用于增强冷却的发动机装置制造方法及图纸

一种用于内燃发动机的汽缸套和活塞构造，其包括用于改善活塞的冷却的特征部。特定比值和尺寸被包括以优化汽缸套和活塞的特征部。还包括有助于实现特定尺寸和比值中的一些的独特活塞特征部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增强冷却的发动机装置相关申请交叉引用本申请要求2011年3月7日提交的美国专利临时申请No.61／450，019的优先权，该美国临时申请通过引用全部并入本文。
本专利技术涉及一种用于内燃发动机的活塞与汽缸套构造。
技术介绍
内燃发动机受到政府规定和消费者期望的影响。政府规定包括减少排放和提高发动机效率以减少燃料消耗。消费者期望包括改进的发动机可靠性以及更长的发动机寿命。虽然在应对政府规定和提高内燃发动机寿命方面已经取得了很大的进步，但是内燃发动机是高度复杂的机构，并且对发动机部件的革新措施可以获得寿命、可靠性和效率的改善。
技术实现思路
本公开内容提供了一种内燃发动机，所述内燃发动机包括发动机机体、缸膛、汽缸套和活塞。所述缸膛形成在所述发动机机体内并具有从所述缸膛径向向外定位的至少一个冷却剂通道。所述汽缸套定位在所述缸膛内并具有内径D。所述活塞定位在所述汽缸套内以沿着轴线往复运动。所述活塞包括顶面，具有外周表面的外侧壁，以及定位成距所述顶面有轴向距离B的凹槽。距离B与内径D的比值小于0.090。本公开内容的实施例的优点和特征在结合附图观察时从示例性实施例的下列详述将变得更加清楚。附图说明图1是贯穿根据本公开内容的一个示例性实施例的内燃发动机的一部分的剖视图。具体实施方式图1示出了根据本公开内容的示例性实施例的内燃发动机10。发动机10包括仅被示出一小部分的发动机机体12，安装在该发动机机体12上的汽缸盖14，定位在该发动机机体12中的至少一个汽缸套16，以及定位成用于在汽缸套16中沿着轴线往复运动的至少一个活塞18。当然，发动机10可以包括可布置成一条直线或布置成“V”型构造的多个汽缸套16和活塞18，例如每个发动机包括四至八个汽缸套和活塞。如下面所讨论那样，发动机10包括各种精确的结构参数，这些参数产生一定的益处，诸如，改善活塞18和汽缸套16的冷却，实现提高发动机10的寿命和可靠性，以及减少排放，并实现提高发动机10的燃料经济性和效率。发动机机体12包括至少一个缸膛20。汽缸套16定位在缸膛20内。汽缸套16包括具有内径D的、用于定位活塞18的内孔17。活塞18可以是任何类型的活塞，只要它包含下文确定的完成本专利技术所必需的特征部即可。例如，活塞18可以是铰接活塞。汽缸套16将位于该汽缸套16的内部的被润滑部22和在内孔17的一端处定位在活塞18和汽缸盖14之间的燃烧室23与形成在发动机机体12中的多个冷却剂通道26(例如26a，26b，26c)分开。定位在活塞18的近侧、顶部或上部中的燃烧碗24是燃烧室23的一部分。燃烧碗24中可以形成有多个特征部。例如，燃烧碗24可以具有中央部24a，该中央部24a在轴向上比绕该中央部24a延伸的环形部24b更靠近汽缸盖14。这些特征部可以和燃烧室23的特征相关，燃烧室的特征可以包括燃料流以及燃料流如何燃烧或点燃(未示出)。燃烧室23可以具有在2004年5月11日发布的美国专利No.6,732,703中所描述的燃烧室特征，该美国专利通过引用全部并入本文。冷却剂通道26可以构造成为活塞18提供最优的冷却。例如，冷却剂通道26a可以是高速冷却剂流，冷却剂通道26b可以是低速冷却剂流。冷却剂通道26c可以是将流体通道26的一部分与流体通道26的另一部分相连的端口，诸如将冷却剂通道26a和冷却剂通道26b相连的端口。汽缸套16包括具有轴向或纵向厚度A的顶凸缘部28。汽缸套16还包括从顶凸缘部28轴向或纵向延伸的具有径向厚度C的环形壁部32。突起33可以从壁部32进一步轴向定位，该突起与缸膛20协作以将冷却剂通道26a与冷却剂通道26b分离。止动件或台阶部34可以从突起33进一步轴向地包括在汽缸套16上。壁部37定位在汽缸套16上并从突起33延伸到止动件34。顶凸缘部28包括与环形缸膛20相对的外环形表面30。冷却剂通道26a从壁部32径向向外定位在汽缸套16的一侧上，并且冷却剂通道26c从壁部32径向向外定位在汽缸套16的与冷却剂通道26a相对的一侧上。冷却剂通道26a，冷却剂通道26b，以及冷却剂通道26c可以是绕汽缸套16有角度地延伸的单个冷却剂通道的一部分。