缸體又稱為發(fā)動機機體，它是發(fā)動機的“骨架”，是發(fā)動機上各機構(gòu)和系統(tǒng)的裝配基礎，其內(nèi)、外安裝了發(fā)動機所有的主要零部件及附件，承受各種載荷。因此，缸體必須有足夠的強度和剛度。安裝在缸體上的主要零件有缸蓋、曲軸、油底殼、活塞連桿總成等，連接在缸體上的主要附件有水泵、油泵、發(fā)電機和起動機等。同時缸體也是發(fā)動機冷卻液和機油的主要通道載體。
缸體的結(jié)構(gòu)和特點
結(jié)構(gòu)：形狀復雜、薄壁、箱體類零件
特點：
有足夠的強度和剛度
具有良好的密封性
外型為六面體，多孔薄壁零件
冷卻可靠
液體流動通暢
1
關于缸體的分類
缸體外型結(jié)構(gòu)分類
乘用車常用的發(fā)動機缸體結(jié)構(gòu)形式有直列發(fā)動機和V形發(fā)動機。
直列發(fā)動機是指所有氣缸均肩并肩排列成一個平面。而V形發(fā)動機是將所有氣缸分成兩組，把相鄰氣缸以一定的夾角（多為60°）布置在一起，使兩組氣缸形成兩個有一定夾角的平面，從側(cè)面看氣缸呈V字形，故稱V形發(fā)動機。一般來說，V形發(fā)動機至少有6個或8個以上的氣缸，排量達到2.5L以上，常被配置于中，高檔以上乘用車。直列發(fā)動機氣缸呈一字排開，缸體，缸蓋和曲軸結(jié)構(gòu)相對簡單，制造成本較低，燃油消耗小，故在家用車上應用廣泛。
主軸承孔結(jié)構(gòu)來分類
根據(jù)缸體主軸承孔結(jié)構(gòu)的不同，通常把缸體分為以下兩種形式：
① 龍門式缸體（deep skirt）：
特點是主軸承孔由缸體和分體式瓦蓋安裝構(gòu)成。這種缸體的優(yōu)點是強度和剛度好，結(jié)構(gòu)比較簡單，制造成本相對較低。結(jié)構(gòu)如圖所示。
② 隧道式缸體（bedplate）：
這種形式缸體的主軸承孔由缸體和整體式瓦蓋（下缸體）安裝構(gòu)成。其優(yōu)點是剛度和強度好，提高了瓦蓋的強度，所以一般更適用于一些大馬力的發(fā)動機。但是制造成本較高。結(jié)構(gòu)如圖所示。
缸體的材料來分類
發(fā)動機缸體一般用灰鑄鐵鑄造，具有足夠的韌性，良好的耐磨性、耐熱性、減震性和良好的鑄造性能以及可切削性，且價格便宜。但近年來為了達到減輕整車整備質(zhì)量的要求，發(fā)動機缸體大量采用了合金材料，其中應用最廣泛的合金材料就是鋁合金。要注意的是，在鋁合金缸體中，氣缸的材料并不是鋁合金，而仍然是鑄鐵。這主要是出于成本方面的考慮。雖然全鋁合金缸體的重量還要輕一些，但由于氣缸壁摩擦系數(shù)大，如果使用鋁合金氣缸孔，則需要使用硅鋁合金和氣缸內(nèi)壁金屬離子噴涂等昂貴的材料和工藝，這樣將大大增加發(fā)動機缸體的成本。因此，在鋁合金缸體中，氣缸孔一般鑲嵌鑄鐵氣缸套，確保了缸孔的耐磨性，同時也減輕了缸體的重量。
灰鑄鐵（左圖）|鋁合金（右圖）
2
缸體主要部位介紹
缸體頂-平面
缸體頂平面又稱燃燒室面，如圖所示。這個面用于安裝發(fā)動機缸蓋，與缸蓋一起形成燃燒室。高溫、高壓的混合氣體在里面燃燒。因此，缸體頂平面的質(zhì)量要求非常高。
例：一般缸體頂平面的平面度精度要0.05mm，表面粗糙度除了有Rz要求外，還有Wt要求。
缸體-氣缸孔：
以直列4缸發(fā)動機為例，缸體有4個氣缸孔。發(fā)動機在工作時，活塞會在氣缸孔內(nèi)作上下往復運動，因此氣缸孔的孔徑大小、表面粗糙度、垂直度、圓度、圓柱度等特征都十分重要，它們將直接影響到發(fā)動機的使用性能。下面是LGE缸體關于氣缸孔的相關參數(shù)指標：
缸體氣缸孔
缸體-曲軸孔：
