气缸体总成结构及原理解析|《汽车发动机机械系统维修》

时间：2023-09-19 理论教育 版权反馈

【摘要】：为了达到润滑和冷却的目的，该部件被制造成即有气缸又有油道和水道网的结构。在气缸体内侧的漏气通道上有一个机油分离器。目前，在轿车发动机上采用铝合金机体的越来越普遍。1）气缸体的结构类型。龙门式机体底平面到曲轴轴线的距离称为龙门高度。隧道式机体是指主轴承孔不剖分的机体结构。主轴承盖与机体主轴承座通过主轴承螺栓连接起来，构成主轴承孔。

功用：曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环，完成能量转换的传动机构，用来传递力和改变运动方式。工作中，曲柄连杆机构在做功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，对外输出动力，而在其他三个行程（即进气、压缩、排气行程）中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。总的来说，曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构，通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。

工作条件：发动机工作时，曲柄连杆机构直接与高温高压气体接触，曲轴的旋转速度很高，活塞往复运动的线速度相当大，同时与可燃混合气和燃烧废气接触，曲柄连杆机构还受到化学腐蚀作用，并且润滑困难。可见，曲柄连杆机构的工作条件相当恶劣，它要承受高温、高压、高速和化学腐蚀作用。

组成：曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组：机体组（气缸体-曲轴箱组）、活塞连杆组和曲轴飞轮组。曲柄连杆机构的主要运动部件如图1-203所示。

图1-203 曲轴与活塞连杆

1—连杆 2—连杆轴颈 3—主轴颈 4—连杆轴承（小瓦） 5—主轴承（大瓦） 6—平衡重 7—曲轴 8—止推片 9—活塞

1.气缸体-曲轴箱组

（1）气缸体、气缸套的结构一般而言，缸体、缸盖、缸盖罩以及油底壳构成了发动机的外形，如图1-204所示。

图1-204 发动机主体结构

气缸体是发动机中最大的一个单独式部件，它基本上是一个金属体，如图1-205所示。为了达到润滑和冷却的目的，该部件被制造成即有气缸又有油道和水道网的结构。另外，缸体的侧面装有机油滤清器、水泵以及其他类似的辅助部件。

图1-205 发动机气缸体

图1-206所示为丰田1.6L卡罗拉轿车的1ZR—FE发动机气缸体。

图1-206 丰田1.6L卡罗拉轿车的1ZR—FE发动机气缸体

此发动机使用各缸之间距离为7mm的铝制气缸体，以实现紧凑的轻型配置。

在气缸体内侧的漏气通道上有一个机油分离器。它将发动机机油从漏气中分离，以降低发动机机油性能退化和消耗量。

不能对带此缸套的缸体镗缸。气缸套为刺状型，该种类型的气缸套会在其铸件外部形成大的不规则表面，以增强气缸套和铝制气缸体之间的附着力。增强的附着力有助于散热，从而使整体温度较低和缸径热变形减小。

机体材料：机体一般用高强度灰铸铁或铝合金铸造。目前，在轿车发动机上采用铝合金机体的越来越普遍。

1）气缸体的结构类型。车用发动机气缸体按气缸的排列形式分为直列式、V形式、对置式、VR形式和W形式。其中以直列式、V形式多见。直列式气缸体如图1-207所示。图1-207a为直列四缸发动机的气缸体，图1-207b为直列六缸发动机的气缸体。

图1-207 直列式气缸体

图1-208所示的气缸体为丰田2GR—FE发动机的气缸体，其V形夹角为60°。也有的V形夹角为90°，图1-209所示的Audi 3.0L—V6—TDI BMK柴油发动机，V形夹角即为90°。发动机缸体由GGV—40（蠕虫状石墨铸铁）制成，气缸间距为90mm。气缸孔壁采用紫外线光子（UV-Photonen）珩磨工艺制造，这种工艺有助于增强耐磨性并可减少初始阶段的机油消耗。

图1-208 丰田2GR—FE发动机的气缸体

图1-209 Audi 3.0L—V6—TDI BMK柴油发动机

图1-210、图1-211所示分别为宝马N62 V8发动机的气缸体与宝马N72 V12发动机的气缸体。它们均采用铝合金铸造，气缸套处采用双金属铸造的方式。

图1-210 宝马N62 V8发动机的气缸体

图1-211 宝马N72 V12发动机的气缸体

对置发动机的气缸体采用水平对置方式，使得发动机高度降低。其缸体分开为左、右两个，如图1-212所示。

图1-212 对置6缸发动机的气缸体

在大众汽车公司的一些车辆上还有出现过一种VR形发动机，如大众迈腾轿车3.6LFSI发动机的缸体，如图1-213所示。

这种缸体是采用片状石墨的灰口铸铁制造的。缸体的V形夹角为10.6°，V形夹角很小，这样就可在不改变发动机安装尺寸的情况下还能保证气缸壁厚度。由于V形角减小了，所以气缸的纵轴线在下面相对于曲轴就向外移动了，气缸偏移量为22mm，如图1-214所示。

图1-213 大众迈腾轿车3.6L FSI发动机的VR6缸体

图1-214 大众VR6发动机缸体的V形角与气缸偏移量

图1-215所示为奥迪W12缸6.0L发动机。

图1-215 奥迪W12缸6.0L发动机

图1-216 W12缸与W8缸发动机气缸的排列

图1-217 曲轴箱的结构形式

a）平底式 b）龙门式 c）隧道式

W12缸与W8缸发动机气缸的排列如图1-216所示。

按曲轴箱结构形式的不同，机体有平底式（也称为平分式或一般式）、龙门式和隧道式3种，如图1-217所示。

平底式机体的底平面与曲轴轴线齐平。这种机体高度小、质量小、加工方便，但与另外两种机体相比刚度较差。

龙门式机体是指底平面下沉到曲轴轴线以下的机体。龙门式机体底平面到曲轴轴线的距离称为龙门高度。龙门式机体由于高度增加，其弯曲刚度和扭转刚度均比平底式机体有显著提高，机体底平面与油底壳之间的密封也比较简单。

隧道式机体是指主轴承孔不剖分的机体结构。这种机体配以窄型滚动轴承可以缩短机体长度。隧道式机体的刚度大，主轴承孔的同轴度好，但是由于大直径滚动轴承的圆周速度不能很大，而且滚动轴承价格较贵，因此限制了隧道式机体在高速发动机上的应用。

主轴承盖与机体主轴承座通过主轴承螺栓连接起来，构成主轴承孔。

如图1-218所示，主轴承盖有两种形式，一种是单体式的，即每挡主轴承各有一个主轴承盖，这种结构比较简单，质量也小，使用最广泛。随着发动机的不断强化，主轴承负荷也越来越大，为了增加主轴承的刚度以及整个机体的刚度，有些汽车发动机采用了将各主轴承盖连成一体的梯形梁结构的整体式主轴承盖，它大大提高了机体的刚度。

图1-218 主轴承盖

发动机工作时，燃料燃烧会产生大量热量，这些热量除一部分转变为机械能外，大部分通过冷却系统散发至大气中。在缸体与缸盖上均设计有冷却水套，绕着每个气缸的外部通过。同样，为了向相对运动的摩擦表面供应机油，在缸体也配备有机油通道，一般有一条纵向的主油道和若干条横向油道及垂直油道。

各气缸的水套是相互连通的，而在气缸体的一侧布有水管与各缸水套相通，通过仔细地设计，可使冷却液有组织地流动，使各缸冷却均匀。

按照气缸体水套的结构形式可将气缸体分成开顶式与闭顶式两大类。在开顶式气缸体上，其水套是敞开的，在缸体平面和缸盖之间，没有壁面将水套隔断，如图1-219所示。这种形式的气缸体冷却性能好、结构紧凑、质量小、制造方便、成本低。闭顶式气缸体如图1-220所示，其水套与气缸盖之间是靠钻孔或铸造的较小孔相通的，加工比较复杂，制造成本高，但由于有缸体顶平面，气缸体刚度较好，变形小，强化潜力大，所以使用比较广泛。根据开顶式与闭顶式气缸体的结构特点，只要拆下缸盖，便可以确定缸体是属于开顶式还是属于闭顶式。

图1-219 开顶式气缸体

图1-220 闭顶式气缸体

在开顶式气缸体中，其冷却水套中有的还放置了一个冷却水套隔圈，如图1-221如示。冷却水套隔圈能够抑制冷却水套中心处的水流，引导缸径上方和下方的冷却液并确保温度分布。这样，充当缸壁和活塞之间润滑剂的发动机机油的粘度得到降低，继而降低摩擦力。

图1-221 冷却水套隔圈

2）气缸套的型式与构造。每个缸体最重要的部分是气缸，在气缸内，发动机的活塞往复上下移动。

从发动机的工作原理可知，气缸所接触气体的温度和压力都在频繁地变化而且其瞬时值会很高，给气缸以很大的热负荷和机械负荷。另外，燃烧产物对气缸壁还有腐蚀作用。在这种恶劣条件下，活塞在气缸内运动，对气缸的磨损往往影响整个发动机的使用寿命。

为了提高耐磨性，有些气缸采用表面处理，如表面淬火、镀铬等；有的则对整个气缸体采用优质材料，但成本高。目前，更多的是采用在气缸体内镶入气缸套结构。这样，气缸套可用更加耐磨的材料，以延长使用寿命，而气缸体则用价廉的普通铸铁或质轻的铝合金制造。

