴油供给系统里进行介绍。

解放CA6102型发动机汽缸盖见图2-9。

汽油机燃烧室的常见形式见图2-10。

当活塞位于上止点时，活塞顶面以上、汽缸盖底面以下所形成的空间称为燃烧室。在汽油机汽缸盖底面通常铸有形状各异的凹坑，习惯上称这些凹坑为燃烧室。

（1）汽油机上广泛应用的燃烧室

① 浴盆形燃烧室，结构简单，气门与汽缸轴线平行，进气道弯度较大，压缩行程终了能产生挤气涡流。

② 楔形燃烧室，结构比较紧凑，气门相对汽缸轴线倾斜，进气道比较平直，进气阻力小，压缩行程终了时能产生挤气涡流。

③ 半球形燃烧室，结构最紧凑，燃烧室表面积与其容积之比（面容比）最小，进排气门呈两列倾斜布置，气门直径较大，气道较平直，火焰传播距离较短，不能产生挤气涡流。

④ 多球形燃烧室是由两个以上半球形凹坑组成的，其结构紧凑，面容比小，火焰传播距离短，气门直径较大，气道比较平直，且能产生挤气涡流。

⑤ 篷形燃烧室，是近年来在高性能多气门轿车发动机上广泛应用的燃烧室。

（2）柴油机的分隔式燃烧室的类型

① 涡流室燃烧室，见图2-11（a），其主、副燃烧室之间的连接通道与副燃烧室切向连接，在压缩行程中，空气从主燃烧室经连接通道进入副燃烧室，在其中形成强烈的有组织的压缩涡流，因此称副燃烧室为涡流室，燃油顺气流方向喷射。

② 预燃室燃烧室，见图2-11（b），其主、副燃烧室之间的连接通道不与副燃烧室切向连接，且截面积较小。在压缩行程中，空气在副燃烧室内形成强烈的无组织的紊流，燃油迎着气流方向喷射，并在副燃烧室顶部预先发火燃烧，故称副燃烧室为预燃室。

2.2.3 汽缸垫

汽缸垫装在汽缸盖和汽缸体之间，其功用是保证汽缸盖与汽缸体接触面的密封，防止漏气、漏水和漏油。汽缸垫结构见图2-12。

汽缸垫的材料要有一定的弹性，能补偿结合面的不平度，以确保密封，同时要有好的耐热性和耐压性，在高温高压下不烧损、不变形。目前应用较多的是铜皮—石棉结构的汽缸垫，由于铜皮—石棉汽缸垫翻边处有三层铜皮，压紧时较之石棉不易变形。有的发动机还采用在石棉中心用编织的纲丝网或有孔钢板为骨架，两面用石棉及橡胶黏结剂压成的汽缸垫。

注意：安装汽缸垫时，首先要检查汽缸垫的质量和完好程度，所有汽缸垫上的孔要和汽缸体上的孔对齐，将光滑的一面朝向汽缸体，防止被高温气体冲坏。其次要严格按照说明书上的要求上好汽缸盖螺栓。拧紧汽缸盖螺栓时，必须由中央对称地向四周扩展的顺序分2～3次进行，最后一次拧紧到规定的力矩。

2.2.4 油底壳

油底壳的主要功用是储存机油并封闭曲轴箱。油底壳受力很小，一般采用薄钢板冲压而成（图2-13）。其形状决定于发动机的总体布置和机油的容量。为了加强油底壳内机油的散热，在有些发动机上，采用了铝合金铸造的油底壳，在油底壳的底部还铸有相应的散热肋片。

为了保证在发动机纵向倾斜时机油泵能经常吸到机油，油底壳后部一般做得较深。油底壳内还设有挡油板，防止汽车行驶时油面波动过大。油底壳底部装有放油塞。有的放油塞是磁性的，能吸集机油中的金属屑，以减少发动机运动零件的磨损。