氣缸體和氣缸蓋

一般人看汽車似乎它是個簡單的機器。駕駛員往駕駛座上一坐，按按旋扭，扳扳按鍵，踩下踏板再松開，就像變魔術似的汽車開跑了。這一切看來如此簡單易行，好像我們認為所有這些是理所當然的，根本不必花費腦筋去操心汽車是怎么工作和它怎么會跑的。有很多人買了車，可還不了解他自己的車是怎樣工作的。倘若駕車人毫不困難地了解了是什么使車輪讓車子在各處走動，那么駕起來就會感到非常有趣和愜意。

此外，如果你了解該如何去維護保養它，那對你的車會帶來極大的好處。要想讓你的車耐用，少出故障，跑起來順手，那就得注意和了解汽車上各個部分、系統的簡單結構和功能；所有操縱件如踏板、按鈕和開關等都是干什么用的。汽車的車輪是怎么會轉動的？使它轉動的力又是從哪兒來的？讓我們把機器蓋打開，首先映入眼瞼的是汽車的心臟——發動機。使車輪轉動的力就從這里產生的。當然你不會為了了解究竟而將發動機拆開，那么就通過此圖來看看發動機的內部，在發動機內部究竟發生了什么事情呢？

發動機是將燃料燃燒產生的熱能轉變成機械能的機器。在每次轉換過程中，必須經過進氣、壓縮、膨脹作功和排出廢氣四個行程，完成了它的一個工作循環。

發動機內部主要運動部件是活塞，它的運動方式有繞自身轉動的；也有往復運動的。凡活塞運動往復經過上述四個行程完成一個工作循環的，稱之為四行程發動機。經過兩個行程完成一個循環的稱之為二行程發動機。燃料為汽油的發動機，凡是先使汽油和空氣在化油器內混合成混合氣再送處氣缸，經過上述行程而產生動力的稱之為化油器式汽油機；凡將汽油直接噴入氣缸或進氣管內再與空氣混合成混合氣，經過上述各行程的，稱之為直接噴射汽油機。燃料為柴油的發動機，一般是利用噴油泵將柴油直接噴入氣缸，經過與壓縮空氣相混合后，在高溫高壓下自動燃燒而產生動力稱之為壓燃式柴油機。在當今全世界能源短缺和環保的要求下，還有用其他清潔燃料如天然氣、液化石油氣等的發動機。但其工作原理是相似的。

下面讓我們具體地談談每個行程。

混合氣如遇到火星就很容易爆炸。在汽車發動機中正是利用這種爆炸所產生的力，將氣缸內的活塞從最上的位置推到最下。活塞從最上到最下所走的距離稱之為行程。上述的第一個行程收進氣行程，活塞被曲軸通過連桿向下拉，混合氣通過進氣門進入氣缸活塞的頂部。第二個行程叫壓縮行程，此時進氣門和排氣門都關閉。活塞向上行，將吸入的混合氣再次被曲軸下拉時為止。第三個行程叫作功行程。此時兩個氣門仍被關閉，由分電器供給的高壓電使燃燒室內的火花塞打出火花，點燃混合氣，產生爆炸力推動活塞下行，此時氣缸內充滿熾熱的濃煙。待到活塞再次上行時，排氣門打開。這些濃煙被活塞擠出氣缸燃燒室，進入排氣管。這就是最后一個行程稱排氣地程。之后，發動機又開始了下一個工作循環的第一個行程，如此循環不已地工作下去。

為了更進一步了解發動機的工作狀況，有必要將其各部件的功能介紹如下：

氣缸體和氣缸蓋
發動機部件中以氣缸體最重，體積最大。它是將發動機各機構、各系統組裝成一體的基本部件。氣缸體內有幾個圓柱形空筒，那是活塞運動的空間，稱之為氣缸。有幾個空筒就叫有幾缸。一般有四個的就叫4缸發動機。當然還有更多的，如6缸、8缸甚至12缸的。缸數愈多，發動機的勁頭愈大。但是，讓活塞在氣缸內和缸筒全面接觸，它的運動阻力還是不小的。為了減少相互接觸的面積，于是在活塞上套上幾道活塞環。讓活塞環和缸筒壁接觸，這就大大地減少了活塞運動的阻力。一般的活塞上有不止一道的活塞環，其中有氣環和油環兩類。

由于缸筒表面經常和高溫高壓的燃燒氣相接觸，又有活塞在其上作高速往復運動，因此制造筒的材質必須耐高溫、耐磨損、耐腐蝕。為了滿足這些要求，一般采用加入少量鎳、鉬、鉻、磷等合金元素的優質合金鑄鐵，并經珩磨加工，獲得粗糙度、形狀和尺寸精度很高的工作表面。

然而，如果氣缸體全部都采用上述優質材料來制造，未免過于浪費了。因為除了這些工作表面外，氣缸體的其余部分并沒有這樣高的要求。所以發動機上都廣泛采用活絡可拆裝的工作表面，即缸套。它本身可用優質材料制造，氣缸體則可用普通鑄鐵或輕合金鑄造。缸套以和冷卻水接觸與否而分干套和濕套兩類。后者的優點是鑄造方便，拆裝容易，冷卻效果好。缺點是剛性差，易漏水。

在氣缸體上部有一個將缸筒蓋住的氣缸蓋。它的主要功用是封閉氣缸體上部，并和活塞頂部及缸筒一起構成燃燒室。一般用灰鑄鐵或合金鑄鐵以及鋁合金制成，內含水套。通過螺栓與氣缸體擰在一起。為了密封，在它們之間通常還加一層氣缸墊。在氣缸蓋上每個氣缸都有自己的進氣門、排氣門、火花塞座孔或噴油器座孔以及氣門導管孔等。缸蓋數量大各種發動機上也不盡相同，有整個一塊的，也有分成幾個缸一塊的。前者優點是能縮短發動機整體長度。缺點是剛性差、受熱受力容易變形，影響密封，損壞后須整體更換。

由缸蓋部分構成的燃燒室，它的形狀對發動機工作的影響很大。因而對它的基本要求有：結構緊湊，冷卻表面小，讓混合氣在燃燒前產生渦流。其目的是為了減少熱量損失，縮短火焰擴散的行程，提高燃燒速度，保證及時和充分地燃燒，以獲得最大的動力和減少排出廢氣內含的有害物質。

一般用水冷卻的發動機，在氣缸體下部有一個鑄成一體的曲軸箱。它的內部是曲軸運動的空間。曲軸就吊掛在曲軸箱的下邊。在曲軸箱的下部還有一個類似盤子的部件，叫作油底殼。主要用來貯存機油和封閉曲軸箱的。機油泵就設在油底殼內。油底殼還設有擋板，以防止機油晃動過甚。在底部裝有磁性放油塞，以吸收機油中的金屬屑。在油底殼的一側，還有一把機油尺，用來檢驗油底殼的機油量。