氣缸體和氣缸蓋

一般人看汽車似乎它是個(gè)簡單的機(jī)器。駕駛員往駕駛座上一坐，按按旋扭，扳扳按鍵，踩下踏板再松開，就像變魔術(shù)似的汽車開跑了。這一切看來如此簡單易行，好像我們認(rèn)為所有這些是理所當(dāng)然的，根本不必花費(fèi)腦筋去操心汽車是怎么工作和它怎么會(huì)跑的。有很多人買了車，可還不了解他自己的車是怎樣工作的。倘若駕車人毫不困難地了解了是什么使車輪讓車子在各處走動(dòng)，那么駕起來就會(huì)感到非常有趣和愜意。

此外，如果你了解該如何去維護(hù)保養(yǎng)它，那對(duì)你的車會(huì)帶來極大的好處。要想讓你的車耐用，少出故障，跑起來順手，那就得注意和了解汽車上各個(gè)部分、系統(tǒng)的簡單結(jié)構(gòu)和功能；所有操縱件如踏板、按鈕和開關(guān)等都是干什么用的。汽車的車輪是怎么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)的？使它轉(zhuǎn)動(dòng)的力又是從哪兒來的？讓我們把機(jī)器蓋打開，首先映入眼瞼的是汽車的心臟——發(fā)動(dòng)機(jī)。使車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的力就從這里產(chǎn)生的。當(dāng)然你不會(huì)為了了解究竟而將發(fā)動(dòng)機(jī)拆開，那么就通過此圖來看看發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部，在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部究竟發(fā)生了什么事情呢？

發(fā)動(dòng)機(jī)是將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的機(jī)器。在每次轉(zhuǎn)換過程中，必須經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、膨脹作功和排出廢氣四個(gè)行程，完成了它的一個(gè)工作循環(huán)。

發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部主要運(yùn)動(dòng)部件是活塞，它的運(yùn)動(dòng)方式有繞自身轉(zhuǎn)動(dòng)的；也有往復(fù)運(yùn)動(dòng)的。凡活塞運(yùn)動(dòng)往復(fù)經(jīng)過上述四個(gè)行程完成一個(gè)工作循環(huán)的，稱之為四行程發(fā)動(dòng)機(jī)。經(jīng)過兩個(gè)行程完成一個(gè)循環(huán)的稱之為二行程發(fā)動(dòng)機(jī)。燃料為汽油的發(fā)動(dòng)機(jī)，凡是先使汽油和空氣在化油器內(nèi)混合成混合氣再送處氣缸，經(jīng)過上述行程而產(chǎn)生動(dòng)力的稱之為化油器式汽油機(jī)；凡將汽油直接噴入氣缸或進(jìn)氣管內(nèi)再與空氣混合成混合氣，經(jīng)過上述各行程的，稱之為直接噴射汽油機(jī)。燃料為柴油的發(fā)動(dòng)機(jī)，一般是利用噴油泵將柴油直接噴入氣缸，經(jīng)過與壓縮空氣相混合后，在高溫高壓下自動(dòng)燃燒而產(chǎn)生動(dòng)力稱之為壓燃式柴油機(jī)。在當(dāng)今全世界能源短缺和環(huán)保的要求下，還有用其他清潔燃料如天然氣、液化石油氣等的發(fā)動(dòng)機(jī)。但其工作原理是相似的。

下面讓我們具體地談?wù)劽總�(gè)行程。

混合氣如遇到火星就很容易爆炸。在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中正是利用這種爆炸所產(chǎn)生的力，將氣缸內(nèi)的活塞從最上的位置推到最下。活塞從最上到最下所走的距離稱之為行程。上述的第一個(gè)行程收進(jìn)氣行程，活塞被曲軸通過連桿向下拉，混合氣通過進(jìn)氣門進(jìn)入氣缸活塞的頂部。第二個(gè)行程叫壓縮行程，此時(shí)進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉。活塞向上行，將吸入的混合氣再次被曲軸下拉時(shí)為止。第三個(gè)行程叫作功行程。此時(shí)兩個(gè)氣門仍被關(guān)閉，由分電器供給的高壓電使燃燒室內(nèi)的火花塞打出火花，點(diǎn)燃混合氣，產(chǎn)生爆炸力推動(dòng)活塞下行，此時(shí)氣缸內(nèi)充滿熾熱的濃煙。待到活塞再次上行時(shí)，排氣門打開。這些濃煙被活塞擠出氣缸燃燒室，進(jìn)入排氣管。這就是最后一個(gè)行程稱排氣地程。之后，發(fā)動(dòng)機(jī)又開始了下一個(gè)工作循環(huán)的第一個(gè)行程，如此循環(huán)不已地工作下去。

