气缸排列形式
气缸体结构作用布置形式
气缸体结构作用布置形式
气缸体结构作用的布置形式通常可分为三种类型:单作用式、双作用式和双柱塞式。
1. 单作用式气缸
单作用式气缸只有一个工作腔,在气缸内只能产生单向运动。
它的工作原理是利用压缩空气或液体的压力推动活塞杆做直线运动。
单作用式气缸一般用于需要单向运动的场合,如推动、顶升等。
2. 双作用式气缸
双作用式气缸有两个工作腔,可以实现往复运动。
它在气缸的两端均连有进气口,通过控制两端的压力大小,可以使活塞杆做往复直线运动。
双作用式气缸广泛应用于需要往复运动的场合,如冲压、切割等。
3. 双柱塞式气缸
双柱塞式气缸是在同一个气缸体内设置两个活塞,两个活塞通过一根连杆相连。
它可以实现较大的工作行程和推力,同时还可消除侧向力对活塞杆的影响。
双柱塞式气缸常用于需要大行程和大推力的场合,如装卸设备等。
气缸体结构作用的布置形式需要根据具体的应用场合和工作要求来选择,以满足不同的运动需求和工作条件。
发动机机体组(思维导图)
功用
水冷式气缸体 风冷式气缸体
类型
直列式 L型
对置式P型
排列形式
V型式V型
不直接与冷却液接触壁厚1-3mm 直接与冷却液接触壁厚5-9mm（顶面高出气缸体上平面0.05-0.15mm）
干式 湿式
气缸套（合金铸铁、合金钢）
整体式 镶套式
制造形式
铸铁 铝合金（轻量化）
材料
机械应力和热应力过大 发生在主轴承隔墙、气缸套承孔、缸盖螺栓孔等处
裂纹
气缸磨损是不均匀的，在气缸轴线方向上呈上大下小的不规则锥形磨损
第一道活塞环上止点顶部稍下处磨损最大，行程缸肩。 在断面上，磨损呈不规则椭圆形，与活塞销垂直方向磨损大。
磨损
耗损形式
气缸体和气缸盖密封平面的变形，会造成气缸密封不严：漏气、漏水、甚至燃气 冲坏汽缸垫
气缸平面度 气缸的镗削
贮存机油并封闭曲轴箱
功用
防止汽车行驶时油面波动大
挡油板
有的放油塞装有永久磁铁，起到清洁机油作用
放油塞
结构组成
油底壳后部做得较深
薄钢板冲压成型
材料
油底壳
机体组
气缸盖 气缸垫
功用
封闭气缸上部，与活塞顶部及气缸壁共同构成燃烧室
楔形
燃烧室形状
盆形 半球形（汽油机常用）
w形
材料
铸铁 铝合金（常用）冷态一次拧紧
一缸一盖
为减少缸盖变形、缸径较大的柴油机采用
二缸一盖
形式
三缸一盖
缸径小、负荷轻的汽柴油机采用一机一盖
气缸盖螺栓拆装顺序
安装时，由中央到四周，分次逐步拧紧到规定力矩 拆卸时，由四周到中央分次逐步拧松
气缸排列形式
气缸排列形式气缸排列形式，顾名思义，是指多气缸内燃机各个气缸排布的形式，直白的说，就是一台发动机上气缸所排出的队列形式。
目前主流发动机汽缸排列形式：L：直列V：V型排列其他非主流的汽缸排列方式：W：W型排列H：水平对置发动机R：转子发动机直列发动机直列发动机，一般缩写为L，比如L4就代表着直列4缸的意思。
直列布局是如今使用最为广泛的气缸排列形式，尤其是在2.5L以下排量的发动机上。
这种布局的发动机的所有气缸均是按同一角度并排成一个平面，并且只使用了一个气缸盖，同时其缸体和曲轴的结构也要相对简单，好比气缸们站成了一列纵队。
『直6发动机』具体来说，我们常见的大致有L3、L4、L5、L6型四款（数字代表气缸数量）。
这种布局发动机的优势在于尺寸紧凑，稳定性高，低速扭矩特性好并且燃料消耗也较少，当然也意味着制造成本更低。
同时，采用直列式气缸布局的发动机体积也比较紧凑，可以适应更灵活的布局。
也方便于布置增压器类的装置。
但其主要缺点在于发动机本身的功率较低，并不适合配备6缸以上的车型。
V型发动机所谓V型发动机，简单的说就是将所有汽缸分成两组，把相邻汽缸以一定夹角布置一起（左右两列气缸中心线的夹角γ＜180°），使两组汽缸形成一个夹角的平面，从侧面看汽缸呈V字形（通常的夹角为60°），故称V型发动机。
