具有敞开式水套的发动机缸体的制作方法

xiaoxiao2020-7-22  8

专利名称:具有敞开式水套的发动机缸体的制作方法
技术领域
本实用新型涉及内燃机技术领域,具体的说涉及一种发动机缸体的水套结构,在满足缸内冷却的情况下,增加缸盖螺栓孔搭子强度,降低缸盖螺栓预紧力造成缸孔变形和缸体内的应力应变;为满足冷却系统的开发,通过水套隔板将缸体水套分割为两个部分,工
艺简单,使用可靠。
背景技术
发动机缸体上的缸盖螺栓孔一般布置于水套外壁,在缸盖螺栓拧紧的过程中,其预紧力可以通过螺栓孔周围的实体传递给缸孔,造成缸孔的变形。而缸孔的严重变形,则会造成一系列的不良后果,其中最严重的应是活塞环密封不严,使得排放恶劣。随着发动机技术水平的提高,发动机的燃烧压力日益增高,为满足发动机缸体与缸盖之间的密封,这对于缸盖螺栓的预紧力要求越来越高;而随着对于排放要求的日益提高,对于发动机缸孔变形量的要求越来越小。发动机缸体的水套分为封闭式和敞开式。敞开式水套可以有效的降低缸盖螺栓预紧力造成的缸孔变形,但此结构缸盖螺栓孔搭子的强度为薄弱环节,在发动机的工作过程中,缸盖螺栓孔搭子有被撕裂的风险。发动机缸体和缸盖水套的进水口一般布置在缸体上, 而出水口一般布置在缸盖上,这就需要通过管路将冷却液引入水泵而重新进入缸体水套。 这样的设计,既不利于发动机刚起动时水温的快速上升,又需要布置管路,增加发动机的布置难度和成本。
发明内容为应对发动机性能和排放要求的日益提高,本实用新型的主要目的是提供一种改进敞开式水套结构的发动机缸体,以满足缸内冷却的情况下,增加缸盖螺栓孔搭子强度,降低缸孔变形量。本实用新型的另一目的是将缸体水套分割为两个部分,即进水部分和出水部分,同时保证在发动机刚起动时,出水部分有适量的冷却液流动。实现上述目的技术解决方案如下具有敞开式水套的发动机缸体包括缸体本体,缸体本体上均布着两个以上的缸孔,缸孔的周围为缸体水套,缸体水套外周的螺栓孔搭子块上开设有缸盖螺栓孔;缸体水套的一侧连通着进水口,改进在于所述缸体水套的底面为正弦波浪形;与缸体本体前端缸孔相邻的缸体水套内设有前水套隔板,与缸体本体后端缸孔相邻的缸体水套内设有后水套隔板,前水套隔板和后水套隔板将缸体水套分割为进水部分和出水部分;前水套隔板和后水套隔板上分别开设有两个以上的小孔;所述缸体本体一侧的进水口连通着缸体水套的进水部分,所述缸体本体进水口侧的中部设有连通缸体水套的出水部分的出水口。正弦波浪形的缸体水套底面的波峰位于与缸盖螺栓孔相邻处,波谷位于缸孔的横向中心线处,波谷处的缸体水套深度(HI)大于波峰处的缸体水套深度(H2)。正弦波浪形波峰处的缸体水套深度(H2)小于相邻的缸盖螺栓孔的螺纹深度 (H3)。所述前水套隔板、后水套隔板与缸体水套之间均为过盈配合,前水套隔板的开口处和后水套隔板的开口处分别与相对应的缸体水套内壁配合,前水套隔板的弯折处外侧和后水套隔板的弯折处外侧分别与相对应的缸体水套外壁配合;前水套隔板和后水套隔板均为角钢状的不锈钢隔板,前水套隔板的两侧边的宽度和后水套隔板的两侧边的宽度相等, 缸体水套内前水套隔板安装处的宽度和后水套隔板安装处的宽度相等;且在自由状态下, 前水套隔板两侧边的宽度或后水套隔板两侧边的宽度大于缸体水套内前水套隔板安装处和后水套隔板安装处的宽度。所述前水套隔板的两侧边板上部、后水套隔板的两侧边板上部分别开有两个以上的小孔,使适量的冷却液能够从进水部分直接流入出水部分。本实用新型的缸体水套底面采用正弦波浪形结构,即在缸盖螺栓孔处为波峰,而在缸孔的横向中心线处为波谷;提高了缸盖螺栓孔处搭子块的强度,降低了在发动机的工作过程中,缸盖螺栓孔处搭子块被撕裂的风险。