用于发动机的复合汽缸体制造技术

技术编号:14081315 阅读:151 留言:0更新日期:2016-11-30 17:45
本发明专利技术公开一种用于发动机的复合汽缸体。用于发动机的汽缸体包括:第一复合部分,具有邻近于第一凹腔的第一表面;第二复合部分,具有邻近于第二凹腔的第二表面;汽缸套,被第一凹腔和第二凹腔容纳并定位在第一部分和第二部分之间。第一表面适于沿着延伸通过汽缸套的平面与第二表面配合。

【技术实现步骤摘要】

各个实施例涉及一种用于内燃发动机的复合汽缸体。
技术介绍
通常,用于内燃发动机的传统汽缸体在通常被称为整体铸造(mono-block casting)的工艺中由金属或金属合金形成。在整体铸造中,汽缸体被形成为单个铸模并在诸如砂铸或压铸的工艺中固化为一个独立的铸件。近来,为了减轻重量,已经探索由复合材料形成发动机的汽缸体。由于汽缸体中各种厚度的硬化速度不同、复合材料和任何汽缸体镶块之间的热膨胀率不同以及形成复杂内部形状存在困难,因此在将复合汽缸体形成为整体铸件时存在问题。
技术实现思路
在实施例中,一种汽缸体设置有:第一复合板,具有邻近于第一凹腔的第一表面;第二复合板,具有邻近于第二凹腔的第二表面;汽缸套,被第一凹腔和第二凹腔容纳并定位在第一复合板和第二复合板之间。第一表面适于沿着延伸通过汽缸套的平面与第二表面配合。在另一实施例中,提供一种形成复合汽缸体的方法。将粘合剂施加到第一复合板的第一表面和邻近于第一表面的第一凹腔的一部分。将粘合剂施加到第二复合板的邻近于第二表面的第二凹腔的一部分。将汽缸套定位在第一复合板和第二复合板之间。将第一复合板和第二复合板彼此结合,使得汽缸套被第一凹腔和第二凹腔容纳,第一表面与第二表面配合并且第一凹腔的所述一部分以及第二凹腔的所述一部分与汽缸套配合。在又一实施例中,一种发动机设置有汽缸体,所述汽缸体具有支撑成组的汽缸套的相对的第一复合侧板和第二复合侧板,所述汽缸套沿汽缸体的纵向轴线形成邻近的汽缸孔。第一侧板和第二侧板沿着延伸通过汽缸套的平面配合。第一侧板和第二侧板协作以限定汽缸体的平台面和汽缸体内的流体通道。附图说明图1示出了被构造为实施所公开的实施例的内燃发动机的示意图;图2示出了根据实施例的发动机的汽缸体处于组装构造的透视图;图3示出了图2的汽缸体处于拆卸构造的透视图;图4示出了图2的汽缸体的第一复合板的透视图;图5示出了图2的汽缸体的第二复合板的透视图;图6示出了用于图2的汽缸体的汽缸套的透视图;图7示出了用于图2的汽缸体的另一汽缸套的透视图;图8示出了根据实施例的提供发动机的复合汽缸体的方法的流程图。具体实施方式根据需要,在此公开本专利技术的详细实施例;然而,应当理解,所公开的实施例仅是本专利技术的示例,本专利技术可采用各种和替代的形式实施。附图不一定按比例绘制;一些特征可被夸大或最小化以显示特定部件的细节。因此,在此公开的特定结构和功能细节不应被解释为限制,而仅作为教导本领域技术人员以各种方式利用本专利技术的代表性基础。图1示出了内燃发动机20的示意图。发动机20具有多个汽缸22,图中示出了一个汽缸。发动机20可包括以各种方式(包括直列式构造和V形构造)布置的多个汽缸。发动机20具有与各个汽缸22相关联的燃烧室24。汽缸22由汽缸壁32和活塞组件34形成。活塞组件34被连接到曲轴36。燃烧室24与进气歧管38和排气歧管40流体连通。进气门42控制从进气歧管38到燃烧室24中的流动。排气门44控制从燃烧室24到排气歧管40的流动。进气门42和排气门44可以以本领域已知的各种方式操作以控制发动机的运转。燃料喷射器46将燃料从燃料系统直接输送到燃烧室24中,因此发动机为直喷式发动机。发动机20可以使用低压或高压燃料喷射系统,或者在其它示例中可使用进气道喷射系统。点火系统包括火花塞48,其被控制为以火花的形式提供能量而点燃燃烧室24中的燃料空气混合物。在其它实施例中,可使用其它的燃料输送系统和点火系统或技术,包括压缩点火。发动机20包括控制器和被配置为将信号提供给控制器用以控制输送至
