設(shè)計(jì)指南氣缸蓋

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1、 缸蓋（零件系統(tǒng)）產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)指南 編制日期： 編者： 版次：01 頁次：- 15 - . 缸蓋設(shè)計(jì)指南 編制： 審核： 批準(zhǔn)： 目錄 一、總成說明 3 1 缸蓋總成的功用 3 2 適用范圍 3 3 缸蓋總成爆炸圖 4 二 缸蓋設(shè)計(jì) 4 1設(shè)計(jì)原則 4 2氣缸蓋結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn) 5 3氣缸蓋的材料 7 4氣缸蓋壁厚設(shè)計(jì) 8 5氣缸蓋結(jié)構(gòu)工藝性考慮 9 6 缸蓋重要部分設(shè)計(jì) 10 6.1 氣道設(shè)計(jì) 10 6.1.1 設(shè)計(jì)要求 10 6.1.2 典型氣道及其優(yōu)缺點(diǎn) 11 6.1.3 氣道布置設(shè)計(jì) 12

2、 6.2水套設(shè)計(jì) 12 6.2.1 設(shè)計(jì)要求 12 6.2.2 水套的主要設(shè)計(jì)參數(shù) 13 6.3潤滑油路的設(shè)計(jì) 14 6.4氣缸蓋螺栓布置設(shè)計(jì) 14 三、參考文獻(xiàn) 15 一、總成說明 1 缸蓋總成的功用 氣缸蓋用來密封氣缸的上面部分，它與活塞頂及氣缸內(nèi)壁共同組成燃燒空間。氣缸蓋上還布置有進(jìn)、排氣道，同時(shí)為了潤滑裝在氣缸蓋上的配氣機(jī)構(gòu)零件，還設(shè)有潤滑油道等。在水冷式內(nèi)燃機(jī)中，氣缸蓋上設(shè)有冷卻水道，而在風(fēng)冷式內(nèi)燃機(jī)中，氣缸蓋設(shè)有散熱片。同時(shí)，在氣缸蓋上還裝有噴油器或火花塞、進(jìn)排氣管和氣門及其傳動(dòng)件等。在采用分開式燃燒室的內(nèi)燃機(jī)中，在氣缸蓋上還布置有

3、燃燒室。 2 適用范圍 適用活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)。 3 缸蓋總成爆炸圖 鋼球 缸蓋 碗型塞 型塞 進(jìn)排氣門座圈 凸輪軸蓋 軸承蓋螺栓 圖1. 缸蓋總成爆炸圖 二 缸蓋設(shè)計(jì) 1設(shè)計(jì)原則 氣缸蓋的結(jié)構(gòu)形狀十分復(fù)雜，承受著氣體爆發(fā)力和氣缸蓋螺栓的預(yù)緊力。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，氣缸

4、蓋各部分溫度很不均勻，氣缸蓋底面燃燒室部分(一般稱為火力岸)溫度很高，而冷卻水套或散熱片部分的溫度很低，進(jìn)氣道和排氣道的溫度也不相同，因此，氣缸蓋的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力都很大。特別是由于高溫和溫度分布不均勻而產(chǎn)生的熱應(yīng)力的反復(fù)作用。這些裂紋通常出現(xiàn)在氣門座和噴油器(或火花塞)座之間，特別是進(jìn)、排氣門座之間的地區(qū)(一般稱為鼻梁區(qū)) 很容易形成熱疲勞裂紋，再加上鑄造殘余應(yīng)力也很大，因此氣缸蓋的工作條件十分嚴(yán)酷。同時(shí)，氣缸蓋受熱時(shí)引起的變形如果過大，會(huì)影響與氣缸的接合面和氣門座接合面的密封，加速氣門座的磨損，產(chǎn)生氣門桿“咬死”，甚至造成漏氣、漏水和漏油等現(xiàn)象，使內(nèi)燃機(jī)無法工作。 由此，對(duì)氣缸蓋的設(shè)計(jì)要

