CN102337980B - 可拆换缸套的风冷柴油机或汽油机机体 - Google Patents

Abstract

本发明属于发动机技术领域，提供了可拆换缸套的风冷柴油机或汽油机机体，包括有机体，机体内开设有空腔，在机体的空腔内设置有缸套，缸套与机体的空腔内壁紧密过盈贴合，缸套与机体两者之间为可拆卸更换的分体式部件，并通过配料和毛坯浇铸、回火、冷却粗加工、缸套内表面硬化、精加工等步骤和组装制造而成，本发明的优点在于通过缸套与机体两者之间为可拆卸更换的分体式部件，在实际的使用过程中，当磨损到一定程度时只需要更换缸套即可，而带有散热片的机体可以继续进行使用，不仅解决了热传导问题，减轻使用者的经济负担，克服了原先需要整体进行更换的缺陷，同时制造出来的缸套不仅耐磨性和强度性好。

Description

可拆换缸套的风冷柴油机或汽油机机体

技术领域

本发明属于发动机技术领域，涉及风冷柴油机或汽油机机体，具体涉及可拆换缸套的风冷柴油机或汽油机机体。

背景技术

目前国内风冷柴油机或汽油机机体已使用在千万台以上，并每年新增百万以上使用，在农林渔运机械设备上运行工况及环境条件相对较差，现有的风冷式的柴油机或汽油机机体是一整体件并通过压铸热合而成，其外围具有散热片，内腔为活塞式工作腔，工作时活塞在工作腔内作高速往复运动，由于处在高温、高压的条件下工作，润滑效果比较差，这样在工作的过程中机体的内壁就容易受到磨损，因此整个机体在最多使用一年左右就需要更换或维修，由于这种整体式结构上的缺陷，更换时只能整体更换，造成材料的极大浪费，使用和维修成本相对较高，材料、环境代价高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，而提供可拆换缸套的风冷柴油机或汽油机机体，在实际的使用过程中，当机体磨损到一定程度只需要进行缸套的局部更换，从而减轻使用者的经济负担。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：可拆换缸套的风冷柴油机或汽油机机体，包括有机体，所述的机体内开设有空腔，其特征在于，在机体的空腔内设置有缸套，缸套与机体的空腔内壁紧密过盈贴合，所述的缸套与机体两者之间为可拆卸更换的分体式部件。

为优化上述方案采取的措施具体包括：

在上述的可拆换缸套的风冷柴油机或汽油机机体中，所述的缸套的圆周顶部具有凸边侧边的压边，机体上开设有呈平面状的台阶，压边压在台阶上。这样使缸套实现径向定位，防止缸套在空腔内转动。

在上述的可拆换缸套的风冷柴油机或汽油机机体中，所述的机体的外圆周侧沿上设有散热片。

在上述的可拆换缸套的风冷柴油机或汽油机机体中，所述的缸套与机体的空腔内壁过盈贴合量为0.09～0.15mm。

本风冷柴油机或汽油机机体原来是整体件，最大的改进结构是在机体的内腔当中内置一个缸套，这样使得缸套与机体两者之间为可拆卸更换的分体式部件，在实际的使用过程中，当磨损到一定程度时只需要更换缸套即可，而带有散热片的机体就可以继续进行使用。

本发明还提供了缸套制造工艺，在实际的使用过程中，增强缸套的耐磨性和强度性，从而保证柴油机或汽油机运行的可靠性。

在上述的可拆换缸套的风冷柴油机或汽油机机体中，所述的缸套按以下步骤进行制造：

步骤一、配料和毛坯浇铸：将配料后的铁水倒入浇铸机铸型中，经10～35秒，等毛坯温度降至830℃以下将毛坯推出铸模；

步骤二、冷却粗加工：将毛坯放在冷却器上，空冷或风冷3～10分钟使毛坯温度降至400～500℃，再将风冷后的毛坯进行粗加工；

步骤三、回火：将粗加工后的毛坯放在热处理炉中进行回火，回火温度控制在500～520℃，保温1.5～4小时后，进行自然冷却；

步骤四、缸套内表面硬化：将加工好的缸套内表面采用氮化处理进行硬化，氮化时温度控制在520～540℃，保温时间为控制在6～7.5小时，在硬化时对内表面进行镀铬或镀陶处理；

步骤五、精加工：经机械加工、检验达到完美合格的缸套；

步骤六、组装：将精加工好的缸套嵌装在风冷柴油机或汽油机机体内。

在上述的可拆换缸套的风冷柴油机或汽油机机体中，所述的步骤一的配料为选用60％～70％的18#生铁和废铁30％～40％对铁水熔炼，配料的化学成分控制在2.7～3.5％的C，1.6～2.3％的Si，S≤0.13％，P≤0.15％，并加入合金元素，成份控制在0.3～0.5％的Ni，0.6～0.9％的Mo，Mn≤0.7％，Cu+Ni≥1.0％。