為了更進(jìn)一步了解發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況，有必要將其各部件的功能介紹如下：

氣缸體和氣缸蓋
發(fā)動(dòng)機(jī)部件中以氣缸體最重，體積最大。它是將發(fā)動(dòng)機(jī)各機(jī)構(gòu)、各系統(tǒng)組裝成一體的基本部件。氣缸體內(nèi)有幾個(gè)圓柱形空筒，那是活塞運(yùn)動(dòng)的空間，稱之為氣缸。有幾個(gè)空筒就叫有幾缸。一般有四個(gè)的就叫4缸發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)然還有更多的，如6缸、8缸甚至12缸的。缸數(shù)愈多，發(fā)動(dòng)機(jī)的勁頭愈大。但是，讓活塞在氣缸內(nèi)和缸筒全面接觸，它的運(yùn)動(dòng)阻力還是不小的。為了減少相互接觸的面積，于是在活塞上套上幾道活塞環(huán)。讓活塞環(huán)和缸筒壁接觸，這就大大地減少了活塞運(yùn)動(dòng)的阻力。一般的活塞上有不止一道的活塞環(huán)，其中有氣環(huán)和油環(huán)兩類。

由于缸筒表面經(jīng)常和高溫高壓的燃燒氣相接觸，又有活塞在其上作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因此制造筒的材質(zhì)必須耐高溫、耐磨損、耐腐蝕。為了滿足這些要求，一般采用加入少量鎳、鉬、鉻、磷等合金元素的優(yōu)質(zhì)合金鑄鐵，并經(jīng)珩磨加工，獲得粗糙度、形狀和尺寸精度很高的工作表面。

然而，如果氣缸體全部都采用上述優(yōu)質(zhì)材料來制造，未免過于浪費(fèi)了。因?yàn)槌�了這些工作表面外，氣缸體的其余部分并沒有這樣高的要求。所以發(fā)動(dòng)機(jī)上都廣泛采用活絡(luò)可拆裝的工作表面，即缸套。它本身可用優(yōu)質(zhì)材料制造，氣缸體則可用普通鑄鐵或輕合金鑄造。缸套以和冷卻水接觸與否而分干套和濕套兩類。后者的優(yōu)點(diǎn)是鑄造方便，拆裝容易，冷卻效果好。缺點(diǎn)是剛性差，易漏水。

在氣缸體上部有一個(gè)將缸筒蓋住的氣缸蓋。它的主要功用是封閉氣缸體上部，并和活塞頂部及缸筒一起構(gòu)成燃燒室。一般用灰鑄鐵或合金鑄鐵以及鋁合金制成，內(nèi)含水套。通過螺栓與氣缸體擰在一起。為了密封，在它們之間通常還加一層氣缸墊。在氣缸蓋上每個(gè)氣缸都有自己的進(jìn)氣門、排氣門、火花塞座孔或噴油器座孔以及氣門導(dǎo)管孔等。缸蓋數(shù)量大各種發(fā)動(dòng)機(jī)上也不盡相同，有整個(gè)一塊的，也有分成幾個(gè)缸一塊的。前者優(yōu)點(diǎn)是能縮短發(fā)動(dòng)機(jī)整體長度。缺點(diǎn)是剛性差、受熱受力容易變形，影響密封，損壞后須整體更換。

由缸蓋部分構(gòu)成的燃燒室，它的形狀對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的影響很大。因而對(duì)它的基本要求有：結(jié)構(gòu)緊湊，冷卻表面小，讓混合氣在燃燒前產(chǎn)生渦流。其目的是為了減少熱量損失，縮短火焰擴(kuò)散的行程，提高燃燒速度，保證及時(shí)和充分地燃燒，以獲得最大的動(dòng)力和減少排出廢氣內(nèi)含的有害物質(zhì)。

一般用水冷卻的發(fā)動(dòng)機(jī)，在氣缸體下部有一個(gè)鑄成一體的曲軸箱。它的內(nèi)部是曲軸運(yùn)動(dòng)的空間。曲軸就吊掛在曲軸箱的下邊。在曲軸箱的下部還有一個(gè)類似盤子的部件，叫作油底殼。主要用來貯存機(jī)油和封閉曲軸箱的。機(jī)油泵就設(shè)在油底殼內(nèi)。油底殼還設(shè)有擋板，以防止機(jī)油晃動(dòng)過甚。在底部裝有磁性放油塞，以吸收機(jī)油中的金屬屑。在油底殼的一側(cè)，還有一把機(jī)油尺，用來檢驗(yàn)油底殼的機(jī)油量。