5、求是： (1) 要根據(jù)混合氣的形成和燃燒方式，合理布置氣門和氣道。 (2) 保證高溫部分能得到較強(qiáng)的冷卻，使氣缸蓋的溫度分布均勻，盡可能減小熱應(yīng)力，避免出現(xiàn)熱疲勞裂紋。 (3) 應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，保證承受機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力時(shí)能可靠工作，并保證良好的密封。 (4)結(jié)構(gòu)工藝簡單、便于生產(chǎn)；對(duì)裝置在氣缸蓋上的機(jī)件要便于拆裝和維修。 2氣缸蓋結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn) 水冷式內(nèi)燃機(jī)氣缸蓋的結(jié)構(gòu)型式可分為整體式、分體式、單體式以及連體式四種。 整體式是整列氣缸共用一個(gè)氣缸蓋；分體式是每兩個(gè)或三個(gè)氣缸共用一個(gè)氣缸蓋；單體式是每一個(gè)氣缸有一個(gè)單獨(dú)的氣缸蓋；連體式是氣缸蓋和氣缸體不分開，連成一整體。

6、整體式氣缸蓋可以縮短氣缸中心距，結(jié)構(gòu)緊湊零部件數(shù)量少，內(nèi)燃機(jī)剛度好，重量輕，水腔容易布置，成本較低。但是，鑄造復(fù)雜，形狀誤差大，制造廢品率較高；氣缸蓋局部損壞時(shí)，整個(gè)氣缸蓋即成廢品；氣缸蓋總長度大，接合面的平面度在工藝上不容易保證；沿氣缸蓋長度方向的剛度差，當(dāng)受力不均勻或受熱不均勻時(shí)，氣缸蓋容易翹曲變形，從而破壞對(duì)氣缸的密封性。為了克服后一缺點(diǎn)，有的內(nèi)燃機(jī)將整體式氣缸蓋相鄰兩缸中間銑出橫槽，以增加彈性，減小因受力或受熱不均勻而引起氣缸蓋的翹曲變形。 兩缸中間銑出的橫槽 圖2. 兩缸中間橫槽 分體式和單體式氣缸蓋(特別是單體式氣缸蓋)長度短，它與氣缸體之間的密封平面小，加工平面度的要求

7、容易保證，氣缸蓋螺栓的壓緊力分布也比較均勻，受力或受熱不均勻時(shí)氣缸蓋翹曲變形相應(yīng)減小，這將提高氣缸蓋密封的可靠性。而且，這兩類氣缸蓋鑄造容易，廢品率低，維修也比較方便，系列通用化高，便于大量生產(chǎn)；氣道位置精度高，對(duì)配氣有利。它們的缺點(diǎn)是：要求較大的氣缸中心距，增加了內(nèi)燃機(jī)的長度和重量；如果要采用較小的氣缸中距，相鄰的兩個(gè)氣缸蓋就必須用共用螺栓的辦法，但這時(shí)對(duì)相鄰氣缸蓋之間的高度公差要求高，否則會(huì)出現(xiàn)一松一緊的現(xiàn)象。另一缺點(diǎn)是：各氣缸蓋之間互不相連，增加了油管、水管的聯(lián)接和密封的困難，并結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。 單體式缸蓋 圖3. 單體式氣缸 連體式氣缸蓋保證了密封的可靠性，而且剛度大，但制造工

8、藝性差。一般氣缸直徑較小的水冷式內(nèi)燃機(jī)通常采用整體式氣缸蓋，個(gè)別采用分體式氣缸蓋。對(duì)于直徑稍大一些的水冷式內(nèi)燃機(jī)，則往往采用二缸一蓋或三缸一蓋的分體式氣缸蓋，個(gè)別也有采用單體式氣缸蓋的；但有些內(nèi)燃機(jī)為了提高結(jié)構(gòu)緊湊性和簡化工藝，還有采用整體式氣缸蓋的。對(duì)于直徑再大一些的水冷式內(nèi)燃機(jī)(D＞150mm)，大多數(shù)采用單體式氣缸蓋。連體式氣缸蓋則僅在個(gè)別強(qiáng)化的水冷式內(nèi)燃機(jī)中應(yīng)用。 3氣缸蓋的材料 氣缸蓋的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，所以汽車、拖拉機(jī)、工程機(jī)械和農(nóng)用內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋都是采用鑄造的方法來制造。根據(jù)制造方法、工作情況和設(shè)計(jì)要求，氣缸蓋的構(gòu)料應(yīng)該是：鑄造性能良好，熱強(qiáng)度高，并價(jià)格低廉。目前制造氣缸蓋的材料

