CN101413456B - 发动机用组合式平台网纹气缸套 - Google Patents
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Abstract
发动机用组合式平台网纹气缸套，涉及发动机的气缸套技术领域。套体由奥贝球墨铸铁制成，上端设置连体的环形安装凸台；法兰圈由普通铸铁制成，内侧设有环形凹形台；法兰圈的环形凹形台配合在套体环形安装凸台外，在法兰圈和套体的环形安装凸台之间设置密封圈；套体外壁设置环形定位面和均布在同一个环形定位面上的轴向弧形剖面过水槽；法兰圈下端设置同质且连体的定位环，下部设置环形冷却腔，法兰圈上端面均布下端分别与所述环形冷却腔连通的通水孔，定位环内表面和套体的环形定位面动配合，轴向弧形剖面过水槽上端与环形冷却腔连通，轴向弧形剖面过水槽下端与环形冷却腔相通。本实用新型方便生产，法兰圈不易损坏，节约成本，便于维护。
Description
技术领域
本发明涉及发动机的气缸套技术领域。
背景技术
在现有技术中，发动机气缸套采用硼铸铁、硼铜铸铁、铬钼铜铸铁、高磷合金铸铁、高磷铸铁、高含量铬钼镍铸铁、铬钼铜硼合金铸铁、球墨铸铁等制造。气缸套套体内表面硬化处理采用软氮化、激光、表面高频淬火、镀铬等热处理工艺，或本体内表面(硬度HB207～360)设有平台珩磨网纹或软氮化(其化合层仅0.030mm)后平台珩磨网纹，当表面硬化层被磨掉后，则不圆整的基体组织硬度为HB207-360的气缸套内壁将不敌高温高压燃气的冲刷及杂质的磨损而迅速发生端磨。由于现有技术中气缸套套体和法兰圈是刚性一体的设计，因此，气缸套除了承受灼热燃气的热负荷和高压燃气的爆发压力外，还承受了组装在机体上的螺栓预紧力，这时气缸套承受的综合负荷有：
①螺栓预紧装配力，②灼热燃气的热负荷，③高压燃气的爆发压力下的机械负荷。
气缸套法兰圈下端面与安装面采取硬性的设计，不但使气缸套套体承担上述的的综合负荷，致使气缸套套体上产生复杂的低频率的不均匀的热应力和高频率的不均匀的机械应力，而且使气缸套套体和法兰圈在爆发压力和气缸壁内外温差的作用及活塞对气缸套的侧向力和滑动摩擦力的作用下，增加了弯曲应力和气缸套套体的紧固约束力，从而使气缸套套体和法兰圈都被受到更大的机械应力和热应力，甚至导致法兰圈根部的裂纹及密封接触面的失效。
另，由于原发动机用气缸套直径大、厚度高的法兰圈中冷却腔不连贯且气缸体下部设有螺旋槽的气缸套，冷却水系不连贯且流阻大，直接造成了气缸套上端内壁的不均匀热变形，加重了气缸套内壁油膜的破坏和磨损的形成，创造了润滑油窜入燃烧室的机会，导致了气缸套迅速磨损和产生端磨的不良后果。润滑油窜入燃烧室，介入燃烧是形成冒蓝烟、黑烟的根源。这样排放指标不良，严重影响了环境，还造成能源的浪费。
发明内容
本发明目的在于设计一种高耐磨、冷却好、紧固约束力低、节约优质材料、组装分解便捷的发动机用组合式平台网纹气缸套。
本发明主要由套体和法兰圈组成，所述套体由奥贝球墨铸铁制成，所述套体的上端设置连体的环形安装凸台；所述法兰圈由普通铸铁制成，所述法兰圈内侧设有环形凹形台；所述法兰圈套置在所述套体外，法兰圈的环形凹形台配合在套体环形安装凸台外，在法兰圈和套体的环形安装凸台之间设置密封圈；在所述套体外壁设置环形定位面和均布在同一个环形定位面上的至少四个轴向弧形剖面过水槽；在所述法兰圈的下端设置同质且连体的定位环，在法兰圈的环形凹形台下部设置环形冷却腔，在法兰圈的上端面均布与法兰圈轴向平行的通水孔，所述通水孔的下端分别与所述环形冷却腔连通；所述定位环套置在套体的外壁，定位环内表面和套体的环形定位面动配合，各轴向弧形剖面过水槽上端与环形冷却腔连通，轴向弧形剖面过水槽下端与套体和水套之间的一环形冷却腔相通。
本发明由套体和法兰圈两体组合而成，不但方便生产，而且，法兰圈不容易损坏，故此，节约成本，便于维护。通过通水孔、环形冷却腔和数个轴向弧形剖面过水槽的设置，可及时降低气缸套上端内壁的热变形。采用组合式气缸套的新结构后，所述法兰圈和所述套体分开，组装在机体上的螺栓预紧力由法兰圈担当，因而所述法兰圈主要只承受压缩力，故法兰圈可以采用普通铸铁来制作，从而节省了高强化原材料。所述套体主要承受灼热燃气的热应力和高压燃气的爆发压力下的机械应力，因而避免了因螺栓预紧装配力的约束，致使法兰圈和套体刚性连接过渡圆弧处应力集中产生裂纹的问题.。本发明套体采用奥贝球墨铸铁来制作，从而高强化原材料这类如钢的新型工程材料用在了刀刃上。套体集中解决在灼热燃气的热负荷和高压燃气的爆发压力下，其内壁面的耐磨性问题。
