汽車、拖拉機、工程機械和農用內燃機的氣缸蓋都是采用鑄造的方法來制造。根據制造方法、工作情況和設計要求,氣缸蓋的構料應該是:鑄造性能良好,熱強度高,并價格低廉。目前制造氣缸蓋的材料通常有鑄鐵和鋁合金兩種,這兩種材料鑄造性能都良好,但熱強度和價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,所產生的熱應力大小可以用熱應力特性數來表示,其中a、E、λ分別為材料的線膨脹系數、彈性模量及導熱系數。特性數越小,則材料受熱時產生的熱應力也越小。而溫度高于250℃以上時,鑄鐵具有較高的熱強度,不過當溫度達到400℃時,鑄鐵的熱強度也迅速下降。精確加工的氣缸蓋,減少燃燒室積碳問題。青島水冷氣缸蓋
在裝配氣缸蓋時,首先要把氣缸蓋與氣缸的接合表面及氣缸體螺栓孔內的油污、炭粒、鐵銹和其它雜質用高壓氣體吹干凈。以免產生螺栓對缸蓋的壓緊力不足。在緊固氣缸蓋螺栓時,應分3—4次由中間向兩邊對稱擰緊,一次要達到規定的扭力矩,且誤差≯2%,對于鑄鐵氣缸蓋在熱機溫度達到80℃后,應按規定力矩再重新擰緊連接螺栓。而對于雙金屬材料發動機,就應該在發動機冷卻以后,再進行這樣的重新擰緊操作。有一些機手因怕發動機熄火,故在啟動發動機時,總是連續猛轟油門,或當發動機一啟動時就讓發動機高速運轉,以此來維持發動機的工作狀態;在行駛過程中,經常脫檔熄火滑行,而后掛檔強制啟動發動機。在這樣情況下工作的發動機不僅增加了發動機的磨損,而且使氣缸內的壓力急劇上升,極易沖壞氣缸墊,導致密封性能下降。另外,發動機經常超負荷地工作(或點火過早),長時間爆震燃燒,造成氣缸內的局部壓力和溫度過高,此時也損壞氣缸墊,使其密封性能下降。鹽城渦流式氣缸蓋冷卻系統的有效性依賴于氣缸蓋內的冷卻水道設計。
在布置氣缸蓋的進水口位置與各股冷卻水流時,不應使其互相作用而形成很強的渦流。因為在渦流區易形成蒸氣,引起局部過熱。布置進水口時,還必須注意要與氣缸蓋螺栓孔或機油通道有適當距離,否則不易互相密封。氣缸蓋頂板應略有傾斜,出水口應該布置在比較高處,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比較高處,為了避免形成空氣囊和蒸氣囊而影響散熱,則應該在水套的比較高部位加工一個出氣口。水腔較熱部分的通道不應太窄(不窄于4mm)否則就會有強烈的蒸氣產生,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使水的流速減低影響散熱而使局部溫度增加。
連體式氣缸蓋保證了密封的可靠性,而且剛度大,但制造工藝性差。一般氣缸直徑較小的水冷式內燃機通常采用整體式氣缸蓋,個別采用分體式氣缸蓋。對于直徑稍大一些的水冷式內燃機,則往往采用二缸一蓋或三缸一蓋的分體式氣缸蓋,個別也有采用單體式氣缸蓋的;但有些內燃機為了提高結構緊湊性和簡化工藝,還有采用整體式氣缸蓋的。對于直徑再大一些的水冷式內燃機(D>150mm),大多數采用單體式氣缸蓋。連體式氣缸蓋則在個別強化的水冷式內燃機中應用。好的氣缸蓋能承受高溫高壓,延長發動機壽命。
氣缸蓋螺的栓數目應該盡可能多一些。因為,氣缸蓋總預緊力是一定的,螺栓數日愈多,則分配給每一個螺栓的預緊力就愈小,這樣可以避免由于氣缸體中產生安裝應力而引起氣缸蓋底面的變形以及氣門座的變形。同時,螺栓數目多時,螺栓直徑可以相應減小,相對于氣缸蓋的柔性變大,這可以減小螺栓負荷的交變分量,因而可以減小預緊力。此外,螺栓數目多,兩螺栓之間的距離減小,對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。不同的發動機布局要求不同的氣缸蓋設計。鹽城單缸柴油機氣缸蓋
改進氣缸蓋設計,可提升發動機的燃油經濟性。青島水冷氣缸蓋
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,當受力不均勻或受熱不均勻時,氣缸蓋容易翹曲變形,從而破壞對氣缸的密封性。為了克服后一缺點,有的內燃機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。水冷式內燃機氣缸蓋的結構型式可分為整體式、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氣缸蓋;分體式是每兩個或三個氣缸共用一個氣缸蓋;單體式是每一個氣缸有一個單獨的氣缸蓋;連體式是氣缸蓋和氣缸體不分開,連成一整體。青島水冷氣缸蓋