汽車CKD氣缸并不是越少越省油
一、CKD氣缸有好多部件組成,每個(gè)部件都有不同的作用,氣缸蓋是內(nèi)燃機(jī)零件中結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的箱體零件,也是關(guān)鍵件,其精度要求高,加工工藝復(fù)雜,且加工質(zhì)量直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)整體性能。下面簡(jiǎn)單的說下氣缸蓋的4個(gè)基本功能。
1、CKD氣缸蓋罩第一個(gè)且最基本的功能是遮蓋并密封氣缸蓋, 將機(jī)油保持在內(nèi)部, 同時(shí)將污垢和濕氣等污染物隔絕于外。這聽起來似乎簡(jiǎn)單, 但通常是最難做好的一個(gè)方面。
2、CKD氣缸蓋罩的另一功能是充當(dāng)機(jī)油加注口。這種結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)單至一個(gè)孔, 在其中擰入機(jī)油加注口蓋即可;也可以是更加復(fù)雜的注油管。
3、CKD氣缸蓋罩的第三個(gè)功能是將機(jī)油與空氣隔離。在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行過程中會(huì)形成油霧。氣缸蓋罩較冷的內(nèi)表面會(huì)聚集油霧, 使機(jī)油冷凝并向下流回機(jī)油殼。氣缸蓋罩還肩負(fù)曲軸箱通風(fēng)的責(zé)任。當(dāng)活塞在氣缸中運(yùn)動(dòng)時(shí), 發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部會(huì)集聚壓力。如果置之不理, 此壓力會(huì)使各個(gè)密封件泄漏, 導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)效率降低。為了避免這種情況, 用一個(gè)管子連接氣缸蓋罩和進(jìn)氣道, 以便燃燒通風(fēng)空氣。該管可以使用帶槽軟管接頭、螺紋管接頭或快換接頭來連接。氣缸蓋罩內(nèi)的擋油板或過濾器用來盡量避免機(jī)油流向進(jìn)氣道。
4、CKD氣缸蓋罩還可以作為傳感器安裝支座, 包括凸輪軸位置和凸輪軸正時(shí)傳感器。當(dāng)然, 是否包括這些傳感器取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的復(fù)雜程度。
二、對(duì)于內(nèi)燃機(jī)氣缸蓋制造,其制造系統(tǒng)雖然不同,但加工工藝及工藝設(shè)計(jì)中所采用的工藝技術(shù)仍有許多共同之處。其進(jìn)、排氣門座圈錐面與導(dǎo)管孔的加工是氣缸蓋加工中最關(guān)鍵的工序,精度一般為:高速發(fā)動(dòng)機(jī)座圈底孔與其導(dǎo)管底孔的同軸度為φ0.03mm,座圈錐面對(duì)導(dǎo)管孔的同軸度為φ0.025mm,轉(zhuǎn)速低于3600r/min的內(nèi)燃機(jī)可分別降為φ0.05mm,0.04mm,一般采用鉆--(復(fù)合擴(kuò))--半精譴氣門座孔、導(dǎo)管底孔—精譴氣門座底孔、槍鉸導(dǎo)管底孔—壓導(dǎo)管、座圈—精車座圈錐面、槍鉸導(dǎo)管孔工藝。根據(jù)零件結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)綱領(lǐng)及加工精度,以直列三缸、四缸柴油機(jī)灰口鑄鐵材料的氣缸蓋為例,結(jié)合國內(nèi)外機(jī)械加工工藝的發(fā)展趨勢(shì)及萊動(dòng)公司缸蓋生產(chǎn)的具體情況,對(duì)其進(jìn)行探討分析。
1 氣門座圈錐面加工方式
