气缸是什么意思？有哪些分类？

释义

引导活塞在其中进行直线往复运动的圆筒形金属机件。工质在发动机气缸中通过膨胀将热能转化为机械能;气体在压缩机气缸中接受活塞压缩而提高压力。涡轮机、旋转活塞式发动机等的壳体通常也称“气缸”。

发动机内的圆筒形空室,里面有一个由工作流体的压力或膨胀力推动的活塞,某些特殊型发动机内的类似的、但非圆筒形的部分。

汽车发动机常用缸数有3、4、5、6、8、10、12缸。排量1升以下的发动机常用3缸(如夏利7100)，1—2.5升一般为4缸发动机，3升左右的发动机一般为6缸，4升左右为8缸，5.5升以上用12缸发动机。按照发动机的排列方式，又可分为有W型12缸发动机(如大众辉腾W12、奥迪A8W12)、V型12缸发动机(如奔驰S600、宝马760)、W型8缸发动机(如帕萨特W8)、V型8缸发动机(如新奥迪A6L4.2)、水平对置6缸发动机(如斯巴鲁森林人)、V型6缸发动机、直列5缸发动机和直列4缸发动机等。一般来说，在同等缸径下，缸数越多，排量越大，功率越高;在同等排量下，缸数越多，缸径越小，转速可以提高，从而获得较大的提升功率。

一般来说，同等排量情况下，气门越多，进排气效率越好，就像一个人跑步，累得气喘吁吁时，需要张大嘴巴呼吸。传统的发动机多是每缸一个进气门和一个排气门，这种二气门配气机构相对比较简单，制造成本低，维修起来也相对容易。对于输出功率要求不太高的普通发动机来说，两气门就能获得较为满意的发动机输出功率与扭矩性能。

排量较大、功率较大的发动机要采用多气门技术。最简单的多气门技术是三气门结构，即在一进一排的二气门结构基础上再加上一个进气门。近年来，世界各大汽车公司新开发的轿车大多采用四气门结构。四气门配气机构中，每个气缸各有两个进气门和两个排气门。

四气门结构能大幅度提高发动机的吸气、排气效率，新款轿车大都采用四气门技术。当然，大众汽车多采用五气门技术，如老款捷达王的20V发动机，宝来1.8T发动机也是五气门。

不过，达到或超过六气门不仅使配气结构过于复杂，还会导致发动机寿命缩短，气门开启的空间帘区(气门的圆周和气门的升程)也较小，效率下降。因此，四气门技术目前使用最为普遍。

气缸分类

直线运动往复运动的气缸、摆动运动的摆动气缸、气爪等。

气缸结构

气缸是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件等组成

1)缸筒

缸筒的内径大小代表了气缸输出力的大小。活塞要在缸筒内做平稳的往复滑动，缸筒内表面的表面粗糙度应达到Ra0.8um。对钢管缸筒，内表面还应镀硬铬，以减小摩擦阻力和磨损，并能防止锈蚀。缸筒材质除使用高碳钢管外，还是用高强度铝合金和黄铜。小型气缸有使用不锈钢管的。带磁性开关的气缸或在耐腐蚀环境中使用的气缸，缸筒应使用不锈钢、铝合金或黄铜等材质。

SMC CM2气缸活塞上采用组合密封圈实现双向密封，活塞与活塞杆用压铆链接，不用螺母。

2)端盖

端盖上设有进排气通口，有的还在端盖内设有缓冲机构。杆侧端盖上设有密封圈和防尘圈，以防止从活塞杆处向外漏气和防止外部灰尘混入缸内。杆侧端盖上设有导向套，以提高气缸的导向精度，承受活塞杆上少量的横向负载，减小活塞杆伸出时的下弯量，延长气缸使用寿命。导向套通常使用烧结含油合金、前倾铜铸件。端盖过去常用可锻铸铁，现在为减轻重量并防锈，常使用铝合金压铸，微型缸有使用黄铜材料的。

3)活塞

活塞是气缸中的受压力零件。为防止活塞左右两腔相互窜气，设有活塞密封圈。活塞上的耐磨环可提高气缸的导向性，减少活塞密封圈的磨耗，减少摩擦阻力。耐磨环长使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夹布合成树脂等材料。活塞的宽度由密封圈尺寸和必要的滑动部分长度来决定。滑动部分太短，易引起早期磨损和卡死。活塞的材质常用铝合金和铸铁，小型缸的活塞有黄铜制成的。

4)活塞杆

活塞杆是气缸中最重要的受力零件。通常使用高碳钢，表面经镀硬铬处理，或使用不锈钢，以防腐蚀，并提高密封圈的耐磨性。

5)密封圈

回转或往复运动处的部件密封称为动密封，静止件部分的密封称为静密封。

缸筒与端盖的连接方法主要有以下几种：

整体型、铆接型、螺纹联接型、法兰型、拉杆型。

6)气缸工作时要靠压缩空气中的油雾对活塞进行润滑。也有小部分免润滑气缸。

工作原理

根据工作所需力的大小来确定活塞杆上的推力和拉力。由此来选择气缸时应使气缸的输出力稍有余量。若缸径选小了，输出力不够，气缸不能正常工作;但缸径过大，不仅使设备笨重、成本高，同时耗气量增大，造成能源浪费。在夹具设计时，应尽量采用增力机构，以减少气缸的尺寸。

下面是气缸理论出力的计算公式：

F：气缸理论输出力(kgf)

F′：效率为85%时的输出力(kgf)--(F′=F×85%)

D：气缸缸径(mm)

P：工作压力(kgf/cm2)

例：直径340mm的气缸，工作压力为3kgf/cm2时，其理论输出力为多少?芽输出力是多少?

将P、D连接，找出F、F′上的点，得：

F=2800kgf;F′=2300kgf

在工程设计时选择气缸缸径，可根据其使用压力和理论推力或拉力的大小

例：有一气缸其使用压力为5kgf/cm2，在气缸推出时其推力为132kgf，(气缸效率为85%)问：该选择多大的气缸缸径?

●由气缸的推力132kgf和气缸的效率85%，可计算出气缸的理论推力为F=F′/85%=155(kgf)

●由使用压力5kgf/cm2和气缸的理论推力，查出选择缸径为?63的气缸便可满足使用要求。