为什么汽车的气缸盖没有单独的气缸?


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大多数(如果不是全部)气缸盖都是一个大块。为什么有些汽车制造商没有为每个汽缸使用单个汽缸盖?这种方法有哪些最大的缺点?

这适用于任何ICE。


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这实际上是风冷发动机(例如旧的大众甲壳虫和保时捷911)的标准。这些天你不会在汽车中找到很多,但它们仍然用于摩托车和轻型飞机。
Fred Larson 2016年

Answers:


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有几个因素需要考虑。

大规模生产的便利和成本。单个桶需要单独组装,而铸造金属件内置许多东西,组装可以更容易自动化。

耐久性。发动机会产生振动,这是无法帮助的。坚固的金属片可以比单个部件更好地处理和引导它。

冷却。发动机熄火了很多热量。坚固的金属片可以非常容易且非常快速地将其导出,但更重要的是,冷却系统具有直接铸入发动机的“导管”。这些不是可以破裂和泄漏的软管,这些是钻入固体金属块的“通道”。

是的,单个发条盒可以让你换掉单个翘曲的发条盒,而不是加工整个发条盒,燃烧升级就像把你所有的单个发条盒换成更大的发条盒一样简单,而不是闷闷不乐,但这些都没有。在制造商的优先级列表中排名很高。低成本制造和耐用性。


但是使用桶然后是完整演员会不会更便宜?因为你会使用更少的铝用于无用的空间。我可以看到如何花费更多的时间,但是它有更多的时间进行组装,但它只是改变了装配线上的编程。
LostPecti 2016年

材料更便宜,是的。按时和劳动力便宜,没有。:)
tlhIngan 2016年

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@LostPecti,铝条库存看起来每磅约2至3美元。假设您可以通过使用单个气缸盖而不是单件式气缸(不太可能)来节省10磅,那么最多可节省20至30美元。考虑到劳动力成本,每个发动机在不再有利可图之前,不能为每个发动机增加超过15分钟的劳动力。
马克

空间也是如此,你需要在每个头上都有足够的材料来赋予其力矩,以便向下压到气缸顶部。然后每个气缸盖需要4个螺栓将其固定,而在单个气缸头上,多个气缸至少共用两个螺栓。
毛罗2016年

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  1. 大多数现代汽车发动机都有顶置凸轮轴。顶置凸轮轴非常需要使用一体式气缸盖。想象一下,如果每个气缸都有一个单独的气缸盖,则对准凸轮轴的困难。

  2. 如果接头较少,则更容易密封水冷发动机的冷却和油路。更少的组件也意味着更快的装配

  3. 在过去,大型铸件在统计上比较小的铸件具有更大的缺陷可能性。这导致制造商设计了不超过2或3个气缸的气缸体和气缸盖。随着技术的进步,这已成为一个问题。

尽管有这些优点,但单独的气缸盖仍可用于风冷摩托车和航空发动机。


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风冷发动机需要外部空气和气缸之间的表面接触。正如你所指出的那样,水冷发动机讨厌泄漏。
tlhIngan 2016年

我也会添加大型柴油机。另一方面是带有单个气缸盖的V型发动机。一想到大众就像这样做了一个窄角V6,但第一个是20世纪初的雷诺(?)......所有这些都是为了节省成本。一个铸造,没有必要有手性(左/右)等
SteveRacer

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在卡车,船舶和工厂发动机上,单独的气缸盖实际上很常见。原因有几个,但主要原因是:

  • 模块化设计,制造商可以扩展块并添加一个或多个气缸盖和活塞。这节省了对不同工具,库存和生产线的需求。节省资金用于模具和生产是一个主要问题,因为与汽车发动机相比,这些发动机的制造量相对较小,因为一个发动机的工具可能达到数十万甚至数百万英镑/每个发动机的数量相当可观。

  • 易于维修和修理。预计这些发动机将达到数百万英里或数小时,并且会妨碍驾驶员和操作员的滥用以及恶劣的操作条件。事情会破裂,例如阀门掉落,活塞环/衬套损坏和轴承失效。时间就是金钱,所以只需拆下一个头并更换活塞和衬管或更换头部是至关重要的。

但是有一些缺点,这就是为什么大批量生产的发动机和性能引擎不使用单独的头:

  • 它们只适用于推杆发动机,因为六缸发动机如果使用顶部凸轮轴则需要24个凸轮轴油封,并且还需要剥离所有的摇臂盖并且需要将整个顶端设置为移除一个头部。

  • 在大批量生产中会花费更多,增加的零件清单会增加成本,而不是节省工具。

  • 没有必要,汽车和小型商业广告很少出现内部问题,如头垫和活塞损坏,因此增加的成本是不合理的,因为他们可能只会做大型卡车的第8次碾压。


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单个气缸盖是航空中使用的径向发动机的标准,因为将它们一起铸造或加工没有任何优势。通常,在这些应用中,功率重量比性能对成本至关重要。这些头通常是空气冷却的,因此更简单,因为它们没有冷却剂管道。

对于汽车而言,成本是一个重要因素。直到最近,体重还没有。成本最高的因素之一是机器时间。设计因素是对液体冷却的需求,现在几乎是强制性的,以满足排放目标。

多气缸气缸盖允许在每个气缸上重复执行相同的加工操作,每次在加工操作之间将头移动固定距离。在一个头部中组合气缸还允许冷却剂通道整体铸造,这避免了配件和管道,以及与容纳配件相关的加工时间。

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