气缸盖的作用是什么?

汽油机是用汽油作燃料的一种电火花点火式内燃发动机。

汽油机一般采用往复活塞式结构,由本体、曲柄连杆机构、配气系统、供油系统、润滑系统和点火系统等部分组成。

汽油机比柴油机轻巧,制造成本低,噪声较小,低温起动性较好,但热效率较低且燃料消耗率大。摩托车、油锯和其他小功率动力机械,为求轻便、价廉,常用二冲程风冷式汽油机;固定式小功率汽油机为求结构简单、工作可靠而成本较低,大多用四冲程水冷式;轿车和轻型货车则大多用顶置气门水冷式汽油机,但随着油耗问题日益受到重视,柴油机在这类汽车上应用渐广;小型飞机所用发动机为求轻便和升功率大,大多用半球型燃烧室的风冷式汽油机。

往复活塞式内燃机的组成部分主要有曲柄连杆机构、机体和气缸盖、配气机构、供油系统、润滑系统、冷却系统、起动装置等。
气缸是一个圆筒形金属机件。密封的气缸是实现工作循环、产生动力的源地。各个装有气缸套的气缸安装在机体里,它的顶端用气缸盖封闭着。活塞可在气缸套内往复运动,并从气缸下部封闭气缸,从而形成容积作规律变化的密封空间。燃料在此空间内燃烧,产生的燃气动力推动活塞运动。活塞的往复运动经过连杆推动曲轴作旋转运动,曲轴再从飞轮端将动力输出。由活塞组、连杆组、曲轴和飞轮组成的曲柄连杆机构是内燃机传递动力的主要部分。
活塞组由活塞、活塞环、活塞销等组成。活塞呈圆柱形,上面装有活塞环,借以在活塞往复运动时密闭气缸。上面的几道活塞环称为气环,用来封闭气缸,防止气缸内的气体漏泄,下面的环称为油环,用来将气缸壁上的多余的润滑油刮下,防止润滑油窜入气缸。活塞销呈圆筒形,它穿入活塞上的销孔和连杆小头中,将活塞和连杆联接起来。连杆大头端分成两半,由连杆螺钉联接起来,它与曲轴的曲柄销相连。连杆工作时,连杆小头端随活塞作往复运动,连杆大头端随曲柄销绕曲轴轴线作旋转运动,连杆大小头间的杆身作复杂的摇摆运动。
曲轴的作用是将活塞的往复运动转换为旋转运动,并将膨胀行程所作的功,通过安装在曲轴后端上的飞轮传递出去。飞轮能储存能量,使活塞的其他行程能正常工作,并使曲轴旋转均匀。为了平衡惯性力和减轻内燃机的振动,在曲轴的曲柄上还装有配重块平衡质量。
气缸盖中有进气道和排气道,内装进、排气门。新鲜充量(即空气或空气与燃料的可燃混合气)经空气滤清器、进气管、进气道和进气门充入气缸。膨胀后的燃气经排气门、排气道和排气管,最后经排气消声器排入大气。进、排气门的开启和关闭是由凸轮轴上的进、排气凸轮,通过挺柱、推杆、摇臂和气门弹簧等传动件分别加以控制的,这一套机件称为内燃机配气机构。通常由空气滤清器、进气管、排气管和排气消声器组成进排气系统。
为了向气缸内供入燃料,内燃机均设有供油系统。传统汽油机通过安装在进气管入口端的化油器将空气与汽油按一定比例(空燃比)混合,然后经进气管供入气缸,由汽油机点火系统控制的电火花定时点燃。
内燃机气缸内的燃料燃烧使活塞、气缸套、气缸盖和气门等零件受热,温度升高。为了保证内燃机正常运转,上述零件必须在许可的温度下工作,不致因过热而损坏,所以必须备有冷却系统。
内燃机不能从停车状态自行转入运转状态,必须由外力转动曲轴,使之起动。这种产生外力的装置称为起动装置。常用的有电起动、压缩空气起动、汽油机起动和人力起动等方式。
内燃机的工作循环由进气、压缩、燃烧和膨胀、排气等过程组成。这些过程中只有膨胀过程是对外作功的过程,其他过程都是为更好地实现作功过程而需要的过程。按实现一个工作循环的行程数,工作循环可分为四冲程和二冲程两类。冲程即活塞从气缸的一端运动到另一端的过程。
