机体组由气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套、气缸垫等不动部件组成。尽管机体组是不动的，但是机体组是承载着其他运转件主体，同样受到高温、高压及各种冲击力和摩擦力的影响而损坏。
1.气缸体结构特征分析
气缸体是发动机各个机构和系统的装配基体，并用它来保持发动机各运动部件相互之间的准确位置关系。由于气缸体装配部件较多，同时要承受高温高压气体的作用力，因而要求气缸体具有足够的强度和刚度；为减轻发动机重量，还要求气缸体结构紧凑、重量较轻。因此大部分气缸体采用优质灰铸铁和铝合金材料铸造。
气缸体的上半部有若干个气缸，下半部为支承曲轴的上曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。如图1-1所示，在上曲轴箱上有主轴承座孔，用于轴承安装。在侧壁上有主油道，前后壁和中间隔板上有分油道，便于轴承的润滑。润滑油的流动路线在润滑系统的有关内容中有详细分析。
汽车发动机多采用水冷方式，利用冷却液带走发动机高温部件的热量，其气缸体冷却液道和气缸盖内的冷却液套相通，与散热器、水泵等组成冷却系。冷却液的流动路线在冷却系统的有关内容中有详细分析。
图1-1 气缸体与上曲轴箱
按气缸体与油底壳安装平面的位置不同，气缸体可以分为一般式气缸体、龙门式气缸体和隧道式气缸体三种形式，如图1-2所示。
（1）一般式气缸体结构特征分析（图1-2a）一般式气缸体也叫平分式气缸体，其油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。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；但刚度和强度较差，多用于中小型发动机。如夏利、富康等轿车发动机用的是一般式气缸体。
（2）龙门式气缸体结构特征分析（图1-2b）油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。优点是强度和刚度都好，能承受较大的机械负荷，密封简单可靠、维修比较方便，缺点是工艺性较差、结构笨重、加工较困难。该类型的气缸体应用普遍。上海桑塔纳、一汽奥迪100、大众捷达、解放CA1091型汽车使用的发动机气缸体都为这一类型。
（3）隧道式气缸体结构特征分析（图1-2c）曲轴的主轴承孔为整体式，主轴承孔较大，曲轴从气缸体后部装入。优点是结构紧凑、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。多用于主轴承采用滚动轴承的负荷较大的柴油机，如黄河JN1181C13型汽车的6135Q型发动机采用的是隧道式气缸体。
图1-2 气缸结构形式
a）平分式 b）龙门式 c）隧道式 1—气缸体 2—水套 3—凸轮轴孔座 4—加强筋 5—气缸套 6—主轴承座 7—主轴承座孔 8—安装油底壳的加工面 9—安装主轴承盖的加工面
气缸是指气缸内引导活塞做往复运动的圆柱形空腔。气缸在发动机上的排列形式主要有三种，如图1-3所示，即直列式（图1-3a）、V型（图1-3b）、水平对置式（图1-3c）。
直列式发动机多用于六缸以下的发动机。各个气缸排成一列，所有气缸共用一根曲轴和一个气缸盖，气缸多采用垂直布置（也有采用斜置布置的）。直列式发动机结构简单，易于制造，成本较低，但长度和高度都较大。如宝马的大部分车型均采用直列式发动机。
V型发动机将气缸排成两列，其气缸中心线夹角γ﹤180°，一般为60°～90°。V型发动机采用一根曲轴驱动两列气缸中的活塞运动，曲轴上每个连杆轴颈上连接两个连杆，所以发动机必须至少有两个或两个以上的气缸盖。该类型发动机的优点是缩短了发动机的长度和高度，增加了气缸体的刚度及稳定性，运转平稳，结构紧凑。缺点是宽度有一定量增大、形状复杂、加工困难。多用于缸数较多的大功率发动机。如雷克萨斯、日产天籁等多数车型采用的是这种排列方式。