目前,加工座圈錐面多采用車削工藝。而采用锪錐面的加工工藝,其缺點(diǎn)是在錐面上會(huì)復(fù)映惚刀切削刃的各種缺陷。另外,由于切削力較大,要求刀體的剛性好。但它具有刀具結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單,生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)。
此外,座圈材料的不同,也會(huì)影響加工方式的選擇。一般地,當(dāng)座圈硬度在HRC40以上時(shí),座圈硬度較高,只能采用車削錐面;當(dāng)座圈硬度低于HRC40時(shí),既可采用車削錐面,也可采用惚錐面工藝。
2 定位方式
工件的定位方式對(duì)其精度影響很大,一種是采用一面兩銷定位,但這種方式有一個(gè)缺點(diǎn),由于存在導(dǎo)管孔及氣門座孔到銷孔的位置精度誤差,因此使加工余量不均勻,不易達(dá)到產(chǎn)品精度要求。而采用以平面和導(dǎo)管外圓表面定位,使導(dǎo)管和氣門座孔縱向軸線與機(jī)床主軸軸線相重合,則可使加工余量均勻,加工精度高。但是,這種工藝在一個(gè)工位上只能加工一個(gè)氣門座,生產(chǎn)率較低。因此,大批量生產(chǎn)時(shí),仍然經(jīng)常采用一面兩銷定位,作為加工線全線的統(tǒng)一精基準(zhǔn)。然而,毛坯粗基準(zhǔn)的選擇更加重要,在氣缸蓋生產(chǎn)線中,一般采用頂面。在萊動(dòng)公司的氣缸蓋生產(chǎn)中,由于鑄造采用了整體氣道芯,整條加工線采用了兩螺栓孔在頂面的出口段作為工藝定位銷孔,因而選擇了已精銑后的底面、第1,3(4)進(jìn)氣門座孔作為粗基準(zhǔn),加工工藝定位銷孔,較好地保證了氣門座孔和氣道質(zhì)量。
3 氣門座底孔與導(dǎo)管孔底孔的加工
多年來,如何保證氣門座底孔與導(dǎo)管孔底孔的同軸度,一直困擾著眾多的內(nèi)燃機(jī)生產(chǎn)廠家。常規(guī)方法一般采用鉆、擴(kuò)、鉸工藝,采用前后兩端導(dǎo)向的刀具結(jié)構(gòu),由于刀具細(xì)長,刀具剛性不足,加工過程中,各種原因產(chǎn)生的徑向力不均勻,刀具易產(chǎn)生彎曲變形、讓刀,從而引起同軸度超差。近年來,通過對(duì)刀具的研究、改進(jìn),采用了一些新工藝,較好地解決了這一問題。如適當(dāng)縮短導(dǎo)管孔鉸刀到座孔鉸刀的距離,先采用刀柄導(dǎo)向鉸導(dǎo)管孔,然后用導(dǎo)管孔鉸刀的導(dǎo)向部分導(dǎo)向和刀柄雙導(dǎo)向鉸氣門座孔,采用這樣的無間隙導(dǎo)向,可強(qiáng)制氣門座孔鉸刀修正上面工序的微量不同軸度。另外,通過對(duì)座圈孔和導(dǎo)管孔復(fù)合擴(kuò)刀幾何角度的改進(jìn),把常規(guī)的擴(kuò)刀變?yōu)殓M擴(kuò)刀、鏜鉸刀,也收到了很好的效果。
4 導(dǎo)管孔的加工方式
一般采用單刃鉸刀(即槍鉸刀)進(jìn)行加工,這種刀具設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)向條,在切削過程中可起導(dǎo)向作用,對(duì)加工余量不均勻的敏感性低。另外,在槍鉸刀基礎(chǔ)上發(fā)展起來一種槍譴刀,與槍鉸刀十分類似,它采用三個(gè)導(dǎo)向條。這樣,在譴刀切入工件后,其中一個(gè)導(dǎo)向條立即起支撐作用,提高了鏜刀的剛性,這種槍鏜刀也用于加工導(dǎo)管孔。
在大批量生產(chǎn)中,氣缸一般采用一面兩銷定位,同時(shí)提高導(dǎo)管底孔及氣門座底孔對(duì)定位銷孔位置精度,減少定位誤差,使加工余量均勻,保證產(chǎn)品精度要求。另外,槍鉸冷卻液分為高壓、低壓兩種,高壓冷卻液主要用于加工過程冷卻,其壓力為5 MPa,流量80L/min,過濾精度5-10μm。低壓冷卻主要用于沖屑,其壓力為0.2-0.3MPa,流量80L/min,過濾精度30μm。