气缸套的材料常用的有珠光体灰铸铁、合金铸铁或高磷铸铁、含硼铸铁或其他高级铸铁。

根据其是否与冷却液接触，气缸套分为干式和湿式两种（见图1-222）。

图1-222 气缸套

a）干式 b）、c）湿式

1—气缸套 2—水套 3—气缸体 4—橡胶密封圈

A—下支承密封带 B—下支承定位带 C—缸套凸缘平面

①干式。干式缸套的特点是外表面不直接与冷却液接触（见图1-222a）。为了获得与缸体间足够的实际接触面积，以保证散热效果和缸套的定位，其外表面和与其相配合的气缸体承孔表面都有一定的加工精度，并且一般都采用过盈配合。另外，干式缸套壁薄一般为2～3mm，有的只有1mm。

干式缸套外圆下端制有不大的圆锥角，以便压入气缸体；其顶部（或缸体承孔的底部）有带凸缘和不带凸缘的两种。带凸缘的配合过盈量较小，因为凸缘可帮助其定位。

干式缸套的优点是不易漏水、缸体结构刚度大、缸心距小、质量小，缺点是修理更换不便、散热效果差等，在缸径小于120mm的内燃机中，鉴于热负荷较小，此款缸套得到了广泛的应用。

②湿式。湿式缸套的特点是其外表面直接与冷却液接触（见图1-222b），其壁厚较大，一般为5～8mm。

湿式缸套的定位：缸套的径向定位一般靠上下两个凸出的、与气缸体间为动配合的圆环带A和B（见图1-222b）。轴向定位是利用上部凸缘的下平面，因此缸套的上述部位和气缸体承孔的相应配合部位应有较高的加工精度。

湿式气缸套的密封：气缸套与缸体承孔之间用1～3个耐热耐油橡胶密封圈密封（见图1-223），其密封形式有涨封式和压封式两种。其中使用较广泛的为图1-223a所用的涨封式，少数发动机缸体在两道密封圈之间设有漏水孔，用以观察密封圈工作情况是否良好，如图1-223b所示，如6120Q柴油机。因为柴油机随其强化程度的提高，湿式缸会的穴蚀已成为一个突出的问题。所谓穴蚀，就是湿式缸套外表面，以及后面提到的曲轴轴承、水泵内腔等与液体介质接触的金属表面产生孔洞群的一种腐蚀现象。所以某些柴油机缸套有二道密封圈，最上一道上半部分与冷却液接触，既能防止配合面生锈、便于拆装，又能借其吸振，减轻穴蚀（见图1-223c），如日产RD8柴油机。有的上、中二道用乙丙烯合成橡胶，以密封冷却液，底下一道用硅酮材料制成橡胶以密封机油，二者不可错装。还有的把密封圈装在缸体上，以提高缸套的刚度（见图1-223d）。缸套上部通常是靠凸缘（见图1-223b）的下平面处垫金属垫（铜或铝垫，对铝合余缸体应用铝垫，不可垫铜，以防止电化学腐蚀）密封。

图1-223 湿式气缸套的密封

1—水套 2—缸套 3—密封圈 4—气缸体 5—漏水孔

多数湿式气缸套装入后，其顶面高出缸体一定高度，一般为0.05～0.15mm（见图1-222），气缸盖螺栓紧固后，缸套与缸垫的该部分承受较大的压紧力，以防止气缸漏气、水套漏水和保证缸套定位的作用。

湿式缸套的优点是缸体铸造较容易，又便于修理更换，且散热效果较好。缺点是缸体刚度较差，易产生穴蚀，且易漏水、漏气，主要用于高负荷的发动机（缸径140mm以上的柴油机几乎全部采用）和铝合金缸体发动机，如BJ492Q汽油机，6135Q型柴油机等。

一般地，每个缸套的内部通过一种“珩磨”加工程序而具有网格图案。该图案通过维持缸套内表面上的机油薄膜来确保适当的润滑。

缸套可以分为单体与连体。连体缸套实际上是由几个缸套组合而成，如图1-224所示。由于连体缸套可以缩短气缸之间的距离，因此使用连体缸套可以生产出更小的缸体。另外，单体缸套的优点是冷却效率更高。

图1-224 连体缸套

（2）气缸盖

1）气缸盖工作条件及要求。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。为了保证气缸的良好密封，气缸盖既不能损坏，也不能变形，为此气缸盖应具有足够的强度和刚度。为了使气缸盖的温度分布尽可能地均匀，避免进、排气门座之间发生热裂纹，应对气缸盖进行良好的冷却。

2）气缸盖材料。气缸盖一般由优质灰铸铁或合金铸铁铸造，轿车用的汽油机则多采用铝合金气缸盖。

3）气缸盖构造。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（柴油机），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机油道，为火花塞的安装制造有火花塞孔。另外，对缸盖的顶端执行多种不同的加工程序，使配气机构能够进行组装。

在缸盖内还制造了许多不同的管道供冷却液和机油循环流动，如图1-225所示。

水冷发动机的气缸盖有整体式、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。单体式和整体式气缸盖如图1-226所示。

图1-225 缸盖内的冷却水套和润滑油道

图1-226 单体式与整体式缸盖

a）单体式气缸盖 b）整体式气缸盖

当活塞位于上止点时，活塞顶面以上、气缸盖底面以下所形成的空间称为燃烧室。在汽油机气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。

在汽油机上广泛应用的燃烧室有浴盆形燃烧室、楔形燃烧室、半球形燃烧室、半球形燃烧室等，如图1-227所示。

图1-227 汽油机燃烧室类型

a）楔形燃烧室 b）盆形燃烧室 c）半球形燃烧室

①浴盆形燃烧室结构简单，气门与气缸轴线平行，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，气门相对气缸轴线倾斜，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。其进、排气门呈两列倾斜布置，气门直径较大，气道较平直。但火焰传播距离较短，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屋脊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。

柴油机混合气的形成和燃烧都是在燃烧室中进行的，所以燃烧室的结构形式直接影响混合气的品质和燃烧。对燃烧室的要求主要是配合喷油形成良好均匀的混合气，改善燃烧；燃烧室的结构要紧凑，减少热损失，以提高热效率。

柴油机燃烧室的种类较多，通常分为统一式（直接喷射式）和分隔式两类。

统一式燃烧室：统一式燃烧室是由凹形活塞顶与气缸盖底面所包围的单一内腔，几乎全部容积都在活塞顶上。采用这种燃烧室时，燃油自喷油器直接喷射到燃烧室中，借助喷出油注的形状和燃烧室形状的匹配，再加上室内空气涡流运动，迅速形成混合气。常见的结构形式如图1-228所示，从左至右分别是ω形燃烧室、球形燃烧室和U形燃烧室。

图1-228 统一式燃烧室

a）ω形燃烧室 b）球形燃烧室 c）U形燃烧室

ω形燃烧室的活塞凹顶剖面轮廓呈ω形，靠喷注形状与空气涡流形成混合气；要求喷油压力较高，一般为17～22MPa；采用多孔喷油器，使喷出的大部分燃油均匀地以雾状分布在燃烧室空间，吸收空气的热量而蒸发，并借助气流运动与空气混合，另有少量燃油被甩到燃烧室壁面，形成油膜，在燃烧开始后才迅速蒸发而参加燃烧。

ω形燃烧室形状较简单，易于加工，结构紧凑，散热面积小，热效率高，柴油机起动性好。因其喷油压力高，故喷油泵和喷油器加工精度要求高。但多孔喷油器的喷孔直径小，易堵塞。另外，柴油机工作较粗暴。

球型燃烧室的活塞凹顶剖面轮廓呈球形。利用螺旋进气道产生强烈的空气涡流，采用单孔或双孔喷油器将燃油在高压下顺气流和接近于燃烧室的切线方向喷入燃烧室内。燃油的绝大部分布于燃烧室壁上，易于形成较均匀的油膜，油膜从燃烧室壁上吸热逐层蒸发，强烈的空气涡流加速了油膜的蒸发并使混合气更为均匀。少量喷射在燃烧室空间的雾状燃油，首先完成与空气的混合而发火，成为火源。

由于球形燃烧室的混合气形成主要靠油膜逐层蒸发来完成，故其特点为：混合气形成速度开始较慢，燃烧初期压力升高和缓，发动机工作柔和。此后，由于混合气形成速度越来越快，不会使燃烧拖延，从而保证了柴油机有较高的动力性和经济性。同时，因着火初期混合气量较少，使柴油机起动较困难。此外，油膜蒸发形成混合气的速度不能立即适应急剧增加的油量，因而柴油机的加速性能较差。

球形燃烧室要求燃料喷注具有一定的能量，喷射时尽量不分散。因此，必须具有较高的喷油压力（17～19MPa）。

U形燃烧室的活塞凹顶剖面轮廓呈U形。与球形燃烧室一样，此燃烧室主要是借助于高速空气涡流把燃料均匀地分布在燃烧室壁面形成油膜，然后蒸发而形成混合气。与球形燃烧室相比，U形燃烧室有如下特点：其燃料喷射方向基本垂直于气流方向，由气流将燃料甩到燃烧室壁上形成均匀的油膜。其中有一部分细小油膜没有被甩到燃烧室壁上而留在高温空气中，首先形成火源，起引燃作用。油膜形成量与空气旋转速度有关，空气涡流越强，甩出的油雾越多，形成的油膜就越厚。因此在低速时，空气涡流弱，甩到燃烧室壁面上的油量减少，而留在空间的油量多，即混合气量在燃烧初期比球形燃烧室多，提高了柴油机的起动性。实际上，U形燃烧室的混合气形成方式属于复合式。

