CN102562353B - 集成铝合金箱体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽油机和柴油机的通用箱体结构，具体涉及一种集成铝合金箱体，其包括缸体、缸头、缸盖和曲轴箱，其中，所述缸体、缸头、缸盖和曲轴箱由铝合金材料一体压铸成型；进一步的，所述缸头上具有进气口和排气口，其分别连接至所述缸体内的缸孔，所述进气口和排气口在缸孔的连接部位均为一倒锥孔，该倒锥孔的大端位于缸孔的端面上，在所述缸盖上对应所述倒锥孔的位置设置有气门推杆通道；在所述气门推杆通道内设置有衬套所述缸孔外壁上设置有条形进浇道，该条形进浇道与设于缸孔外壁的散热片相交设置所述排气口外壁设置有加强筋。本发明设计新颖，采用新结构及新的制造工艺，达到“节能减排”的要求，且制造及装配成本降低。

Description

集成铝合金箱体

技术领域

本发明涉及一种汽油机和柴油机的通用箱体结构，具体涉及一种集成铝合金箱体。

背景技术

传统的汽油机和柴油机的箱体结构基本上都是由缸体、缸头、缸盖三种零件构成部装件，并用定位销、螺栓、密封垫等将其组装在一起，组合成“多材料”构成的箱体结构。主要是因为以前模具制造、铸件铸造及机械制造水平不足，使得所述汽油机或柴油机的箱体在加工过程中，具有很多缺点，比如：

1、因为曲轴缸体、缸头、缸盖为分别制造，然后再通过机械组装使用，使得材料成本、制造成本和装配成本偏高，且整体重量较大。

2、传统的缸体中铸有铸铁缸套，这样发动机缸体由铝合金和铸铁两种材料构成，铝合金和铸铁的热膨胀系数差异大，发动机在开始工作后缸孔容易出现椭圆变形，影响发动机性能和排放。

3、传统的铸铁缸套采用离心铸造工艺生产，能耗高、环境污染严重，合格率低；且含缸套的缸孔需经过粗、精珩磨后才能使用，而粗、精珩磨缸孔的珩磨液很脏，外排污染环境。

4、由于缸体的缸孔为盲孔，珩磨后缸孔锥度大，活塞与缸孔密封效果差，严重影响发动机性能和排放。

5、缸体出现工、料废后，铸铁缸套按废铁处理，增加了大量的不良成本。

综上所述，随着制造水平的日益提高，加上目前客户对发动机“节能减排”的需求，因此有必要对前述箱体作进一步的改进，来满足客户的需求。

发明内容

针对上述现有技术中的不足之处，本发明旨在提供一种集成铝合金箱体，通过对箱体的结构、生产工艺等方面的进一步改进，来达到汽油机和柴油机发动机“节能减排”的效果。

本发明的技术方案：一种集成铝合金箱体，包括缸体、缸头、缸盖和曲轴箱，其中，所述缸体、缸头、缸盖和曲轴箱由铝合金材料一体压铸成型。

进一步的，所述缸头上具有进气口和排气口，其分别连接至所述缸体内的缸孔，所述进气口和排气口在缸孔的连接部位均为一倒锥孔，该倒锥孔的大端位于缸孔的端面上，在所述缸盖上对应所述倒锥孔的位置设置有气门推杆通道。

在所述气门推杆通道内设置有衬套。

所述缸孔外壁上设置有条形进浇道，该条形进浇道与设于缸孔外壁的散热片相交设置。

所述排气口外壁设置有加强筋。

所述缸孔经过镗削后再挤压缸孔内表面成型。

所述曲轴箱以斜剖形式成型，在该曲轴箱内具有曲轴孔和凸轮轴孔，在该曲轴箱的斜剖结合面上具有定位销孔和安装孔，所述曲轴孔、凸轮轴孔、定位销孔及安装孔通过四轴联动精密数控加工中心加工成型。

