1. 机体组的作用及组成

1）机体组的作用

机体组是发动机的各机构、各系统的装配基础，而且其本身的许多部分又分别是曲柄连杆机构、配气机构、供给系统、冷却系统和润滑系统的组成部分。气缸盖和气缸体的内壁共同组成燃烧室的一部分，是承受高温、高压的机件。在进行结构分析时，常把机体组列入曲柄连杆机构。机体组主要由气缸盖、气缸盖罩、气缸衬垫、气缸体、主轴承盖和油底壳等组成。可以说机体组把发动机的各个机构和系统组成为一个整体，保持了它们之间必要的相互关系。

2）机体组的组成

（1）气缸盖罩。

气缸盖罩（见图4-12）的最基本功能是遮蔽并密封气缸盖，将机油保持在内部，同时将污垢和湿气等污染物隔绝于外。气缸盖罩的第二个功能是将机油与空气隔离。在发动机的运转过程中会形成油雾，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油底壳。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，如果处置不善，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，用一根导管连接气缸盖罩和进气道，以便连接空气通风。该管可以使用带槽软管接头、螺纹管接头或快换接头连接。

图4-12　气缸盖罩

（2）气缸盖。

气缸盖的作用是与活塞共同形成燃烧空间密封气体，并承受高温高压燃气的作用。气缸盖一般都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。铝合金导热性好，有利于提高发动机的压缩比。并且铝合金铸造性能优异，适于浇铸结构复杂的零件。但必须注意铝合金气缸盖的冷却，需控制其底平面的温度在300 °C以下。否则，底平面过热将产生塑性变形而翘曲。气缸盖安装在气缸体的上面，从上部密封气缸并构成燃烧室。它经常与高温高压燃气相接触，因此承受很大的热负荷和机械负荷。水冷发动机的气缸盖内部制有冷却水套，缸盖下端面的冷却水孔与缸体的冷却水孔相通。利用循环水来冷却燃烧室等高温部分。

缸盖上还装有进、排气门座，气门导管孔，用于安装进、排气门，还有进气通道和排气通道等。汽油机的气缸盖上加工有安装火花塞的孔，而柴油机的气缸盖上加工有安装喷油器的孔。顶置凸轮轴式发动机的气缸盖上还加工有凸轮轴轴承孔，用来安装凸轮轴。

气缸盖是燃烧室的组成部分，燃烧室的形状对发动机的工作影响很大，由于汽油机和柴油机的燃烧方式不同，其气缸盖上组成燃烧室的部分差别较大。汽油机的燃烧室主要在气缸盖上，而柴油机的燃烧室主要在活塞顶部的凹坑（见图4-13）。

图4-13　气缸盖

（3）气缸衬垫。

燃烧室是由气缸盖和气缸体共同组合而成的，两者之间会有缝隙。燃油燃烧时，燃烧室的温度和压力都很高，如果没有气缸衬垫燃烧室很容易漏气。气缸衬垫装在气缸盖和气缸体之间，其功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。气缸衬垫通常由钢片合成（见图 4-14），也有用几种材料做成的。气缸衬垫是一次性用品，即把气缸盖从气缸体拆开后，就一定要用新的气缸衬垫装回。

图4-14　气缸衬垫

气缸衬垫的材料要有一定的弹性，能补偿结合面的不平度，以确保密封，同时要有好的耐热性和耐压性，在高温高压下不烧损、不变形。应用较多的是铜皮-棉结构的气缸衬垫，由于铜皮-棉气缸衬垫翻边处有三层铜皮，压紧时与石棉相比不易变形。有的发动机还采用在石棉中心用编织的纲丝网或有孔钢板为骨架，两面用石棉及橡胶黏结剂压成的气缸衬垫。

安装气缸衬垫时，首先要检查气缸衬垫的质量和完好程度，所有气缸衬垫上的孔要和气缸体上的孔对齐；其次要严格按照维修手册上的要求上好气缸盖螺栓。

（4）气缸体。

发动机气缸体（见图4-15）是发动机机体组的一部分，是发动机的主体。它将各个气缸和曲轴箱连成一体，是安装活塞、曲轴以及其他零件和附件的支承骨架。气缸体内引导活塞做往复运动的圆筒即为气缸，气缸外面制有水套用来散热。曲轴箱上有主轴承座孔、主油道和分油道。

图4-15　气缸体

（5）气缸套。

气缸套是一个圆筒形零件（见图 4-16），置于机体的气缸体孔中，由气缸盖压紧固定。活塞在其内做往复运动，其外有冷却水冷却。

图4-16　气缸套

气缸套的功用如下：

① 与缸盖、活塞共同构成气缸工作空间。

② 筒形活塞柴油机的气缸套承受活塞侧推力，成为活塞往复运动的导程。

③ 将活塞组件及本身的热量传给冷却水，使之工作温度适当。

④ 二冲程柴油机的气缸套布置有气口，由活塞启闭，实现配气。

气缸套内表受高温高压燃气直接作用，并始终与活塞环及活塞裙部发生高速滑动摩擦。外表与冷却水接触，在较大温差下产生严重热应力，受冷却水腐蚀。活塞对缸套的侧推力不仅加剧其内表摩擦，并使其产生弯曲。侧推力改变方向时，活塞还撞击缸套。此外，气缸套还受到较大的安装预紧力。