位于汽缸套16上的止动件34接合位于发动机机体12上的环形台阶或止动件35。止动件34提供设定汽缸套16的近侧、邻近的或上表面40相对于发动机机体12的顶面38的深度或偏移的位置。止动件34设定汽缸套16的顶面40和汽缸盖14或汽缸盖垫圈41之间的间隙的轴向长度。类似于止动件34的止动件在1981年10月12日公布的美国专利4,294,203中被描述，该美国专利的全部内容通过引用并入本文。一个或多个凹槽42也可以定位在汽缸盖14的外壁36上。一个或多个密封件44可以定位在每个凹槽42中。密封件44将被润滑部22与冷却剂通道26分开。汽缸套16从缸膛20的顶端或近端插入发动机机体12中。汽缸套16的外周在该汽缸套16的包括凹槽42的区域中与缸膛20滑动配合。如前面所述，定位于凹槽42内的密封件44防止来自被润滑部22的润滑剂污染位于冷却剂通道26中的冷却剂，并且防止来自通道26的冷却剂污染被润滑部22中的润滑剂。凸缘部28的环形表面30与缸膛20的内表面94压配合。所述压配合可以提供在流体通道26和燃烧室23之间的密封，并且将汽缸套16固定在发动机机体12内。在凸缘部28和缸膛20的内表面94之间也可以定位有一密封件(未示出)。如前面所述，活塞18定位在汽缸套16的具有内径D的内孔17中。活塞18在图1中被示出处于上止点(TDC)位置。活塞18驱动常规的连杆46，该连杆附接于固定到活塞18上的销、杆或轴48。连杆18驱动发动机10的曲轴(未示出)。连杆18和曲轴导致活塞18沿直线路径在汽缸套16内往复运动。当曲轴被定位成将活塞18远离曲轴的旋转轴线移动到最远位置时，到达TDC位置。以常规的方式，活塞18在通过进气冲程和动力冲程前进时从TDC位置移动到下止点(BDC)位置。活塞18包括用于活塞环以及位于活塞18的外侧壁43的外周、外径或外表面49上的密封件的多个凹槽。多个凹槽包括顶部、上部、近侧或第一凹槽50，第二、中央或中间凹槽52，以及第三、底部、下部、或远侧凹槽54。顶部凹槽50包括有助于防止来自燃烧室23的燃烧气体在活塞18和汽缸套16之间行进的第一常规压缩环56。顶部凹槽50的上侧62定位成距活塞18的顶部、上部或近侧表面64有距离B。中间凹槽52包括第二常规压缩环58。第三凹槽54包括限制沿着内孔17朝着活塞18的定位有燃烧碗24的上端或近端移动的油量的常规控油环60。顶部凹槽50的距离B从排放的观点来看是很重要的。在活塞18的外侧壁43的外表面或外周面49与汽缸套16的内孔17之间存在径向间隙。在被称为死区的顶环56上方的区域中被捕集在外周面49与内孔17之间的区域中的燃料不会被燃烧。该燃料在活塞18离开TDC位置时变成暴露的，并且该燃料进入发动机10的排气装置(未示出)中。未燃烧的燃料促成增加的排放并导致发动机10的低效率。因此，减小距离B的能力能减少排放并提高燃料效率。刮油环39可以在汽缸套16中定位在顶凸缘部28的内部。刮油环39的内径小于内孔17的直径。刮油环39减小了上文所描述的死区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.07 US 61/450,0191.一种内燃发动机，包括：发动机机体；缸膛，所述缸膛形成在所述发动机机体中并且具有从所述缸膛径向向外定位的至少一个冷却剂通道；汽缸套，所述汽缸套定位在所述缸膛内并具有内径D，所述汽缸套具有顶凸缘部，所述顶凸缘部具有轴向厚度A并且适于以压配合的方式接合所述缸膛，所述轴向厚度A决定了所述至少一个冷却剂通道能够多接近所述汽缸套的顶面；以及活塞，所述活塞定位在所述汽缸套内以沿着轴线往复运动，所述活塞包括：顶面，形成在所述顶面中的燃烧碗，所述燃烧碗具有一壁厚，具有外周面的外侧壁，定位成距所述顶面有轴向距离B的凹槽，以及在从所述活塞的所述外侧壁径向向内的位置形成的沟，所述沟的最上部分定位在距所述燃烧碗的顶面等于所述燃烧碗的所述壁厚的距离处，其中，所述沟的所述最上部分沿所述燃烧碗的轮廓而行；其中，所述距离B与所述内径D的比值小于0.090，所述轴向厚度A与所述距离B的比值小于0.80。2.如权利要求1所述的内燃发动机，其中，所述内径D大于165毫米并且小于275毫米...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·P·詹特尔，K·A·甘特，I·W·麦吉芬，J·沃辛顿，
申请(专利权)人：康明斯知识产权公司，
类型：
国别省市：