U形燃烧室多采用单孔轴针式喷油器，喷孔直径较大，不易堵塞，喷油压力较低（12MPa）。

分隔式燃烧室：分隔式燃烧室由两部分组成，一部分位于活塞顶与缸盖底面之间，称为主燃烧室；另一部分在气缸盖中，称为副燃烧室。两部分由一个或几个孔道相连。分隔式燃烧室的常见形式有涡流室燃烧室和预燃室燃烧室两种，如图1-229所示。

涡流室燃烧室中涡流室（副燃室）的容积约占燃烧室容积的50%左右。连接涡流室与主燃烧室的一个或几个通道与涡流室相切，使空气在压缩行程从气缸被挤入涡流室时产生强烈且有规则的旋转运动——压缩涡流。

图1-229 分隔式燃烧室

a）涡流室式 b）预热室式

在这种燃烧室中，柴油直接喷在涡流室空间，由于强烈的空气涡流作用，很快与空气混合形成较浓的混合气并发火燃烧，使涡流室内的压力急剧升高，燃烧气体连同刚喷入的燃油和燃烧产物经通道进入主燃烧室，进一步与那里的空气混合、燃烧。

一般涡流室由两部分构成，其上半部直接铸在气缸盖内，下半部则用耐热钢单独制成带油道的镶块，镶嵌在缸盖内。

预燃烧室式燃烧室：预燃室式燃烧室的预燃室（副燃烧室）容积约为燃烧室容积的25%～40%，并用一个或几个小孔与主燃烧室相通。在压缩行程中，空气经小孔进预燃室产生强烈的无规则的湍流运动，活塞临近上止点时，单孔喷油器将燃油喷入预燃室，喷射压力可较低。燃油喷入后，依靠空气的湍流运动形成混合气并发火燃烧，使预燃室的压力急剧升高，大部分未燃柴油连同燃烧产物经小孔高速喷入燃烧室，在主燃烧室内产生不规则的涡流运动，进一步与空气混合以达到完全燃烧。

预热室一般用耐热钢制造，嵌入气缸盖内。

分隔式燃烧室的特点是主要靠强烈的空气运动形成混合气，对空气的利用比统一式燃烧室充分，因此过量空气系数也小一些。转速越大，越有利于混合气的形成，因此可改善高速性能。分隔式燃烧室允许采用较大喷孔的轴针式喷油器及较低的喷油压力，有先副燃烧室后主燃烧室两级燃烧，发动机工作柔和，曲轴连杆机构载荷也较小。但分隔式燃烧室散热损失和节流损失较大，起动性和经济性较差，必须要求有更高的压缩比而且要在副燃烧室中安装起动预热塞。

（3）气缸垫

1）气缸垫的功用、工作条件及要求。气缸垫是机体顶面与气缸盖底面之间的密封件，其外形如图1-230所示。其作用是保证气缸密封不漏气，保证由机体流向气缸盖的冷却液和机油不泄漏。气缸垫承受拧紧气缸盖螺栓时造成的压力，并受到气缸内燃烧气体高温、高压的作用以及机油和冷却液的腐蚀。气缸衬垫应该具有足够的强度，并且要耐压、耐热和耐腐蚀，另外，还需要有一定的弹性，以补偿机体顶面和气缸盖底面的粗糙度和不平度以及发动机工作时反复出现的变形。

2）气缸垫的分类及结构。按所用材料的不同，气缸垫可分为金属—石棉垫、金属—复合材料垫和全金属垫等多种。

目前应用较多的是金属—石棉气缸垫。这种气缸垫在石棉中夹有金属丝或金属屑，外覆铜皮。

图1-230 某V8发动机的气缸垫

水孔和燃烧室孔周围用镶边增强，以防被高温气体烧坏。这种衬垫压紧厚度为1.2～2mm，有很好的弹性和耐热性，但其厚度和质量的均匀性较差。安装这种气缸垫时，应把翻边的一边朝向易加工修整的平面。

有的发动机还采用在石棉中心用编织的钢丝网或有孔钢板（冲有带毛刺小孔的钢板）为骨架，两面用石棉及橡胶粘接剂压成的气缸垫。

有的强化发动机采用纯金属片作为气缸垫。这种气缸垫由单块光整冷轧的低碳钢板制成，在需要密封的气缸孔和水孔、油孔周围冲压出一定高度的凸纹，利用凸纹的弹性变形实现密封。丰田3L柴油发动机就采用钢叠层型的气缸垫，以用于提高耐用度。缸垫的厚度根据发动机型号选择，来提高压缩比精度。这一厚度由活塞突出高度来确定。3L发动机共有3个类型的缸垫标号B：1.40～1.50mm（0.0551～0.0591in.）、标号D：1.50～1.60mm（0.0591～0.0630in.）、标号F：1.60～1.70mm（0.0630～0.0669in.），如图1-231所示。

（4）油底壳油底壳的主要功用是储存机油和封闭机体或曲轴箱。

油底壳用薄钢板冲压或用铝铸制而成。油底壳内设有挡板，用以减轻汽车颠簸时油面的振荡。此外，为了保证汽车倾斜时机油泵能正常吸油，通常将油底壳局部做得较深。油底壳底部设放油螺塞。有的放油螺塞带磁性，可以吸引机油中的铁屑。

图1-231 丰田3L柴油发动机的气缸垫

2.曲轴飞轮组

曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、扭转减振器、曲轴带轮等组成。图1-232所示为广本飞度L13A3发动机的曲轴和飞轮。

图1-232 广本飞度L13A3发动机的曲轴和飞轮

（1）曲轴

1）曲轴的功用及工作条件。曲轴的功用是把活塞、连杆传来的气体力转变为转矩，用以驱动汽车的传动系统和发动机的配气机构以及其他辅助装置。曲轴在周期性变化的气体力、惯性力及其力矩的共同作用下工作，承受弯曲和扭转交变载荷。因此，曲轴应有足够的抗弯曲、抗扭转的疲劳强度和刚度；轴颈应有足够大的承压表面和耐磨性；曲轴的质量应尽量小；对各轴颈的润滑应该充分。

2）曲轴材料。曲轴一般由45、40Cr、35Mn2等中碳钢和中碳合金钢模锻而成，轴颈表面经高频感应加热淬火或氮化处理，最后进行精加工。现代汽车发动机广泛采用球墨铸铁曲轴。球墨铸铁价格便宜，耐磨性能好，轴颈不需硬化处理，同时金属消耗量少，机械加工量也少。为提高曲轴的疲劳强度，消除应力集中，轴颈表面应进行喷丸处理，圆角处要经滚压处理。

3）曲轴构造。曲轴的基本组成包括前端轴、主轴颈、连杆轴颈（曲柄销）、曲柄、平衡重及后端凸缘等。一个连杆轴颈和它两端的曲柄及主轴颈构成一个曲拐。曲轴基本上由若干个单元曲拐构成。单缸发动机的曲轴只有一个曲拐，多缸直列式发动机曲轴的曲拐数与气缸数相同，V形发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。将若干个单元曲拐按照一定的相位连接起来再加上曲轴前、后端便构成一根曲轴。多数发动机的曲轴，在其曲柄臂上都会装有平衡重。按单元曲拐连接方法的不同，曲轴分为整体式和组合式两类。图1-233所示为丰田花冠轿车1NZ—FE发动机曲轴。主轴颈和曲柄销（连杆轴颈）有油孔。机油从气缸体流入，进入主轴颈油孔，穿过油道到连杆轴颈。

现在有些发动机采用了曲轴偏置的方法，即将曲轴中心和气缸孔中心偏置，曲轴中心相对于气缸孔中心向左偏置一定距离，如图1-234a所示，这可提高发动机效率。活塞所受燃烧的压力的最大部分可被有效地传递至曲轴。由于活塞侧向推力得到降低，摩擦损失也得到降低。曲轴偏置量一般为8～12mm，有的大一些，如1NZ—FE和2NZ—FE发动机为12mm；有的小一些，如1SZ—FE和2SZ—FE发动机为8mm。

图1-233 丰田花冠轿车1NZ—FE发动机曲轴

图1-234 曲轴的偏置

按曲轴的主轴颈数，可以把曲轴分为全支承曲轴和非全支承曲轴两种。在相邻的两个曲拐之间，都设置有一个主轴颈的曲轴，称为全支承曲轴；否则，称为非全支承曲轴。显然，全支承曲轴的主轴颈总数比连杆轴颈多一个，而非全支承曲轴的主轴颈则等于或少于连杆轴颈。

