曲柄连杆机构机体组件及功效详解

柴油机曲柄连杆机构机体组由气缸体、曲轴箱、气缸套、气缸盖、气缸垫等组件，如图3-1所示。

图3-1 四缸柴油机曲柄连杆机构机体组

（1）气缸体和曲轴箱 机体为气缸体、气缸水套和曲轴箱形成一体的部件，但有些机型的机体与曲轴箱分为两个部件，用紧固件相连接，如160系列柴油机（见附录A）。机体是内燃机用以安装各主要零部件的基体，可保证运动零件的正常运转。常见的机体有以下几类：卧式单缸机机体、立式单缸机机体、立式多缸机机体。

机体常见的损坏情况为水冷机型在冬季严寒气温时被冻裂和连杆螺栓断裂导致连杆击破曲轴箱壁，在这种情况下才需要更换气缸体。在单缸柴油机上以机件零件形式供应。在多缸机上因需要配套的主轴承盖、凸轮轴衬套、主轴承螺栓、气缸盖螺栓等零件，故一般均以气缸体机械合件的形式提供，否则无法保证主轴孔等的尺寸精度。

通常气缸体分为以下三种形式（见图3-2）。

1）一般式气缸体。其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。这种气缸体的优点是机体高度小、重量轻、结构紧凑、便于加工、曲轴拆装方便；但其缺点是刚度和强度较差。

2）龙门式气缸体。其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。它的优点是强度和刚度都好，能承受较大的机械负荷；但其缺点是加工工艺性较差、结构笨重、加工较困难。

图3-2 气缸体的结构

a）一般式 b）龙门式 c）隧道式

3）隧道式气缸体。这种形式的气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，曲轴从气缸体后部装入。其优点是结构紧凑、刚度和强度好，其缺点是加工精度要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便。

为了能够使气缸内表面在高温下正常工作，必须对气缸和气缸盖进行适当的冷却。冷却方法有两种（见图3-3），一种是水冷，另一种是风冷。水冷发动机的气缸周围和气缸盖中都加工有冷却水套，并且气缸体和气缸盖冷却水套相通，冷却水在水套内不断循环，带走部分热量，对气缸和气缸盖起冷却作用。

（2）气缸套 气缸内壁与活塞顶部、气缸盖底面共同构成燃烧工作容积，因而承受燃烧气体的高温与压力。气缸内壁对活塞的往复运动起导向作用，同时也受到两者间的相对高速运动产生的摩擦，因而对材质有较高的要求。

图3-3 气缸体的冷却方式(www.xing528.com)

a）水冷发动机气缸体 b）风冷发动机气缸体

1—水套 2—散热片

在水冷内燃机中气缸套根据其外表面是否与冷却液直接接触，可分为干式缸套和湿式缸套两种。在风冷内燃机中空气直接冷却气缸，在气缸外壁铸有散热片以增大散热面积，以达到有效、均匀的冷却。湿式气缸套外表面直接与冷却液接触，散热好，拆装方便，一般柴油机都采用这种结构。干式气缸套直接与气缸体接触，一般为钢质薄壁气缸套，壁厚为2.5～3.5mm，与气缸体之间为滑动配合，用手轻压旋转就可装入。当气缸套磨损过大或磨损不均匀形成椭圆度和锥度时会产生漏气，需要及时更换。

气缸直接镗在气缸体上叫做整体式气缸。整体式气缸强度和刚度都好，能承受较大的载荷，这种气缸对材质要求高，成本也高。如果将气缸制造成单独的圆筒形零件（即气缸套），然后再装到气缸体内，这样，气缸套采用耐磨的优质材料制成，气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，气缸套可以从气缸体中取出，因而便于修理和更换，并可大大延长气缸体的使用寿命。气缸套有干式气缸套和湿式气缸套两种（见图3-4）。

干式气缸套的特点是气缸套装入气缸体后，其外壁不直接与冷却水接触，而和气缸体的壁面直接接触，壁厚较薄，一般为1～3mm。它具有整体式气缸体的优点，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。

湿式气缸套的特点是气缸套装入气缸体后，其外壁直接与冷却水接触，气缸套仅在上、下各有一圆环地带和气缸体接触，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、刚度都不如干式气缸套好，而且容易产生漏水现象，应该采取一些防漏措施。

（3）气缸盖和气缸垫

1）气缸盖。它位于气缸的上部，密封气缸并形成燃烧室顶面，承受高的燃气压力和温度，并经过它传出部分燃烧产生的热量。气缸盖内布置有进排气通道、进气门、排气门及气门导管。水冷柴油机气缸盖内布置有冷却液道，风冷柴油机气缸盖上布置有散热片。有些柴油机气缸盖上布置有分开式的燃烧室。

气缸盖常见的损坏情况是气缸盖冻裂，两个气门座之间，气缸盖水套积水垢过多导致冷却效果不好而烧裂，长期工作后气缸底平面平面度超差过大。在这些情况下需要更换气缸盖。

2）气缸垫。气缸盖和机体之间装有气缸垫，以保证燃烧室的密封，防止高温高压燃气的泄漏，同时密封机油和冷却液的通道。气缸垫具有一定的弹性，能补偿接合面的平面度与粗糙度，保持好的密封性。风冷柴油机的气缸垫结构简单，一般为一片圈形薄铜片。

图3-4 气缸套的形式

a）干式气缸套 b）湿式气缸套

3）气缸盖螺栓及螺母。气缸盖螺栓及螺母用来夹紧气缸盖、缸垫并有防止气缸盖平面长期在高温情况下工作容易发生翘曲变形的作用。气缸盖螺栓为非标准件，有较大的预紧力（铁牛－55C、东方红－802为180～210N·m；195型柴油机为245N·m）。故拧紧螺母时必须按生产厂使用说明书的规定，用扭力扳手并按气缸盖螺母坚固顺序（多缸机由中心向两端，单缸机按对角线方向）分2～3次逐步拧紧气缸盖螺母。