2.2.2 气缸与气缸套

1.气缸及气缸的排列形式

气缸是指气缸内引导活塞作往复运动的圆柱形空腔。气缸在发动机上的排列形式主要有三种，如图2-5所示，即直列式、V型、水平对置式。

直列式发动机多用于六缸以下的发动机。各个气缸排成一列，所有气缸共用一根曲轴和一个气缸盖，气缸多采用垂直布置（极少量采用斜置布置）。直列式发动机结构简单，易于制造，成本较低，但长度和高度都较大。如宝马的大部分车型均采用直列式发动机。

V型发动机将气缸排成两列，其气缸中心线夹角γ<180°，一般为60°～90°。V型发动机采用一根曲轴驱动两列气缸中的活塞运动，曲轴上每个连杆轴颈上连接两个连杆，所以发动机必须至少有两个以上的气缸盖。该类型发动机的优点是缩短了发动机的长度和高度，增加了气缸体的刚度及稳定性，运转平稳，结构紧凑。缺点是宽度有一定量增大、形状复杂、加工困难。多用于缸数较多的大功率发动机。如雷克萨斯、日产天籁等多数车型采用的是这种排列方式。

一些制造厂设计了一种特殊的V型结构的发动机，即W型发动机。图2-6所示为W12型发动机的结构。它的运用实例有：布加迪概念车上的W12型发动机、大众集团的W16和最早被装配在大众帕萨特汽车上的W8等。W型发动机结构与V型发动机类似，但每一侧的气缸数目是V型的两倍。此类发动机结构比V型发动机更为紧凑，动力强劲，主要应用在一些负荷较重或者功率要求特别大的车辆上。

水平对置式发动机实际上可以看成是一种特殊的V型发动机，其夹角γ=180°。该类型发动机高度最小，应用在一些垂直空间非常小的车辆上。

图2-5 气缸的排列形式

a）直列式 b）V型 c）水平对置式

图2-6 W12型发动机

图2-7 气缸套

a）干式气缸套 b）湿式气缸套 1—气缸套 2—水套 3—气缸体 4—密封圈

2.气缸套

气缸工作表面要承受高温高压燃气的作用，同时受到作高速运动的活塞及活塞环的摩擦力作用，因此气缸表面必须耐高温、耐高压、耐磨损和耐化学腐蚀。部分气缸利用表面处理（如表面淬火、镀铬等）方式来提高气缸表面的各方面性能，但表面磨损后性能快速下降，且难以修复；也有部分发动机采用优质材料，但成本高。目前普遍采用的是在气缸体内镶入优质合金铸铁或合金钢制造的耐磨性优越的气缸套。

根据是否与冷却液相接触，气缸套可以分为干式气缸套（图2-7a）和湿式气缸套（图2-7b）两种类型，如图2-7所示。

干式气缸套不直接与冷却液接触，干式气缸套是用专用仪器压入缸体孔中，由于缸套自上而下都支撑在缸体上，所以可以加工得很薄，壁厚一般为1～3mm。

湿式气缸套则直接与冷却液接触，也是用专用仪器压入缸体孔中。冷却液接触到缸套的中部，由于它只在上部和下部有支撑，所以必须比干式气缸套厚，壁厚一般为5～9mm。为了保证径向定位，气缸套外表面有两个凸出的圆环带，即上支承定位带A和下支承定位带B（图2-7b）；轴向定位则利用上端凸缘实现。为防止漏液，缸套下部设有1～2个耐油耐热橡胶密封圈。湿式气缸套装入气缸孔后，其顶面一般高出气缸体0.05～0.15mm，主要目的是在紧固气缸盖螺栓时，可将气缸垫压得更紧，以保证气缸良好的密封性，防止冷却液和气缸内高压气体窜漏。湿式气缸套具有散热性好、缸体铸造方便、易拆卸等优点，缺点是气缸体刚度较差，易于漏液、漏气。