所述箱体毛坯表面进行喷丸处理、无色钝化处理，机加工后浸渗处理、人工时效处理，使得其硬度为90HBS～110HBS。

本发明的有益效果：1、将曲轴箱、缸体、缸头和缸盖集合成整体铝合金缸体，节省了中间连接件，同时，铝合金材料节省成本28％，而制造、组装成本降低，综合得出材料成本和制造成本节约了35％左右；由于整个箱体采用铝合金材质，使得较之同类机型，本箱体重量降低了23％左右。

2、取消了铸铁缸套，节省了外购缸套成本；在缸孔外壁上设置条形进浇道，加长了铸造进浇口，确保缸孔表面组织致密、无气缩孔产生；且该条形进浇道与缸孔外的散热片相交设置，该条形进浇道也起到了加强筋的作用，同时，在排气孔外壁增加条形加强筋，防止发动机工作状态下缸孔的变形。

3、采用先镗削后挤压缸孔表面工艺来加工缸孔，取代了传统的采用珩磨方式加工缸孔的工艺，避免了因珩磨加工而产生的珩磨液污染环境。

4、缸孔经镗削和挤压后，孔径大小非常稳定，圆度小，表面粗糙度低；活塞、活塞环在缸孔内持续往复移动时，因密封性好，燃烧室内的废气不易串入机油腔内，发动机持续工作时温升低，油耗低，废气排放少，起动性能好。

5、因取消了铸铁缸套，所有的工废、料废品能全部回收再次使用。

综上所述，本发明设计新颖，采用新结构及新的制造工艺，使得本箱体结构达到“节能减排”的要求，且制造及装配成本降低，因此，适宜推广。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2为图1的后视图；

图3为图1的俯视图；

图4为图1中箱体的曲轴箱内部结构示意图；

图5为图1中箱体的曲轴箱内部另一状态结构示意图；

图6为图1中沿B-B线的剖视图；

图7为图2中沿C-C线的剖视图；

图8为图3中沿D-D线的剖视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图来进一步详细说明本发明。

参见图1至图8，所述集成铝合金箱体包括缸体1、缸头2、缸盖3和曲轴箱10，其中所述缸体1、缸头2、缸盖3和所述曲轴箱10由铝合金材料一体压铸成型。

本发明中的缸头2上具有进气口9和排气口8，该进气口9与排气口8处于缸头2上同一水平线上，其进气法兰端面与排气法兰端面相互平行，同时该两端面的平面度要求不低于0.15。所述进气口9和排气口8分别连接至所述缸体1内的缸孔30，使得由进气口9和排气口8通过连接管与缸孔30内的汽油机化油器相连通，所述进气口9和排气口8在缸孔30的连接部位均为一倒锥孔91、81，该倒锥孔91、81的大端位于所述缸孔30的底端面上，该倒锥孔91、81主要是为了与气门座配合，通过气门座分别与倒锥孔91、81之间的封闭和开启，来实现进气口9和排气口8中的气体断开和流通。在所述缸盖3上对应所述倒锥孔91、81的位置设置有气门推杆通道92、82，主要是为了与气门座连接的气门推杆在其内上下滑动。为了防止气门推杆通道92、82的内壁磨损导致气密性问题，在该气门推杆通道92、82内设置有衬套83，例如图8所示。也防止了气门推杆通道92、82的磨损而导致整个箱体的报废，当衬套83遭磨损后，只需更换该衬套83即可，节约了维修成本。

参见图1，在所述缸孔30外壁上设置有条形进浇道21，该条形进浇道21与设于缸孔30外壁的散热片20相交设置。所述条形进浇道21主要是为了方便在压铸成型时，通过加长进浇口，保证压铸时毛坯的良好物理性能，确保缸孔30表面组织致密、无气缩孔产生；当压铸成型后，该条形进浇道21可以作为加强筋的作用，增加缸孔30强度，避免在实际工作时缸孔30发生变形而影响整个箱体，甚至整个发动机的使用性能和使用寿命。当然，对于所述条形进浇道21的形状并不一定限定于条形，也可以为其它的形状，只要其能达到相同的作用效果即可。

另外，在所述排气口8外壁设置有加强筋84，该加强筋84为条形或绕排气口8外壁一周，其主要作用也是为了减小发动机工作状态下所述缸孔30的变形，同时也附带具有散热的效果。

