本发明专利技术的涉及一种气缸装置(2)和用于冷却气缸装置(1)的方法，提出了一种解决方案，通过该解决方案，以温度相关的方式控制从位于气缸装置(1)的气缸衬套(2)中的内燃机的燃烧室(6)到围绕气缸衬套(2)的区域(7)(诸如气缸本体或气缸曲轴箱)中的热传递。该装置通过以下事实解决了所述问题，即，在气缸衬套(2)和围绕气缸衬套(2)的区域(7)之间布置膨胀程度根据温度变化的夹套(9)。该方法通过以下事实解决了所述问题：气缸衬套(2)设置有夹套(9)，该夹套的膨胀根据温度而变化并且围绕气缸衬套(2)；夹套(9)在第一温度范围内在夹套(9)和区域(7)之间形成间隙(10)；以及夹套(9)在第二温度范围内在夹套(9)和区域(7)之间不形成间隙(10)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气缸装置和冷却气缸装置的方法
本专利技术涉及一种气缸装置，包括用于容纳活塞的气缸衬套和围绕气缸衬套的气缸本体。本专利技术还涉及一种用于冷却气缸装置的方法，其中，设置用于容纳活塞的气缸衬套以及围绕气缸衬套的区域，并且其中，气缸衬套的燃烧室中产生的热量被传递至围绕气缸衬套的区域。
技术介绍
在此规定，围绕气缸衬套的区域是气缸本体或气缸曲轴箱，产生的热量在其中传递或扩散。在通常具有在气缸内移动的活塞的内燃机中，燃料的燃烧过程在气缸的燃烧室中产生高温，这需要热量从燃烧室或气缸传递到例如围绕气缸的区域，诸如气缸本体或气缸曲轴箱。通常，提供冷却系统以防止内燃机中过热。这样的冷却系统可以例如利用冷却流体来操作，该冷却流体通过布置在气缸本体中的特定通道，并因此确保热量从气缸本体或气缸曲轴箱中排出。例如，这允许热量从内燃机的燃烧室传递到车辆的冷却剂回路中的冷却剂，该冷却剂回路具有用于冷却该冷却剂的对应冷却器或热交换器。所采用的主动或被动冷却系统减少热负荷，特别是在气缸或气缸衬套以及内燃机的活塞上的热负荷。另外，热传递防止所采用的润滑剂的热变化，例如润滑剂的焦化。不利的是，在这种冷却系统中，在内燃机刚起动之后的工作阶段中也发生来自内燃机的燃烧室的热传递。在气缸或气缸衬套处于低温的该第一温度范围或状态下，有利的是防止散热直到内燃机在气缸或气缸衬套的区域内达到所谓的工作温度。快速达到这样的工作温度(例如，可以在100℃至约150℃的范围内)将提高内燃机的效率，节省燃料并减少排放，因为工作温度必须达到催化转化器最佳运行的目的。然而，通常仅在内燃机预热之后才达到该工作温度。本领域中已知内燃机中在气缸衬套内部引导的活塞的各种布置，其解决了这种类型的内燃机的热传递或充分冷却的问题，在一些情况下还具有免除冷却的可能性。WO2005/024214A2公开了一种用于水冷式内燃机的气缸本体，其具有被冷却夹套包围的至少一个气缸，该冷却夹套具有用于气缸盖的连接表面，具有用于将冷却剂从冷却夹套进入气缸盖的至少一个传输口。该文献要解决的问题是以最简单的可能方式影响冷却剂在气缸本体和气缸盖之间的流动以及在气缸本体内的流动。根据本专利技术，这通过将限流器插入传输口中来实现，其中限流器至少部分地布置在冷却夹套内。还公开了限流器由管形成，其中限流器的外径基本对应于传输口的直径，并且限流器由金属或塑料构成。DE3134768A1公开了一种用于内燃活塞发动机的活塞-缸单元，特别是用于汽油和柴油发动机。要解决的问题是提出一种活塞-缸单元，其消除了对于在活塞和气缸衬套之间进行密封的活塞环的需要，因此总体上产生了一种能够承受高热负荷的单元。为了解决该问题，气缸衬套被由纤维复合材料构成的绑带围绕，该绑带在径向上的热膨胀小于气缸衬套的热膨胀，其中，由绑带引起的膨胀限制在气缸衬套的长度上不同。还规定，活塞具有盖，该盖具有面向燃烧室的活塞顶和与气缸运行表面相邻的基本圆柱形的活塞裙以及力引入芯，其具有用于活塞销和球形压力表面的轴承。还公开了，在球形表面上方，在活塞顶和力引入芯之间提供力引入连接，其相对于活塞纵向轴线旋转对称，盖在活塞裙的下部边缘连接至力引入芯，除了在力引入连接的区域之外，在盖和力引入芯之间没有任何其他接触，并且气缸衬套和盖均由陶瓷材料制成。DE3643828A1公开了一种用于未冷却的内燃活塞发动机的发动机气缸和发动机活塞，特别是用于具有排气涡轮增压器的四冲程柴油发动机。目的是在低燃烧气体泄漏损失的情况下向燃烧室建立可靠的活塞密封，同时相对于发动机气缸精确地引导中央活塞。为此，活塞轴设有迷宫式密封件，该迷宫式密封件在气缸衬套内部不接触且游隙最小地运行，其中将活塞导管牢固地插入气缸衬套内部，其唯一目的是相对于活塞头的下侧上的发动机气缸引导发动机活塞，其中活塞导管在布置在温度较低的区域中的自立式引导衬套中滑动，并且其下端用于铰接连杆。以这种方式，可以减少机械部件上产生的摩擦和磨损，并且可以省去主动冷却。现有技术中还已知所谓的车辆催化转化器，也简称为催化转化器。车辆催化转化器用于带有内燃机的车辆中的排气后处理。催化转化器的任务是减少废气中的污染物排放，以使空气污染物的排放保持低于或至多接近预定极限值。这些极限值在各种欧洲标准中都有规定。为了通过催化转化器进行适当的废气后处理，必须达到规定的工作温度，在该温度下可以进行清洁所需的化学反应。该温度称为“起燃温度”。