与我们上面介绍的直列布局形式相比，V型发动机缩短了机体的长度和高度，而更低的安装位置可以便于设计师设计出风阻系数更低的车身，同时得益于汽缸对向布置，还可抵消一部分振动，使发动机运转更为平顺。
比如一些追求舒适平顺驾乘感受的中高级车型，还是在坚持使用大排量V型布局发动机，而不使用技术更先进的“小排量直列型布局发动机+增压器”的动力组合。
概括的说：我们可以这样理解，发动机气缸采用V型布局，可以说在结构层面上克服了一些传统直列布局的劣势，但同样，精密的设计让制造工艺更复杂，同时由于机体的宽度较大，也不方便安装其他辅助装置。
气缸的安装形式
气缸的安装形式气缸的安装形式表42.2-2?气缸的安装形式分类简图说明固定式气缸支座式轴向支座MS1式?轴向支座，支座上承受力矩，气缸直径越大，力矩越大切向支座式法兰式前法兰MF1式 ?前法兰紧固，安装螺钉受拉力较大后法兰MF2式 ?后法兰紧固，安装螺钉受拉力较小自配法兰式 ?法兰由使用单位视安装条件现配轴销式气缸尾部轴销式单耳轴销MP4式 ?气缸可绕尾轴摆动双耳轴销MP2式头部轴销式?气缸可绕头部轴摆动中间轴销MT4式 ?气缸可绕中间轴摆动1.2.1单作用气缸单作用气缸只有一腔可输入压缩空气，实现一个方向运动。
其活塞杆只能借助外力将其推回；通常借助于弹簧力，膜片张力，重力等。
其原理及结构见图42.2-2。
图42.2-2单作用气缸1—缸体；2—活塞；3—弹簧；4—活塞杆；单作用气缸的特点是：1）仅一端进（排）气，结构简单，耗气量小。
2）用弹簧力或膜片力等复位，压缩空气能量的一部分用于克服弹簧力或膜片张力，因而减小了活塞杆的输出力。
3）缸内安装弹簧、膜片等，一般行程较短；与相同体积的双作用气缸相比，有效行程小一些。
4）气缸复位弹簧、膜片的张力均随变形大小变化，因而活塞杆的输出力在行进过程中是变化的。
由于以上特点，单作用活塞气缸多用于短行程。
其推力及运动速度均要求不高场合，如气吊、定位和夹紧等装置上。
单作用柱塞缸则不然，可用在长行程、高载荷的场合。
1.2.2双作用气缸双作用气缸指两腔可以分别输入压缩空气，实现双向运动的气缸。
其结构可分为双活塞杆式、单活塞杆式、双活塞式、缓冲式和非缓冲式等。
此类气缸使用最为广泛。
1）双活塞杆双作用气缸双活塞杆气缸有缸体固定和活塞杆固定两种。
其工作原理见图42.2-3。
缸体固定时，其所带载荷（如工作台）与气缸两活塞杆连成一体，压缩空气依次进入气缸两腔（一腔进气另一腔排气），活塞杆带动工作台左右运动，工作台运动范围等于其有效行程s的3倍。
安装所占空间大，一般用于小型设备上。
曲柄连杆机构 动力机械思考题2
第2章 思考题1. 曲柄连杆机构主要受什么力？答：离心惯性力、往复惯性力、气体作用力。
2. 画简图表示湿式缸套轴向、横向是怎样定位的，怎样防止漏水？3. 按曲轴箱结构形式的不同可将机体结构形式分为哪些类型？画简图表示。
4. 按气缸排列形式的不同可将机体结构形式分为哪些类型？答：直列式、V 型、水平对置式5. 气缸结构形式有哪些？答：气缸结构形式有三种：无气缸套式、干式缸套式、湿式缸套式。
6. 有哪些措施保证活塞正常工作？答：1) 制造时将活塞裙部的横断面加工成长轴垂直于活塞销孔轴线的椭圆形2) 将活塞制造成上小下大的阶梯形或近似圆锥形平底式3) 有的除去活塞销座处的部分金属，呈凹陷型；4）拖板式活塞裙部；5) 有些汽油机活塞在裙部开槽6) 环槽护圈7) 恒范钢片8)油冷活塞9) 销轴线向作功冲程受侧压力一侧偏移1~2mm，防止“敲缸”7.汽油机活塞裙部纵向和横向断面形状一般是什么样的？为什么？答：汽油机活塞裙部横向断面形状一般是长轴垂直于活塞销孔轴线的椭圆形，汽油机活塞纵向一般是上小下大的阶梯形或近似圆锥形；防止敲缸、抱死，保证正常工作。
(回答过于简单)活塞受侧压力、顶部气体作用力以及受热膨胀后，会变成断面为长轴平行于活塞销的椭圆。
为了使活塞在工作时与气缸壁保持均匀的间隙，所以在冷态时，活塞裙部呈长轴垂直于活塞销方向的椭圆形。
