用于铸铝缸体的具有金属冷铁的混合凸轮孔砂芯制造技术

一种制造用于发动机缸体的具有金属冷铁的混合凸轮孔砂芯的系统，包括铝材料的发动机缸体铸件。凸轮轴孔延伸穿过发动机缸体。具有至少一个金属冷铁的凸轮孔砂芯定位在凸轮轴孔内。在发动机缸体的铸造过程中，至少一个金属冷铁的主体部分定位成与至少一个凸轮轴承构件的凸轮轴承表面直接接触，以增加至少一个凸轮轴承构件的冷却速率，并产生具有增强的机械性能的凸轮轴承构件的结晶材料深度。械性能的凸轮轴承构件的结晶材料深度。械性能的凸轮轴承构件的结晶材料深度。

【技术实现步骤摘要】
用于铸铝缸体的具有金属冷铁的混合凸轮孔砂芯


[0001]本专利技术涉及铸造发动机缸体和用于铸造发动机缸体的方法。
[0002]
技术介绍

[0003]汽车发动机缸体可以由诸如铁和铝等金属铸造而成。与铁相比，铝的使用减轻了发动机 缸体的重量，并且因此减轻了车辆重量，从而提高了车辆的燃料效率。铝的机械性能不等同 于铁的机械性能，因此开发了一些工艺来局部增强铝在发动机缸体高负荷区域，特别是在曲 轴和曲轴轴承轴颈区域的机械性能。
[0004]铸造模具通常使用铸造砂来限定负体积，该负体积限定了随后倒入模具中的金属的所需 的几何形状。在铝铸造中，希望在负载增加的区域，诸如在曲轴轴承轴颈处，局部增强铝的 机械性能。已知增加铝的冷却速率可以局部增强铝的机械性能。然而，将铸造砂充当热绝缘 体，其在铸造砂与铝接触的区域将会延缓铝的冷却速度。因此，铸造“冷铁”在浇注之前被 引入到模具中，该冷铁由诸如铁的材料制成，该材料能够增强铝和冷铁接触位置处铝的冷却 速率的传热系数。已知的冷铁在曲轴轴承轴颈区域延伸发动机缸体的整个长度，随后在铸造 铝冷却后从模具中移除。已知发动机缸体设计的凸轮轴区域的几何形状抑制了凸轮轴轴颈轴 承区域中冷铁的移除，因此，通过使用冷铁来增强凸轮轴轴颈轴承处的铝材料是尚未实现的。 这种增强将允许增加发动机的马力输出，而没有重量损失。
[0005]因此，尽管当前的铝发动机缸体铸造工艺实现了其预期目的，但是需要一种用于铸铝发 动机缸体的新的改进的系统和方法。