在达到该温度之前，催化转化器无法正常工作或处于仅将废气清洁至有限膨胀的操作模式。目的是在从冷运行状态启动内燃机后尽快达到“起燃温度”。从现有技术中还已知使内燃机中的燃烧室与气缸本体永久地隔离，从而防止热传递。Woschni,G.:Influenceofcombustionchamberinsulationonfuelconsumptionandheatflowsindieselengines.MTZ49,pp.281-285(1988)中公开的这种方法对内燃机的效率有负面影响，特别是由于装料的加热和热气缸壁上的热传递系数不成比例地增加，至少在达到工作温度的内燃机的第二温度范围下。AT228013B公开了一种水冷式内燃机以及用于制造冷却水导管夹套的方法。其目的是制造封闭的冷却水导管夹套，该导管夹套被设置为防止可以直接在气缸本体中形成的材料引起的气穴现象。为此目的，具有游隙地围绕气缸衬套的整个气缸圆周的封闭的冷却水导管夹套由直接在气缸本体的冷却水空间中形成的塑料体制成，该塑料体由耐热或防腐蚀的耐油塑料制成，诸如单独的聚酯，或由石棉、玻璃棉、锯末等制成的填料形成。DE969880B公开了一种插入衬套，其中套筒围绕活塞发动机的插入衬套。书面描述尤其涉及一种用于活塞发动机，特别是内燃机的插入衬套，具有上套环，该上套环一方面被夹持在气缸盖之间，另一方面被夹持在围绕衬套的套筒之间，并且弹性支撑在气缸本体上，其中根据本专利技术，套筒的下接触表面被支撑在用于引导衬套的下端的导向套环上。现有技术中已知的解决方案的缺点在于，仅通过现有的温度差来确定从内燃机的燃烧室到气缸体以及因此到冷却水的热量传递。同样不利的是，在一些情况下，例如当要省去主动冷却时，需要特殊且因此复杂的机械解决方案。因此，需要一种解决方案来影响内燃机中的热传递。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种气缸装置和用于冷却该气缸装置的方法，由此根据温度控制从位于气缸装置的气缸衬套中的内燃机的燃烧室到围绕气缸衬套的区域(诸如气缸本体或气缸曲轴箱)中的热传递。该目的通过具有根据独立权利要求的权利要求1的特征的装置来实现。在从属权利要求2至5中陈述了进一步的演变。该目的还通过具有根据独立权利要求的权利要求6的特征的方法来实现。在从属权利要求7至11中陈述了进一步的演变。可以考虑将气缸衬套或内套筒布置在内燃机的气缸装置中，其以常规方式与活塞接触。在这种情况下，燃烧室也可以通过使用活塞环以常规方式密封。气缸衬套可以具有面向内朝向活塞的耐磨本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种气缸装置(1)，包括用于容纳活塞(3)的气缸衬套(2)和围绕所述气缸衬套(2)的区域(7)，其特征在于，膨胀程度根据温度变化的夹套(9)布置在所述气缸衬套(2)和围绕所述气缸衬套(2)的区域(7)之间，并且在第一温度范围内形成间隙(10)并且在第二温度范围内不形成间隙(10)的夹套(9)设置为所述夹套(9)，其中，所述间隙在所述第一温度范围内设置在所述夹套(9)和周围区域(7)之间。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181201 DE 102018009442.21.一种气缸装置(1)，包括用于容纳活塞(3)的气缸衬套(2)和围绕所述气缸衬套(2)的区域(7)，其特征在于，膨胀程度根据温度变化的夹套(9)布置在所述气缸衬套(2)和围绕所述气缸衬套(2)的区域(7)之间，并且在第一温度范围内形成间隙(10)并且在第二温度范围内不形成间隙(10)的夹套(9)设置为所述夹套(9)，其中，所述间隙在所述第一温度范围内设置在所述夹套(9)和周围区域(7)之间。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，具有与所述气缸衬套(2)不同的热膨胀系数的夹套(9)被设置为所述夹套(9)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，具有热活性构造的夹套(9)，特别是由双金属或形状记忆合金构成的夹套(9)被设置为所述夹套(9)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，用于根据温度主动改变所述夹套(9)的径向膨胀或周长的装置布置在所述夹套(9)上。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，用于主动改变所述夹套(9)的径向膨胀或周长的装置包括电、压电或磁操作的致动器。
6.一种用于冷却气缸装置(1)的方法，其中，设置有用于容纳活塞(3)的气缸衬套(2)和围绕所述气缸衬套...
【专利技术属性】
技术研发人员：赫尔曼·罗腾格伯，约翰内斯·奥德，蒂罗·瓦格纳，
申请(专利权)人：马格德堡大学，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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