全支承曲轴的优点是可以提高曲轴的刚度，且主轴承的负荷较小，多用于柴油和负荷较大的汽油机；非全支承曲轴结构简单且长度较短，多用于中小负荷汽油机。

连杆大头为整体式的某些小型汽油机或采用滚动轴承作为曲轴主轴承的发动机，必须采用组合式曲轴，即将曲轴的各部分分段加工，然后组合成整个曲轴。

为了平衡连杆大头、连杆轴颈和曲柄等产生的离心力及其力矩，有时还为了平衡部分往复惯性力，使发动机运转平稳，须对曲轴进行平衡。对于四缸、六缸等多缸发动机，由于曲柄对称布置，往复惯性力和离心力及其产生的力矩，从整体上看都能互相平衡，但曲轴的局部却受到弯曲作用。由图1-235a中可以看出，第一和第四连杆轴颈的离心力F₁、F₄与第二和第三连杆轴颈的离心力F₂、F₃大小相等、方向相反，故可以相互平衡。F₁和F₂形成的力矩M₁～2与F₃和F₄形成的力矩M₃～4，也能互相平衡，但两个力矩都给曲轴造成了弯曲变形，而引起主轴颈和轴承的偏磨。为了减轻主轴承的负荷，改善其工作条件，一般都会在曲柄的相反方向设置平衡重，如图1-235b所示。

图1-235 曲轴的平衡重

在曲轴的前端，一般装有用来驱动配气机构的正时齿轮（或正时链轮、正时齿带轮）及驱动附件的曲轴带轮，如图1-236所示，图中曲轴的前端轴还用来驱动机油泵。

图1-236 曲轴的前端

4）曲轴前、后端的密封。为了防止机油从曲轴的前、后端泄漏，在曲轴的前、后端均设有密封装置。常见的密封装置有挡油盘、回油螺纹、自紧油封等。

如图1-237所示，曲轴前端借助甩油盘和橡胶油封实现密封。曲轴前端装有甩油盘，随着曲轴旋转，当被齿轮挤出和甩出来的机油落到盘上时，由于离心力的作用，机油被甩到正时齿轮室盖的壁面上，再沿壁面流下来，回到油底壳中。即使还有少量机油落到甩油盘前面的曲轴上，也会被压配在齿轮室盖上的自紧油封挡住。甩油盘的外斜面应向后，如果装错，效果将适得其反。

曲轴后端有安装飞轮用的凸缘。为了防止机油向后漏出，常采用甩油盘、油封（自紧油封或填料油封）及回油螺纹等封油装置，如图1-238所示。回油螺纹可以是梯形的或矩形的，其螺旋方向为右旋。当曲轴旋转时，流到回油螺纹槽中的机油也被带着旋转。因为机油本身有粘性，所以受到机体后盖孔壁的摩擦阻力，此时可以把回油螺纹槽中的机油看成是转动较慢的螺母，曲轴上的回油螺纹为转动较快的螺栓，这样机油将顺着螺纹槽向前，流回油底壳。

图1-237 曲轴前端的密封装置

图1-238 曲轴后端的密封装置

目前，在汽车发动机上曲轴后端的密封多采用与曲轴前端一样的自紧式橡胶油封。自紧式油封由金属保持架、氟橡胶密封环和拉紧弹簧构成。

5）曲轴的轴向定位。发动机工作时，曲轴经常受到离合器施加于飞轮的轴向力作用及其他作用而有轴向窜动的可能。曲轴的窜动将破坏曲柄连杆机构各零件的正确相对位置，故必须用止推片加以限制。在曲轴受热膨胀时，其应能自由伸长，所以曲轴上只能有一个地方设置轴向定位装置。

止推片的形式一般有两种：一种是特制的单面具有减磨合金层的止推片，如图1-236所示，安装时，应将涂有减磨合金层的一面朝向旋转面；另一种是将其中一道曲轴主轴承做成翻边轴承的形式，翻边轴承的翻边部分即为曲轴的轴向定位装置，如宝马N62发动机的曲轴有5个主轴承，第五道主轴承即为翻边轴承，如图1-239所示。

（2）扭转减振器当发动机工作时，曲轴在周期性变化的转矩作用下，各曲拐之间发生周期性相对扭转的现象称为扭转振动，简称扭振。当发动机转矩的变化频率与曲轴扭转的自振频率相同或成整数倍时，就会发生共振。共振时扭转振幅增大，并导致传动机构磨损加剧，发动机功率下降，甚至使曲轴断裂。为了消减曲轴的扭转振动，现代汽车发动机多在扭转振幅最大的曲轴前端装置扭转减振器。汽车发动机多采用橡胶扭转减振器或硅油扭转减振器等。

图1-239 翻边轴承

橡胶扭转减振器的一般结构如图1-240a所示。橡胶扭转减振器的壳体与曲轴连接，减振器壳体与扭转振动惯性质量粘结在硫化橡胶层上。发动机工作时，减振器壳体与曲轴一起振动，由于惯性质量滞后于减振器壳体，因而在两者之间会产生相对运动，使橡胶层来回揉搓，振动能量被橡胶的内摩擦阻尼吸收，从而使曲轴的扭振得以消减。橡胶扭转减振器结构简单，工作可靠，制造容易，在汽车上应用广泛；但其阻尼作用小，橡胶容易老化，故在大功率发动机上较少应用。图1-240b所示为丰田凯美瑞2AZ—FE发动机上使用的带橡胶扭转减振器的曲轴带轮。

图1-240 橡胶扭转减振器

（3）飞轮对于四冲程发动机来说，每四个活塞行程做功一次，即只有做功行程做功，而排气、进气和压缩三个行程都要消耗功。因此，曲轴对外输出的转矩呈周期性变化，曲轴转速也不稳定。为了改善这种状况，在曲轴后端装置飞轮。

飞轮是转动惯量很大的盘形零件，其作用如同一个能量存储器。在做功行程中发动机传输给曲轴的能量，除对外输出外，还有部分能量被飞轮吸收，从而使曲轴的转速不会升高很多。在排气、进气和压缩三个行程中，飞轮将其储存的能量放出来补偿这三个行程所消耗的功，从而使曲轴转速不致降低太多。

除此之外，飞轮还有下列功用：飞轮是摩擦式离合器的主动件；在飞轮轮缘上镶嵌有供起动发动机用的飞轮齿圈；有的发动机在飞轮上还刻有上止点记号，用来校准点火定时或喷油定时以及调整气门间隙。

双质量飞轮的一般结构如图1-241所示。所谓双质量飞轮，就是将原来的一个飞轮分成两个部分，一部分保留在原来发动机一侧的位置上，起到原来飞轮的作用，用于起动和传递发动机的转矩，这一部分称为初级飞轮质量。另一部分则放置在传动系统变速器一侧，用于提高变速器的转动惯量，这一部分称为次级飞轮质量。两部分飞轮之间有一个环型的腔室，在腔内装有弹簧减振器，由弹簧减振器将两部分飞轮连接为一个整体。由于次级质量能在不增加飞轮的惯性力矩的前提下提高传动系统的惯性力矩，因此可令共振转速下降到怠速转速以下。双质量飞轮的次级质量与变速器的分离和结合是由一个不带减振器的刚性离合器片来完成的，由于离合器没有减振器，因此质量明显减小，能减轻空挡齿轮噪声、提高手动变速效果。其在车上的传动示意图如图1-242所示。

图1-241 双质量飞轮的一般结构

图1-242 双质量飞轮在车上的传动示意图

（4）发动机平衡轴所有运动的零件都应该是平衡的，不平衡的旋转零件工作时就像洗衣机里的衣服全部在缸桶的一边一样，其结果是引起振动和使零件磨损。当活塞接近上止点而减速运动时，其惯性力将使发动机向上运动；当接近下止点时，将使发动机向下运动，这种振动称为主振动。为了平衡这种上下振动的力，发动机曲轴上加了平衡重。当活塞到达下止点时，相应的平衡重恰好到达上端；反之也一样。为了抵消所有的振动力，平衡重应等于活塞的往复重量。但当活塞移动至行程的一半时，连杆与曲柄垂直，平衡重则位于水平位置，可引起发动机水平方向的振动。为了减轻水平振动，平衡重实际上通常仅为活塞往复重量的一半。这样虽然不能完全平衡垂直方向的振动，但能使水平方向的振动减轻。

做功间隔角相差180°的两缸发动机恰好能够相互平衡各缸引起的主振动，但这会引起另一种形式的振动，就是由力偶矩引起的发动机的纵向摆振——即发动机前、后两端的上下摆动，四缸发动机不存在纵向摆振问题，因为1缸和4缸活塞的运动方向恰好与2缸和3缸相反，因此一对力偶矩恰好能与另一对力偶矩平衡。图1-243a中的虚线表示1缸和4缸的惯性力，细实线表示2缸和3缸的惯性力，两对力偶矩恰好能够相互抵消。

直列四缸发动机产生的另外一种振动是次振动。次振动有两种形式：垂直方向的振动和横向的摆动。由于连杆的长度比活塞的行程长，活塞在上止点换向时的减速度比在下止点时的大，因此活塞产生的向上的惯性力比向下的大，因而就产生了次振动。当活塞不是在上止点或下止点位置时，垂直方向的次振动还能引起曲轴旋转方向的横向摆动。当燃料在气缸内发火燃烧时，随着爆发压力使曲轴加速旋转，发动机也会产生横向摆动，活塞上下运动通过连杆推动曲柄，转换成曲轴的回转运动，在活塞未到达上、下止点时连杆是倾斜的，由于有横向力的存在而产生振动，这就是二次振动，即活塞一次往复运动引起两次振动。因此当平衡轴的转速是曲轴的两倍时才能平衡二次振动，主要用于直列四缸和五缸发动机。次振动的强度一般仅为主振动的1/4，但在较高的发动机转速下会变得相当严重。次振动的频率是发动机转速的两倍，因为曲轴每转一周，往复惯性力的方向改变两次。产生次振动的惯性力由图1-243a中的粗实线表示。