对于缸孔30的加工，本箱体通过将所述缸孔30进行镗削后再挤压缸孔30内表面而成型。具体地，在机加缸孔30时，将一体压铸成型的集成铝合金箱体毛坯的缸孔30经镗削加工并留余量，然后挤压缸孔30内表面使其达到缸孔30的尺寸要求。这样的加工工艺的好处是不需要进行珩磨，进而不需要使用珩磨液，避免了因珩磨而使用珩磨液导致的污染环境的问题。同时，因缸孔经镗削和挤压后，孔径大小非常稳定，圆度小，表面粗糙度低；装配后的活塞、活塞环在缸孔内持续往复移动时，因密封性好，燃烧室内的废气不容易串入到机油腔，发动机持续工作时温升低，油耗低，废气排放少，起动性能好。

如图1至图8所示，所述曲轴箱10以斜剖形式成型，在该曲轴箱10内具有曲轴孔5和凸轮轴孔4，在该曲轴箱10的斜剖结合面上具有定位销孔7和安装孔6，所述曲轴孔5、凸轮轴孔4、定位销孔7及安装孔6通过四轴联动精密数控加工中心加工成型。即选定同一基准面定位，通过四轴联动精密数控加工中心同时加工所述曲轴孔5、凸轮轴孔4、定位销孔7及安装孔6，使得其之间的相对位置精度较高，确保产品性能，以达到用户的使用需求。

最后，在所述箱体毛坯表面进行喷丸处理、无色钝化处理，机加工后浸渗处理、人工时效处理，使得其硬度为90HBS～110HBS。要求最终产品的箱体不允许有气孔、缩孔、疏松、夹渣、裂纹、冷隔、欠铸等铸造缺陷，散热片不得翘曲；同时，不加工表面应平整光滑，圆角部分应圆滑过渡，过渡圆角为R0.5～R1.5，拔模斜度平均为1.5°。加强筋84、条形进浇道21、散热片20分别与箱体的倒角为R3，所有螺栓凸台底部倒角为R3，所有螺栓凸台顶部倒角为R1。所述进气口9、排气口8的气道应光洁圆滑，进、排气道形状正确，表面光滑，尤其为进气法兰面与排气法兰面的表面应光滑。

本发明的集成率合计箱体与曲轴箱盖合箱后，其外沿超差相互不超过0.5mm。箱体应在0.15MPa～0.20MPa气压下做气密性试验，介质为水，保压15s后不允许有泄漏。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种集成铝合金箱体，包括缸体、缸头、缸盖、曲轴箱，其特征在于，所述缸体、缸头、缸盖与曲轴箱由铝合金材料一体压铸成型；所述缸体内的缸孔外壁上设置有条形进浇道，该条形进浇道与设于缸孔外壁的散热片相交设置；所述缸孔经过镗削后再挤压缸孔内表面成型；所述缸头上具有进气口和排气口，其分别连接至所述缸体内的缸孔，所述进气口和排气口在缸孔的连接部位均为一倒锥孔，该倒锥孔的大端位于缸孔的端面上，在所述缸盖上对应所述倒锥孔的位置设置有气门推杆通道。

2.根据权利要求1所述的集成铝合金箱体，其特征在于，在所述气门推杆通道内设置有衬套。

3.根据权利要求1所述的集成铝合金箱体，其特征在于，所述排气口外壁设置有加强筋。

4.根据权利要求1所述的集成铝合金箱体，其特征在于，所述曲轴箱以斜剖形式成型，在该曲轴箱内具有曲轴孔和凸轮轴孔，在该曲轴箱的斜剖结合面上具有定位销孔和安装孔，所述曲轴孔、凸轮轴孔、定位销孔及安装孔通过四轴联动精密数控加工中心加工成型。

5.根据权利要求1所述的集成铝合金箱体，其特征在于，所述箱体毛坯表面进行喷丸处理、无色钝化处理，机加工后浸渗处理、人工时效处理，使得其硬度为90HBS～110HBS；所述箱体的过渡圆角为R0.5～R1.5，拔模斜度平均为1.5°。