发动机气缸体是发动机的“骨架”，是发动机各机构和各系统的装配基础，发 动机的设计基准也在气缸体上，气缸体加工质量水平对发动机生产质量水平有 明显的影响。本章从气缸体的结构入手，介绍了气缸体加工工艺流程，加工生 产线主要设备及关键工艺和刀具，最后介绍了加工尺寸的质量控制、检测仪器 和检测方法。
1.1气缸体产品简介
３）核心剖面深度Rk一般为0.3~1.0μm。
４）最大的峰谷垂直距离Rt一般为6μm。
５）波纹度Wt一般要求小于或等于2μm。
６）尖峰材料比率Mr1为2%~10%。
７）沟痕材料比率Mr2为75%~90%。
８）圆度为0.005mm。
９）圆柱度为0.010mm。
图１-6气缸样中，要求气缸孔必须采用珩磨工艺，
发动机及关键零部件制造技术
目录
第１ 章 发动机气缸体加工 第２ 章 发动机气缸盖加工 第３ 章 发动机曲轴加工 第４ 章 发动机凸轮轴加工 第５ 章 发动机连杆加工 第６ 章 发动机装配技术 第７ 章 发动机测试工艺 第８ 章 发动机生产线新设备导入验收方法
学习目标：
１) 了解发动机气缸体的产品特点及加工工艺流程。 ２) 熟悉气缸体加工的主要设备类型及特点。 ３) 熟悉气缸体加工刀具及关键刀具的特点。 ４) 了解气缸体各项加工尺寸的控制和检测方法。
1.1.3气缸体的材料
发动机气缸体一般用灰铸铁铸造，近年来为了达到减轻整车整备质量的要求，发 动机气缸体大量采用合金材料，其中应用最广泛的合金材料就是铝合金。在铝合 金气缸体中，气缸的材料不是铝合金材料，而是采用铸铁材料，这主要是出于成 本方面的考虑，虽然全铝合金气缸体的重量还要轻一些，但由于其气缸壁摩擦系 数大，如果使用铝合金气缸孔，则需要使用硅铝合金和气缸内壁金属离子喷镀等 昂贵的材料和工艺，这样将大大增加发动机气缸体的成本。因此，在铝合金气缸 体中，气缸孔一般镶嵌铸铁气缸套，确保气缸孔的耐磨，同时减轻了气缸体的重 量。 为了便于理解，本书以直列４缸汽油机为例来介绍气缸体加工。本气缸体由上气 缸体（习惯上称为气缸体）和下气缸体两部分组成，其中上气缸体是铸铁材料的， 下气缸体是铸铝的，外观如图１-５所示。
珩磨后的网纹角是在珩磨设备加工时保证的。这里介绍一下气缸孔网纹角的
计算方法。网纹角＝2arctan(vf/v）,vf是指珩磨刀具的往复速度（单位为
/min），v是指珩磨刀具的线速度（单位为m/min）。也就是说，气缸孔珩磨
的网纹角的大小是由珩磨刀具的往复速度和线速度两者的商（相除）来决定
的。网纹角放大如图１-７所示。珩磨加工示意如图1-8所示。
图１-２一般式气缸体的结构
图１-３龙门式气缸体的结构
图１-４隧道式气缸体的结构
（3）隧道式气缸体隧道式气缸体曲 轴的主
轴承孔为整体式，采用滚动轴承，主 轴承孔较大，曲轴从气缸体后部装入。 这种气缸体的优点是结构紧凑，刚度 和强度好；缺点是加工精度要求高， 工艺性较差，曲轴拆装不方便。隧道 式气缸体的结构如图1-４所示。
图１-１发动机气缸体
1.1.2气缸体的分类
轿车常用的发动机气缸体结构形式有直列发动机和V形发动机。直列发动机是 指所有气缸均肩并肩排成一个平面。而V形发动机是将所有气缸分成两组，把 相邻气缸以一定的夹角（一般为60°）布置在一起，使两组气缸形成两个有一 定夹角的平面，从侧面看气缸呈V字形，故称V形发动机。一般来说，V形发动 机至少有6个气缸或8个以上气缸，排量达到2.5L以上，是比较高级的发动机， 一般中、高档以上轿车才配置V形发动机。直列发动机气缸呈一字排开，气缸 体、气缸盖和曲轴结构相对简单，制造成本低，低速转矩特性好，燃料消耗少， 在家用轿车上应用广泛。 气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲 轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋、冷却水套和润滑油道等。根据 气缸体与油底壳（或下气缸体）安装平面的位置不同，通常把气缸体分为以下 三种形式： （1）一般式气缸体一般式气缸体的特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在 同一高度。这种气缸体的优点是气缸体高度小，重量轻，结构紧凑，便于加工， 曲轴拆装方便；缺点是刚度和强度较差。一般式气缸体的结构如下图１-２所示。 （2）龙门式气缸体龙门式气缸体的特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中 心。这种气缸体的优点是强度和刚度好，能承受较大的机械负荷；缺点是工艺 性较差，结构笨重，加工较困难。龙门式气缸体的结构如图１-３所示。
vf=2×珩磨刀具的冲程（mm）×往复次数（次／min）÷1 000
v=3.14×气缸孔直径（mm）×珩磨刀具转速（r/min）÷1 000
例如：气缸孔珩磨刀具的主轴转速为230r/min，而且在珩磨时上下往复运动
的频率为95次/min，在作上下往复运时，珩磨刀具上止点与下止点之间的距
（2）气缸孔4缸发动机中有4个气缸孔，发动机在工作时，活塞会在气缸孔内作
上下往复运动，因此气缸体的孔径大小、气缸孔的表面粗糙度、气缸孔的垂直
度、气缸孔的圆度、气缸孔的圆柱度等十分重要。下面是某气缸体关于气缸孔
的重要参数指标：
1）缩减的尖峰高度Rpk一般小于或等于0.3μm。
２）缩减的沟痕深度Rvk一般为0.9~1.8μm。
图１-５直列４缸汽油机气缸体外观
1.1.4气缸体主要部位和特性
（１）顶平面气缸体顶平面又称为燃烧室面，如图１-6所示。这个面用于安装
发动机的气缸盖，与气缸盖一起形成燃烧室，高温、高压的混合气在里面燃烧。
因此，气缸体顶平面的质量要求十分高，该平面的平面度精度要求为0.05mm，
表面粗糙度Ra要求为1.6μm,表面粗糙度Rz要求为1.6μm。
1.1.1气缸体的功用
发动机气缸体(图1-1)又称为发动机机体，它 是发动机的“骨架”，是发动机上各机构和 系统的装配基础，其内、外安装了发动机所 有的主要零件及附件，承受各种载荷。因此， 气缸体必须有足够的强度和刚度。安装在气 缸体上的主要零件有气缸盖、曲轴、油底壳、 下气缸体和活塞连杆总成等，连接在气缸体 上的主要附件有水泵、机油泵、发电机和起 动机等。气缸体也是发动机冷却液和机油的 主要通道。