气缸套使用不当引起的磨损有如下几种情况。

① 润滑油滤清器滤清效果差。若润滑油滤清器工作不正常，润滑油得不到有效的过滤，含有大量硬质颗粒的润滑油必然使气缸套内壁磨损加剧。

② 空气滤清器滤清效率低。空气滤清器的作用是清除进入气缸的空气中所含的尘土和沙粒，以减少气缸、活塞和活塞环等零件的磨损。实验表明，发动机若不装空气滤清器，气缸的磨损将增加6～8 倍。空气滤清器长期得不到清洗保养，滤清效果差，也会加速气缸套的磨损。

③ 长时间低温运转。长时间的低温运转，一是造成燃烧不良，积炭从气缸套上部开始蔓延，使气缸套上部产生严重的磨料磨损；二是引起电化学腐蚀。

④ 经常使用劣质润滑油。长时间使用劣质润滑油，会造成缸套上部强烈腐蚀，其磨损量比正常值大1～2 倍。

正确起动和起步：

发动机冷车起动时，由于温度低，机油黏度大，流动性差，使机油泵供油不足。同时，气缸壁上的机油在停车后沿气缸壁下流，因此在起动的瞬间得不到正常工作时那样良好的润滑，致使起动时气缸壁磨损大大增加。因此，初次起动时，应空挡怠速运转，严禁猛轰油门，待机油温度达到40 °C 时再起步；起步应先挂低速挡，并在每一挡位行驶一段里程，直到油温正常，方可转为正常行驶。

（6）油底壳。

图4-17　油底壳

油底壳（见图4-17）的作用是封闭曲轴箱作为储油槽的外壳，防止杂质进入，并收集和储存由发动机各摩擦表面流回的润滑油，散去部分热量，防止润滑油氧化。油底壳多由薄钢板冲压而成，内部装有稳油挡板，以避免颠簸时造成的油面震荡激溅，有利于润滑油杂质的沉淀，侧面装有油尺，用来检查油量。此外，油底壳底部最低处还装有放油螺塞。

2. 气缸体的拆解

气缸体拆解时，首先拆卸活塞连杆，再拆曲轴（见图 4-18）。拆卸活塞连杆和曲轴时，各缸活塞要按照顺序拆卸摆放，连杆轴承盖与主轴承盖也要按照各缸顺序拆卸摆放，拆卸时注意保持发动机清洁。

图4-18　气缸体的拆解步骤

3. 发动机排蓝烟的原因

排气管冒蓝烟一般是由于机油进入燃烧室、气缸参与燃烧而导致的。产生这种现象的原因一般有两点：一是气门杆与气门导管间隙过大或气门油封失效；另一个是活塞环、活塞、活塞销与气缸的间隙过大，导致曲轴箱内的机油上窜到燃烧室。

4. 平面度知识

平面度是指基片具有的宏观凹凸高度相对理想平面的偏差。公差带是距离为公差值t 的两平行平面之间的区域。平面度属于几何公差中的形状公差。在汽车发动机上是指缸体的平面度。平面是由直线组成的，因此直线度测量中的直尺法、光学准直法、光学自准直法、重力法等也适用于测量平面度误差。测量平面度时，先测出若干截面的直线度，再把各测点的量值按平面度公差带定义利用图解法或计算法进行数据处理即可得出平面度误差。也有利用光波干涉法和平板涂色法测量平面误差的。(www.daowen.com)

5. 气缸体平面度的检测

1）检测气缸体平面度的原因

在发动机工作过程中，活塞在其中做高速往复运动，气缸体承受高温高压气体作用，气缸体和气缸盖配合形成一个密封的空间，当气缸体平面变形大于技术要求时有可能出现漏气、漏油，冲坏气缸垫使发动机无法正常工作。因此，要在发动机出现相应的故障后，首先要对气缸体进行平面度检测，以确定其是否产生翘曲变形。

2）气缸体平面度的检测方法

如图4-19 所示，测量时应将刀口尺倾斜一定角度测量对称线，并至少选取5 个点，注意观察刀口尺与被检测平面之间是否有空隙，根据空隙的大小放入合适厚度的塞尺，要求塞尺与平面之间存在一点轻微的摩擦，从而确定该处的变形量。在平面上任意位置测量，每50 mm×50 mm 范围内平面度误差应不大于0.5 mm。

图4-19　气缸体平面度检测方位

气缸体平面度标准：在测量全长小于600 mm 的缸体平面时，平面度误差不应大于0.15 mm，全长大于600 mm 的铸铁缸体，平面度误差应不大于0.25 mm，铝合金缸体平面度误差应不大于0.15 mm。帕萨特ANQ 发动机的最大允许变形为0.1 mm。

