1．缸体的工作环境是什么？
    （1）缸体是支承件，承受各有关零部件重量，也是性能件，是将热能转化为机械能的极其重要的零件之一。
    （2）气缸与活塞运动副的润滑：活塞曲轴总成在气缸内直线往复运动时，靠曲拐及连杆大头撞击机油飞溅到缸壁上，靠曲轴连杆轴颈与连杆大端孔配合后的端面与曲拐侧面形成的轴向间隙产生的抽吸作用，将机油喷射到缸壁上，形成润滑油膜。①缸孔在上止点附近时润滑条件是极差：a．此处不易形成润滑油膜，即使有一层非常薄的油膜，也容易被混合气燃烧的高温、高压氧化及分解、燃烧掉；b．活塞运动到上止点时，线速度是零，活塞无动压作用，不能形成油膜；。．在进气门对面缸壁上，油膜极易被进入缸内的混合气冲刷、稀释。综观上述三点所示，气缸上止点及其附近气缸壁与活塞组成的运动副是边界摩擦或干摩擦。②气缸中部：活塞运动到气缸中部时，活塞的运动速度最大，此处动压最大，极容易形成机油膜，使活塞与缸孔配合的运动副为液体摩擦；③气缸下止点附近的滑：活塞运动到下止点时，速度为零，无动压作用，应该不能形成油膜，但这里飞溅润滑条件好，活塞向下运动时，刮油环又将油刮下，缸温又低，所以，活塞与气缸运动副的润滑虽没有气缸中部润滑好，但还是较好，属半液体润滑。
    （3）缸温：混合气在燃烧室燃烧时，产生的大部分总热量在缸上部，只有30%～40％总热量转化为机械功。在活塞由上止点向下运动极短距离时，由于此时压力和温度急剧升高达到最大值，如爆发压力达5～8MPa，瞬时温度高达2000℃以上，混合气才膨胀转化为机械功，可见缸顶温度很高。另一部分热量通过缸体、缸盖散射到大气中，还有一部分热量通过缸体水腔和缸盖水腔传给冷却液循环散热。这就增加了缸温，特别是增加了缸顶温度。再则，活塞与气缸运动副相对运动时，摩擦生热，尤其在气缸顶部及其附近，因为是干摩擦或边界摩擦，产生热量更多，这又增加了缸温，特别是增加了缸顶及其附近的温度。而且，此处刮油环刮下的油很少，所以，油带走的热量很少，即使刮油环运动到中下部将机油刮到油底壳，带走热量也很少。综上所述，从缸体横截面看，缸体内部温度比缸体外表温度高；从纵向剖面看，缸体上部温度比下部温度高。因此，缸体的温度场不一致，缸体在工作时，就会有热应力产生，造成变形。

    2．缸体在工作时受力状况如何？
    （1）侧压力N：发动机在做功行程时，从发动机前端向后看，混合气燃烧产生的爆发压力向活塞顶，由王此压力是在活塞由上止点向下运动很小距离产生的，所以，作用在活塞上爆发压力产生了活塞向缸孔右侧的侧压力。此力以曲轴中心为支点，产生缸体的倾翻力为：
                      M=N×1／cosβ
    （2）拉伸：在四行程发动机中的各个行程中，缸体都受拉伸应力的作用，在做功行程受的拉伸力最大。做功时，混合气燃烧爆发力作用在活塞顶面上，并通过活塞销、连杆作用在曲轴上，但因曲轴通过轴承以缸体的主轴承孔为支承，与此同时，爆发力也作用在缸盖上。由于以上原因，缸盖螺栓承受的拉力最大。
    （3）曲轴的曲柄、连杆轴颈、连杆大头的离心力作用对各主轴承孔盖形成了弯矩，缸体承受弯矩。缸体受力状况如图1所示。