图1-3 气缸排列形式
a）直列式 b）V型 c）水平对置式
水平对置式发动机实际上可以看做是一种特殊的V型发动机，其夹角γ=180°。该类型发动机高度最小，应用在一些垂直空间非常小的车辆上。
气缸工作表面要承受高温高压燃气的作用，同时受到做高速运动的活塞及活塞环的摩擦力作用，因此气缸表面必须耐高温、耐高压、耐磨损和耐化学腐蚀。因此，部分气缸利用表面处理（如表面淬火、镀铬等）方式来提高气缸表面的各方面性能，但表面磨损后性能快速下降，且难以修复；也有部分发动机采用优质材料，但成本高。目前普遍采用的是在气缸体内镶入优质合金铸铁或合金钢制造的耐磨性优越的气缸套。
2.气缸套结构特征分析
如图1-4所示，根据是否与冷却液相接触，气缸套可以分为干式气缸套（图1-4a）和湿式气缸套（图1-4b）两种类型。
干式气缸套不直接与冷却液接触，而是用专用仪器压入气缸体孔中，由于缸套自上而下都支撑在缸体上，所以可以加工得很薄，壁厚一般为1～3mm。
图1-4 气缸套
a）干式气缸套 b）湿式气缸套 1—气缸套 2—水套 3—气缸体 4—密封圈
湿式气缸套则直接与冷却液接触，也是用专用仪器压入气缸体孔中。冷却液接触到缸套的中部，由于它只在上部和下部有支撑，所以必须比干式气缸套厚，一般壁厚为5～9mm。为了保证径向定位，气缸套外表面有两个凸出的圆环带，即下支承定位带A和上支承定位带B（图1-4b）；轴向定位则利用上端凸缘实现。为防止漏水，缸套下部设有1～2个耐油耐热的橡胶密封圈。湿式气缸套装入气缸孔后，其顶面一般高出气缸体0.05～0.15mm，主要目的是在紧固气缸盖螺栓时，可将气缸垫压得更紧，以保证气缸良好的密封性，防止冷却液和气缸内高压气体窜漏。湿式气缸套具有散热性好、缸体铸造方便、易拆卸等优点，缺点是气缸体刚度较差，易漏水、漏气。
3.气缸盖结构特征分析
气缸盖的主要功用是密封气缸上部，与活塞顶部和气缸壁形成燃烧室，并承受气缸内气体压力。气缸盖内部也有冷却液套，其端面上的冷却液孔与气缸体的冷却液孔相通，以便利用循环水来冷却燃烧室等高温部分。
如图1-5和图1-6所示分别为桑塔纳2000GSi发动机及东风EQ6100-I型发动机气缸盖结构图。从图中可以看出，发动机的气缸盖上有进、排气门座及气门导管孔和进、排气通道等。汽油机的气缸盖设有火花塞座孔，柴油机则设有安装喷油器的座孔。
气缸盖可以分为分开式气缸盖和整体式气缸盖两种类型。分开式气缸盖即同一发动机上有多个气缸盖，两个缸或三个缸共用一个气缸或每个缸单独使用一个气缸盖，主要应用在一些重量较大、热负荷重的柴油机或者汽油机上。整体式气缸盖是指发动机所有气缸共用一个气缸盖，这种类型的气缸盖多应用在热负荷相对较轻的轿车发动机上。
气缸盖由于形状复杂，一般都采用灰铸铁或合金铸铁铸成，有的汽油机气缸盖用铝合金铸造，因铝的导热性比铸铁好，有利于提高压缩比。铝合金缸盖的缺点是刚度低，使用中容易变形。CA6102型发动机系采用铜钼低合金铸铁铸造的整体式气缸盖。
图1-5 上海桑塔纳2000GSi型轿车发动机气缸盖
1—气缸盖 2—气缸垫 3—机油反射罩 4—气缸盖罩 5—压条 6—气缸盖罩垫 7—加油盖(www.xing528.com)
图1-6 东风EQ6100-I型发动机气缸盖
1—曲轴箱通风空气滤清器总成 2—罩盖螺母 3—密封圈 4—气缸盖螺栓 5—气缸盖罩 6—气缸盖罩垫片 7—气缸盖 8—水堵
4.燃烧室结构特征分析
汽油机的燃烧室是由活塞顶部及缸盖上相应的凹部空间组成的。首先燃烧室的结构尽可能紧凑，表面积要小，以减少热量损失及缩短火焰行程；其次是使混合气在压缩终了时具有一定的涡流运动，以提高混合气燃烧速度，保证混合气得到及时和充分燃烧。
如图1-7所示，汽油机常用燃烧室形状有以下几种。
（1）楔形燃烧室结构特征分析（图1-7a）结构较简单、紧凑，在压缩终了时能形成涡流，但存在较大的激冷面积，易造成燃烧不充分。