6. 圆度的定义

圆度是限制实际圆对理想圆变动量的一项指标，其公差带是以公差值t 为半径差的两同心圆之间的区域。圆度公差属于几何公差，圆度误差值不大于相应的公差值，则认为合格。在实际应用中，以包容被测圆轮廓的半径差为最小的两同心圆的半径差作为圆度误差。

7. 圆柱度知识

圆柱度是指任一垂直截面最大尺寸与最小尺寸差，它包含了轴剖面和横剖面两个方面的误差。圆柱度的公差带是两同轴圆柱面间的区域，这两个同轴圆柱面间的径向距离即为公差值。

8. 气缸磨损度的检查

1）气缸出现磨损的原因

发动机工作时，气缸上部温度高，润滑油变稀，油膜质量差；高压气体进入活塞环槽将活塞环紧压在缸壁上，第一道环压力最大，第二道环次之。因此，气缸经过磨损是呈上大下小的锥形，如图4-20 所示。

发动机缸壁温度低，而缸内压力大时，气缸内的水蒸气会在缸壁上形成水珠，这些水珠与废气接触生成酸性物质附着在缸壁上，对缸壁会产生腐蚀作用。气缸与活塞环在润滑不良的情况下，相互之间有微小部分金属直接接触摩擦，形成局部高温而出现黏着、脱落，逐渐扩展而成为黏着磨损。一般多缸发动机因两端气缸冷却效率高，所以磨损严重，靠中间气缸磨损相对较轻。

图4-20　气缸磨损度

2）气缸磨损量的检测位置

一般在气缸体上部距气缸上平面10 mm 处，气缸中部和气缸下部距缸套下部10 mm处等3 点，按A、B（纵向、横向）两个方向分别测量气缸的直径，如图4-21 所示。

3）气缸圆度误差的计算方法

气缸圆度误差即为同一截面上的最大直径减最小直径除以2。对三个截面所测得的圆度误差进行比较，最后取最大值作为被测气缸的圆度误差，如图4-21 中界面b 所示。

图4-21　气缸磨损度检测方法及圆度误差计算

4）气缸圆柱度误差的计算方法。

工程上，圆柱度误差是由不同截面上的最大直径减最小直径除以2 得出的。对于汽车发动机的气缸，测量的部位一般选在气缸的上、下部位，即气缸磨损的最大处和最小处。计算时，同一气缸中所测得的直径中的最大值与最小值之差的一半即为被测气缸的圆柱度误差，如图4-22 所示。

图4-22　气缸圆柱度误差

5）气缸最大磨损尺寸。

一般发动机最大磨损尺寸在前后两缸的上部，计算时同一台发动机所测得的直径中的最大值与标准缸径之差即为该发动机的最大磨损尺寸。

9. 游标卡尺的读数方法

常见的游标卡尺按其精度有：0.1 mm（1 mm 分为10 份）、0.05 mm（1 mm 分为20 份）和0.02 mm（1 mm 分为50 份）。应根据需要选择合适的精度，本次任务选择精度为0.02 mm 的游标卡尺。

游标卡尺读数步骤：

（1）读数时首先以游标零刻度线为准，读取尺身上的毫米整数。

（2）读取游标所指示的数值，观察游标上第几条刻度线与尺身的刻度线对齐，然后乘上游标尺的精度。

（3）将两次数据相加即为最终读数。

图4-23 的读数为：14 mm+0.8 mm=14.8 mm。

图4-23　游标卡尺计数

10. 千分尺的测量原理及读数方法

1）千分尺的测量原理

测微螺杆上螺纹的螺距为 0.5 mm，当微分筒转动一周时，测微螺杆就轴向移动0.5 mm，固定套筒上刻有间隔为0.5 mm 的刻度线，微分筒圆周上均匀刻有50 格。因此，当微分筒每转一格时，测微螺杆就移动0.5/50=0.01 mm，即精度为0.01 mm。

2）千分尺的读数方法

先读出固定套管上露出来的刻线的整数毫米及半毫米数；再看微分筒哪一刻线与同定套管的基准线对齐（不对齐时需估读1 位，及最终结果保留3 位小数），读出不足半毫米的小数部分；最后将两次读数相加，即为测量结果。图4-24 的读数为：1 mm+（25×0.01）mm=1.250 mm。

11. 百分表的读数方法

百分表是利用精密齿条齿轮机构制成的表式通用长度测量工具，通常由测头、量杆、防振弹簧、齿条、齿轮、游丝、圆表盘及指针等组成，如图4-25 所示。

图4-24　千分尺读数

图4-25　百分表

百分表主要用于测量制件的尺寸、形状和位置误差等，它的分度值为0.01 mm，测量范围为0～3、0～5、0～10 mm。

百分表读数时，先读小指针转过的刻度线（整数部分），再读出大指针转过的刻度线且估读一位（小数部分）乘以0.01，然后两者相加，即得到所测量的数值。