图1-243 发动机的平衡轴

a）虚线表示的是1缸和4缸产生的惯性力，细实线表示的是2缸和3缸产生的惯性力 b）平衡轴（无声轴） c）抵消垂直次振动 d）抵消横摆振动

1—正时齿带 2—正时齿轮 3—无声轴驱动齿带 4—右侧无声轴 5—左侧无声轴 6—喷油泵齿带 7—无声轴

直列四缸发动机的次振动可以通过两根具有配重的平衡轴来消除。平衡轴由曲轴驱动，其转速是曲轴的两倍，两平衡轴的转动方向相反。平衡轴上的配重产生的惯性力恰好与引起发动机次振动的惯性力大小相等、方向相反，所以恰好能消除发动机的次振动，因而平衡轴也被称为无声轴。

图1-243c和图1-243d所示出为平衡轴如何抵消垂直方向的振动和横摆振动。具有平衡轴的发动机转动非常平稳，但平衡轴的正时必须绝对准确。在安装平衡轴时，必须保证其安装正时。

两排气缸夹角为90°的V形六缸发动机有较强的主振动（上下振动）。这种发动机上使用八字形曲柄销。这种发动机的振动可以在转向盘上感觉出来。后来汽车制造厂改进了平衡系统，使曲轴的平衡重减小，即形成不足平衡。有的发动机使曲轴的平衡重减至往复运动件重量的一半。90°V6发动机曲轴平衡重通常不到往复运动件重量的50%，这些具有不足平衡的发动机的垂直方向的振动几乎全部消除，其怠速运转变得更平稳，转向盘上的振动感也被消除。但这些发动机仍存在横向摆动力偶矩，从而引起发动机的横向摆振。为了隔绝这种振动，发动机采用了很柔软的弹性支承，这会使发动机的支承和排气管的连接部分出现磨损和损坏，但对于后轮驱动的汽车来说，要隔绝发动机的振动也只能如此。

当具有不足平衡的发动机装于横置前驱动的汽车时，驾驶人会感觉到这种振动传入汽车，因此美国通用公司和福特公司后来在发动机横置前驱动车型的90°V6发动机上加装了一根平衡轴。平衡轴装在发动机进气歧管的下面，由曲轴通过齿轮驱动，其转速与曲轴相同而方向相反。这种发动机曲轴的平衡重为往复运动件重量的50%。

（5）曲轴主轴承曲轴主轴承和连杆轴承一般为滑动轴承，其结构参见后面的连杆轴承。

3.活塞连杆组(www.daowen.com)

活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆等主要机件组成，如图1-244所示。

图1-244 活塞连杆组主要机件

（1）活塞

1）活塞的功用及工作条件。活塞的主要功用是与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室，承受燃烧气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆以推动曲轴旋转。

活塞是发动机中工作条件最恶劣的零件。作用在活塞上的力有气体力和往复惯性力。活塞顶与高温燃气直接接触，使活塞顶的温度很高。活塞在侧压力的作用下沿气缸壁面高速滑动，由于润滑条件差，因此摩擦损失大，磨损严重。

由于活塞顶直接与高温燃气接触，燃气的最高温度可达2500°C以上。而其散热条件又较差，致使活塞承受很高的热负荷（活塞顶部的温度高达600～700°C）。高温的工作环境一方面会使活塞材料的机械强度下降，另外，还会使活塞的热膨胀量增大，破坏活塞与其相关零件的配合关系。

活塞顶部在做功行程时承受的气体压力瞬间可达5～9MPa，有的柴油机甚至可达10MPa。高压容易引起活塞变形，磨损增加。

活塞在气缸中高速运动，一般车用汽油机的转速为4000～6000r/min。活塞的平均速度可达8～12m/s，高速会产生很大的惯性力，它会使曲柄连杆机构的各零件和轴承承受附加载荷。

活塞承受的气体压力和惯性力是呈周期性变化的，因此，活塞的不同部分会受到交变的拉伸、压缩或弯曲载荷，此外，由于活塞各部分的温度极不均匀，还会在活塞内部产生一定的热应力。

2）活塞材料。根据工作条件，要求活塞应有足够的强度和刚度，质量尽可能小，导热性能要好，要有足够的耐热性、耐磨性，温度变化时，尺寸及形状的变化要小。

现代汽车发动机不论是汽油机还是柴油机广泛采用铝合金活塞，只有极少数汽车发动机上采用铸铁或耐热钢活塞。

铝合金活塞具有质量小、导热性好等优点；缺点是热膨胀系数较大，在温度高时，强度和刚度下降较大，故一般要在结构设计、机械加工或热处理时采用各种措施加以弥补。

3）活塞构造。活塞可视为由顶部、头部和裙部3部分构成，如图1-245所示。

①活塞顶部。汽油机活塞顶部的形状与燃烧室形状和压缩比大小有关。大多数汽油机采用平顶活塞，其优点是受热面积小，加工简单。部分汽油机采用凹顶活塞，可以通过改变活塞顶上凹坑的尺寸来调节发动机的压缩比。

图1-245 活塞

柴油机活塞顶部形状取决于混合气的形成方式和燃烧室形状。在分隔式燃烧室柴油机的活塞顶部设有不同形状的浅凹坑，以便在主燃烧室内形成二次涡流，增进混合气的形成与燃烧。

柴油机还有另一类燃烧室，称为直喷式燃烧室。其全部容积都集中在气缸内，且在活塞顶部设有深浅不一、形状各异的燃烧室凹坑。在直喷式燃烧室的柴油机中，喷油器将燃油直接喷入燃烧室凹坑内，使其与运动气流相混合，形成可燃混合气并燃烧。

②活塞头部。由活塞顶至油环槽下端面之间的部分称为活塞头部。在活塞头部加工有用来安装气环和油环的气环槽和油环槽。在油环槽底部还加工有回油孔或横向切槽，油环从气缸壁上刮下来的多余机油，经回油孔或横向切槽流回油底壳。

活塞头部应该足够厚，从活塞顶到环槽区的断面变化要尽可能圆滑，过渡圆角R应足够大，以减小热流阻力，便于热量从活塞顶经活塞环传给气缸壁，使活塞顶部的温度不致过高。

在第一道气环槽上方设置有一道较窄的隔热槽，它的作用是隔断由活塞顶传向第一道活塞环的热流，使部分热量由第二、三道活塞环传出，从而减轻第一道活塞环的热负荷，改善其工作条件，防止活塞环粘结。活塞环槽的磨损是影响活塞使用寿命的重要因素，在强化程度较高的发动机中，第一道环槽温度较高，磨损严重。为了增强环槽的耐磨性，通常在第一环槽或第一、二环槽处镶嵌耐热护圈。在高强化直喷式燃烧室柴油机中，在第一环槽和燃烧室喉口处均镶嵌耐热护圈，以保护喉口不致因为过热而开裂。

③活塞裙部。活塞头部以下的部分为活塞裙部。其作用是为活塞在气缸内作往复运动导向和承受侧压力。裙部的形状应该保证活塞在气缸内得到良好的导向，气缸与活塞之间在任何工况下都应保持均匀、适宜的间隙。若间隙过大，活塞会敲缸；若间隙过小，活塞可能被气缸卡住。此外，裙部应有足够的实际承压面积，以承受侧向力。活塞裙部承受膨胀侧向力的一面称为主推力面，承受压缩侧向力的一面称为次推力面。

活塞工作时，气体压力均布在活塞顶上，而活塞销给予的支撑反力则作用在活塞销座处，由此而产生的变形是裙部直径沿活塞销座轴线方向增大（见图1-246a）。侧压力的作用使活塞裙部直径在同一方向上增大（见图1-246b）。此外，活塞销座附近的金属较多，受热后膨胀量也大，致使裙部在受热变形时，在沿活塞销座轴线方向的直径增大量大于其他方向。另外，沿轴线方向活塞的温度是上高下低，活塞的热膨胀量自然是“上大下小”。由于活塞工作时会产生机械变形和热变形，为使活塞在工作温度下裙部接近正圆形与气缸相适应，活塞与气缸壁间保持有比较均匀的间隙，以免在气缸内卡死或引起局部磨损，且必须预先在冷状态下把活塞制成其裙部断面为长轴垂直于活塞销方向的椭圆形，轴线方向为上小下大的近似圆锥形。在制造时，应将活塞裙部的横断面加工成椭圆形，并使其长轴与活塞销孔轴线垂直（见图1-246c）。

图1-246 活塞裙部变形

a）弯曲变形 b）挤压变形 c）裙部形状

为了减小销座附近的热变形量，有的活塞还将销座附近的裙部外表面制成凹陷（凹陷0.5～1.0mm）。有的活塞在裙部受侧压小的一面，还开有“T”形或“Ⅱ”形槽（见图1-247）。其中横槽叫绝热槽，开在头部最下一道油环槽中或裙部上边沿（横槽开在油环槽中时，还可兼作油孔），其作用是切断从活塞头部向裙部传输的部分热流通道，减少头部热量向裙部的传导，从而减小裙部的热膨胀。竖槽叫膨胀槽，其作用是使裙部具有一定的弹性，从而使冷状态下的装配间隙尽可能小，而在热状态下又因切槽的补偿作用，活塞不致在气缸中卡死。为了防止应力集中造成开槽沿槽端延伸破裂，凡未开通的槽端均钻有圆孔。

