用于对置活塞发动机的气缸衬套制造技术

用于对置活塞发动机的气缸衬套，以及利用其延长发动机耐用性和热管理的对应方法，所述气缸衬套具有相对的端部和孔，其中，纵向轴线用于支持一对对置活塞的往复移动。衬套的中间部分在相对的端部之间延伸，并且包括活塞在其内达到相应TC位置的环形衬套部分。衬套环在TC位置之间被安置在孔的在所述环形衬套部分的部分中，用于从活塞的顶部环岸刮除碳和/或增加环形衬套部分的耐热性。

Cylinder liner for piston engine

Cylinder liner for opposed piston engine and corresponding method for prolonging engine durability and thermal management, the cylinder liner has relative ends and holes, and the longitudinal axis is used to support reciprocating movement of one pair of opposed pistons. The middle part of the bushing extends between the relative ends and includes a ring bushing part of the piston in which the corresponding TC position is reached. The bushing ring is positioned between the TC positions in the part of the ring bushing part for scraping carbon and / or increasing the heat resistance of the ring bushing part from the top ring Bank of the piston.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对置活塞发动机的气缸衬套相关申请/优先权本申请要求于2015年3月31日在美国专利及商标局提交的美国申请序列号14/675,340的优先权。本公开包括涉及2012年2月2日提交并且标题为“Opposed-PistonCylinderBoreConstructionsWithSolidLubricationInTheTopRingReversalZones(具有在顶部环换向区中的固体润滑的对置活塞气缸孔结构)”的共同拥有的美国申请13/385,127的公开内容的材料，该申请现在是美国专利8,851,029B2。
本领域包括对置活塞发动机。更具体地，本领域涉及被构建为支持一对对置活塞的滑动移动的气缸衬套。
技术介绍
对置活塞发动机气缸的结构是很好理解的。气缸由被保持在气缸通道中的衬套(有时被称为"套筒")构成，所述气缸通道被形成在气缸体中。对置活塞发动机的衬套具有与环形排气部分纵向分开的环形进气部分，所述环形进气部分包括在第一衬套端部附近的气缸进气端口，所述环形排气部分包括在第二衬套端部附近的气缸排气端口。衬套的在进气和排气部分之间的中间部分包括一个或更多个燃料喷射端口。两个对置的相反移动的活塞被设置在衬套的孔中，其中活塞的端部表面面向彼此。在做功冲程开始的时候，对置的活塞到达衬套的中间部分中的相应上止点(TC)位置，其中它们在气缸中彼此最接近。在做功冲程期间，活塞移动远离彼此直至它们接近衬套的端部部分中的相应下止点(BC)位置，在所述下止点位置处它们最远离彼此。在压缩冲程中，活塞使方向反向并且从BC朝向TC移动。提供了活塞和气缸衬套之间的周向间隙空间以允许热膨胀。在长达数小时运转之后，碳积聚该间隙空间中、在活塞的顶部环岸(topland)上。碳在该空间中移动的活塞的顶部环岸上积聚的碳能够导致增加的摩擦和环磨损；在最坏的情况下它能够引起环顶起。在常规的四冲程单活塞发动机中，从顶部环岸移除的碳通常通过被安装在气缸衬套的顶部与气缸盖之间的刮油环硬件来执行。在对置活塞发动机中，限制了用于移除碳的可能部位。对置活塞发动机不包括碳刮油装置能够位于其中的气缸盖。