與氣缸孔一樣，曲軸孔也是缸體中最重要的孔系。在發(fā)動機裝配線中，曲軸孔內(nèi)先要安裝主軸瓦（相當于滑動軸承），然后安裝軸。其中，曲軸的主軸頸就支撐在軸瓦中。為了保證曲軸能在軸瓦中正常地旋轉(zhuǎn)，曲軸的主軸頸與軸瓦之間會留有一定的間隙，但這個間隙不能太大，否則會增大發(fā)動機的噪聲并導致發(fā)動機振動過大。因此，有些產(chǎn)品會要求對軸瓦進行分組選配，即在安裝軸瓦前，先要測量出缸體曲軸孔的直徑以及曲軸的主軸頸直徑，根據(jù)這兩個直徑的實際值來選擇合適厚度的軸瓦。曲軸孔是由上，下兩個半圓孔組成的：上半圓孔在上缸體中，而下半圓孔的結(jié)構(gòu)，不同產(chǎn)品在設計上會有所不同，有的是在下缸體中，有的是在軸承蓋上。但無論是下缸體還是軸蓋，他們都是通過螺栓固定在上缸體上，從而使上下半圓孔形成一個完整的曲軸孔。
曲軸孔的關鍵特性有直徑，曲軸孔之間的同軸度及曲軸孔的表面粗糙度等。其中，曲軸孔的直徑公差一般控制在0.01mm以內(nèi)，同軸度公差一般控制在0.05mm以內(nèi)，表面粗糙度Ra公差要求小于1.6um。
缸體-前端面
缸體前端面一般要安裝水泵和機油泵總成（含曲軸前油封）等發(fā)動機重要附件，因此該面的平面度，垂直度和表面粗糙度很重要。
例：LKG缸體前端面平面度公差小于0.1，垂直度公差小于0.15，表面粗糙度除了有Rz要求外，還有Wt要求。
缸體-后端面
缸體后端面通常要安裝飛輪或變速器，因此，與缸體的前端面一樣，該面會控制平面度，垂直度和表面粗糙度等參數(shù)，精度與前端面的要求基本一致。
3
缸體工藝如何安排和定位基準選擇
首先從大表面切除多余的加工層，以便保證精加工后變形量很小。
容易發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷的工序應安排在前。
把各深孔加工盡量安排在較前面的工序以免因較大的內(nèi)力，影響后序的精加工或?qū)е聰嗟丁?/span>
工藝過程擬定
先基準后其它：比如先加工一面兩銷
先面后孔：先加工平面，切去表面的硬質(zhì)層，可避免因表面凸瘤、毛刺及硬質(zhì)點的作用而引起的鉆偏和打刀現(xiàn)象，提高孔的加工精度。
粗、精分開：有利于消除粗加工時產(chǎn)生的熱變形和內(nèi)應力，提高精加工的精度。有利于及時發(fā)現(xiàn)廢品，避免工時和生產(chǎn)成本浪費。
工序集中：為了減少工序，減少機加工設備降低成本。應最大限度的集中在一起加工，提高生產(chǎn)效益和加工精度。相關孔集中在一臺機床上加工還可以減少重復定位產(chǎn)生的定位誤差，尤其是提高位置精度。
缸體加工定位基準
缸體加工中常見的有三種定位基準：毛坯基準、粗基準和精基準。在機加工中，一般會在生產(chǎn)線的第一道工序以毛坯基準進行定位來加工出粗基準，在后續(xù)的工序中，需要以粗基準進行定位來加工出精基準。
1. 毛坯基準：
毛坯基準的作用是以其定位，把缸體的粗基準加工出來。不同的缸體產(chǎn)品，其毛坯基準可能會有所不同，一般地，毛坯基準需要限制住缸體三個直線方向上的自由度和三個旋轉(zhuǎn)方向上的自由度，如下圖所示。
缸體加工定位基準
2.粗基準：
粗基準的作用是完成缸體的粗加工，尤其是一些大余量、切削負荷大的加工，如粗加工缸體的底平面，頂平面，前端面，后端面，缸孔，曲軸孔等。不僅如此，粗基準的另一個作用是用來定位，從而加工出缸體的精基準。一般粗基準多為端面定位。
粗基準
3.精基準：
缸體常見的精基準形式一般有側(cè)面定位，油底殼面定位，下缸體結(jié)合面定位，曲軸孔定位。前三種類型都屬于“一面兩銷”的形式.在“一面兩銷”定位方式中，夾具上的兩個定位銷最好是一個圓形銷，另一個是菱形銷，其目的是為了防止過定位。菱形銷中的兩圓弧段的中心連線必須垂直于圓形銷，如下圖所示；否則會產(chǎn)生過定位，導致夾具的兩個定位銷無法正常進入到剛體的兩個定位銷孔中。
如果兩個定位銷都采用圓形銷，那么為了防止過定位，定位銷和銷孔的配合間隙必須加大，否則會導致定位銷無法進入工藝銷孔內(nèi)。因此，采用兩個圓形銷的“一面兩銷”方案，由于圓形銷與工藝銷孔的配合間隙要大于一圓形銷一菱形銷的方案，故其定位精度要略低一些。
采用曲軸孔定位進行加工的特征一般都比較關鍵，并且和產(chǎn)品的功能運作息息相關，比如燃燒室面，前后端面，缸孔。
4
缸體工藝加工順序表
5
缸體刀具展示（部分）
銑削瓦蓋接合面
粗鏜曲軸孔
粗鏜缸孔