活塞裙部开槽削弱了其强度和刚度，只适用于负荷不大的发动机，且槽是开在受侧压较小的一侧。还有一些轻型汽油机由于活塞受力不大，在活塞两侧都开槽，使装配间隙可以更小，如BJ492QA型汽油机活塞。

为减小铝合金活塞裙部的热膨胀量，有的活塞在其销座中镶铸有热膨胀系数较低的“恒范钢片”（见图1-248）。恒范钢片是含镍33%～37%的低碳合金钢。其线膨胀系数仅为铸铝的十分之一。

图1-247 开槽活塞

1—膨胀槽 2—绝热槽

柴油机铸铝活塞的裙部有的镶铸有圆筒式钢片（见图1-249）。这是在浇铸时，将钢筒夹在铝合金中，由于铝合金的膨胀系数大于钢的，冷却后位于钢筒外的铝合金层就紧压在钢筒上，使外层铝合金的收缩量受到钢筒的阻碍而减小，同时产生预应力（铝合金为拉伸应力，钢筒为压应力）。钢筒内侧铝合金层由于与钢筒没有金属结合，就会无阻碍地向里收缩，在二者间形成一道“收缩缝隙”。当活塞温度升高时，内层合金的膨胀先要清除“收缩缝隙”，而后才能推动钢筒外胀，外层合金与钢筒的膨胀则首先要消除预应力，从而减小了活塞的膨胀量。

图1-248 恒范钢片活塞

图1-249 镶筒形钢片的活塞

a）活塞裙部筒形钢片位置 b）筒形钢片形状

为了对活塞裙部表面进行保护，通常还要对活塞裙部进行表面处理。汽油机的铸铝活塞裙部外表面镀锡；柴油机铸铝活塞裙部外表面磷化；对于锻铝活塞，在裙部外表面可涂石墨。以上这些可以加速活塞的磨合，增大抗拉能力，从而改善铝合金活塞的磨合性。

④活塞销座。活塞销座是活塞通过活塞销与连杆的连接部分，位于活塞裙部的上部，其为一厚壁圆筒结构，用以安装活塞销。它的作用是将活塞顶部的气体压力经活塞销传给连杆。当活塞销与活塞销座及连杆小头的连接方式为全浮式（“全浮式连接方式”详见后述）时，为限制活塞销的轴向窜动，活塞在销座孔内接近外端处制有卡环槽，用以安装卡环。为了销座孔的润滑，有些销座上还制有收集机油的小孔。

活塞销座轴线一般位于活塞中心线的平面内，当活塞越过上止点改变运动方向时，由于侧压力瞬时换向，使活塞与缸壁的接触面突然由一侧平移至另一侧（见图1-250a），便产生活塞对缸壁的“敲击”（俗称活塞敲缸）。因此多数发动机将活塞销座轴线向做功行程中受侧压力较大的一面偏移1～2mm（见图1-250b）。这样，在活塞接近上止点时，作用在活塞销座轴线右侧的气体压力大于左侧，使活塞倾斜，裙部下端提前先换向，然后活塞越过上止点，侧压力相反时，活塞才以左下端接触处为支点，顶部向左转（不是平移），从而完成换向，使换向冲击力大为减弱。

图1-250 活塞销位置与活塞的换向过程

a）活塞销对称布置 b）活塞销偏移布置

为减小活塞质量，有的高速汽油机沿销座轴线方向去掉一部分，形成拖板式活塞，同时也避免了裙部与曲轴平衡重运动干涉。

4）活塞的冷却。高强化发动机，尤其是活塞顶上有燃烧室凹坑的柴油机，为了减轻活塞顶部和头部的热负荷，通常会采用油冷却活塞。用机油冷却活塞的方法有：

①自由喷射冷却法。从连杆小头上的喷油孔或从安装在机体上的喷油器向活塞顶内壁喷射机油。如图1-251所示，许多柴油发动机上，在气缸体内还装有机油喷嘴来冷却活塞。从气缸体内主机油道抽吸来的机油，有部分流过单向阀，被机油喷嘴喷出，用于冷却活塞内侧。

当机油压力降至低于140kPa（1.4kgf/cm²）时，止逆球被弹簧力作用，关闭机油通道。这样，可用关闭机油通道的方式来防止润滑管道内机油压力降至过低。

柴油发动机上使用的这种单向阀有两种形式：一种是所有的机油喷嘴共用一个单向阀；另一种是每个机油喷嘴各配有一个单向阀，如图1-252所示。

②振荡冷却法。从连杆小头上的喷油孔将机油喷入活塞内壁的环形油槽中，由于活塞的运动使机油在槽中产生振荡，从而冷却活塞。

图1-251 安装机油喷嘴喷射机油冷却活塞

图1-252 机油喷嘴的单向阀

③强制冷却法。在活塞头部铸出冷却油道或铸入冷却油管，使机油在其中强制流动以冷却活塞。强制冷却法目前在被广泛用于增压发动机上，如图1-253所示。

5）活塞的表面处理。根据不同的目的和要求，进行不同的活塞表面处理，其方法有：

①活塞顶进行硬模阳极氧化处理，形成高硬度的耐热层，增大热阻，减少活塞顶部的吸热量。

②活塞裙部镀锡或镀锌，可以避免在润滑不良的情况下运转时出现拉缸现象，也可以加速活塞与气缸的磨合作用。

③在活塞裙部涂覆石墨，石墨涂层可以加速磨合过程，可使裙部磨损均匀，在润滑不良的情况下可以避免拉缸。

图1-253 活塞头部铸有冷却油道的活塞

（2）活塞环

1）活塞环的功用及工作条件。活塞环分为气环和油环两种。气环的主要功用是密封和传热。保证活塞与气缸壁间的密封，防止气缸内的可燃混合气和高温燃气漏入曲轴箱，并将活塞顶部接受的热传给气缸壁，避免活塞过热，另外还可起到刮油、布油的辅助作用。油环的主要功用是刮除飞溅到气缸壁上的多余的机油，并在气缸壁上涂布一层均匀的油膜，此外，油环也兼起密封作用。

活塞环工作时受到气缸中高温、高压燃气的作用，并在润滑不良的条件下在气缸内高速滑动。由于气缸壁面的形状误差，使活塞环在上下滑动的同时还在环槽内产生径向移动，这不仅加重了环与环槽的磨损，还使活塞环受到交变弯曲应力的作用而容易折断。当活塞环磨损到失效时，将出现发动机起动困难，功率下降，曲轴箱压力升高，机油消耗量增加，排气冒蓝烟，燃烧室、活塞等表面严重积炭等不良状况。

2）活塞环材料及表面处理。根据活塞环的功用及工作条件，制造活塞环的材料应具有良好的耐磨性、导热性、耐热性、冲击韧性、弹性和足够的机械强度。目前广泛应用的活塞环材料有优质灰铸铁、球墨铸铁、合金铸铁和钢带等。第一道活塞环外圆面通常进行镀铬或喷钼处理。多孔性铬层硬度高，并能储存少量机油，可以改善润滑减轻磨损。钼的熔点高，也具有多孔性，因此喷钼同样可以提高活塞环的耐磨性。

3）活塞环的三个间隙。发动机工作时，活塞及活塞环都会发生热膨胀。因此，活塞环在气缸内应有开口间隙，与环槽间应有侧隙与背隙。

开口间隙又称端隙，是活塞冷状态下装入气缸后开口处的间隙。此间隙随缸径增大而增大，一般来说，柴油机的略大于汽油机的，第一道气环略大于第二、三道环。为减少气体的泄漏，装入气缸时，第一道环的开口位置应避开做功行程的受压面，各道环的开口应相互错开。错开方法可参阅原厂维修手册。一般说来，如果有三道环，则各道环应沿圆周成120°夹角互相错开；如果有四道环，则第一、二道互错180°，第二、三道互错90°，第三、四道互错180°，从而获得较长、迷宫式的漏气路线，增大漏气阻力，减少漏气量。

侧隙又称边隙，是环高方向上与环槽之间的间隙。第一道环的侧隙一般比其他环大些，油环侧隙较气环小。

背隙是活塞及活塞环装入气缸后，活塞环背面与环槽底部间的间隙。油环的背隙较气环大，目的是增大存油间隙，以利减压泄油。

4）气环。

①气环的密封原理。气环的密封原理如图1-254所示。活塞环在自由状态下，其外圆直径略大于缸径，所以装入气缸后，气环就产生一定的弹力，与缸壁压紧，形成所谓的第一密封面。在此条件下，气体不能从环外圆与缸壁之间通过，便窜入侧隙和背隙。另外，活塞环在运动时，还将产生惯性力，此惯性力与缸壁间产生摩擦力的共同作用（做功和压缩行程，对密封的要求高，此时气体压力一般起主导作用），使活塞环被压紧在环槽上，形成第二密封面。