衬套结构进一步降低该可能性。碳移除不发生在活塞的端口位于其中的BC位置附近是优选的。进气端口附近的碳碎片会污染进入孔的增压空气，由此使燃烧退化。排气端口附近的碳碎片能够被扫到在燃烧之后离开气缸的气流内，由此增加排气排放。因此希望从衬套内的远离进气端口和排气端口的位置处的活塞顶部环岸移除碳。在对置活塞发动机的整个运转循环期间使发动机性能退化的另一因素与通过气缸衬套的热损失有关。当活塞相互紧密接近时，随着燃料被喷射到在活塞端部表面之间压缩的空气内，燃烧发生。通过衬套的燃烧热损失减少了在做功冲程中可用来分别驱动活塞的能量的量。通过限制这种热损失，燃料效率将被改善，到冷却液的热排出将被减少，这能够允许更小冷却系统的使用，并且更高的排气温度能够被实现，这导致更低的泵送损失。因此希望将尽可能多的燃烧热保持在气缸内。根据本公开构建的对置活塞发动机气缸衬套满足碳移除的目的，由此相对于现有技术的对置活塞增加了发动机的耐用性。根据本公开的对置活塞衬套结构满足热包含的目的，由此允许对置活塞发动机比现有技术的对置活塞发动机运行更高的热保持。在一些方面，根据本公开的对置活塞衬套结构同时满足这两个目的。
技术实现思路
根据本公开构建的用于对置活塞发动机的气缸衬套通过减少或消除被包含在衬套中的对置活塞的顶部环岸上的碳积聚来增加对置活塞发动机的耐用性。所述气缸衬套具有圆柱形壁，所述圆柱形壁具有限定孔的内表面，所述孔居中在所述衬套的纵向轴线上。所述孔具有第一直径。进气端口和排气端口在所述衬套的相应相对端部附近被形成在所述圆柱形壁中。所述衬套的中间部分在所述端部之间延伸，并且包括活塞在其内达到其TC位置的环形衬套部分。所述环形衬套部分被限定在正交地与所述纵向轴线相交的第一和第二顶部环换向面之间。所述第一顶部环换向面在第一轴向位置处，当所述活塞在其TC位置处时第一活塞的最顶部环位于所述第一轴向位置中。所述第二顶部环换向面在第二轴向位置处，当所述活塞在其TC位置处时第二活塞的最顶部环位于所述第二轴向位置中。衬套环被安置在所述孔的被包含在所述环形衬套部分的部分中。所述衬套环具有内部环形表面，所述内部环形表面具有略微小于所述第一直径的第二直径。因此，衬套环略微减小衬套孔和活塞的顶部环岸之间的间隙空间。由于衬套环包括气缸孔的TC位置，因此当活塞接近和离开TC时，每个活塞的顶部环岸将只穿过衬套环。因此，衬套环减小碳聚集的间隙，以便当顶部环岸经过环时移除过多的碳。气缸中的最高热集中发生在衬套的在活塞的燃烧发生的TC位置之间的环形部分中。到衬套内的总热通量的几乎一半发生在该环形部分中。因此，以产生高耐热性的方式构建衬套环将减少通过环形衬套部分的热通量。附图说明图1是根据本公开的气缸的透视图，其中一区段被移除以示出在下止点位置和上止点位置之间的被设置在气缸孔中的一对对置活塞。图2是图1的气缸的透视图，其中一区段被移除以示出被安置在图1的气缸的气缸孔中的衬套环。图3是图1和图2的气缸衬套的环形衬套部分的放大侧面剖视图，其更详细地示出了衬套环。图4是图3被轴向地旋转90°的视图。图5是根据本公开的第一替代气缸衬套结构的放大侧面剖视图。图6是根据本公开的第二替代气缸衬套结构的放大侧面剖视图。图7是根据本说明书的具有一个或更多个气缸衬套的对置活塞发动机100的示意图。具体实施方式参照附图，图1、图2和图3示出了根据本公开构建的气缸衬套10，其中一区段被移除以示出在下止点位置和上止点位置之间的其中的一对对置活塞12、14。尽管未示出，但是在其中具有活塞的气缸衬套将例如以在2014年8月4日提交的题为“Opposed-PistonEngineStructureWithASplitCylinderBlock(具有分开式气缸体的对置活塞发动机结构)”的共同拥有的US14/450,572中描述和图示的方式被保持在对置活塞发动机的气缸通道中。气缸衬套10具有圆柱形壁20，所述圆柱形壁20具有限定孔22的内表面，所述孔22居中在衬套的假想纵向轴线(由线24表示)上。孔22具有第一直径D1。纵向间隔开的进气端口28和排气端口30在圆柱形壁20的相应端部32和33附近被形成或被机加工。进气端口28和排气端口30中的每一个包括一个或更多个周向阵列的开口或穿孔。在一些其他描述中，每个开口被称为“端口”；然而，一个或更多个周向阵列的这种“端口”的结构不同于在图1和图2中示出的端口结构。