将缸体水套分割为进水部分和出水部分,实现了发动机冷却系统小循环工作时 (即节温器未打开时)冷却液在缸体缸盖内的水套流动,而不需要另外布置管路将缸盖水套内的冷却液引入到缸体水套内,简化了布置,且有利于在发动机刚起动时水温的快速上升, 以使发动机更快的进入到良好的工作状态。本实用新型的水套隔板上端开有小孔,以保证发动机刚起动时,冷却液可以通过此小孔进入出水部分,保证此时出水部分缸体和活塞组件的冷却。水套隔板为不锈钢薄钢板,具有耐蚀性和弹性。利用水套隔板的弹性,使其安装后与水套壁形成过盈配合,以固定水套隔板。通过水套隔板对水套的隔断,工艺简单,使用可靠。对于铸铁缸体,通过铸造方法将水套分为两部分,则工艺难度高。原因在于如果将铸铁缸体的水套芯分为两部分,则大大降低水套芯的刚度和强度,在铸造过程中会引起水套芯的偏移甚至断裂。对于铸造铝合金缸体,虽然可以通过铸造的方法直接在水套内留有铸造实体隔板以分割水套。因铸造的工艺需求,铸造实体隔板的厚度不能过小,因此此处的局部冷却效果会受到影响。

图1为本实用新型缸体的俯视示意图。图2为缸体水套轴测图。图3为缸体水套侧视图。图4为图1的A-A剖视图。图5为图1的仰视图。图6为安装在水套隔板的缸体俯视图。图7为水套隔板结构示意图。图8为图6的B-B剖视图。缸体水套1、螺栓孔搭子块2、缸盖螺栓孔3、缸孔4、进水口 5、出水口 6、进水部分7、出水部分8、前水套隔板9. 1、后水套隔板9. 2、缸体本体10、小孔11。
具体实施方式
下面结构附图,通过实施例对本实用新型作进一步地详细的说明。实施例参见图1,具有敞开式水套的发动机缸体的缸体本体10上均布着四个缸孔4,缸孔 4的周围为缸体水套1,缸体水套1为整体敞开式。缸体水套1外周的螺栓孔搭子块2上开设有缸盖螺栓孔3 ;缸体水套1的一侧连通着进水口 5。所述缸体水套1的底面为正弦波浪形,见图2和图3 ;正弦波浪形的缸体水套底面的波峰处位于与缸盖螺栓孔3相邻处,波谷位于缸孔的横向中心线处,波谷处的缸体水套深度(Hl)大于波峰处的缸体水套深度(H2),正弦波浪形波峰处的缸体水套深度(H2)小于相邻的缸盖螺栓孔的螺纹深度(H3),见图4。具体制造时,在缸盖螺栓孔3处的缸体水套底部降低水套砂芯的高度,即在缸盖螺栓孔3外壁处,加高水套的底部,使得螺栓孔搭子块2 和缸孔4外壁连接起来,即水套底部高于缸盖螺栓孔底部。在缸孔4横向中心线处,水套深度较深,可以保证活塞环的充分冷却。而在螺栓孔搭子块2处,虽然水套深度较浅,但此处区域较小,且处于两缸之间,不会影响活塞环的冷却效果。缸盖螺栓孔3与缸孔4外壁的连接,有效的加强了缸盖螺栓孔搭子块2的强度,分散了缸盖螺栓预紧力在此处的应变与应力。参见图6,与缸体本体10前端的缸孔4相邻的缸体水套1内安装有前水套隔板 9. 1,与缸体本体10后端的缸孔4相邻的缸体水套1内安装有后水套隔板9. 2,前水套隔板 9. 1和后水套隔板9. 2将缸体水套1分割为进水部分7和出水部分8 ;且前水套隔板9. 1、 后水套隔板9. 2与缸体水套1之间均为过盈配合,即前水套隔板的开口处和后水套隔板的开口处分别与相对应的缸体水套内壁配合,前水套隔板的弯折处外侧和后水套隔板的弯折处外侧分别与相对应的缸体水套外壁配合。前水套隔板9. 1和后水套隔板9. 2均为角钢状的不锈钢隔板,厚度较薄,具有弹性,利用其弹性变形,使得其与水套壁形成过盈配合,以实现其固定。前水套隔板9. 1两侧边的宽度和后水套隔板9. 2两侧边的宽度(W2)相等,缸体水套内安装前水套隔板9.1处的宽度和安装后水套隔板9. 2处的宽度(Wl)相等。在自由状态下,前水套隔板9. 1两侧边的宽度和后水套隔板9. 2两侧边的宽度(W2)大于缸体水套内安装前水套隔板处的宽度和安装后水套隔板处的宽度(W1)。前水套隔板9. 1的两侧边板上和后水套隔板9. 