四冲程是指在进气、压缩、膨胀和排气四个行程内完成一个工作循环,此间曲轴旋转两圈。进气行程时,此时进气门开启,排气门关闭。流过空气滤清器的空气,或经化油器与汽油混合形成的可燃混合气,经进气管道、进气门进入气缸;压缩行程时,气缸内气体受到压缩,压力增高,温度上升;膨胀行程是在压缩上止点前喷油或点火,使混合气燃烧,产生高温、高压,推动活塞下行并作功;排气行程时,活塞推挤气缸内废气经排气门排出。此后再由进气行程开始,进行下一个工作循环。
二冲程是指在两个行程内完成一个工作循环,此期间曲轴旋转一圈。首先,当活塞在下止点时,进、排气口都开启,新鲜充量由进气口充入气缸,并扫除气缸内的废气,使之从排气口排出;随后活塞上行,将进、排气口均关闭,气缸内充量开始受到压缩,直至活塞接近上止点时点火或喷油,使气缸内可燃混合气燃烧;然后气缸内燃气膨胀,推动活塞下行作功;当活塞下行使排气口开启时,废气即由此排出活塞继续下行至下止点,即完成一个工作循环。
内燃机的排气过程和进气过程统称为换气过程。换气的主要作用是尽可能把上一循环的废气排除干净,使本循环供入尽可能多的新鲜充量,以使尽可能多的燃料在气缸内完全燃烧,从而发出更大的功率。换气过程的好坏直接影响内燃机的性能。为此除了降低进、排气系统的流动阻力外,主要是使进、排气门在最适当的时刻开启和关闭。
实际上,进气门是在活塞运行到气缸上止点前即开启(此时正处于排气行程末期),以保证活塞下行时进气门有较大的开度,这样可在进气过程开始时减小流动阻力,延长气门开启的时间,减少吸气所消耗的功,同时也可充入较多的新鲜充量。当活塞在进气行程中运行到下止点时,由于气流惯性,新鲜充量仍可继续充入气缸,故使进气门在下止点后延迟关闭。
排气门也在下止点前提前开启,即在膨胀行程后部分即开始排气,这是为了利用气缸内较高的燃气压力,使废气自动流出气缸,从而使活塞从下止点向上止点运动时气缸内气体压力低些,以减少活塞将废气排挤出气缸所消耗的功。排气门在上止点后关闭的目的是利用排气流动的惯性,使气缸内的残余废气排除得更为干净。
内燃机性能主要包括动力性能和经济性能。动力性能是指内燃机发出的功率(扭矩),表示内燃机在能量转换中量的大小,标志动力性能的参数有扭矩和功率等。经济性能是指发出一定功率时燃料消耗的多少,表示能量转换中质的优劣,标志经济性能的参数有热效率和燃料消耗率。
内燃机未来的发展将着重于改进燃烧过程,提高机械效率,减少散热损失,降低燃料消耗率;开发和利用非石油制品燃料、扩大燃料资源;减少排气中有害成分,降低噪声和振动,减轻对环境的污染;采用高增压技术,进一步强化内燃机,提高单机功率;研制复合式发动机、绝热式涡轮复合式发动机等;采用微处理机控制内燃机,使之在最佳工况下运转;加强结构强度的研究,以提高工作可靠性和寿命,不断创制新型内燃机

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1、热处理是将钢材由固态加热到液态,并经保温、冷却的一种工艺方法。(X )

在固态下进行加热、保温、冷却

2、金属热处理工艺可适当提高材料的硬度、强度、韧性和耐磨性。(√)

3、百分表作为精密量具,在测量的时候直接读出被测工件的实际尺寸大小。(X )

4、公差等级中IT7级的公差值比IT8级的公差值小,尺寸精度高。(√)