技术实现思路

[0006]根据若干方面，一种制造用于汽车发动机缸体的具有金属冷铁的混合凸轮孔砂芯的系统 包括铝材料的汽车发动机缸体铸件。凸轮轴孔延伸穿过发动机缸体。具有至少一个金属冷铁 的凸轮孔砂芯位于凸轮轴孔内。至少一个金属冷铁的主体部分，在发动机缸体的铸造过程中 定位成与至少一个凸轮轴承构件的凸轮轴承表面直接接触，以增加至少一个凸轮轴承构件的 冷却速率，并产生具有增强的机械性能的凸轮轴承构件的结晶材料深度。
[0007]在本专利技术的另一个方面，至少一个金属冷铁限定了第一金属冷铁和第二金属冷铁，第一 金属冷铁和第二金属冷铁分别包括向外指向的主体部分、向内指向的主体端和位于向内指向 的主体端和向外指向的主体部分之间的连接主体部分。
[0008]在本专利技术的另一个方面，向外指向的主体部分包括第一锥形表面，该第一锥形表面定位 成与至少一个凸轮轴承构件中的第一个的凸轮轴承表面直接接触。
[0009]在本专利技术的另一个方面，向内指向的主体端包括第二锥形表面，该第二锥形表面定位成 与至少一个凸轮轴承构件中的第二个的凸轮轴承表面直接接触。
[0010]在本专利技术的另一个方面，第一锥形表面限定相对于水平平面的第一角度，并且第二锥形 表面限定相对于第二水平平面的第二角度。
[0011]在本专利技术的另一个方面，连接主体部分包括具有较小直径的向内指向的主体端和具有较 大直径的向外指向的主体部分。
[0012]在本专利技术的另一个方面，第一砂芯围绕第一金属冷铁的连接主体部分，并且第二砂芯围 绕第二金属冷铁的连接主体部分。
[0013]在本专利技术的另一个方面，第一延伸构件一体地形成在第一金属冷铁的向内指向的主体端 上，并且第二延伸构件一体地形成在第二金属冷铁的向内指向的主体端上。
[0014]在本专利技术的另一个方面，第三砂芯位于第一金属冷铁和第二金属冷铁之间，第一延伸构 件嵌入在第三砂芯中，并保持第三砂芯在模制过程中与第一金属冷铁的向内指向的主体端接 触，并且第二延伸构件嵌入在第三砂芯中，并保持第三砂芯在模制过程中与第二金属冷铁的 向内指向的主体端接触。
[0015]在本专利技术的另一个方面，在模制后沿第一方向从凸轮轴孔移除第一金属冷铁，并且沿与 第一方向相反的第二方向从凸轮轴孔移除第二金属冷铁。
[0016]根据若干方面，一种制造用于汽车发动机缸体的具有金属冷铁的混合凸轮孔砂芯的系统， 包括铝材料的汽车发动机缸体铸件。凸轮轴孔延伸穿过发动机缸体铸件。在浇注发动机缸体 铸件过程中，具有第一金属冷铁和第二金属冷铁的凸轮孔砂芯定位在凸轮轴孔内。在浇注发 动机缸体铸件过程中，第一金属冷铁的主体部分定位成与第一凸轮轴承构件的凸轮轴承表面 直接接触，并且在浇注发动机缸体铸件过程中，第二金属冷铁的主体部分定位成与第二轴承 构件的凸轮轴承表面直接接触。第一金属冷铁和第二金属冷铁由金属制成，以提高铝材料的 冷却速率，并产生具有增强的机械性能的第一凸轮轴承构件和第二凸轮轴承构件的结晶材料 深度。第一金属冷铁的主体部分包括第一锥形表面，并且第二金属冷铁的主体部分包括第二 锥形表面，第一锥形表面和第二锥形表面使得第一金属冷铁沿第一方向滑动移除以及第二金 属冷铁沿与第一方向相反的第二方向滑动移除。
[0017]在本专利技术的另一个方面，第一金属冷铁和第二金属冷铁分别包括向内指向的主体端和位 于向内指向的主体端和主体部分之间的连接主体部分。
[0018]在本专利技术的另一个方面，向内指向的主体端包括限定一角度的第三锥形表面。
[0019]在本专利技术的另一个方面，第一金属冷铁和第二金属冷铁还包括通过第一连接主体部分直 接连接到主体部分的中心主体部分和通过第二连接主体部分一体地连接到中心主体部分的向 内指向的主体端。
[0020]在本专利技术的另一个方面，第一金属冷铁的向内指向的主体端与第二金属冷铁的向内指向 的主体端直接接触。
[0021]在本专利技术的另一个方面，第一金属冷铁的向内指向的主体端与第二金属冷铁的向内指向 的主体端通过间隙隔开。
[0022]在本专利技术的另一个方面，第一金属冷铁的向内指向的主体端和第二金属冷铁的向内指向 的主体端与第三凸轮轴承构件的凸轮轴承表面的一部分直接接触。
[0023]根据若干方面，一种制造用于铸铝发动机缸体的具有金属冷铁的混合凸轮孔砂芯的方法 包括：制备具有砂芯的汽车发动机缸体阴模部分；将具有至少一个金属冷铁的凸轮孔砂芯定 位在砂芯的凸轮轴孔内；以及使用发动机缸体阴模由铝材料铸造汽车发动机缸体，使在发动 机缸体的铸造过程中，至少一个金属冷铁的主体部分与至少一个凸轮轴承构件的凸轮轴承表 面直接接触，以增加至少一个凸轮轴承构件的冷却速率，并产生具有增强
的机械性能的凸轮 轴承构件的结晶材料深度。
[0024]在本专利技术的另一个方面，该方法还包括形成至少一个金属冷铁作为第一金属冷铁和第二 金属冷铁，第一金属冷铁和第二金属冷铁进一步分别具有向内指向的主体端和位于向内指向 的主体端和主体部分之间的连接主体部分。
[0025]在本专利技术的另一个方面，该方法还包括形成至少一个金属冷铁作为第一金属冷铁和第二 金属冷铁，第一金属冷铁和第二金属冷铁进一步分别具有通过第一连接主体部分直接连接到 主体部分的中心主体部分和通过第二连接主体部分一体地连接到中心主体部分的向内指向的 主体端。
[0026]根据本文的表述，进一步的适用领域将变得显而易见。应当理解的是，描述和具体示例 仅用于说明的目的，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于发动机缸体系统的具有金属冷铁的混合凸轮孔砂芯，包括：铸铝发动机缸体；延伸穿过所述发动机缸体的凸轮轴孔；具有至少一个金属冷铁的凸轮孔砂芯，在所述发动机缸体的铸造过程中定位在所述凸轮轴孔内；和所述至少一个金属冷铁的主体部分，在所述发动机缸体的铸造过程中定位成与至少一个凸轮轴承构件的凸轮轴承表面直接接触，以增加所述至少一个凸轮轴承构件的冷却速率，并产生具有增强的机械性能的所述至少一个凸轮轴承构件的结晶材料深度。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个金属冷铁限定第一金属冷铁和第二金属冷铁，所述第一金属冷铁和所述第二金属冷铁分别包括向外指向的主体部分、向内指向的主体端和位于所述向内指向的主体端和所述向外指向的主体部分之间的连接主体部分。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述向外指向的主体部分包括第一锥形表面，所述第一锥形表面定位成与所述至少一个凸轮轴承构件中的第一个的凸轮轴承表面直接接触。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述向内指向的主体端包括第二锥形表面，所述第二锥形表面与所述至少一个凸轮轴承构件中的第二个的凸轮轴承表面直接接触。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：