图1-254 气环的密封原理

此外，窜入活塞环背隙的气体将产生背压力，使环对缸壁进一步压紧，从而加强了第一、二密封面的密封，此即为气环的第二次密封。做功行程时，环的背压力远远大于环的弹力，所以此时第一密封面的密封主要是靠第二次密封。但是，如果环的弹性不够，就会在环面与缸壁间出现缝隙，此缝隙就要首先漏窜气体，且其单位压力大于单位背压力，这样就削弱或形成不了第二次密封。因此，靠活塞环的弹力产生的密封，是第一密封面第二次密封的前提。高压气体不能通过第一、二密封面泄漏，那么漏气的唯一通道就是活塞环的开口端隙。如果几道活塞环的开口相互错开，那么就形成了迷宫式漏气通道。由于侧隙、径向间隙和端隙都很小，气体在通道内的流动阻力很大，致使气体压力P迅速下降，最后漏入曲轴箱内的气体就很少了，一般仅为进气量的0.2%～1.0%。

②气环开口形状。开口形状对漏气量有一定影响。直开口工艺性好，但密封性差；阶梯形开口密封性好，工艺性差；斜开口的密封性和工艺性介于前两种开口之间，斜角一般为30°或45°。

③气环的断面形状。为了加强密封、加速磨合、减小泵油作用及改善润滑，除了合理地选择材料及加工工艺外，在结构上还采用了许多不同断面形状的气环（见图1-255）。

图1-255 气环的断面形状

a）矩形环 b）锥形环 c）梯形环 d）桶面环 e）扭曲环 f）反扭曲锥形环

矩形环（见图1-255a）结构简单，制造方便，与缸壁接触面积较大，对活塞头部的散热有利，但泵油作用大。

锥形环（见图1-255b）与缸壁是线接触，有利于磨合及密封。随着磨损的增加，接触面积逐渐增大，最后成为普通的矩形环。另外，这种环在活塞下行时有刮油作用，上行时有布油作用。故这种环只能按图示方向安装。锥面环传热性差，所以不用作第一道气环。由于锥角很小，一般不易识别，为避免装错，在环的上侧面标有向上的记号（“向上”或“TOP”等）。

梯形环（见图1-255c）常用于热负荷较高的柴油机第一道环。其特点是当活塞受侧压力的作用而改变位置时，环的侧隙相应地发生变化，使沉积在环槽中的结焦被挤出，避免了环被粘在环槽中而失效。

桶面环（见图1-255d）是近年来兴起的一种新型结构，目前已普遍用于强化柴油机的第一环。其特点是活塞环的外圆面为凸圆弧形，当活塞上下运动时，桶面环均能与缸壁形成楔形间隙，使机油容易进入摩擦面，从而使磨损大为减少，另外，桶面环与气缸是圆弧接触，故对气缸表面的适应性较好。但其圆弧表面加工较困难。

扭曲环（见图1-255e）是在矩形环的内圆上边缘或外圆下边缘切去一部分。将这种环随同活塞装入气缸时，由于环的弹性内力不对称而产生断面倾斜，其作用原理如图1-256所示。

当活塞环装入气缸，其外侧拉伸应力的合力F₁与内侧压缩应力的合力F₂之间有一力臂C，于是产生了扭转力偶M，它使环外圆周扭曲成上小下大的锥形，从而使环的边缘与环槽的上下端面接触，防止了活塞环在环槽内的上下窜动而造成的泵油作用，同时还增加了密封性，易于磨合，并具有向下的刮油作用。

图1-256 扭曲环的扭曲原理

a）矩形环受力情况 b）外切口扭曲环扭转力偶 c）内切口扭曲环扭转力偶

图1-257 矩形环的泵油作用

扭曲环目前在发动机上得到了广泛应用。在安装时，必须注意环的断面形状和方向，应将其内圆切槽向上，外圆切槽向下，不能装反。

④活塞环的泵油作用。由于侧隙和背隙的存在，当发动机工作时，矩形活塞环便产生了泵油作用（见图1-257）。其原理是：活塞下行时，环靠在环槽的上方（注意：做功行程时，活塞环有可能靠在环槽的下方），环从缸壁上刮下来的机油充入环槽下方，而当活塞上行时，环又靠在环槽的下方，同时将机油挤压到环槽上方。如此反复运动，就将缸壁上的机油泵入燃烧室中。

活塞环的泵油作用，一方面对气缸上部的润滑有利，另一方面，由于机油窜入燃烧室，会使机油消耗量增加，活塞顶及燃烧室壁面积炭。

5）油环。油环的刮油作用如图1-258所示。无论活塞下行还是上行，油环都能将气缸壁上多余的机油刮下来，并经活塞上的回油孔流回油底壳。

目前，汽车发动机采用的油环有两种结构形式：整体式和组合式。

图1-258 油环的刮油作用

a）活塞上行 b）活塞下行

①整体式（见图1-259）。因为油环的内圆面基本上没有气体力的作用，所以整体式油环的刮油能力主要靠油环自身的弹力。为了减小环与气缸壁的接触面积，增大接触压力，在环的外圆面上通常会加工出环形集油槽，形成上、下两道刮油唇，在集油槽底加工有回油孔，故又称槽孔式。由上、下刮油唇刮下来的机油经回油孔和活塞上的回油孔流回油底壳。这种油环结构简单，加工容易，成本低。

图1-259 整体式（槽孔式）油环

②组合式（见图1-260）组合式油环有两种：衬簧槽孔组合式和衬簧刮片组合式。

在槽孔式油环的内圆面加装衬簧即为衬簧槽孔组合式油环。一般作为油环衬簧的有螺旋弹簧、板形弹簧和轨形弹簧三种。这种油环由于增大了环与气缸壁的接触压力，而使环的刮油能力和耐久性有所提高。

衬簧刮片组合式油环的结构形式有很多，一般由上、下刮油钢片和轨形衬簧组合而成。衬簧不仅可使刮片与气缸壁贴紧，而且还会使刮片与环槽侧面贴紧。这种组合油环的优点是接触压力大，既可增强刮油能力，又能防止机油上窜，且质量小，回油通路大，回油阻力小。另外，上、下刮片能单独动作，因此对气缸失圆和活塞变形的适应能力强。但这种组合油环需用优质钢制造（片环的外表面必须镀铬，否则滑动性不好），故其制造成本高。目前这种组合油环在高速发动机上应用广泛。

图1-260 组合式油环

a）衬簧槽孔组合式 b）衬簧刮片组合式

现代汽车的活塞环一般为三道：两道气环，一道组合式油环。根据组合式油环的不同，活塞连杆组装入气缸时，各道环的开口方向错开角度也有所不同，如图1-261、图1-262所示。具体还应参考原厂维修手册。

图1-261 装用衬簧刮片组合式油环时各活塞环的开口方向

图1-262 装用衬簧槽孔组合式油环时各活塞环的开口方向

（3）活塞销

1）活塞销的功用及工作条件。活塞销的功用是连接活塞与连杆小头，将活塞承受的气体作用力传给连杆。活塞销在高温条件下承受很大的周期性冲击负荷，且由于活塞销在销孔内摆动角度不大，难以形成润滑油膜，因此润滑条件较差。为此，活塞销必须有足够的刚度、强度和耐磨性，质量应尽可能小，销与销孔应该有适当的配合间隙和良好的表面质量。在一般情况下，活塞销的刚度尤为重要，如果活塞销发生弯曲变形，可能使活塞销座损坏。

2）活塞销的材料及结构。活塞销在高温下承受很大的周期性冲击载荷且润滑条件较差，因而要求有足够的刚度和强度，表面耐磨，质量尽可能小。为此，活塞销通常制成空心圆柱体。

活塞销的材料一般为低碳钢或低碳合金钢，如20、20Mn、15Cr、20Cr或20MnV等。外表面渗碳淬硬，再经精磨和抛光等精加工。这样既提高了表面硬度和耐磨性，又能保证有较高的强度和冲击韧性。

活塞销的结构形状很简单，基本上是一个厚壁空心圆柱。其内孔形状有圆柱形、两段截锥形和组合形，如图1-263所示。圆柱形孔加工容易，但活塞销的质量较大；两段截锥形孔的活塞销质量较小，且因为活塞销所受的弯矩在其中部最大，所以接近于等强度梁，但锥孔加工较难。

图1-263 活塞销的结构

a）圆柱形内孔 b）截锥形内孔 c）组合形内孔

3）活塞销与活塞销座孔和连杆小头的连接方式。活塞销与活塞销座孔和连杆小头的连接一般有全浮式和半浮式两种形式。

①全浮式。在发动机正常工作温度时，活塞销能在连杆衬套和活塞销座孔中自由转动，因而增大了实际接触面积，减小了磨损且使磨损较均匀，目前采用较为广泛。

采用铝活塞时，活塞销座的热膨胀量大于钢活塞销。为保证工作时有正常的工作间隙，在冷状态时活塞销与活塞销座孔为过渡配合。装配时，应先将铝活塞在温度为70～90℃的水或油中加热，然后将涂上机油的活塞销装入，必要时轻轻敲击活塞销。操作要领可简记为“热塞、冷销、涂油、轻敲”。为防止销的轴向窜动而刮伤气缸壁，在活塞销座两端须用卡环轴向定位。

