对置活塞发动机中的汽缸的冲击冷却制造技术

一种汽缸冷却构造包括具有侧壁、通过侧壁的排气和进气端口、缸孔以及被形成为沿侧壁自汽缸的中心带朝向排气和进气端口延伸的多个进给通道的汽缸衬套。覆盖侧壁的套筒包括多个冲击射流端口，其以围绕中心带延伸的至少一个系列进行布置，并且其与多个进给通道流体连通。被布置在衬套与套筒之间的环形构件增强了中心带。套筒还包括内表面，其具有间隔开的环形槽，环形槽与侧壁一起限定了邻近端口的液体冷却剂储存器，液体冷却剂储存器与进给通道流体连通。通过排气端口的桥的通道具有与邻近排气端口的冷却剂储存器流体连通的第一端和开放通过汽缸的排气端的一部分的第二端。

Impingement cooling of cylinders in opposed piston engines

A cylinder cooling structure including side wall, through the side wall of the exhaust and intake port and cylinder hole and is formed as the center along the side wall cylinder with cylinder liner toward multiple feed channel exhaust and intake port extending the. The sleeve covering the side wall includes a plurality of impinging jet ports arranged at least one series extending around the center belt and in fluid communication with the plurality of feed passages. The annular member arranged between the bushing and the sleeve strengthens the center band. The sleeve also includes an inner surface having an annular groove spaced apart with the side wall defining a liquid coolant reservoir adjacent to the port, the liquid coolant reservoir being in fluid communication with the feed passage. The passage of the bridge through the exhaust port has a first end in fluid communication with the coolant reservoir near the exhaust port and a second end of a portion of the exhaust end that opens through the cylinder.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对置活塞发动机中的汽缸的冲击冷却相关申请的交叉引用本申请包含与以下未决美国专利申请的主题相关的主题：2009年6月22日提交的标题为"Two-Cycle,Opposed-PistonInternalCombustionEngine"的US12/456,735，其在2009年12月3日被公布为US2009/0293820A1；2010年2月12日提交的标题为"Multi-CylinderOpposedPistonEngines"的US12/658,696，其在2010年8月26日被公布为US2010/0212613；2010年2月12日提交的标题为"OpposedPistonEngineswithControlledProvisionofLubricantforLubricationandCooling"的US12/658,697，其在2010年8月26日被公布为US2010/0212638；以及，2010年2月12日提交的标题为"CylinderandPistonAssembliesforOpposedPistonEngines"的US12/658,695，其在2010年8月26日被公布为US2010/0212637。
本专利技术的领域涉及用于对置活塞发动机的带气门汽缸。更具体地，本专利技术的领域涉及二冲程对置活塞发动机中的带气门汽缸的冲击冷却。
技术介绍