    3．缸体的技术要求是什么？
    （1）缸体的材料：一般发动机缸体采用合金铸铁25-47HT。这种材料的强度、刚度、耐磨性、耐腐性较好，维护保养好，缸体可行驶25万～30万km不大修。有的发动机缸体采用铝合金材料。这种材料比重轻，升功率大，有利经济性，导热性很好，有利散热，如长安微车474Q型发动机缸体和缸盖都由铝合金制成，现在正向采用镁合金方向发展，因为此材料重量更轻。
    （2）几何精度：①垂直度：缸孔中心线与曲轴主承座孔中心线的垂直度为0. 02mm。直直度大小影响活塞在气缸内的往复直线运动，垂直度差时，使活塞倾斜，从而，活塞环密封性较差，造成严重泵油和漏新鲜混合气，严重时，易敲缸。此外，资料证明，垂直度超差达φ0.1mm及以上时，磨损量增加30%～40%。②圆度、圆柱度：气缸圆度、圆柱度的标准值为00. 004mm。资料证明，圆度、圆柱度超差达φ0．04mm、汽车多行驶2万km时，磨损增加φ0．1mm～0. 12mm。圆度超差越多，气缸与活塞接触面积越小，活塞弹力作用在气缸面上的单位面积上压力越大，因此，磨损越大，更增加窜机油和漏新鲜混合气、排放物。③各主轴承孔同心度：各主承孔同心度是φ0. 01mm。同心度超差时，可使某一主轴颈同轴瓦磨损，更加速下轴瓦的磨损，尤其是起动时，机油膜还未形成，轴瓦与轴颈磨损严重。当同心度超差、使之超过主轴颈与轴瓦配合间隙时，形成干摩擦，磨损和异响更大。各缸主轴承孔与缸体后端面垂直度是φ0.02mm，圆柱度是φ0.01mm，粗糙度是0. 04μm。粗糙度超差时，油膜难以形成，油膜刚度更小，承载能力下降。④缸体上、下平面的平面度：平面度为0. 03mm。上平面通过气缸垫与气缸盖下平面接合，气缸垫虽有弹性，但气缸体上平面的平面度差达0. 05mm以上时，就会漏气、漏水、漏机油、甚至油水混合。油水混合时，机油变成黄泥巴色，润滑更差。⑤缸体顶平面与前后端面垂直度为0. 03mm，缸体顶平面粗糙度为Ral. 6μm；⑥气缸粗糙度：琦磨后粗糙度为0. 04μm，网纹与水平轴夹角为15°～35°。如超差，机油膜难以形成，也不易积蓄机油，使磨损更大。⑦缸体硬度：一般是190～250HB，活塞环与气缸的硬度差值不可太大或太小，如活塞环镀铬，则气缸的硬度是HB220，太大时，磨损大，拉缸。

    （3）镶缸套：①缸套材料有钢制和铸铁。所选缸套材料必须与本体材料膨胀系数相差甚微，以防止因膨胀系数相差过大，造成发动机工作时，因受热而影响配合，一般选为GrVTi，时效处理，缸套硬度是207～255HB，不允许有夹层、缩松、夹灰、砂眼等。缸套壁厚为2.25～2. 5mm。除去气缸壁上油污、铁锈、铁屑后，在缸套外圆抹机油，然后，用手将缸套推入气缸，待垂直气缸时，方可将缸套镶入缸体，压缸套时，为防变形，应隔缸压装，此后，经用汽油清洗干净，才能镬、衍孔。孔的圆度是0. 01mm，圆柱度是0．025mm。②缸套与气缸配合过盈量的确定：选择缸套凸缘与选何种形式缸套有关。缸套有干式和湿式两种。所谓湿式，即是缸套中间一部分与缸体水腔的水接触，分为上端有凸缘、下端无凸缘，装有防漏水的密封槽的缸套。另一种是上、下两端都有突缘，在下方装有橡胶密封槽。缸套外径与气缸配合的过盈量是0. 04～0. 09mm，在凸缘处，凸缘与气缸配合间隙是0.04～0. 06mm。所谓干式缸套，即是它与缸体水腔的水不接触。缸套上端有凸缘和无凸缘之分。有凸缘的缸套与气缸配合的过盈量是0. 045～0. 075mm，无凸缘的过盈量是0. 08～0. 1mm，凸缘与凸缘槽的配合间隙是0. 04～0. 06mm。过盈量选择太大时，虽然密封性好，但会胀裂缸体，同时，会引起缸套内应力太大，使之变形；过盈量太小时，久而久之，会使配合松动，湿式缸套易漏水。③缸套外圆圆度和圆柱度为0. 02mm。④湿式缸套在压入气缸时，应高度重视橡胶密封环，不要在压入过程中扭曲损坏，否则，破坏密封后，将引起漏水，使油水混合，机油变成黄色，润滑变差，造成各运动副严重磨损。⑤缸套上端应凸出缸体平面0.06～0. 12mm，以便紧固缸盖螺栓时，使之被压入气缸垫，增加密封。如凸出的尺寸过小，将失去意义；如凸出的尺寸过大，会适得其反。⑥缸体顶端应有台阶，以防发动机活塞向下运动时，摩擦力使缸套下沉。⑦水压试验：缸套压入气缸后，应进行水压试验，确认是否漏水。水压是294.2～292. AN，在5min；内不漏水为合格。