发动机的空气和燃料、点火正时、发动机输出的功率和扭矩等的各种传感器。发动机传感器可包括但不限于排气歧管40中的氧传感器、发动机冷却剂温度传感器、加速踏板位置传感器、发动机歧管压力(MAP)传感器、用于曲轴位置的发动机位置传感器、进气歧管38中的空气质量传感器、节气门位置传感器等。在一些实施例中,发动机20被用作车辆(诸如传统车辆或启动-停止车辆)中唯一的原动机。在其它实施例中,发动机可用于混合动力车辆中,在混合动力车辆中,附加的原动机(诸如电机)可用于提供额外的动力以推进车辆。每个汽缸22在包括进气冲程、压缩冲程、点火冲程和排气冲程的四冲程循环下工作。在其它示例中,发动机可使用二冲程循环工作。在进气冲程中,进气门42打开且排气门44关闭,同时活塞组件34从汽缸22的顶部移动到汽缸22的底部,以将空气从进气歧管引入到燃烧室。活塞组件34在汽缸22的顶部的位置通常被称为上止点(TDC)。活塞组件34在汽缸的底部的位置通常被称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间,进气门42和排气门44关闭。活塞34从汽缸22的底部朝着顶部移动以压缩燃烧室24内的空气。然后,燃料被引入到燃烧室24中并被点燃。在示出的发动机20中,燃料被喷射到燃烧室24中,然后使用火花塞48被点燃。在其它示例中,可以使用压缩点火将燃料点燃。在膨胀冲程期间,燃烧室24中被点燃的燃料空气混合物膨胀,从而使活塞34从汽缸22的顶部移动到汽缸22的底部。活塞组件34的运动使曲轴36产生相应运动,并使发动机20输出机械扭矩。产生膨胀冲程的燃烧过程导致发动机20上的负荷和力。燃烧室24中的燃烧事件产生的发动机上的力将力施加在活塞34的顶面50上,并且至少一部分力沿着连杆52向下传输至主轴承和曲轴36。在主轴承上的力可以称为反作用力。燃烧室24内的燃烧事件还在汽缸盖62上产生力,这对发动机缸盖62和汽缸体60之间的附接点(诸如缸盖螺栓)施加负荷。汽缸盖和缸盖螺栓上的力可以称为燃烧力。在排气冲程中,进气门42保持关闭,排气门44打开。活塞组件34从汽缸22的底部移动到汽缸22的顶部,以通过减小燃烧室24的体积而将废气和燃烧产物从燃烧室24中除去。废气从燃烧汽缸22流动至排气歧管40和后处
理系统(诸如催化转化器)。对于各个发动机冲程,进气门42和排气门44的位置和正时以及燃料喷射正时和点火正时可改变。发动机20可以具有形成汽缸22的汽缸体60。汽缸盖62连接至汽缸体60。缸盖62封住燃烧室24并且还支撑各个气门42、44以及进气和排气系统38、40。可以在汽缸体60和缸盖62之间设置缸盖垫片或者其它密封构件以密封燃烧室24。还可在发动机20中设置流体回路70,其在汽缸体60和/或缸盖62中设置有流体通道,以提供通过发动机的流体(诸如冷却剂或润滑剂)的流动用于冷却和/或润滑。流体回路还可以包括储罐和泵72、阀门和其它装置。图2示出了根据实施例的汽缸体100的透视图。汽缸体100可以用作根据示例的发动机20的汽缸体60。