9、通常有鑄鐵和鋁合金兩種，這兩種材料鑄造性能都良好，但熱強(qiáng)度和價(jià)格以及材料密度各異。眾所周知，各種材料在變形受到限制時(shí)，所產(chǎn)生的熱應(yīng)力大小可以用熱應(yīng)力特性數(shù)（αE/λ）來表示，其中a、E、λ分別為材料的線膨脹系數(shù)、彈性模量及導(dǎo)熱系數(shù)。特性數(shù)越小，則材料受熱時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力也越小。同時(shí)用材料的拉伸強(qiáng)度σb和熱應(yīng)力特性數(shù)(αE/λ)的比值——熱強(qiáng)度系數(shù)。σb/ (αE/λ)來比較它們的熱強(qiáng)度。溫度低于250℃時(shí)，鋁合金具有相當(dāng)高的熱強(qiáng)度，而溫度高于250℃以上時(shí)，鑄鐵具有較高的熱強(qiáng)度，不過當(dāng)溫度達(dá)到400℃時(shí)，鑄鐵的熱強(qiáng)度也迅速下降。因此，鋁合金氣缸蓋的工作溫度一般不應(yīng)超過220℃，而鑄鐵氣缸蓋的工作

10、溫度一般不應(yīng)超過375—400℃。由于鑄鐵氣缸蓋的工作溫度較高，并且在常用溫度范圍內(nèi)，熱強(qiáng)度已能滿足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)價(jià)格低廉，所以一般水冷式內(nèi)燃機(jī)多數(shù)采用HT21—40、HT25—47等鑄鐵來制造氣缸蓋或者采用合金鑄鐵來制造，以提高拉伸極限強(qiáng)度和耐熱性。只有一些汽油機(jī)：考慮到鋁合金氣缸蓋導(dǎo)熱性比鑄鐵好，有利于提高壓縮比，采用鋁合金來制造。目前對(duì)鋁缸蓋來說，AlSi6Cu4是比較通用和合適的材料。另外，AlSi7Mg0.3也是較為普遍的材料。雖然由于鋁合金機(jī)械強(qiáng)度較低，設(shè)計(jì)中須將壁厚選得比鑄鐵的大一些，但因其密度小，增加壁厚之后，其重量一般也只有鑄鐵氣缸蓋的一半左右。由于鋁合金的工作溫度較低，必須

11、加強(qiáng)冷卻，同時(shí)，由于鋁合金不能耐沖擊，耐磨性差，必須在氣門座處鑲有合金鑄鐵制造的氣門座圈。 4氣缸蓋壁厚設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)氣缸蓋的基本尺寸時(shí)應(yīng)能保證其具有足夠的強(qiáng)度和剛度。影響氣缸蓋剛度最主要的尺寸是氣缸蓋的高度。加大高度，可以增加剛度，改善氣缸蓋與氣缸體之問的密封性，減少螺栓中的動(dòng)應(yīng)力及氣缸蓋的安裝應(yīng)力。氣缸蓋的高度與氣門進(jìn)、排氣道布置、燃燒室型式及水腔高度等因素有關(guān)。現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)均采用頂置氣門，氣缸蓋高度一般為H＝(0.9~1.2)D，D為氣缸直徑。近代內(nèi)燃機(jī)向高速、高功率方向發(fā)展，氣缸蓋高度有適當(dāng)加大的趨勢(shì)，有的高度己達(dá)1.5D，這直接影響了內(nèi)燃機(jī)的高度。在氣缸蓋高度一定的情況下，為增加剛度，

12、有些內(nèi)燃機(jī)采用帽式氣缸蓋或上部帶凸邊的氣缸蓋。此外，還可以在氣缸蓋內(nèi)壁設(shè)置適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)筋，增加受力部位最大處的斷面系數(shù)；也可以將氣缸蓋螺栓孔壁做成X形，以增加螺栓固定時(shí)的剛度。 氣缸蓋的最小壁厚取決于鑄造的可能性，一般最小為4mm。但是有氣門座圈的氣缸蓋底面或燃燒室壁面，其厚度要加大到10mm~15mm，以減小翹曲，保證氣門的密封性。缸蓋的剛度，需要通過FE計(jì)算來模擬。(一般的邊界條件是最大點(diǎn)火壓力(90bar,1.6L)，最大油溫(150℃,1.6L )和環(huán)境溫度(-30℃到+45℃,1.6L)。具體的來說，氣缸蓋的底面(火力面)的壁厚通常為(0.05~0.11)D；頂面壁厚為(0.08~0