2两侧边板上分别开设有两个相同大小的小孔911,见图7和图8,以使适量的冷却液能够从进水部分直接流入出水部分。参见图5和图6,缸体本体10侧面的进水口 5连通着缸体水套1的进水部分7 ;进水口 5 —侧的缸体本体10上开设有连通缸体水套的出水部分8的出水口 6。本实用新型发动机缸体缸盖内水套的水流方向是从缸体的进水口 5流入缸体水套1的进水部分7,由进水部分7进入到缸盖水套1,在缸盖水套1内循环后流回至缸体水套的出水部分8,最后由缸体水套的出水口 6流出。并且需要在缸体前后端有适量的冷却液由进水部分7流入出水部分8。
权利要求1.具有敞开式水套的发动机缸体,包括缸体本体,缸体本体上均布着两个以上的缸孔, 缸孔的周围为缸体水套,缸体水套外周的螺栓孔搭子块上开设有缸盖螺栓孔;缸体水套的一侧连通着进水口,其特征在于所述缸体水套的底面为正弦波浪形;与缸体本体前端缸孔相邻的缸体水套内设有前水套隔板,与缸体本体后端缸孔相邻的缸体水套内设有后水套隔板,前水套隔板和后水套隔板将缸体水套分割为进水部分和出水部分;前水套隔板和后水套隔板上分别开设有两个以上的小孔;所述缸体本体一侧的进水口连通着缸体水套的进水部分,所述缸体本体进水口侧的中部设有连通缸体水套的出水部分的出水口。
2.根据权利要求1所述的具有敞开式水套的发动机缸体,其特征在于正弦波浪形的缸体水套底面的波峰位于与缸盖螺栓孔相邻处,波谷位于缸孔的横向中心线处,波谷处的缸体水套深度Hl大于波峰处的缸体水套深度H2。
3.根据权利要求1所述的具有敞开式水套的发动机缸体,其特征在于正弦波浪形波峰处的缸体水套深度H2小于相邻的缸盖螺栓孔的螺纹深度H3。
4.根据权利要求1所述的具有敞开式水套的发动机缸体,其特征在于所述前水套隔板、后水套隔板与缸体水套之间均为过盈配合,前水套隔板的开口处和后水套隔板的开口处分别与相对应的缸体水套内壁配合,前水套隔板的弯折处外侧和后水套隔板的弯折处外侧分别与相对应的缸体水套外壁配合;前水套隔板和后水套隔板均为角钢状的不锈钢隔板,前水套隔板的两侧边的宽度和后水套隔板的两侧边的宽度相等,缸体水套内前水套隔板安装处的宽度和后水套隔板安装处的宽度相等;且在自由状态下,前水套隔板两侧边的宽度或后水套隔板两侧边的宽度大于缸体水套内前水套隔板安装处和后水套隔板安装处的宽度。
5.根据权利要求1所述的具有敞开式水套的发动机缸体,其特征在于所述前水套隔板的两侧边板上部、后水套隔板的两侧边板上部分别开有两个以上的小孔,使适量的冷却液能够从进水部分直接流入出水部分。
专利摘要本实用新型涉及具有敞开式水套的发动机缸体。所述缸体水套的底面为正弦波浪形,波峰处位于与缸盖螺栓孔相邻处,波谷位于缸孔的横向中心线处;与缸体前端相邻的缸体水套内设有前水套隔板,与后端相邻的缸体水套内设有后水套隔板,前、后水套隔板将缸体水套分割为进水部分和出水部分;前、后水套隔板上开设有两个以上的小孔;所述缸体设有连通缸体水套的进水部分的进水口,中部设有连通缸体水套的出水部分的出水口。本实用新型提高了螺栓孔搭子的强度;通过前、后水套隔板将缸体水套分割为进水部分和出水部分,实现了将缸盖水套内的冷却液直接引入缸体出水部分的水套内直接排出,简化了冷却系统布置设计,并快速提升发动机刚起动时冷却液温度。
文档编号F02F1/16GK202300678SQ20112043863
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月8日 优先权日2011年11月8日
发明者姚巍, 张应兵, 李欢, 杨林强, 王东芳, 章家续, 靳素华 申请人:安徽江淮汽车股份有限公司

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