气缸体的部位和特性-发动机及关键零部件制造技术

（1）顶平面 气缸体顶平面又称为燃烧室面，如图1-6所示。这个面用于安装发动机的气缸盖，与气缸盖一起形成燃烧室，高温、高压的混合气在里面燃烧。因此，气缸体顶平面的质量要求十分高，该平面的平面度精度要求为0.05mm，表面粗糙度Ra要求为1.6μm，表面粗糙度Rz要求为1.6μm。

图1-6 气缸体顶平面

（2）气缸孔4缸发动机中有4个气缸孔，发动机在工作时，活塞会在气缸孔内作上下往复运动，因此气缸体的孔径大小、气缸孔的表面粗糙度、气缸孔的垂直度、气缸孔的圆度、气缸孔的圆柱度等十分重要。下面是某气缸体关于气缸孔的重要参数指标：

1）缩减的尖峰高度Rpk一般小于或等于0.3μm。

2）缩减的沟痕深度Rvk一般为0.9～1.8μm。

3）核心剖面深度Rk一般为0.3～1.0μm。

4）最大的峰谷垂直距离Rt一般为6_μm。

5）波纹度Wt一般要求小于或等于2μm。

6）尖峰材料比率Mr1为2%～10%。

7）沟痕材料比率Mr2为75%～90%。

8）圆度为0.005mm。

9）圆柱度为0.010mm。

（3）气缸孔网纹角 在气缸体产品图样中，要求气缸孔必须采用珩磨工艺，珩磨后的网纹角是在珩磨设备加工时保证的。这里介绍一下气缸孔网纹角的计算方法。网纹角=2arctan（v_f/v），是指珩磨刀具的往复速度（单位为m/min），v是指珩磨刀具的线速度（单位为m/min）。也就是说，气缸孔珩磨的网纹角的大小是由珩磨刀具的往复速度和线速度两者的商（相除）来决定的。网纹角放大如图1-7所示。珩磨加工示意如图1-8所示。

v_f=2×珩磨刀具的冲程（mm）×往复次数（次/min）÷1000

v=3.14×气缸孔直径（mm）×珩磨刀具转速（r/min）÷1000(www.xing528.com)

例如：气缸孔珩磨刀具的主轴转速为230r/min，而且在珩磨时上下往复运动的频率为95次/min，在作上下往复运时，珩磨刀具上止点与下止点之间的距离为80mm，气缸孔直径为ϕ88mm，求珩磨后的网纹角是多少？

图1-7 网纹角放大

图1-8 珩磨加工示意图

解答：

1）珩磨刀具往复速度v_f=2×珩磨刀具的冲程（mm）×往复次数（次/min）÷1000=2×80×95÷1000m/min=15.2m/min。

2）珩磨刀具线速度v=3.14×气缸孔直径（mm）×珩磨刀具转速（r/min）÷1000=3.14×88×230÷1000m/min=63.55m/min。

3）气缸孔的网纹角=2arctan（v_f/v）=2×arctan（15.2÷63.55）=26.9°。

（4）气缸体前端面 气缸体前端面一般要安装水泵和机油泵总成（含曲轴前油封）等发动机重要附件，因此该面的平面度、垂直度和表面粗糙度很重要。例如：某气缸体前端面平面度公差小于0.05mm，垂直度公差小于0.10mm，表面粗糙度Ra小于3.2μm。

（5）气缸体后端面 气缸体后端面通常要安装飞轮加强板或变速器，因此，与气缸体前端面一样，该面会控制平面度、垂直度和表面粗糙度等参数，精度与前端面的要求一致。

（6）曲轴孔 与气缸孔一样，曲轴孔也是气缸体中最重要的孔系。在发动机装配线中，曲轴孔内先要安装主轴瓦（相当于滑动轴承），然后安装曲轴。其中，曲轴的主轴颈就支撑在主轴瓦中。为了保证曲轴能在主轴瓦中正常地旋转，曲轴的主轴颈与主轴瓦之间会留有一定的间隙，但这个间隙不能太大，否则会增大发动机的噪声并导致发动机振动过大。因此，主轴瓦需要分组选配，即在安装主轴瓦前，先要测量出气缸体“曲轴孔”的直径，以及曲轴的主轴颈直径，根据这两个直径的差值来选择合适厚度的主轴瓦。曲轴孔是由上、下两个半圆孔组成的：上半圆孔在上气缸体中；而下半圆孔的结构，不同产品在设计上有所不同，有的下半圆孔是在下气缸体中，有的气缸体下半圆孔是在铸铁轴承盖上，如图1-9所示。无论是下气缸体，还是轴承盖，它们都是通过螺栓固定在上气缸体上，从而使“上半圆孔”“下半圆孔”形成一个完整的曲轴孔。气缸体前、后端面及曲轴孔结构如图1-9所示。

图1-9 气缸体前、后端面及曲轴孔结构

曲轴孔的关键特性有曲轴孔的直径、曲轴孔之间的同轴度和曲轴孔的表面粗糙度等。其中，曲轴孔的直径公差一般控制在0.02mm以内，曲轴孔的同轴度公差一般控制在0.03mm以内，曲轴孔的表面粗糙度Ra公差要求小于1.6μm。