活塞正常工作时沿活塞顶部向下，温度逐渐降低，因此越靠活塞上部热膨胀量越大，所以活塞纵向一般是上小下大的阶梯形或近似圆锥形8.活塞环有哪几类？各有何作用？答：活塞环有气环和油环。
气环的功用是的密封、传热。
油环的功用是刮油、布油。
油环也能辅助封气。
9.气环断面类型有哪些？答：矩形环平面环、锥形环、扭曲环、梯形环、桶面环。
10.V型发动机连杆可以有几种布置方法？各有何优缺点？答：并列连杆、主副连杆、叉片式连杆；各有何优缺点？11.连杆大头有几种剖分形式？各有何优缺点？答：剖分形式有两种：平切口：剖分面垂直于连杆中心线；斜切口：剖分面与连杆中心线呈30-60夹角。
摩托车发动机图解：气缸数和气缸布置方式
气缸数和气缸布置方式●单缸发动机单缸发动机简称为单缸机，是发动机的基本布置方式。
翻开发动机的发展史就会发现，发动机的历史就是从单缸机开始的。
现在，生产厂家在研制新型多缸发动机时，往往先研制单缸试验样机，通过单缸机的研制给多缸机的研制打下基础，最后再试制多缸机。
为了了解单缸机的特点，必须和多缸机的特点进行对比，通过对比才能找出单缸机的优点和缺点在了解单缸机的特点时，第一要抓住单缸机本身的特点，其次也要摸清单缸机对整车布置有什么影响。
下面，先介绍一下单缸机的特点。
单缸发动机，特别是单缸四冲程发动机，曲轴每转二圈才燃烧一次，所以能明显地感到发动机的工作是断续的，排气声音的断续性更强。
由于上述特点，单缸摩托车给人一种冲劲和节奏感。
摩托车是一种休闲的交通工具，具有个性特色的单缸发动机有很大的应用价值。
从工作圆滑角度来看，单缸机肯定不好。
特别是在低转速时，单缸发动机工作不平稳，转速波动较大，而且一旦发生失火，二次燃烧间隔时间较长，很容易使发动机熄火停转。
在相同的排量条件下，和多缸机相比，单缸机运动件的惯性力不能互相抵消，所说单缸机振动大。
特别在高转速时，这个问题表现得特别明显。
此外，在相同的排量条件下，单缸机缸径较大，燃烧室尺寸大，所以混合气燃烧差。
当然各运动件的尺寸也较大，例如活塞、连杆等。
这些因素都不利于发动机提高转速，也不利于发动机提高功率。
上述这种倾向，随着发动机的排量增加而愈加明显。
所以单缸机排量越大，升功率越小，但是单缸机的脉动感却越强。
摩托车强调休闲性和娱乐性，但同时也必须具有良好的操纵性和使用方便性，基于上述考虑，现代摩托车更多地采用了多缸机，单缸摩托车正在逐步减少。
当然，随着技术的进步，今后单缸摩托车也可能会再次重振旧日的雄风。
单缸机的节奏感主要来源于排气。
现代发动机转速都很高，例如发动机转速为6000r/min，对于四冲程发动机来说，每秒钟要产生50次燃烧，人的听觉显然不能感到排气的断续声。
只要3分钟读懂6种发动机排列形式
只要3分钟读懂6种发动机排列形式发动机作为汽车的动力源泉，就好比我们的心脏。
很多朋友对于发动机的认知还只停留在排量、功率、扭矩等基本参数值上，对于内部的结构并没有深入研究。
其实，在同等排量情况下，发动机气缸的不同排列形式会对车辆的安静性，平顺性，操控性，甚至油耗等，都会产生重要影响。
侃弟今天就大家梳理下现在常见的气缸排列形式，大体可以分为L型（直列式）布局、V型布局、W型布局、H型（水平对置式）和VR型布局，根据做功方式不同，还有三角转子式发动机和奎西发动机。
有兴趣的车友不妨来看看。
直列发动机最常见的是直列布局的发动机，用字母L表示，比如L4（数字代表气缸个数）表示的就是直列四缸发动机，这种布局是指发动机所有气缸均是按同一角度并排成一条直线，只使用一个气缸盖，其缸体和曲轴的结构也是气缸排列方式中最简单的。
现在常见的有L3，L4，L5，L6，绝大多数小型车、紧凑型车或一部分中型车，都采用这种布局。
L3的代表车型：宝马X1L4代表车型：雪佛兰科迈罗L5的代表车型：奥迪TT RSL6代表车型：宝马M135i优点：（1）尺寸紧凑，稳定性高（2）低速扭矩特性好（3）燃油经济性相对较好（4）制造成本低，发动机舱布置灵活。