与现有技术相比，本发明的优点在于通过缸套与机体两者之间为可拆卸更换的分体式部件，在实际的使用过程中，当磨损到一定程度时只需要更换缸套即可，而带有散热片的机体可以继续进行使用，不仅解决了热传导问题，并提高使用寿命50％左右，直接使用成本减少3/4以上，从而减轻使用者的经济负担，克服了原先需要整体进行更换的缺陷，改进简单，效果明显，同时制造出来的缸套不仅耐磨性和强度性好，从而保证柴油机或汽油机运行的可靠性。

附图说明

图1是本可拆换缸套的风冷柴油机或汽油机机体的组装前结构示意图；

图2是图1组装后的结构示意图；

图3是本缸套制造工艺的流程图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

图中，机体1；空腔2；缸套3；压边4；台阶5；散热片6。

如图1和图2所示，本可拆换缸套的风冷柴油机或汽油机机体，包括有机体1，为了方便进行散热，机体1的外圆周侧沿上设有散热片6，机体1内开设有空腔2，在机体1的空腔2内设置有缸套3，为了保证更加的热传导效果，缸套3与机体1的空腔2内壁紧密过盈贴合，为了保证一定的磨损时间和防止机体1爆破，所述的缸套3与机体1的空腔2内壁过盈紧密贴合，合理控制配合尺寸，以量控制在0.09～0.15mm之间可达到最大效果。

这里缸套3与机体1两者之间为可拆卸更换的分体式部件，缸套3的圆周顶部具有凸边侧边的压边4，机体1上开设有呈平面状的台阶5，压边4压在台阶5上，这样使缸套3实现径向定位，防止缸套3在空腔2内转动，当然也可以使用其它方法，只要将缸套3定位在机体1的空腔2中即可。

工作时，当缸套3磨损到一定程度时只需要更换缸套3即可，而带有散热片6的机体1可以继续进行使用，活塞往复运动产生的热量通过缸套3传导到机体1上，再传导至机体1上的散热片6上将热量散出。

实施例一：

如图3所示，本缸套3制造工艺，包括以下步骤：

步骤一、配料和毛坯浇铸：将配料后的铁水倒入浇铸机铸型中，这里步骤一的配料为选用60％的18#生铁和废铁40％对铁水熔炼，并加入合金元素，经10秒，等毛坯温度降至830℃以下将毛坯推出铸模；

配料的化学成分控制在2.7～3.5％的C，这里由于缸套3在浇铸时冷却较快，当C含量低时，整体硬度偏高，当C含量高时，会产生割裂严重，强度硬度偏低，C控制在2.7～3.5％处在最佳范围，1.6～2.3％的Si，Si的作用使Fe-C合金的共晶体左移，有利于C原子在金属液中的扩散、聚集，提高缸套3的拉伸强度，Si控制在1.6～2.3％达到最佳效果；S≤0.13％，P≤0.15％，S可以回降铁的强度，会降低铁液的流动性，易产生夹渣，因此控制在≤0.13％较为合理，P会产生磷共晶，降低基本强度，但可以增加铁液的流动性，减少铸造缺陷，因此控制在≤0.15％较为合理；

合金元素成份控制在0.3～0.5％的Ni，0.6～0.9％的Mo，Mn≤0.7％，Cu+Ni≥1.0％；这里Mn在一定范围内可以促进C曲线右移，提高强度和硬度，但当缸套3强度和硬度提高时，脆性也增大，强韧性降低，恶化机加工性能，因此Mn≤0.7％，Mo和Ni是强烈促进贝氏体形成的元素，但是价格昂贵，控制在Ni 0.3～0.5％，Cu可以促进C曲线右移，提高强度和疲劳强度，控制在0.3～1.0％较为适合；

步骤二、冷却粗加工：将毛坯放在冷却器上，空冷或风冷3分钟使毛坯温度降至400℃，再将风冷后的毛坯进行粗加工；

步骤三、回火：将粗加工后的毛坯放在热处理炉中进行回火，回火温度控制在500℃，保温1.5小时后，进行自然冷却；

步骤四、缸套内表面硬化：将加工好的缸套3内表面采用氮化处理进行硬化，氮化时温度控制在520℃，保温时间为控制在6小时，为了避免缸套3热膨胀系数不同的弱点，在硬化时对内表面进行镀铬或镀陶处理；

步骤五、精加工：经机械加工、检验达到完美合格的缸套3；

步骤六、组装：将精加工好的缸套3嵌装在风冷柴油机或汽油机机体1内。

实施例二

步骤一、配料和毛坯浇铸：将配料后的铁水倒入浇铸机铸型中，这里步骤一的配料为选用70％的18#生铁和废铁30％对铁水熔炼，并加入合金元素，经35秒，等毛坯温度降至830℃以下将毛坯推出铸模；