典型地，活塞12包括至少一个环形环凹槽40，活塞环42被保持在环形环凹槽40中。活塞12具有圆形周边边缘43，在圆形周边边缘43处，活塞顶45接触(meet)活塞的端部表面46。活塞的环形最上顶部环岸47在环凹槽40的上表面48与周边边缘43之间延伸。在孔22周围并且一般正交于纵向轴线24延伸的假想环形顶部环换向面(由圆形线49表示)指示当活塞12使方向反向并且开始移动远离TC时顶部环凹槽40的上表面48立即停下来的轴向位置(关于轴线24)。类似地，活塞14包括至少一个环形环凹槽50，活塞环52被保持在环形环凹槽50中。活塞14具有圆形周边边缘53，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气缸衬套，其包含：圆柱形壁，所述圆柱形壁具有限定孔的内表面，所述孔居中在所述衬套的纵向轴线上，所述孔具有相对于所述纵向轴线的第一直径；进气端口和排气端口，所述进气端口和排气端口在所述衬套的相应相对端部附近被形成在所述圆柱形壁中；所述衬套的中间部分，所述中间部分在所述端部之间延伸，并且包括包含活塞上止点位置即活塞TC位置的环形衬套部分；所述环形衬套部分被限定在正交于所述纵向轴线延伸的第一顶部环换向面和第二顶部环换向面之间，其中所述第一顶部环换向面在第一轴向位置处，其中，当所述活塞在其TC位置处时，第一活塞的最顶部环位于所述第一轴向位置中，并且所述第二顶部环换向面在第二轴向位置处，其中，当所述活塞在其TC位置处时，第二活塞的最顶部环位于所述第二轴向位置中；以及，衬套环，所述衬套环被安置在所述孔的在所述环形衬套部分中的部分中，其中所述衬套环具有内部环形表面，所述内部环形表面具有相对于所述纵向轴线的小于所述第一直径的第二直径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.31 US 14/675,3401.一种用于对置活塞发动机的气缸衬套，其包含：圆柱形壁，所述圆柱形壁具有限定孔的内表面，所述孔居中在所述衬套的纵向轴线上，所述孔具有相对于所述纵向轴线的第一直径；进气端口和排气端口，所述进气端口和排气端口在所述衬套的相应相对端部附近被形成在所述圆柱形壁中；所述衬套的中间部分，所述中间部分在所述端部之间延伸，并且包括包含活塞上止点位置即活塞TC位置的环形衬套部分；所述环形衬套部分被限定在正交于所述纵向轴线延伸的第一顶部环换向面和第二顶部环换向面之间，其中所述第一顶部环换向面在第一轴向位置处，其中，当所述活塞在其TC位置处时，第一活塞的最顶部环位于所述第一轴向位置中，并且所述第二顶部环换向面在第二轴向位置处，其中，当所述活塞在其TC位置处时，第二活塞的最顶部环位于所述第二轴向位置中；以及，衬套环，所述衬套环被安置在所述孔的在所述环形衬套部分中的部分中，其中所述衬套环具有内部环形表面，所述内部环形表面具有相对于所述纵向轴线的小于所述第一直径的第二直径。2.根据权利要求1所述的气缸衬套，其进一步包括作用在所述衬套环与所述孔之间的一个或更多个空气调节器。3.根据权利要求1所述的气缸衬套，其进一步包括在所述孔的被包含在所述环形衬套部分中的环形凹槽，其中所述衬套环被安置在所述环形凹槽中。4.根据权利要求3所述的气缸衬套，其进一步包括作用在所述衬套环与所述孔之间的一个或更多个空气调节器。5.根据权利要求1所述的气缸衬套，其中所述衬套环由具有第一耐热性的材料形成，并且所述气缸衬套由具有小于所述第一耐热性的第二耐热性的材料形成。6.根据权利要求5所述的气缸衬套，其进一步包括在所述孔的被包含在所述环形衬套部分中的环形凹槽，其中所述衬套环被安置在所述环形凹槽中。7.根据权利要求5所述的气缸衬套，其进一步包括作用在所述衬套环与所述孔之间的一个或更多个空气调节器。8.一种对置活塞发动机，其包括一个或更多个气缸，每个气缸包含在气缸体中的气缸通道和根据权利要求1-7中任一项所述的气缸衬套，所述气缸衬套...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·J·库兹尼克，B·A·瓦格纳，
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