在二冲程对置活塞发动机中，两个活塞以对置的方式被布置在细长汽缸的缸孔中。排气和进气端口被提供为通过靠近汽缸的各端的汽缸侧壁。当发动机运转时，活塞在汽缸孔中朝向彼此和远离彼此地滑动。当活塞一起滑动时，空气在其端面之间被压缩，并且在燃料被喷射到压缩空气内时发生燃烧。活塞端面在汽缸孔中的相对狭小的圆柱形空间中容纳燃烧，所述相对狭小的圆柱形空间的侧面由基本居中在排气和进气端口之间的汽缸侧壁的圆周部分限定。该圆周部分被称为汽缸的中心带。当活塞响应于燃烧而滑动远离中心带时，它们打开排气和进气端口，从而实现直流扫气，其中经由进气端口流入汽缸孔的加压空气迫使燃烧产物通过排气端口离开缸孔。用于这种二冲程对置活塞发动机的冷却系统结构很大程度上不同于四冲程发动机的冷却系统结构。在对置活塞发动机中，燃烧将热负荷集中在中心带处，并且空气在扫气期间的单向流动导致热从中心带朝向汽缸的端部的不对称分布。也就是说，当中心带是汽缸的最热部分时，汽缸的排气端比进气端更热。这种不对称热负荷引起汽缸的纵向以及周向扭曲。汽缸的扭曲导致活塞与汽缸孔之间的摩擦增加、缸孔的划伤以及发动机耐久性的降低。中心带中的高度集中的热引起对发动机使用寿命的另一威胁。当燃烧发生时，对置活塞（未示出）经过上止点（TDC）位置。在活塞TDC之后，它们反向，并且响应于燃烧的压力而开始远离彼此地移动。随着反向开始，燃烧引起中心带中压力的突然升高，其将每个活塞环牢固地抵靠在叠覆于中心带的缸孔表面区域（“顶环反向区域”）。环与缸孔之间的摩擦的峰值会引起缸孔表面磨损的增加。因此，对于发动机耐久性而言重要的是，顶环反向区域中润滑油膜被保持在由中心带承担的热负荷的面内。用于二冲程对置活塞发动机的简单的冷却结构包括液体冷却剂在其内沿汽缸侧壁在轴向方向上从靠近进气端口的入口流至靠近排气端口的出口的套。例如，在US6,182,619中所描述的汽缸套冷却结构中，液体冷却剂在汽缸外壳的外表面之上沿从进气端到排气端的方向流动。然而，这种结构产生在汽缸外壳周围的纵向以及周向的不均衡冷却。通过在中心带附近引入冷却剂并提供自中心带朝向汽缸的任一端输送冷却剂的装置，已经在用于对置活塞发动机的带气门汽缸中实现了改善的热响应。参见US20100212613的图3E，其中冷却剂流入到中心带中的汽缸侧壁的一部分的外表面上的周向凹槽内，以及朝向汽缸结构的进气和排气端流过在中心凹槽的任一侧上并且与中心凹槽流体连通的纵向凹槽。US2009/0293820的图11A和图11B示出了在汽缸衬套的侧壁中包括三组凹槽的汽缸冷却结构。一组凹槽沿汽缸衬套的中心圆周的方向延伸。分开的成组凹槽自中心一组凹槽的任一侧朝向各自的端口纵向延伸。被布置在中心带上的套筒为每组凹槽提供分开的输入口。在这两种结构的中心带中，存在用于喷射器的周向凹槽和开口，其显著地削弱中心带处的汽缸结构完整性并且导致汽缸可靠性和耐久性问题。另外，冷却剂表面流动的传热系数受冷却剂流动速度以及局部的几何形状限制，因此实际上限制了中心带的冷却能力。这会引起中心带处汽缸结构的温度超过汽缸材料的设计极限，导致引起排气漏气、汽缸上的应力集中以及环与汽缸孔过度磨损的过度衬套扭曲。通过用于二冲程对置活塞发动机的汽缸冷却系统避免了这些问题，所述汽缸冷却系统将中心带的机械增强与中心带的冲击冷却、中心带与端口之间的部分侧壁的流动冷却以及端口附近的部分侧壁的储存器冷却相结合。这种冷却系统的一个目的是减少汽缸纵向以及周向尺寸的热变化，以便维持其线性和圆状。理想地，这个目的通过与在发动机运转期间汽缸受到热负荷的不对称方式相反的不对称方式冷却汽缸而实现。目的是通过增强中心带区域提供这种冷却同时维持汽缸的结构完整性。在一个优选示例中，通过消除中心带中的周向定向的凹槽来维持汽缸的结构完整性。另一目的是限制环反向区域中的汽缸的温度，以便防止或减轻润滑油膜的粘度损失和蒸发。这个目的通过将液体的冲击射流引导到中心带中或附近的侧壁而实现，其中活塞环遭受最高水平的热和缸孔扭曲。目的是提供中心带的这种增强和冷却，同时降低并且均衡沿着汽缸的整个冲程长度以及缸孔圆周周围的壁温和扭曲，以便增加汽缸衬套以及活塞环的可靠性和持久性。
技术实现思路