配料的化学成分控制在2.7～3.5％的C，1.6～2.3％的Si，S≤0.13％，P≤0.15％，合金元素成份控制在0.3～0.5％的Ni，0.6～0.9％的Mo，Mn≤0.7％，Cu+Ni≥1.0％；

步骤二、冷却粗加工：将毛坯放在冷却器上，空冷或风冷10分钟使毛坯温度降至500℃，再将风冷后的毛坯进行粗加工；

步骤三、回火：将粗加工后的毛坯放在热处理炉中进行回火，回火温度控制在520℃，保温4小时后，进行自然冷却；

步骤四、缸套内表面硬化：将加工好的缸套3内表面采用氮化处理进行硬化，氮化时温度控制在540℃，保温时间为控制在7.5小时，为了避免缸套3热膨胀系数不同的弱点，在硬化时对内表面进行镀铬或镀陶处理；

步骤五、精加工：经机械加工、检验达到完美合格的缸套3；

步骤六、组装：将精加工好的缸套3嵌装在风冷柴油机或汽油机机体1内。

实施例三

步骤一、配料和毛坯浇铸：将配料后的铁水倒入浇铸机铸型中，这里步骤一的配料为选用65％的18#生铁和废铁35％对铁水熔炼，并加入合金元素，经25秒，等毛坯温度降至830℃以下将毛坯推出铸模；

配料的化学成分控制在2.7～3.5％的C，1.6～2.3％的Si，S≤0.13％，P≤0.15％，合金元素成份控制在0.3～0.5％的Ni，0.6～0.9％的Mo，Mn≤0.7％，Cu+Ni≥1.0％；

步骤二、冷却粗加工：将毛坯放在冷却器上，空冷或风冷7分钟使毛坯温度降至450℃，再将风冷后的毛坯进行粗加工；

步骤三、回火：将粗加工后的毛坯放在热处理炉中进行回火，回火温度控制在510℃，保温2.5小时后，进行自然冷却；

步骤四、缸套内表面硬化：将加工好的缸套3内表面采用氮化处理进行硬化，氮化时温度控制在530℃，保温时间为控制在7小时，为了避免缸套3热膨胀系数不同的弱点，在硬化时对内表面进行镀铬或镀陶处理；

步骤五、精加工：经机械加工、检验达到完美合格的缸套3；

步骤六、组装：将精加工好的缸套3嵌装在风冷柴油机或汽油机机体1内。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神所定义的范围。

Claims (1)

1.可拆换缸套的风冷柴油机或汽油机机体，包括有机体(1)，所述的机体(1)内开设有空腔(2)，其特征在于，在机体(1)的空腔(2)内设置有缸套(3)，缸套(3)与机体(1)的空腔(2)内壁紧密过盈贴合，所述的缸套(3)与机体(1)两者之间为可拆卸更换的分体式部件；所述的缸套(3)与机体(1)的空腔(2)内壁紧密过盈贴合量为0.09～0.15mm；所述的缸套(3)按以下步骤进行制造：步骤一、配料和毛坯浇铸：将配料后的铁水倒入浇铸机铸型中，经10～35秒，等毛坯温度降至830℃以下将毛坯推出铸模；步骤二、冷却粗加工：将毛坯放在冷却器上，空冷或风冷3～10分钟使毛坯温度降至400～500℃，再将风冷后的毛坯进行粗加工；步骤三、回火：将粗加工后的毛坯放在热处理炉中进行回火，回火温度控制在500～520℃，保温1.5～4小时后，进行自然冷却；步骤四、缸套内表面硬化：将加工好的缸套(3)内表面采用氮化处理进行硬化，氮化时温度控制在520～540℃，保温时间为控制在6～7.5小时，在硬化时对内表面进行镀铬或镀陶处理；步骤五、精加工：经机械加工、检验达到完美合格的缸套(3)；步骤六、组装：将精加工好的缸套(3)嵌装在风冷柴油机或汽油机机体(1)内；所述的缸套(3)的圆周顶部具有凸边侧边的压边(4)，机体(1)上开设有呈平面状的台阶(5)，压边(4)压在台阶(5)上；所述的机体(1)的外圆周侧沿上设有散热片(6)；所述的步骤一的配料为选用60％～70％的18#生铁和废铁30％～40％对铁水熔炼，配料的化学成分控制在2.7～3.5％的C，1.6～2.3％的S i，S≤0.13％，P≤0.15％，并加入合金元素，成份控制在0.3～0.5％的Ni，0.6～0.9％的Mo，Mn≤0.7％，Cu+Ni≥1.0％。 

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