13、.095)D；側(cè)面壁厚為(0.055~0.085)D。 在保證必要的剛度和強(qiáng)度的條件下，火力面壁厚盡可能取小一些，以避免發(fā)生熱疲勞裂紋，但要適當(dāng)增加頂面和側(cè)面的壁厚。氣缸蓋其它部分的壁厚主要決定于鑄造工藝。在鑄造工藝許可的條件下應(yīng)盡可能減薄壁厚，一般約為5~6mm。氣缸蓋水道的高度取決于冷卻的需要和鑄造砂芯的強(qiáng)度，一般不應(yīng)小于4~5mm，尤其排氣道外壁和氣缸蓋底板之問水道的高度不能太小，以保證可靠冷卻。 對(duì)於縮孔和氣孔的直徑小於2.0mm，且兩個(gè)相鄰的單個(gè)的孔間距大於10mm的鑄造缺陷是可以接受的。氣缸蓋不允許焊接，粘接，螺塞堵頭等修復(fù)工藝。但是鑄件允許噴砂處理，在無壓的油室允許進(jìn)行一次滲

14、補(bǔ)。 5氣缸蓋結(jié)構(gòu)工藝性考慮 氣缸蓋的結(jié)構(gòu)在滿足工作要求的條件下，應(yīng)盡量使工藝性良好，鑄造和機(jī)械加工方便。內(nèi)燃機(jī)氣缸蓋內(nèi)部形狀復(fù)雜，設(shè)計(jì)過程中必須考慮到型芯的分模與強(qiáng)度以及取放型芯的方便和清除內(nèi)部型芯的可能。分型面的位置要既能分型又不能處在加工面上。為此，氣缸蓋的側(cè)壁和上部都要開設(shè)一定大小和數(shù)目的出砂口，而在鑄造時(shí)還可以作為型芯的支撐孔。為使這些工藝孔不至過多的削弱氣缸蓋的強(qiáng)度，一般其直徑不大于40mm，并盡量避免開在受熱嚴(yán)重的區(qū)域。 氣缸蓋為了便于加工,其硬度不能太大,也不能太小,太大對(duì)刀具壽命有影響,太小加工的時(shí)候容易粘刀,一般在硬度控制在80HB到100HB范圍內(nèi)比較合適.由此熱處

15、理一般采用T7處理: 1）在最高溫度525°C 下加熱6小時(shí)達(dá)到勻化。 2）T=70°C下淬火。 3）T=200°C下退火，保溫4小時(shí)。 4) 空冷。 缸蓋和氣門機(jī)構(gòu)裝配在一起，要保證氣門機(jī)構(gòu)正常的工作，缸蓋和氣門機(jī)構(gòu)件之間的間隙配合必須合適。一般說來，缸蓋和凸輪軸的軸承的配合選用H7(f7)；缸蓋和氣門導(dǎo)管之間采用過盈配合；缸蓋和氣門座圈采用過盈配合。 6 缸蓋重要部分設(shè)計(jì) 氣缸蓋的結(jié)構(gòu)與氣門和氣道的布置以及冷卻水套或散熱片的安排等有密切關(guān)系，同時(shí)，還要考慮裝在氣缸蓋上的機(jī)件的布置問題。以下分別介紹缸蓋重要部位設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的一些問題。 6.1 氣道設(shè)計(jì) 6.1.1 設(shè)計(jì)