    4．怎样测量气缸体的几何形状？怎样正确使用量缸表？
    （1）怎样使用量缸表：量缸表用于测量气缸磨损量、椭圆度和圆柱度。使用的方法是：①选择适合被测量气缸的量杆。②调节量杆使之适应气缸直径。③转动表盘使指针对准零。④沿量杆的轴向方向摆动量缸表，指针指的读数即为气缸直径磨损量。
    （2）测量气缸几何形状（如图2所示）：气缸的几何形状用椭圆度和圆柱度衡量。为了测量准确，一般采用三点法。所谓三点法是指在缸孔上、中、下三部分测量。上部分是指活塞在上止点位置时、第一道气环对应气缸的位置，或在离缸体上平面10mm处位置，在这个横截面上的缸体纵横两个垂直方向，用量缸表分别测量磨损量。此两个磨损量之差即为椭圆度。此处磨损量最大。所谓中部，即在活塞上下止点中间。在此横截面上的气缸纵横两个垂直方向，用缸表分别测量磨损量，此两个磨损量之差即为该截面的椭圆度。此处由于润滑良好，所以，磨损量小，气缸的轮廓凸出。所谓下部，即在活塞下止点处横截面上的气缸纵横两个垂直方向，用量缸表分别测量磨损量，此两个磨损量之差即为该截面的椭圆度。椭圆度几何形状如与出厂前制造值相同，表明没有磨损。上下两部分所测缸孔最大磨损量之差为圆柱度。

    5．缸孔磨损的规律是什么？
    气缸的磨损用圆度和圆柱度衡量。在压缩行程和做功行程时，活塞环对气缸壁的弹性是变化的，而且较大，在压缩行程近终了时，被压缩的混合气压力达1. 29 X ε（压缩比）。压缩混合气温度又高，活塞环上平面与活塞环槽上平面不接触，从而，具有压缩压力的混合气直接进入环的背隙内，作用在活塞环的背面，使活塞环紧紧压住缸壁，此时，活塞环本身的弹力加压缩气体的压力，使活塞环压向缸壁的力更大。尤其在做功行程爆发压力作用下（爆发压力为5～8MPa），将活塞环推到与活塞环槽下平面接触，此时，活塞环背面受到更大的压力，迫使活塞环紧紧压在缸孔壁上，使活塞环弹性力更大。同时，发动机在爆发时侧压力最大，此处润滑条件又极差，（正如在缸体工作环境一文中所述），尤其当气缸积炭，炭粒会加速活塞气缸的磨粒磨损，当进气伴有灰尘、润滑油内有铁屑等杂质时，磨损更大。所以，在活塞上止点没有磨损处与此处磨损最大的地方形成台阶。活塞向下运动到中下部，侧压力越来越小，润滑较好，所以这里磨损小。此外，汽油内含有硫，燃烧后形成SO2，燃烧产物内有水蒸气，当缸壁温度低于100℃时，水蒸气就会凝为水，水与SO2形成亚硫酸、硫酸，酸有腐蚀作用，缸壁受腐蚀后，活塞与缸壁接触的单位面积压力增大，磨损加大。由于第一缸的前壁和第四缸后壁的缸体冷却效果较好，水蒸气凝结成的水少，硫酸少，因此磨损小一点。

    严重磨损造成的后果是十分严重的。在压缩行程时，混合气在压缩压力的作用下，一部分混合气要从磨损气缸椭圆与活塞环配合的间隙处漏入油底壳，使压缩行程的物理准备差，汽油蒸发差，混合不均匀，同时也冲稀机油。而且，混合气高温使机油变稀，尤其在爆发压力作用下，更高温度与压力的新鲜：混合气、废气漏入油底壳时，更使机油变稀，久而久之变成油泥状，极大影响润滑，各运动副磨损更大，动力严重下降，经济性下降，排放增加，起动困难，特别是冷起动更困难。

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