CKD氣缸數(shù)有3、4、5、6、8、10、12、16。當(dāng)下流下的1.0T渦輪增壓(例如福特EcoBoost)和1.0L自然吸氣是采用直列3缸(L3),而世界上大多數(shù)汽車采用的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的直列4缸(連寶馬730Li也是L4)。
從6缸開始就步入了小康社會(huì),而8缸、10缸肯定是富裕人家,至于12缸(V12、W12)肯定是貴族了。
CKD氣缸雖然渦輪增壓年代,以前6缸能做的事4缸能勝任,V10、V8加上渦輪增壓已經(jīng)太奢侈,但我們還是不要被車廠忽悠。
因?yàn)闅飧自蕉鄤?dòng)力輸出越平順,氣缸越多性能越好,只不過一般氣缸越多成本越高。
不過如果同級(jí)別,豪華配置差不多的競(jìng)爭(zhēng)車型,自己的4缸車敢賣別是6缸的,你應(yīng)該懂得怎么選了。
CKD氣缸現(xiàn)在主流的宣傳方向是排量越小越好,越小越先進(jìn)……我告訴你,別被人家騙了。小排量對(duì)于吃瓜群眾來說除了某些時(shí)候稅費(fèi)有優(yōu)惠外,甚至小排量都不一定省油。
排量是指發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的最大容積,容積越大做功時(shí)的混合氣就越多,所以排量越大每次行程做功便越大。排量通常用立方厘米(ml)、毫升(CC)和升(L)表示,例如寶馬320Li發(fā)動(dòng)機(jī)排量為1998cc,或者稱為2.0L。
為什么小排量不一定省油?
排量小發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)做功沖程做功輸出就會(huì)小,但如果車輛本身太大、太重,發(fā)動(dòng)機(jī)就需要提升轉(zhuǎn)速來滿足動(dòng)力的輸出,別人大排量轉(zhuǎn)1次能滿足的動(dòng)力,小排量就轉(zhuǎn)1.5~2次才能滿足,所以轉(zhuǎn)速提升油耗必定就會(huì)增加。
另外通常說的小排量多是指4缸或以下,這類發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速時(shí)震動(dòng)較大,舒適性天然比6缸及以上要差。所以選車盡量避開“小馬拉大車", 如果你為了省一點(diǎn)錢買了一輛排量特別小的大車,即使是渦輪增壓讓動(dòng)力勉強(qiáng)夠用(例如1.4T),但小排量也不會(huì)比大排量省油,而且加速時(shí)的平順性和噪聲都比較差。
CKD氣缸在部分人買車都不用關(guān)心這個(gè)問題,因?yàn)楝F(xiàn)在大部分經(jīng)濟(jì)型車氣缸都是直列排列,就看是直列3缸、4缸或是5缸。就連寶馬7系、奧迪A8L和捷豹XJ都用直列4缸的年代,很少有車廠良心發(fā)現(xiàn)給你一副6缸機(jī)。
絕大部分4缸發(fā)動(dòng)機(jī)都是直列設(shè)計(jì),但如果你買的是保時(shí)捷718或者斯巴魯,就會(huì)遇到水平對(duì)置4缸設(shè)計(jì),但它們都是好發(fā)動(dòng)機(jī),放心使用。
6缸或以上絕大部都是V型氣缸,V型也是最容易發(fā)揮性能的設(shè)計(jì)。
除了V型,偶爾你會(huì)遇到直列、水平對(duì)置和W型設(shè)計(jì),無所謂那種排列方式最好,因?yàn)槿绻熊噺S敢采用特殊的設(shè)計(jì),它們肯定是專家來的。
例如直列6缸是一種更古老的設(shè)計(jì),一般車廠早已經(jīng)棄之不用,但寶馬和奔馳還在堅(jiān)持,說明他們有能力把這種古老的設(shè)計(jì)發(fā)揮得比別人好。
如果你的發(fā)動(dòng)機(jī)是W16,那你一定是最貴跑車布加迪威龍的車主,遇到這種情況請(qǐng)告訴我你的。
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