16、要求 進(jìn)排氣道的設(shè)計(jì)對(duì)內(nèi)燃機(jī)的性能有很大的影響，進(jìn)氣道影響進(jìn)氣阻力和充氣效率ηv，排氣道影響排氣阻力和廢氣能量的利用（如廢氣渦輪增壓）。 為了保證內(nèi)燃機(jī)有盡可能高的充氣效率，進(jìn)排氣道通常有足夠大的面積，氣道斷面要避免突變，最好由氣道口起向進(jìn)氣道的進(jìn)口和排氣道的出口通道面積分別均勻增大20％左右，同時(shí)鑄出的氣道表面要盡量光滑。因此，要選若干進(jìn)排氣道截面，繪制圖形，計(jì)算通過面積，并按要求對(duì)它們的形狀和大小進(jìn)行修正設(shè)計(jì)，直到滿足要求為止。 試驗(yàn)表明，氣門口的前面在氣流拐彎的中心一側(cè)增加一塊圓滑的突起，可以減小進(jìn)氣阻力。這個(gè)突起使進(jìn)氣流擠向彎道的外壁，使氣流轉(zhuǎn)彎更好，并使進(jìn)氣門環(huán)狀開口更均勻地為

17、氣流所通過，實(shí)際上提高了進(jìn)氣門通過斷面的利用率。在進(jìn)氣門口加一文氏管形環(huán)，可使高速時(shí)的進(jìn)氣量顯著增加。文氏管斷面的收縮率對(duì)空氣流量的影響如圖（3）所示。 圖4. 進(jìn)氣道喉管中文氏管形狀對(duì)氣流量的影響 （試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)單缸排量0.33升） 一般來說，對(duì)契形燃燒室，較扁平的氣門頭較有利；對(duì)半球形燃燒室，過渡半徑較大的氣門頭有利。適當(dāng)?shù)募哟筮M(jìn)氣道后可以減小進(jìn)氣阻力，避免急劇轉(zhuǎn)彎也能減小氣流的阻力?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)師們業(yè)已利用CAE技術(shù)來進(jìn)行充量更換計(jì)算，設(shè)計(jì)進(jìn)排氣管路系統(tǒng)。但有時(shí)候由于布置而放棄較理想的設(shè)計(jì)方案。 6.1.2 典型氣道及其優(yōu)缺點(diǎn) 氣道有切向氣道，螺旋氣道和帶導(dǎo)向屏的氣道。 切向氣

18、道：切向氣道比較平直，在氣門座前強(qiáng)烈收縮，引導(dǎo)氣流以單邊切線方向進(jìn)入汽缸。切向氣道結(jié)構(gòu)較簡單，由於在氣門口速度分布不均，氣門的流通面積實(shí)際得不到充分利用，在渦流高時(shí)，進(jìn)氣阻力將會(huì)很快增加。所以，切向氣道一般用在渦流要求不高的發(fā)動(dòng)機(jī)。 螺旋氣道：在氣門座上方的氣門腔內(nèi)形成做成螺旋形.使氣流在螺旋氣道內(nèi)就形成一定強(qiáng)度的旋轉(zhuǎn),其氣門口處的氣流情況相當(dāng)于在平直氣道出口速度分布的基礎(chǔ)上增加一個(gè)切向速度.螺旋渦流氣道對(duì)鑄造工藝和加工的要求較高。 帶導(dǎo)氣屏的氣道：強(qiáng)制空氣從導(dǎo)氣屏前面流出，依靠汽缸壁約束產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)氣流。導(dǎo)氣屏氣道在試驗(yàn)時(shí)調(diào)整比較容易，但是由於它的流通阻力較大，沖量系數(shù)低，對(duì)進(jìn)氣門要裝導(dǎo)向裝

19、置，以防氣門工作時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本增加。且氣門易偏磨，密封不好。 6.1.3 氣道布置設(shè)計(jì) 發(fā)動(dòng)機(jī)中為了減輕進(jìn)氣被預(yù)熱的程度，提高充量系數(shù)，通常把進(jìn)氣道和排氣道分別布置在氣缸蓋的兩側(cè)。在以前使用化油器的汽油機(jī)中，為了加快燃油與空氣的混合，利用排氣的熱量加熱進(jìn)氣，將進(jìn)排氣道一般布置在氣缸蓋的同側(cè)。 為了防止氣門導(dǎo)管的變形以及保持與氣門座的同心度，氣門導(dǎo)管孔不宜鉆在氣道的斜壁上，如果它一定要通過斜壁，則應(yīng)該在斜壁上做出一個(gè)直徑稍大的下沉支承面。進(jìn)氣門的導(dǎo)管可以伸到氣道中，而排氣門導(dǎo)管則最好不要伸到排氣道中，因?yàn)閷?dǎo)管的下端會(huì)因受熱脹大，在脹大的導(dǎo)管間隙中容易形成積碳，導(dǎo)致氣門桿卡死在氣門

