单体式发动机

单体式或整体式发动机是一种内燃活塞式发动机，其中一些主要部件（如气缸盖、气缸体或曲轴箱）通常是通过铸造形成的，作为一个单一的整体单元，而不是后来组装的。这样做的好处是提高机械刚度，并提高它们之间的密封可靠性。单体式发动机技术可以追溯到内燃机的初期。该术语的使用随着时间的推移而改变，通常是为了解决影响当时的发动机的最紧迫的机械问题。该技术有三种不同的用途。

缸体和曲轴箱在大多数情况下，该术语的任何使用都描述了单体结构，与当代更常见的做法相反。在单体技术后来成为规范的地方，这个特定的术语就不再受欢迎了。现在通常的做法是使用单体气缸和曲轴箱，但单体缸盖（至少对于水冷直列式发动机而言）会被认为是奇特和过时的。

缸盖垫片是发动机中受力xxx的静态密封，在早期是一个相当大的麻烦来源。单体式汽缸盖将汽缸和头部形成一个整体，从而避免了对密封的需求。除了缸盖垫片故障外，早期汽油发动机最不可靠的部件之一是排气阀，它往往会因过热而失效。单体式机头可以提供良好的水冷，从而减少气门的磨损，因为它可以在机头和气缸周围不间断地延伸水套。使用垫圈的发动机在这里需要一个金属与金属的接触面，破坏了水的流动。单体式机头的缺点是难以进入燃烧室内部（气缸的上部容积）。在加工气门座或插入有角度的气门时，通过气缸孔的通道受到限制。一个更严重的限制是除焦和重新研磨气门座，这是老式发动机的一项常规任务。与其从上面拆下气缸盖，机械师还必须从下面拆下活塞、连杆和曲轴。对于侧气门发动机来说，解决这个问题的一个办法是在每个气门的正上方放置一个螺塞，并通过这个螺塞进入气门。螺塞的锥形螺纹提供了一个可靠的密封。对于低功率的发动机来说，这是一个流行了几年的解决方案，但由于水套没有延伸到塞子里，所以很难冷却这个塞子。随着性能的提高，拥有更好的燃烧室设计，减少死角也变得非常重要。一个解决方案是将火花塞放在这个插头的中心，这至少可以利用空间。这使得火花塞离燃烧室更远，导致火焰路径变长，点火速度变慢。

该发动机首次设计和建造于20世纪30年代。此时的飞机发动机开始使用高增压压力，增加了对其头部垫圈的压力。罗尔斯-罗伊斯-布扎德等发动机使用单体式机头以保证可靠性。最后广泛使用单体式气缸盖的发动机是大型风冷飞机径向发动机，如WaspMajor。这些发动机有独立的汽缸筒，因此与大多数现代发动机那样采用单体曲轴箱和汽缸的直列式发动机相比，接触的限制较少。由于它们具有很高的比功率，并且需要很高的可靠性，单体的优势仍然具有吸引力。通用航空发动机，如富兰克林、大陆和莱康明仍在生产新的发动机，并继续使用单体式独立气缸，尽管富兰克林使用了可拆卸的套筒。在其结构中使用了多种材料的组合，如钢制的气缸筒和铝合金的气缸盖以减轻重量。常见的重建技术包括在汽缸筒的内部进行镀铬处理，以模仿通常由典型的汽缸珩磨所产生的十字纹饰。在联邦航空局批准的补充型号证书允许的范围内，使用无铅汽车汽油的老式发动机可能需要更频繁地加工更换气门和机座。特殊的工具被用来维护这些汽缸的气门座。应该进行非破坏性测试，以寻找在极端情况下可能出现的缺陷。