内燃机核心零部件详解

读懂内燃机原理固然好，但不知其零部件则枉然。引擎盖下各组件精密配合创造动力，对外行宛如魔法。

汽车发动机由不同尺寸、各司其职的组件构成。本文聚焦最常见的内燃机类型。

现代发动机零部件融合机械与电气组件。推荐阅读内燃机重要文章……

内燃机零部件：

以下是内燃机常见核心部件：

1. 气缸：

位于发动机缸体（即气缸体）内，外套衬套/缸套。衬套磨损后易更换。气缸内有活塞上下运动空间，燃烧在此发生。

气缸特征为缸径和行程。缸径即内径，行程指活塞往复有效长度（上止点TDC至下止点BDC）。

缸体还含环绕各气缸的中空夹套，允许冷却液进出循环，实现液冷发动机高效散热。

2. 活塞：

圆柱形部件在气缸内上下往复，完成完整燃烧循环（进气、压缩、燃烧、排气）。

活塞直径略小于缸径防磨损。活塞表面环槽装配三道活塞环（铝制），直接接触缸套防磨。前两道为气环，外缘倒角助吹失效应（防废气窜入曲轴箱）；第三道为油环，防机油进入燃烧室并保证缸壁润滑油膜均匀分布。

3. 曲轴：

通过连杆将活塞往复运动转为旋转运动。位于缸体下方曲轴箱内。曲轴有偏心弯曲的曲柄销。多缸发动机每缸配专属曲柄销连接连杆活塞。

曲轴销轴承称大头，属滑动轴承。配重块抵消活塞往复运动产生的扭转振动。配重或螺栓连接或一体铸造。

曲轴分分体和整体式。整体式更优：无振动空间，纤维流向更好，抗应力能力更强。

材质通常为钢锻造或球墨铸铁铸造；整体曲轴用热处理碳钢，钒微合金钢因免热处理高强度也被采用。

4. 连杆：

连接活塞与曲轴，将活塞直线运动转为曲轴旋转运动。一端通过活塞销（腕销）连活塞，另端通过螺栓连曲轴销（大头），上下轴承盖固定。

大头装配两半滑动轴承。两端非刚性固定以摆动，持续运动承受活塞压力巨大应力。

通常锻钢制造，轻量化高冲击吸收场景用铝合金。制造精度极高，因敏感易失效。

5. 气缸盖：

覆盖缸体、配气机构、点火部件。通过缸垫螺栓固定于缸体。

材质铸铁，轻量化需求时用铝合金（导热更快）。

顶置凸轮轴发动机中，凸轮轴置于缸盖内，无推杆机构。进排气道、燃烧室也在缸盖下，形成完整发动机组件。

6. 凸轮轴：

装有凸轮的轴，直接压在气门上或通过摇臂推杆机构控制气门。凸轮尺寸决定配气正时（气门启闭时刻）。凸轮轴通过减速齿轮直接或通过带轮正时皮带间接安装在曲轴上。

齿轮传动凸轮轴需推杆挺柱摇臂机构。材质常用冷硬铸铁，高品质用钢坯。冷硬铸铁提供更高耐磨性和表面硬度。

7. 气门：

内燃机称蘑菇阀。由细长圆柱阀杆和平圆锥形阀头组成。功能：进气门开启允许新鲜混合气进入，排气门开启排出废气。启闭由凸轮轴滑动运动及连杆机构驱动。

发动机气门用填钠钢合金增强传热。分进气门（开启允许新鲜混合气进入）和排气门（开启排出废气）两类。

8. 摇臂：

传递凸轮/曲轴旋转运动，经挺柱/锁扣转为气门杆直线运动，压开气门头，关键作用。

轻中载发动机摇臂用钢冲压件；重载柴油机用铸铁和锻造碳钢（强度刚度更高）。摇臂绕缸盖固定支点杆摆动。

9. 曲轴箱：

位于缸体下方，含旋转曲轴的主轴承。主轴承为滑动轴承，供油充足。四缸直列汽油机曲轴箱三主轴承（两端一中间）；柴油机五主轴承（两端及各缸之间各一）。

材质同缸体（铸铁/铝）。保护内部机构防尘防杂物；作为壳体容纳曲轴连杆，密封油气。

10. 机油泵与油底壳：

机油泵将机油输送至发动机各部位润滑清洁冷却。由曲轴齿轮驱动。机油加压分配至各部件润滑冷却系统。

油底壳作储油室。机油泵通过金属滤网从油底壳吸油（滤除杂质）。机油经滤清器和机油冷却器后分配至发动机部件。完成任务后回流油底壳。

其他发动机电气部件将另文讨论，包括：

• 发电机
• 启动电机
• 火花塞
• 电子燃油喷射器
• 点火线圈等

希望这篇“内燃机零部件”文章有用且愉快。若喜欢请分享给朋友学生。谢谢！