20、導(dǎo)管中。 6.2水套設(shè)計(jì) 6.2.1 設(shè)計(jì)要求 冷卻水道的設(shè)計(jì)，應(yīng)能使冷卻水首先進(jìn)入熱負(fù)荷較高的地方，然后再流向熱負(fù)荷較低的地方。為此，有些氣缸蓋上制有導(dǎo)水筋片或噴水管。噴水管可埋鑄在氣缸蓋中或與氣缸蓋鑄成一體。氣門座之間的鼻梁區(qū)以及噴油器座或火花塞座與氣門之間，或氣門與渦流室、預(yù)燃室之間的狹壁，是氣缸蓋中最容易產(chǎn)生熱裂的地方，應(yīng)首先保證有足夠的冷卻，其冷卻水通道的最小半徑R應(yīng)不小于3mm，狹壁也不宜過高，或者在鼻梁區(qū)中鉆水孔以加強(qiáng)冷卻。 圖5. 冷卻水套 在設(shè)計(jì)水腔時(shí)，水流不應(yīng)有死區(qū)，否則會(huì)使局部溫度過高；也應(yīng)防止水流短路，流進(jìn)水腔的水應(yīng)經(jīng)過有組織的冷卻后再從出水口流出。布

21、置進(jìn)水口位置與各股冷卻水流時(shí)，不應(yīng)使其互相作用而形成很強(qiáng)的渦流。因?yàn)樵跍u流區(qū)易形成蒸氣，引起局部過熱。布置進(jìn)水口時(shí)，還必須注意要與氣缸蓋螺栓孔或機(jī)油通道有適當(dāng)距離，否則不易互相密封。氣缸蓋頂板應(yīng)略有傾斜，出水口應(yīng)該布置在最高處，以避免形成空氣囊和蒸氣囊而影響散熱，如果出水口不是布置在最高處，為了避免形成空氣囊和蒸氣囊而影響散熱，則應(yīng)該在水套的最高部位加工一個(gè)出氣口。水腔最熱部分的通道不應(yīng)太窄(不窄于4mm)否則就會(huì)有強(qiáng)烈的蒸氣產(chǎn)生，使水垢加速形成而堵塞通道。必須注意，過分增加通道斷面會(huì)使水的流速減低影響散熱而使局部溫度增加。 6.2.2 水套的主要設(shè)計(jì)參數(shù) 缸蓋需要將燃燒產(chǎn)生的熱量部分傳導(dǎo)

22、到整機(jī)的冷卻系統(tǒng)中，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在一定的 溫度下工作，避免由於過高的溫度將發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件損壞或產(chǎn)生老化變形。缸蓋水套主要作用是冷卻氣缸蓋，避免缸蓋過熱。水套的設(shè)計(jì)要考慮到本身的容積和流通性能。同時(shí)考慮缸蓋的最小壁厚等因素。在水套的流通能力需要經(jīng)過FEA計(jì)算，找出臨界點(diǎn)并進(jìn)行優(yōu)化，主要是優(yōu)化圓角增加流通性。 6.3潤滑油路的設(shè)計(jì) 缸蓋需要潤滑和它裝配在一起的氣門機(jī)構(gòu)。對(duì)于有VVT系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋必須有專門的油路來潤滑和驅(qū)動(dòng)VVT系統(tǒng)。(如**1.6NA_CBR VVT發(fā)動(dòng)機(jī)) 缸蓋的油路一般布置是有一個(gè)油道和缸體油道相連，潤滑油從此油道進(jìn)入缸蓋。如果沒有VVT系統(tǒng)，則直接分配到需潤滑的元件

