气缸盖:定义，结构，类型，优点[注释& PDF]

今天在这篇文章中，我们将详细了解气缸盖，它是内燃机的重要组成部分。

它在发动机中起着至关重要的作用，具有复杂的设计。头部的设计需要大量的数学方程和计算和精密加工才能得到预期的结果。

在详细讨论我们的主要主题之前，我们应该先了解IC发动机的气缸。

什么是圆柱体?

汽缸在IC发动机中的作用是容纳燃料和引导活塞．气缸主要由铸铁和铸钢制成。在发动机缸内有燃料燃烧它使发动机缸的温度保持很高。因此，有必要在发动机气缸内提供冷却。

气缸盖定义:

气缸盖是发动机汽缸的顶盖，它密封汽缸的顶部．内燃机的气缸是由气缸盖盖起来的。它在气缸体．它装有凸轮轴和各种各样的阀门。

气缸盖由用于火花塞和废气的凹槽组成，用于空气燃料的通过，以及在柴油发动机的情况下用于燃料喷射。
气缸和缸盖都连接在博尔特的的帮助。
在气瓶和气缸盖之间，设有石棉填料和金属垫圈，以防止接头泄漏。
制造气缸盖的材料为铸铁或铝合金(因重量轻、导热性高，首选铝合金)。

气缸盖部件或结构:

现在，让我们来讨论一下气缸盖是如何建造的。上面的孔有很多种，那么这些孔的功是什么，用在什么地方，我们来讨论一下。

气缸盖上有许多连接气缸体和气缸盖的孔，其中一些孔是为水套设计的，用于适当的水循环，以提供冷却和润滑。

而气缸盖包含了一些关键的发动机部件提供的阀座，如进气门，排气门，气门导轨，喷油器，火花塞等。

在SI发动机中，燃烧室也设置在气缸盖内。还有一个安排是热水器插头以及缸盖内的注射。

恒温阀安装在其出口弯头，用于连接到散热器的水的循环。

气缸盖本身由一个燃烧室组成，汽油或柴油通过各种进排气歧管阀燃烧。

它也有孔提供油在缸的每个阶段。

气缸体
气缸盖垫片
活塞
凸轮轴
阀门
阀弹簧
火花塞
注射器
进气歧管

现在我们将逐个详细地研究它们，从缸体开始，

缸体:

气缸是支撑发动机气缸及其相关部件结构的部件。它是发动机气缸的下部。

气缸盖垫片:

它设置或安装在发动机缸体和气缸盖之间，在两个部件之间建立密封。

气缸盖垫片在适用通道内起到冷却剂的作用。它用于防止空气和燃烧气体泄漏，并保持发动机气缸的压缩。

活塞:

它是在发动机燃烧过程中在气缸内往复运动的圆盘。

它的主要工作是通过获取气缸内气体产生的脉冲并将能量从连杆传递到曲轴来传递能量。

凸轮轴:

具有推动气缸盖内阀门打开的功能。凸轮轴是指在轴上装有凸轮的轴。凸轮轴按适当的时间阀门，使它是在既定的条件下，因此曲轴旋转。凸轮轴使发动机运转良好。

阀门:

它也被称为燃烧室和外界空气之间的门。

它作为一个闸门，因为阀门的功能是作为一个出口材料的地方。通常，在四冲程发动机上使用两个气门来处理吸气和排气。

阀弹簧:

它有一个功能，保持阀门的位置，有关关闭紧密。阀门弹簧用于在被压后恢复歧管位置。它与弹簧指向一个向下的位置。

火花塞:

火花塞在火花塞发动机的帮助下，在燃烧室内点火，并有效地运行，因为火花塞在顶部的位置，这就是为什么产生的能量直接推动活塞。

因此，发动机可以更有效地工作。所以火花塞位于气缸盖上，而不是气缸体上。

注入器:

对于不同类型的发动机，采用不同的点火方法。在柴油发动机中，喷油器直接通向燃烧室，因此不需要火花塞。

进气歧管:

在这个进气歧管中，空气来自于一个管状部件的空气诱导系统。

的进气歧管对于气泡的设计也是千差万别的，也有一些标准。气泡设计更倾向于使空气在进气过程中得到更多的利用。

气缸盖功能:

主要功能为:

缸体内装有活塞，完成了吸气、压缩、动力冲程和排气四种动作。
在没有气缸盖的情况下进行吸气和排气，但在压缩和动力冲程时，必须使用气缸盖。
因此，动力行程将不可用，直到它被压缩，所以我们使用气缸盖盖气缸体适当的压缩和动力行程。
它的结构是通过观察二冲程，四冲程和六冲程根据要求成型的。

气缸盖类型:

对气缸盖进行了各种因素的分类。它还取决于端口和阀门的布置。

循环流类型
偏置横流类型
内联横流类型
水冷式引擎
气冷式引擎
平头气缸盖
顶部气缸盖
顶置凸轮轴缸盖

现在我们来逐个研究。

回路流类型:

环流式气缸盖是一种进气口和排气口位于发动机同一侧的气缸盖。

气体被带入气缸盖，然后在离开气缸盖时改变它们的方向。这是相反的工作与横流缸盖系统。

循环流动的优点是，进入的进气和排出的废气都在燃烧室中产生了向同一方向旋转的倾向，这有助于对进气进行预热。

这在重叠过程中产生了恒定的流动，这促进了更好的混合和末端气体的清除。

环流型的缺点是当进气口和排气口排成一条直线时，头部一侧的空间有限，导致与横流头相比，端口面积减少。

由于有限的气流，它会影响在高转速时的功率输出。

此外，由于进气歧管和排气歧管都在发动机的同一侧，并且彼此靠近，进气歧管和化油器(如果适用)由于排气而被加热。

横流类型:

一个横流气缸盖是一个特点，进气和排气端口位于相对的两侧。

气体被引入，流经头部。这是相反的循环流动型缸盖设计，有端口在同一侧。

交叉流类型使用顶置阀，但也可以由顶置凸轮轴驱动，或由气门系驱动，气门系包含凸轮轴，气门由推杆和摇杆驱动。

横向流动型提供更好的性能和效率比回路流动型缸盖。

对此的解释是，气体不需要改变方向，因此更有效地进出钢瓶，这是一个简化的过程，因为没有连续的流动，因为阀门的打开和关闭。

但是在进气和排气之间有一个点，由于重叠，两个阀门都是打开的。

在这一点上，废气离开钢瓶的惯性有助于吸入气体进入钢瓶。

直列横流类型:

内联横流型气缸盖类似于偏置横流型气缸盖。

这里的主要区别是，阀门的排列方式是横向的，彼此倾斜。

但是，进气口和排气口是相对的，在气缸盖的不同侧面。

这种安排在性能和效率方面更好，但制造成本高，因此是不可行的。

根据冷却要求，可分为两种:

水冷式引擎
气冷式引擎

水冷式引擎：

在水冷发动机的头部使用不同类型的水套，用于水的循环。

水冷发动机系统采用加压密闭系统。所涉及的加压系统将水的沸点提高到110°C以上。

因此，水的蒸发速度减慢，可以使用较长时间。循环水将热发动机部件(如气缸盖和气缸体)的热量散发出去。

当水通过散热器时，冷却风扇用于冷却。IC发动机由液体或水冷却，称为液冷式或水冷式发动机。

大多数现代自行车、汽车和其他交通工具都使用液冷或水冷发动机。

液冷发动机与水冷发动机非常相似，唯一的微小区别是液冷发动机以水为主要成分，但它是浓缩冷却剂和水的1:1比例的混合物。

气冷式引擎：

在这里，翅片用于风冷发动机，以获得最大的冷却。它是由铝合金制成的，重量很轻。

风冷发动机依靠空气循环直接在发动机的热区域冷却，使发动机的温度在工作条件内。

产生的大部分热量通过排气逃逸，一些通过空气冷却发动机的金属翅片逃逸。这些发动机有一些伸出来的散热片，把热量从发动机中吸走。

然后用风扇将冷空气吹过鳍片。产生的热量由风冷发动机直接释放到空气中。这与液冷或水冷发动机形成鲜明对比，液冷或水冷发动机采用闭路冷却系统。

用于冷却目的的空气被压在热区域上方或上方。这种空气可以通过风扇产生，也可以通过设计良好且有角度的翅片自然气流产生。

风冷发动机在设计和维护方面提供了简单性，但通常运行时噪音很大，这是一个相当大的缺点。

根据气缸盖的功能分为三种:

平头气缸盖：

它没有灵活的活动部件，它只提出了保护缸体和发动机的性能非常差，因为空气流动效率低。

这种类型的气缸盖由一个单一的铸铁金属部件组成，没有任何机械部件。除了结构简单外，平头缸盖型也有其缺点。

这些也被称为侧气门发动机或气门发动机。它基本上是一种内燃发动机，锥阀包含在发动机缸体内，而不是在气缸盖内，这是顶置气门发动机的情况。

它们的阀门位于发动机组的两侧。这导致进气以90°角运动，导致燃烧效率低和压缩率低。

由于其在设计上的缺陷，平头气缸在工业上已经不怎么使用了。它易于制造，需要较少的资金，头部允许冷却剂有效地流动。

它很轻，也允许一个紧凑的引擎。

从19世纪90年代到20世纪50年代，平头气缸盖被世界各地的汽车公司所使用，但后来被更高效的顶置气门和顶置凸轮轴发动机所取代。

它通常用于较小的发动机，如用于割草机，小型拖拉机和农用车辆。

顶部气缸盖：

与平头气缸相比，它是很好的。与平头气缸相比，气流非常容易和有效，凸轮轴位于推杆上方。

架空阀气缸盖结构复杂，又称工字型气缸盖。

这是一种活塞式发动机，其中阀门位于燃烧室上方的气缸盖上。

这与平头发动机相反，平头发动机的气门位于发动机缸体燃烧室的下方。

它由阀门部件、火花塞和进排气通道组成。由于阀门和进气通道的位置，带有架空气缸盖类型的发动机往往比其他发动机性能更好。

由于该系统的进气路径设计较好，进气流动迅速、平稳。

使用这种类型的气缸的优点是，排气口也更有效，头部不会得到过热时，相比于平头类型。

它也有凸轮轴位于更接近曲轴。

顶置凸轮轴缸盖：

这是位于头部内部的权利意味着这里推杆是不需要的。它包含了一个非常先进的气缸盖结构。它使发动机非常平稳，因为在这种设计中空气流动非常平稳。

这是一种活塞式发动机，凸轮轴位于燃烧室上方的气缸盖内。这与早期的顶置气门发动机不同，凸轮轴位于发动机缸体中燃烧室的下方。

这种类型的气缸盖有一个气门机构，火花塞，进气和排气口，连同气缸盖凸轮轴。凸轮轴在气缸盖内的位置是不同的。

它可以放置在中间，在一排阀门的中间，或在阀门的顶部。顶置凸轮轴缸盖有两种配置，即单顶置凸轮轴和双凸轮轴。

在单顶置凸轮轴气缸盖中，进气阀和排气阀位于同一凸轮轴上。在双顶置凸轮轴气缸盖中，有两个单独的凸轮轴用于进气阀和排气阀。

单顶置凸轮轴每组气缸有一个凸轮轴，双顶置凸轮轴发动机每组气缸有两个凸轮轴。

双顶置凸轮轴也称为双凸轮。第一辆使用DOHC发动机的汽车生产于1910年。

这些发动机的使用从20世纪40年代开始慢慢增加，导致大多数汽车在21世纪初使用这些类型的发动机。

根据端口和阀门的排列进行分类:

汽车发动机根据进气门和排气门在发动机缸盖或缸体中的布置，可分为四类。

这些排列分别是“L”、“I”、“F”和“T”头。

回忆这个话题的一个简单方法是记住“LIFT”这个词来回忆四阀的排列。

F-Head引擎:

F-Head发动机是I-head和L-head发动机的组合。在这种类型的发动机中，进气门通常位于机头，排气门位于气缸体中。这两个阀门都使用一个凸轮轴进行操作。

我引擎:

在i型发动机中，进气门和排气门位于同一个气缸盖上。一个阀门用来驱动所有的阀门。这些类型的发动机在汽车上很常见和使用。

l型引擎:

在这些类型的发动机中，进气门和排气门的布置方式是这样的，即两个气门彼此并排，并使用一个凸轮轴来操作。气缸和燃烧室呈倒L形。

形引擎:

在t型发动机中，进气门和排气门位于气缸的两侧。该系统使用两个凸轮轴来运行。一个凸轮轴用于操作进气阀，另一个用于操作排气阀。

F-I-L和T头发动机设计的图像 — 图片来源:https://carbiketech.com/

气缸盖优点:

从制造的角度来看，它更容易生产。
通过改变垫片的厚度，我们可以适度地改变压缩比。
维护操作如脱碳和阀门研磨很容易实现。

气缸盖缺点及补救措施:

气缸盖内的碳结冰，这主要有两个原因，一是燃油到达燃烧室并运行，二是燃油运行不正常意味着气缸盖内整体不受控制的燃烧，因此燃油不会完全燃烧，会产生碳。它附着在碳气缸盖上，会堵塞其他部件。所以为了避免碳冻结，去碳是一种方法，我们可以打开气缸盖，通过刮刀将碳从气缸盖中清除。

它有一个问题，水垢形成在水套由于硬水由于它的流动，但没有交换热量传递，由于它的发动机运行非常热。为了解决这个问题，将苏打水倒入散热器，在发动机中搅拌一段时间，然后用反向清洗法将其清洗干净，从而去除外壳。

另一个问题是，如果我们把冷水放进热的发动机里，它就会破裂。

气缸盖用途:

以下应用程序是:

用于内燃机的润滑
为IC发动机提供防漏气缸
确保IC发动机气缸的正常燃烧
防止发动机零件出现任何缺陷
盖上气缸盖以进行适当压缩。

气缸盖材质:

这里主要使用了两种材料，即:

铸铁如铸铁是黑色金属，因为它含有铁。为了将纯铁转化为铸铁，我们将主要由碳(2-4%)、硫(0.1%)、磷(1-1.5%)、镁(0.75%)和硅(2.5%)等组成的混合物混合在一起。

铝合金:这是一种化学成分，我们在纯铝中添加其他元素来增加材料的强度和性能，因为只有铝在自然界中比较柔软，所以我们使用各种元素的组合，主要是铁、硅、镁、锰和锌等。

气缸盖如何制造或制造过程:

缸盖是通过分离而成的铸造工艺．它们是由熔化的金属铸造而成的。通常，制造商使用LFC(消失模铸造)来铸造气缸盖。

聚苯乙烯泡沫法用于生产基本图案。对于复杂铸件来说，这是最容易产生良好效果的工艺。它具有尺寸精度和优良的光洁度等优点。

根据性能、强度和其他因素的要求，气缸盖由铁或铝制成。