汽缸冷却系统供应冲击在中心带中或附近的汽缸侧壁上的液体冷却剂射流。优选地，射流沿汽缸的径向方向行进至侧壁。由此液体冷却剂的相应部分自中心带朝向汽缸结构的排气和进气端口被引入撞向侧壁与侧壁流动地接触。这通过将冲击冷却射流聚集在这种高热集中区域，且同时还提供液体冷却剂以便沿端口方向冷却侧壁，从而最大化对中心带的冷却效果。在中心带中没有周向延伸的凹槽的情况下向中心带递送液体冷却剂，由此在汽缸的完整性方面消除一个缺陷。另外，通过在中心部分环绕燃烧室的环形构件来机械地增强中心带处的汽缸结构。在一些方面，环形构件在汽缸侧壁的内部；在另一些方面，它被布置在侧壁的外表面上。液体冷却剂自中心带朝向汽缸的排气和进气端口与侧壁接触地输送通过进给通道。液体冷却剂自流动通道流入位于排气和进气端口附近的相应储存器内。储存器与端口附近的侧壁区段接触地累积液体冷却剂，以便在中心带与端口桥（其邻接端口处）之间的位置处维持缸孔的圆状。液体冷却剂循环离开储存器，以便被冷却以及被重新引入到冷却机构内。在一些实施例中，冷却系统包括围绕中心带的至少一种多个冲击射流端口。优选地，射流端口以沿中心带的周向方向延伸的一个或更多个系列被布置。例如，多个射流端口围绕中心带以环形进行布置，该中心带与一个或更多个喷射器端口对齐。在另一示例中，多个射流端口以第一环形和第二环形被布置，其中第一和第二环形沿在中心带内的周向肋的相应侧被布置，该中心带包括一个或更多个喷射器端口。用于对置活塞发动机的汽缸冷却结构包括具有侧壁、通过侧壁开口的排气和进气端口、缸孔以及多个进给通道的汽缸衬套，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对置活塞发动机的汽缸构造，所述汽缸构造包括具有侧壁(11、111)、通过所述侧壁开放的纵向间隔开的排气端口(13、113)和进气端口(14、114)、缸孔(12、112)以及沿所述侧壁自所述汽缸的中心带(20、120)朝向所述排气端口和所述进气端口延伸的多个进给通道(38、138)的汽缸衬套，其中覆盖所述侧壁的套筒(10S、100S)包括：多个冲击射流端口(33；153、155)，其以围绕所述中心带延伸的至少一个系列被布置，并且其与所述多个进给通道流体连通；以及，内表面，其具有间隔开的环形槽(39e、39i；159、161)，所述环形槽限定在所述侧壁上的液体冷却剂储存器(50e、50i；170e、170i)，所述液体冷却剂储存器与所述进给通道流体连通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.29 US 13/136,4021.一种用于对置活塞发动机的汽缸构造，所述汽缸构造包括具有侧壁(11、111)、通过所述侧壁开放的纵向间隔开的排气端口(13、113)和进气端口(14、114)、缸孔(12、112)以及沿所述侧壁自所述汽缸的中心带(20、120)朝向所述排气端口和所述进气端口延伸的多个进给通道(38、138)的汽缸衬套，其中覆盖所述侧壁的套筒(10S、100S)包括：多个冲击射流端口(33；153、155)，其以围绕所述中心带延伸的至少一个系列被布置，并且其与所述多个进给通道流体连通；以及，内表面，其具有间隔开的环形槽(39e、39i；159、161)，所述环形槽限定在所述侧壁上的液体冷却剂储存器(50e、50i；170e、170i)，所述液体冷却剂储存器与所述进给通道流体连通。2.根据权利要求1所述的用于对置活塞发动机的汽缸构造，其还包括环形构件(41、120)，所述环形构件被布置在所述衬套与所述套筒之间以便增强所述中心带。3.根据权利要求2所述的用于对置活塞发动机的汽缸构造，其中所述液体冷却剂储存器包括邻近所述排气端口的第一冷却剂储存器(50e、170e)和邻近所述进气端口的第二冷却剂储存器(50i、170i)，所述排气端口包括多个桥，并且所述汽缸还包括通过所述桥的通道(52、182)，通过所述桥的通道具有与第一冷却剂储存器(50e、170e)流体连通的第一端和带有邻近所述汽缸的排气端的开口(54、184)的第二端。4.根据权利要求3所述的用于对置活塞发动机的汽缸构造，其中所述套筒还包括与所述第一冷却剂储存器流体连通的多个液体冷却剂离开端口(56、190)。5.根据权利要求4所述的用于对置活塞发动机的汽缸构造，其中所述至少一个系列的冲击射流端口包括，沿与喷射器端口(36)对齐的衬套圆周的一系列冲击射流端口(33)。6.根据权利要求5所述的用于对置活塞发动机的汽缸构造，其中所述内表面包括由所述侧壁覆盖的开放的进给通道(38)。7.根据权利要求6所述的用于对置活塞发动机的汽缸构造，其中所述套筒还包括与所述第一和第二冷却剂储存器流体连通的循环通道(58)。8.根据权利要求5所述的用于对置活塞发动机的汽缸构造，其中所述环形构件由被布置在所述套筒的所述内表面上并且遵循所述衬套圆周(41、42)的材料环构成。9.根据权利要求4所述的用于对置活塞发动机的汽缸构造，其中所述至少一个系列的冲击射流端口包括，遵循相应衬套圆周的间隔开的成系列的冲击射流端口(153、155)。10.根据权利要求9所述的用于对置活塞发动机的汽缸构造，其中所述侧壁包括具有由所述套筒覆盖的开放的进...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·S·刘，J·吴，P·R·李，
申请(专利权)人：阿凯提兹动力公司，
类型：发明
国别省市：美国,US