23、。如果有VVT系統(tǒng)，則通過一個(gè)節(jié)流閥把潤滑油分成高壓油路系統(tǒng)和低壓油路系統(tǒng)。高壓油路系統(tǒng)是潤滑和驅(qū)動(dòng)VVT系統(tǒng)，低壓油路系統(tǒng)是潤滑凸輪軸和氣門機(jī)構(gòu)元件。另外缸蓋上還需要有泄油孔，讓潤滑油回到油底殼中。 6.4氣缸蓋螺栓布置設(shè)計(jì) 氣缸蓋上的氣缸蓋螺栓數(shù)目及其布置不僅關(guān)系到氣缸蓋本身的構(gòu)造，而且涉及內(nèi)燃機(jī)的長度尺寸和剛度，還對(duì)氣缸蓋和氣缸體的受力情況、氣缸套與氣缸體之間的密封性以及氣缸套的變形大小有直接影響，因此氣缸蓋螺栓的數(shù)目及其布置直接影響內(nèi)燃機(jī)工作的可靠性和耐久性。 氣缸蓋螺的栓數(shù)目應(yīng)該盡可能多一些。因?yàn)?，氣缸蓋總預(yù)緊力是一定的，螺栓數(shù)日愈多，則分配給每一個(gè)螺栓的預(yù)緊力就愈小，這樣可以

24、避免由于氣缸體中產(chǎn)生安裝應(yīng)力而引起氣缸蓋底面的變形以及氣門座的變形。同時(shí)，螺栓數(shù)目多時(shí)，螺栓直徑可以相應(yīng)減小，相對(duì)于氣缸蓋的柔性變大，這可以減小螺栓負(fù)荷的交變分量，因而可以減小預(yù)緊力。此外，螺栓數(shù)目多，兩螺栓之間的距離減小，對(duì)氣缸蓋襯墊的壓緊力就較均勻，從而保證氣缸蓋襯墊的密封性。但螺栓數(shù)目過多，不僅會(huì)使氣缸蓋的結(jié)構(gòu)及安裝復(fù)雜，而且在氣缸中的布置也有困難，因?yàn)檫@受到氣道、水道、挺桿孔以及氣缸中心距等很多條件的限制。通常每缸的螺栓數(shù)目在4—8個(gè)之間，多數(shù)為5—6個(gè)。在氣體壓力較低、氣缸直徑較小時(shí)，宜采用較少的螺栓數(shù)。螺栓數(shù)目也可根據(jù)每缸螺栓最小的總斷面積和活塞面積比值來選擇，此比值一般為，0.0

25、65—0.158，多數(shù)取為0.08—0.1。 氣缸蓋螺栓的布置應(yīng)盡量靠近氣缸中心線以減小螺栓之間的距周，從而減小氣缸蓋的彎曲應(yīng)力和變形，但不能大靠近氣缸中心線，因?yàn)樘拷擞謺?huì)引起氣缸套上部的變形。螺栓的布置還應(yīng)盡量對(duì)氣缸中心均勻分布，否則，可能使氣缸體因受力不均勻產(chǎn)生局部變形，引起漏水、漏氣等現(xiàn)象，導(dǎo)致沖壞氣缸蓋襯墊。各螺栓所分配的壓緊面也要基本相同，以保證壓力的均勻性。在分體式和整體式氣缸蓋中，由于兩缸之間共用的螺栓要比其它螺栓承受更大的力，它們之間的距離應(yīng)該小一些?，F(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)氣缸蓋螺栓的間距一般在(0.32—0.875)D之間，D為氣缸直徑。 氣缸蓋螺栓的預(yù)緊力要足夠大，以保證必要的

26、密封壓力．防止長期工作后發(fā)生松動(dòng)，但預(yù)緊力過大則會(huì)使氣缸蓋、氣缸體過度變形，反而影響密封。經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)每缸周圍所有螺栓的總預(yù)緊力等于作用在此缸氣缸蓋上最大的氣體作用力的3倍以上時(shí)，才能保證得到可靠的密封。 三、參考文獻(xiàn) 1. 相連生，內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)，中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社，1981.8。 2. 吳兆漢，車輛發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，國防工業(yè)出版社，1982.6。。 3. 西安交通大學(xué)內(nèi)燃機(jī)教研室，柴油機(jī)設(shè)計(jì)，西安交通大學(xué)出版社 。 4. 泰勒，內(nèi)燃機(jī)（上冊(cè)、下冊(cè)），人民交通出版社，1982、1983。 - 15 -