5、形位公差符号“◎”表示圆柱度。(X )同轴度

6、曲轴的静平衡和动平衡,一般用减重孔获得平衡。√

7、飞轮的静/动平衡是在平衡机平衡。√

8、干缸套不易漏水漏气,传热性较差√

9、汽车发动机中,润滑油有起密封作用的情况√

10、为提高耐磨性,凸轮轴加工工序中桃尖都要进行淬火处理。√

11、空气滤清器不仅能滤除空气中的杂质和灰尘,也能消减进气噪声。√

12、冷却液冰点越低越好X

13、转鼓试验台用的直流电力测功机可以作为负载作用,也可作为主动力使用。√

14、充气系数与气缸容积成正比X

15、增加发动机进气温度可提高充气效率?X

16、适当减少提前角可减少爆震发生√

17、转速增加时,火焰传播速度加速,自然准备未完成已燃烧,爆震减弱√

18、在6135Q柴油机编号中的Q是“汽改柴”X 是汽车用

19、传动系统扭转减震器的作用之一是降低扭振系统的固有频率√

20、变速器超速档传动比大于1 X

21、超速档车速最高X

22、液力变速器和液力偶合器是利用液体的动量变化传递能量的√

23、与液力耦合器不同,液力变矩器因为有泵轮,所以能够实现扭矩变化X(固导轮)

25、使用安全系数是判断机械零件强度的一种方法。在保证安全和可靠的前提下,尽量可能选用较小的安全系数。√

26、曲柄连杆机构中存在死点位置,可利用在曲柄上安装飞轮的方法使机构闯过死点√

27、齿轮模数是具有量纲的参数√

28、齿轮的失效主要是轮齿失效,轮毂、轮轴很少失效√

29、当需要传递较大载荷,对中要求较高时,齿轮轴宜采用平键联接X(应采用花键)

30、带传动的传动能力与最大有效圆周力无关X最大有效圆周力代表带传动的传动能力

31、两相对滑动的接触表面,依靠吸附的油膜进行润滑的摩擦状态称为边界摩擦√

32、空心轴比相同外径的实心轴质量轻,但抗弯强度差,相反,截面积相同,所用材料相同空心轴比实心轴抗弯、抗扭强√

33、将实心轴加工为外径不变的空心轴,可提高器抗弯强度X

34、滚动轴承类型选择中,载荷小,速度高的适宜选用滚子轴承X (应选滚珠轴承)

35、凸缘联轴器是刚性联轴器,适用两轴线径向位移较大的场合。X

36、在设计部件或机构时,一般先设计出零件图,然后在根据零件图画出装配图。X (先画出

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气缸盖由于形状复杂,一般都采用灰铸铁或合金铸铁铸成,也有的汽油机的缸盖用铝合金铸造。和铸铁缸盖相比,铝合金缸盖有导热性好的优点,有利于提高压缩比,提高发动机效率。另外铝合金和铸铁相比有一个突出的优点就是质量轻,符合车辆设计轻量化的发展方向。

气缸盖承受气体力和紧固气缸盖螺栓所造成的机械负荷,同时还由于与高温燃气接触而承受很高的热负荷。为了确保气缸的良好密封,汽缸盖既不能损坏,也不能变形。为此气缸盖应具有足够的强度和刚度。为了使汽缸盖的温度分布尽可能的均匀,避免进、排气门座之间发生热裂纹,应对汽缸盖进行良好的冷却。

汽缸盖是结构复杂的箱形零件。其上加工有进、排气门座孔,气门导管孔,火花塞安装孔(汽油机)或喷油器安装孔(柴油机)。在汽缸盖内还铸有水套、进排气道和燃烧室或燃烧室的一部分。若凸轮轴安装在汽缸盖上,则汽缸盖上还加工有凸轮轴承孔或凸轮轴承座及其润滑油道。水冷发动机的汽缸盖有整体式、分块式和单体式3种结构形式。在多缸发动机中,全部气缸共用一个汽缸盖的,则称该汽缸盖为整体式汽缸盖;若每两缸一盖或三缸一盖,则该气缸盖为分块式汽缸盖;若每缸一盖,则为单体式汽缸盖。风冷发动机均为单体式汽缸盖。

总的来说,气缸盖罩有四个作用:

1、气缸盖罩第一个且基本的功能是遮盖并密封气缸盖, 将机油保持在内部, 同时将污垢和湿气等污染物隔绝于外。这听起来似乎简单, 但通常是难做好的一个方面。

2、气缸盖罩的第二个功能是将机油与空气隔离。在发动机的运行过程中会形成油雾。气缸盖罩较冷的内表面会聚集油雾, 使机油冷凝并向下流回机油壳。气缸盖罩还肩负曲轴箱通风的责任。当活塞在气缸中运动时, 发动机内部会集聚压力。如果置之不理, 此压力会使各个密封件泄漏, 导致发动机效率降低。为了避免这种情况, 用一个管子连接气缸盖罩和进气道, 以便燃烧通风空气。该管可以使用带槽软管接头、螺纹管接头或快换接头来连接。气缸盖罩内的挡油板或过滤器用来尽量避免机油流向进气道。

3、气缸盖罩的另一功能是充当机油加注口。这种结构可以简单至一个孔, 在其中拧入机油加注口盖即可;也可以是更加复杂的注油管。

4、气缸盖罩还可以作为传感器安装支座, 包括凸轮轴位置和凸轮轴正时传感器。当然, 是否包括这些传感器取决于发动机的复杂程度。

发动机气缸盖垫,简称缸垫,是安放在气缸体和气缸盖之间的弹性密封元件。由于缸体和缸盖之间不可能平整,因此,就需要有气缸盖衬垫来防止高压气体、润滑油及冷却水从它们之间窜出。

①金属石棉垫以石棉为基体,外包铜皮或钢皮。有的用编织钢丝或轧孔钢板为骨架,有的在缸孔周围加金属环,以提高强度。优点是价格较低,但强度较差。由于石棉对人体有致癌作用,在发达国家已停止使用。

②金属垫用单块光整的钢板制成,在密封处有弹性凸纹,靠凸纹的弹性及耐热密封胶的作用来密封。在国外已广泛使用。优点是强度高,密封效果好,但成本较高。

气缸盖是结构复杂的箱形零件。其上加工有进、排气门座孔,气门导管孔,火花塞安装孔(汽油机)或喷油器安装孔。在气缸盖内还铸有水套、进排气道和燃烧室或燃烧室的一部分。若凸轮轴安装在气缸盖上,则气缸盖上还加工有凸轮轴承孔或凸轮轴承座及其润滑油道。

水冷式发动机的气缸盖有整体式、分块式和单体式三种结构形式。在多缸发动机中,全部气缸共用一个气缸盖的,则称该气缸盖为整体式气缸盖;若每两缸一盖或三缸一盖,则该气缸盖为分块式气缸盖;若每缸一盖,则为单体式气缸盖。风冷发动机均为单体式气缸盖。

气缸盖在设计上首先要求有足够的刚度和强度,工作变形小,确保密封;其次需要合理布置燃烧室、气门、气道,确保发动机的工作性能;工艺性良好,温度场尽量均匀,减少热应力,避免热裂现象。

通常气缸盖受到高温高压燃气作用,承受着很大的螺栓预紧力,机械应力很大。气缸盖结构复杂,温度场严重不均匀,导致热应力大,严重时会引起气缸盖出现裂纹和整体变形,因此就有了以上的设计要求。

气缸盖衬垫,简称缸垫,是安放在气缸体和气缸盖之间的弹性密封元件。由于缸体和缸盖之间不可能平整,因此,就需要有气缸盖衬垫来防止高压气体、润滑油及冷却水从它们之间窜出。

气缸衬垫用于确保燃烧室的密封性。一旦气缸衬垫被冲坏,发动机的工作就会失常。接下来介绍2种判断气缸衬垫是否被冲坏的经验方法,供参考。

(1)打开散热器盖,往散热器内注人冷却液;然后,起动发动机,观察散热器加液口中冷却液的状况。这时,如果从散热器加液口中有气泡喷出,则气缸衬垫已被冲坏。

(2)倾听发动机在不同工况下运转声音的变化,如果发动机在怠速运转时有短促的“突突”声,而在节气门开大时有“突突”声消失的感觉,则气缸衬垫已被冲坏。

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