缺点：（1）当排气量和汽缸数增加时，发动机长度将大大增加（2）发动机功率有限（3）布置在车身上重心高，影响操控性。
V型发动机所谓V型发动机，简单的说就是将气缸分成两组，把相邻气缸以一定夹角布置一起（左右两列气缸中心线的夹角γ<180°），从侧面看汽缸呈v字形，故称v型发动机。
通常的夹角为90度，但是实际应用中90度夹角在横向距离上比较的宽，不便于机舱的布置。
而且更加倾斜的气缸体，机油在受重力作用会使活塞头润滑不均匀，加大气缸的磨损。
为了避免这一弊端，也有更小夹角的72度，75度和60度的气缸体设计。
在气缸数上最常见的有v6，v8和v10，v12四种发动机形式，用在一般的车型上v6和v8的动力就已经足够了，>180°），从侧面看汽缸呈V字形，故称V型发动机。
内燃机知识——汽缸体结构
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多缸机的机体和单缸机相比由于缸数增多，机体的机构更加复杂，所以缸体的排列方式和结构对气缸体的刚性和强度有很重要的影响。
缸体的分类主要有一下几种：
1、直列式：顾名思义就是所有气缸排成一列，直列式气缸往往是垂直方向，但有时为了降低发动机的高度也可倾斜布置；
2、V 型式：发动机的气缸排成两列，两列气缸的中心线夹角γ<180，相邻两个气缸以60度～90度夹角，该型式一般用于6缸以上的双数机型；
3、对置式：发动机气缸分成两列，相对排列，两列气缸的中心线夹角γ=180，此种排列不太常用；
4、VR式：VR发动机的各个气缸是在同一表面上交错排列，相邻两个气缸夹角很小，一般仅有15度，属于一种两排气缸置于同一个缸体上错开排列的单缸盖发动机；
5、W型式：这是最近两年才出现的，也可以说是有两个VR型的发动机放在一起构成，现在该技术主要在大众公司。
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我们在汽车概论课上已经学过了四冲程发动机工作原理，也在PPT中看了多缸共同工作的三种基本形式：直列（L）、V型、水平对置（H）型。
今天我来说一说这些气缸排列形式的特点，并另外补充W型结构。
直列发动机结构简单，成本较低，方便维护，是最传统、最普遍的发动机形式，老师上课时提到的没有单数多缸直列发动机是不准确的。
因为目前的微型轿车如奇瑞QQ、夏利、微面都有直列三缸发动机，而奥迪、沃尔沃也有直列五缸发动机；
V型发动机，顾名思义，就是两列气缸成V字型排列。
这样的布局使发动机震动更小，工作时更加安静。
同时可以使发动机体积更小更轻，因而车头重心更低。
曾连续十余年获得全球最佳发动机荣誉的日产VQ系列发动机就是V型发动机的杰出代表，VQ系列V型6缸发动机的排量从2.0升至3.7升均有分布。
水平对置（H）型发动机目前只有保时捷和斯巴鲁两家汽车公司坚持制造。
最为出名的就是保时捷911 Carrera S搭载的3.8升水平对置六缸发动机，和斯巴鲁翼豹STI搭载的2.5升EJ25水平对置四缸发动机。
前者排量较大，以自然吸气形式可以输出400ps、440Nm的功率和扭矩；而后者以2.5升的较小排量，在涡轮增压加持下可以压榨出300ps、407Nm的功率与扭矩，稍加升级，动力即可大幅提升。
W型排列其实是V型排列的变种，它在V型排列的基础上，将两列分开排列的气缸再分为两个小的V型，总的来看就相当于四列气缸，W型由此得名。
目前，大众集团（V AG）旗下有大众辉腾、奥迪A8、宾利欧陆、大众途锐等车系都有搭载W12动力的顶级车款。
另外布加迪威龙（威航）搭载了W16发动机，在四个涡轮增压器的加持下可以爆发1001ps的最大功率，最新款Super Sports的马力更是高达1200ps，极速可以超过431Km/h。