（2）盆形燃烧室结构特征分析（图1-7b）结构较简单、气体在里面燃烧速度快，热效率高，制造工艺较好，维修方便。缺点是结构不够紧凑，体积较大。北京492QG型发动机和CA1091型载货汽车采用了这种燃烧室。
（3）半球形燃烧室结构特征分析（图1-7c）结构较前两种紧凑，但因进、排气门分别置于缸盖两侧，使配气机构比较复杂。由于其散热面积小，有利于促进燃料的完全燃烧和减少排气中的有害气体，是现代汽车特别是轿车发动机上使用得较多的一种。
图1-7 常用燃烧室形状示意图
a）楔形燃烧室 b）盆形燃烧室 c）半球形燃烧室
5.气缸垫结构特征分析
气缸垫（图1-8）的作用是保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气、漏水和漏油。气缸垫装配在气缸盖与气缸体之间，因接触高温高压燃气，在使用中易被烧蚀，故要求气缸垫能耐热、耐腐蚀，还必须具有足够的强度和弹性。目前应用较多的气缸垫主要有金属-石棉气缸垫和纯金属气缸垫。
金属-石棉气缸垫，其结构如图1-9a、b、c、d所示，该类型的气缸垫外层为铜皮或者钢皮，内层采用夹有金属丝或者金属屑的石棉材料，同时为了防止烧蚀，在冷却液孔及燃烧室孔周围有镶边以增加强度。金属材料具有很好的散热性，而石棉的耐热性和弹性都较好，可以提高气缸的密封性能。安装时，应该特别注意把气缸垫光滑的一面朝向气缸体，否则容易被高压气体冲坏。金属-石棉气缸垫是目前使用最多的一种类型的气缸垫。如奥迪100、大众捷达、丰田凯美瑞等轿车采用的均是这种气缸垫。
纯金属气缸垫，其结构如图1-9e所示，该类型气缸垫基本上由单层或者多层金属片（低碳钢或铜）制造而成。为加强密封，在气缸孔、冷却液孔及机油孔周围冲有弹性凸纹，利用凸纹的弹性实现密封。如红旗CA7560型轿车使用的气缸垫为这一种气缸垫。
图1-8 气缸垫
图1-9 气缸垫的结构
a）、b）、c）、d）金属-石棉气缸垫 e）冲压钢板气缸垫
6.油底壳结构特征分析
油底壳也叫下曲轴箱，如图1-10所示，主要用于储存机油并密封曲轴箱，同时还可起到机油散热的作用。油底壳一般采用薄钢板冲压而成，其形状主要取决于发动机总体结构和机油容量。为保证发动机纵向倾斜时机油泵正常吸油，油底壳中部一般做得较深，并在最深处装有放油螺塞，大部分的放油螺塞有一定磁性，用于吸附机油中的金属屑，以达到清洁润滑油的目的，减少运动机件的磨损。油底壳内设有挡油板，用于防止汽车振动时油面波动过大产生泡沫影响发动机的润滑性能。上下曲轴箱之间一般都有密封垫，有些也采用密封胶密封，主要是为了防止漏油。
图1-10 油底壳
a）薄钢板油底壳 b）轻金属油底壳
7.发动机的支承结构特征分析
发动机支承的作用是支承发动机并给发动机定位，发动机支承一般通过变速器壳和飞轮壳体与车架一起支承发动机。常用的支承方式是三点支承或四点支承，如图1-11所示。三点支承的前支承两点经过曲轴箱支承在车架上，后支承一点通过变速器壳支承在车架上；四点支承则是前支承两点通过曲轴箱支承在车架上，后支承两点通过飞轮壳支承在车架上。图1-12所示为桑塔纳200GSi发动机的支承，该支承方式为三点支承方式。
由于发动机在工作过程中存在很大的震动，并对支承及车架产生周期性冲击，导致车架及支承产生扭曲变形。为了消除这些不良后果，发动机支承一般采用弹性支承。发动机支承上都有纵向拉杆，其作用是防止汽车制动或加速时由于弹性元件变形而产生的发动机纵向位移，它是通过橡胶垫圈与车架纵梁和发动机相连。
图1-11 发动机的支承
a）三点支承 b）四点支承
1—前支承 2—后支承 3—橡胶垫圈 4—纵向拉杆
图1-12 桑塔纳200GSi发动机的支承
1—固定螺母 2—支架固定螺栓 3—发动机左支架 4—橡胶缓冲块 5—发动机悬架后橡胶支承 6—发动机悬架 7—发动机悬架前橡胶支承 8—发动机右支架 9—右支架固定螺栓 10—垫板
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