安装时，应注意活塞与连杆的安装方向，活塞与连杆上一般均打有朝前标记，如图1-264所示。装配时应保持一致。

②半浮式。半浮式连接就是销与座孔或连杆小头两处，一处固定，一处浮动。其中大多数采用活塞销与连杆小头的固定方式。这种连接方式省去了连杆小头衬套的修理作业，维修方便。但为保证发动机的冷起动，销与销座间必须要有一定的装配间隙。

图1-264 活塞、连杆上的朝前标记

（4）连杆

1）组成、功用及材料。连杆组由杆身、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴承等部分组成。其功用是将活塞承受的力传给曲轴，使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。

连杆承受活塞销传来的气体作用力及其本身摆动和活塞组往复运动时的惯性力，这些力的大小和方向都是周期性变化的。因此，连杆受到的是压缩、拉伸和弯曲等交变载荷。这就要求连杆在质量尽可能小的条件下有足够的刚度和强度。

为满足上述要求，连杆一般采用中碳钢或中碳合金钢经模锻或辊锻而成，然后进行机加工和热处理，也有一些采用球墨铸铁制造的。为提高连杆的疲劳强度，通常还采用表面喷丸处理。

2）连杆结构。连杆由小头、杆身和大头（包括连杆盖）三部分组成。连杆小头与活塞销相连，工作时小头与活塞销之间有相对转动（全浮式），因此小头孔中一般有减磨的青铜衬套。为了润滑活塞销与衬套，在小头和衬套上钻有集油孔或铣出集油槽，用来收集发动机运转时被激溅到上面的机油以便润滑。有的发动机连杆小头采用压力润滑，在连杆杆身内钻有纵向的压力油通道。

连杆杆身通常制成“工”字形断面，以求在强度和刚度足够的前提下减小质量。连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连，除了个别小型汽油机的连杆采用整体式大头外，连杆大头一般都制成分开式，被分开的部分称为连杆盖，用特制的连杆螺栓紧固在连杆大头上。连盖与连杆大头是组合后镗孔，为防止装配错误，在同侧一般会刻有记号。连杆大头内孔表面要求有较低的表面粗糙度，以便与连杆轴瓦（或滚动轴承）紧密贴合。连杆大头还铣有连杆轴承的定位凹槽，有的连杆大头及轴承还钻有直径1～1.5mm的径向小油孔，从中喷出机油以加强气缸壁等处的激溅润滑。

连杆大头的切口形式分为平切口和斜切口两种，如图1-265所示。平切口连杆的剖切面垂直于连杆轴线。一般汽油机连杆大头尺寸都小于气缸直径，可采用平切口。平切口连杆盖与连杆的定位，是利用连杆螺栓上的精加工圆柱台或光圆柱部分与经过精加工的螺栓孔来保证的，称为连杆螺栓定位，如图1-266a所示，有的平切口连杆也采用定位销定位，如图1-266b所示。

图1-265 连杆大头的切口形式

柴油机的负荷较大，连杆的受力也大，连杆大头的尺寸往往超过气缸直径。为使连杆大头能通过气缸，便于拆装，一般都采用斜切口。斜切口式连杆的大头剖切面与连杆轴线成30°～60°夹角。斜切口连杆的连杆螺栓由于承受较大的剪切力而容易发生疲劳破坏。为此，应该采用能够承受横向力的定位方法。

图1-266 连杆大头的定位方式

a）连杆螺栓定位 b）定位销定位 c）止口定位 d）锯齿定位

斜切口连杆常用的定位方法有止口定位、套筒定位和锯齿定位等。

止口定位（见图1-266c）的优点是工艺简单，缺点是定位的可靠性差，只能单向定位，对连杆盖止口向外变形或连杆大头止口向内变形均无法防止，且结构不紧凑，应用受到一定限制。

套筒定位是在连杆盖的每一个螺栓孔中配压一个刚度大、剪切强度高的短套筒，它与连杆大头有精度很高的配合间隙，故拆装也很方便，且可多向定位，定位也很可靠。缺点是定位套筒孔的工艺要求高，若孔距不够准确，则可能因过定位（定位干涉）而造成大头孔失圆，且其结构也不紧凑。

锯齿定位（见图1-266d）依靠锯齿的接合面来进行定位，其定位可靠，结构紧凑，应用广泛；缺点是对齿节距公差要求严格，另外，在维修时不能加、减垫片以调整轴承间隙。

现在，很多车型的发动机锻造连杆大头杆身与连杆盖都利用富有创新意义的断裂工艺断开，然后拼合而成，而不是传统的机加工步骤进行分离，从而提高了定位精度。

3）连杆螺栓。连杆螺栓是一个要承受很大冲击性交变载荷的重要零件，当其发生损坏时，将给发动机带来极其严重的后果，因此一般采用韧性较高的优质合金钢或优质碳素钢锻制或冷镦成形。而在加工方面，要精细加工过渡圆角，消除应力集中，以提高其抗疲劳强度。连杆螺栓用优质合金钢制造（如40Cr、35CrMo等），经调质后滚压螺纹，表面进行防锈处理。连杆大头在安装时必须紧固可靠，连杆螺栓必须按工厂规定的力矩，分2～3次均匀地拧紧。

（5）连杆轴承

1）功用、工作条件及要求。连杆轴承也称连杆轴瓦（俗称小瓦），装在连杆大头的孔内，用以保护连杆轴颈及连杆大头孔。其在工作时承受着较大的交变载荷、高速摩擦、低速大负荷时润滑困难及润滑油变质带来的腐蚀等苛刻条件。为此，要求轴承具有足够的强度、良好的减磨性及良好的耐腐蚀性。

2）结构。现代发动机所用的连杆轴承是由钢背和减磨层组成的分开式薄壁轴承。

钢背由厚度为1～3mm的低碳钢带制成，是轴承的基体。它既有足够的强度，以承受近乎冲击性的载荷，又有合适的刚度，便于与轴承孔良好贴合。在钢背的内圆面上制有0.3～0.7mm厚的减磨合金层，用以减小摩擦阻力、加速磨合及保持油膜。目前常用的轴承减磨合金主要有白合金、铜铅合金和铝基合金。

白合金（也称巴氏合金）有锡基和铅基两种，应用较多的是锡基白合金，其主要成分是锡，另含有一定的锑和铜。锡基合金减磨性好，但是疲劳强度较低，且耐热性差，因此常用于负荷不大的发动机。

铜铅合金由30%左右的铅和70%左右的铜组成。其优点是机械强度较高，承载能力较强，另外耐热性也较好，但磨合性能和耐腐蚀性差。为了改善其磨合性和耐腐蚀性，通常在铜铅合金表面电镀一层软金属而成三层结构轴瓦，多用于高强化的柴油机。

铝基合金有铝锑镁合金、低锡铝合金（含锡6%左右）和高锡铝合金（含锡20%以上）三种。前两种合金机械性能好、负载能力强，但减磨性差。后一种合金具有较好的机械性能和减磨性，因而被广泛应用于柴油机和汽油机。

连杆轴承背面有较低的表面粗糙度，且当轴承装入连杆大头时有一定的过盈配合，故能均匀地紧贴在大头孔壁上，具有很好的承载能力和导热能力。这样可以提高其工作可靠性并延长使用寿命。

为了防止连杆轴承在工作中发生转动或轴向移动，在两个连杆轴承的剖分面上，分别冲压出了高于钢背面的两个定位凸键。装配时，这两个凸键分别嵌入连杆大头和连杆盖上的相应凹槽中，在连杆轴承内表面上还加工有油槽，用以储存机油保证可靠润滑。

4.曲轴曲拐布置与多缸发动机发火顺序

（1）曲拐布置原则各曲拐的相对位置或曲拐布置取决于气缸数、气缸排列形式和发动机工作顺序。当气缸数和气缸排列形式确定之后，曲拐布置就只取决于发动机工作顺序。在选择发动机工作顺序时，应注意以下几点：

1）应该使接连做功的两个气缸相距尽可能地远，以减轻主轴承载荷和避免在进气行程中发生抢气现象。

图1-267 四冲程直列四缸发动机的曲拐布置

2）各气缸发火的间隔时间应该相同。发火间隔时间若以曲轴转角计则称为发火间隔角。在发动机完成一个工作循环的曲轴转角内，每个气缸都应发火做功一次。对于气缸数为i的四冲程发动机，其发火间隔角应为720°/i，即曲轴每转720°/i时，就有一缸发火做功，以保证发动机运转平稳。

3）V形发动机左右两列气缸应交替发火。

（2）四冲程直列四缸发动机的曲拐布置与工作顺序四冲程直列四缸发动机的发火间隔角为720°/4=180°。4个曲拐在同一平面内，如图1-267所示。

发动机工作顺序为1—3—4—2或1—2—4—3，其工作循环见表1-6。

表1-6 四冲程直列四缸发动机工作循环表（点火次序1—3—4—2）

（3）四冲程直列六缸发动机的曲拐布置与工作顺序四冲程直列六缸发动机的发火顺序和曲拐布置：四冲程直列六缸发动机发火间隔角为720°/6=120°，如图1-268所示，六个曲拐分别布置在三个平面内，发火顺序是1—5—3—6—2—4，其工作循环表见表1-7。另外，如将3、4缸的曲拐与2、5缸的曲拐对调一下所在平面，则其工作顺序将变为1—4—2—6—3—5。