为使在组合式气缸套组装中，法兰圈和所述套体对中便利，彻底减轻所述套体的压缩力以及确保密封，本发明所述套体的环形安装凸台的外圆面为锥面，该锥面与套体中心线之间的夹角为0～2°30″，所述法兰圈的环形凹形台的内圆面也为锥面，该锥面与法兰圈中心线之间的夹角和上述环形安装凸台的外圆面与套体中心线之间的夹角相同。
所述套体的环形安装凸台的下端面为锥面，该锥面与套体中心线之间的夹角为89°～90°，所述法兰圈的环形凹形台的下端面也为锥面，所述锥面与法兰圈的中心线之间的夹角和上述环形安装凸台的下端面与套体中心线之间的夹角相同。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为套体的结构示意图。
图3为法兰圈的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明由套体1和法兰圈2组成。
套体1由奥贝球墨铸铁制成，在套体1的上端设置连体的环形安装凸台1-1，套体1的下端开设三个环状密封环定位凹槽6。环形安装凸台1-1的外圆面为锥面，该锥面与套体1中心线之间的夹角α为0～2°30″，在环形安装凸台1-1的下端面也为锥面，该锥面与套体中心线之间的夹角β为89°～90°，如图2所示。在环形安装凸台1-1下方的套体1外壁设置环形定位面7和八个轴向弧形剖面过水槽5。
如图3所示，法兰圈2由普通铸铁制成，由环形凹形台8和定位环10组成，两者连体且同质。环形凹形台8设置在法兰圈2内侧，环形凹形台8的内圆面也为锥面，该锥面与法兰圈2中心线之间的夹角α′和上述环形安装凸台1-1的外圆面与套体中心线之间的夹角α相同。法兰圈2的环形凹形台8的下端面也为锥面，该锥面与法兰圈的中心线之间的夹角β′和上述环形安装凸台的下端面与套体中心线之间的夹角β相同。
法兰圈2内设置环形冷却腔3，在法兰圈2的上端面均布八个与轴向平行的通水孔4，各通水孔4的下端分别与环形冷却腔3连通。
法兰圈2套置在套体1外，在法兰圈2环形凹形台8和套体1环形安装凸台1-1之间设置密封圈9。
法兰圈2的定位环10套置在套体1的外壁，八个轴向弧形剖面过水槽5设置在套体1外壁环形定位面7和法兰圈2的定位环10之间，八个轴向弧形剖面过水槽5的下端伸出于定位环10的下端，各轴向弧形剖面过水槽5的上端与环形冷却腔3连通，轴向弧形剖面过水槽5下边与气缸套和水套之间的环形冷却腔相通。
套体1的内壁设置平台珩磨网纹11。
Claims (3)
1.发动机用组合式平台网纹气缸套，其特征在于主要由套体和法兰圈组成，所述套体由奥贝球墨铸铁制成，所述套体的上端设置连体的环形安装凸台；所述法兰圈由普通铸铁制成，所述法兰圈内侧设有环形凹形台；所述法兰圈套置在所述套体外，法兰圈的环形凹形台配合在套体环形安装凸台外，在法兰圈和套体的环形安装凸台之间设置密封圈；在所述套体外壁设置环形定位面和均布在同一个环形定位面上的至少四个轴向弧形剖面过水槽；在所述法兰圈的下端设置同质且连体的定位环，在法兰圈的环形凹形台下部设置环形冷却腔，在法兰圈的上端面均布与法兰圈轴向平行的通水孔，所述通水孔的下端分别与所述环形冷却腔连通；所述定位环套置在套体的外壁，定位环内表面和套体的环形定位面动配合，各轴向弧形剖面过水槽上端与环形冷却腔连通，轴向弧形剖面过水槽下端与套体和水套之间的一环形冷却腔相通。
2.根据权利要求1所述发动机用组合式平台网纹气缸套，其特征在于所述套体的环形安装凸台的外圆面为锥面，该锥面与套体中心线之间的夹角为0～2°30″，所述法兰圈的环形凹形台的内圆面也为锥面，该锥面与法兰圈中心线之间的夹角和上述环形安装凸台的外圆面与套体中心线之间的夹角相同。
3.根据权利要求1所述发动机用组合式平台网纹气缸套，其特征在于所述套体的环形安装凸台的下端面为锥面，该锥面与套体中心线之间的夹角为89°～90°，所述法兰圈的环形凹形台的下端面也为锥面，所述锥面与法兰圈的中心线之间的夹角和上述环形安装凸台的下端面与套体中心线之间的夹角相同。
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