汽缸体100由多个组件或元件形成,所述多个组件或元件单独形成然后组装在一起以提供如下所述的汽缸体的结构。至少一些组件或元件由复合材料制成以提供“复合”汽缸体。汽缸体100被示出为用于直列式三缸发动机,但是也可以考虑其它构造。汽缸体100被示出为具有根据非限制性示例布置成连体结构的汽缸102。发动机汽缸体100被示出为具有平台面104,平台面104被构造为与对应的汽缸盖62的平台面或缸盖垫片相配合。汽缸体100具有经由缸盖螺栓或其它紧固件连接到汽缸盖62的附接特征。可以设置曲轴箱盖(未示出),并且所述曲轴箱盖连接到汽缸本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种汽缸体,包括:第一复合板,具有邻近于第一凹腔的第一表面;第二复合板,具有邻近于第二凹腔的第二表面;汽缸套,被第一凹腔和第二凹腔容纳并定位在第一复合板和第二复合板之间,其中,第一表面适于沿着延伸通过汽缸套的平面与第二表面配合。

【技术特征摘要】
2015.05.18 US 14/714,7691.一种汽缸体,包括:第一复合板,具有邻近于第一凹腔的第一表面;第二复合板,具有邻近于第二凹腔的第二表面;汽缸套,被第一凹腔和第二凹腔容纳并定位在第一复合板和第二复合板之间,其中,第一表面适于沿着延伸通过汽缸套的平面与第二表面配合。2.根据权利要求1所述的汽缸体,其中,第一复合板和第二复合板包含碳纤维;其中,汽缸套包含金属。3.根据权利要求1所述的汽缸体,其中,第一复合板形成平台面的一部分和与平台面相对的曲轴箱的一部分。4.根据权利要求3所述的汽缸体,其中,第一复合板的第一表面基本上垂直于所述平台面的所述一部分。5.根据权利要求1所述的汽缸体,其中,汽缸套具有向外延伸并形成平台面的平面构件。6.根据权利要求1所述的汽缸体,其中,汽缸套是用于至少两个邻近的汽缸的成组汽缸套;其中,第一板的第一凹腔具有定位在邻近凹面之间的凸面,所述凹面具有能够容纳汽缸套的尺寸。7.根据权利要求6所述的汽缸体,其中,第二板的第二凹腔具有定位在邻近凹面之间的凸面,所述凹面具有能够容纳汽缸套的尺寸。8.根据权利要求1所述的汽缸体,其中,第一凹腔的表面与汽缸套的外表面的一部分接触;其中,第二凹腔的表面与汽缸套的外表面的相对的一部分接触。9.根据权利要求1所述的汽缸体,其中,汽缸套具有沿着汽缸套的外表面延伸的至少一个突起;其中,第一复合板的所述凹腔限定至少一个凹坑,所述凹坑具有能够容纳汽缸套的所述至少一个突起的至少一部分的尺寸和形状。10.根据权利要求9所述的汽缸体,其中,第二复合板的所述凹腔限定
\t至少一个凹坑,所述凹坑具有能够容纳汽缸套的所述至少一个突起的另一部分的尺寸和形状。11.根据权利要求9所述的汽缸体,其中,汽缸套具有第一端部区域和带有所述至少一个突起的第二端部区域,所述第一端部区域邻近于平台面。12.根据权利要求11所述的汽缸体,其中,汽缸套的第一端部区域与第一复合板的所述凹腔以及第二复合板的所述凹腔间隔开;其中,汽缸套的第二端部区域与第一复合板的所述凹腔以及第二复合板的所述凹腔接触。13.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:克利福德·E·马基里克·L·威廉姆斯罗伯特·戈登·伦奇勒斯特凡·裘令
申请(专利权)人:福特全球技术公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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