CN103124842B - 往复活塞式内燃机曲轴箱的支承座中的通风孔的制造方法 - Google Patents

往复活塞式内燃机曲轴箱的支承座中的通风孔的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种用于通过铣削制造往复活塞式内燃机的曲轴箱(3)的支承座(2)中的通风孔(1)的方法，其中，铣刀(4)是弯头铣刀，将其沿气缸纵轴线(Z)的方法送入曲轴箱(3)中，并且将其沿曲轴箱纵轴线(K)的方法移动，直到打通支承座(2)，并且将其沿垂直于曲轴箱纵轴线(K)的平面的方向移动，并且将其沿曲轴箱纵轴线(K)的方向退回，并且紧接着从曲轴箱(3)中通过沿气缸纵轴线(Z)的方向移动铣刀而移出弯头铣刀，通风孔具有非圆的横截面，其中，通风孔在活塞下死点的区域内具有扁平化的横截面，曲轴箱的气缸工作面具有金属丝电弧喷涂涂层。通过通风孔的按照本发明的制造，避免曲轴箱中的内应力，由此以有利方式提高曲轴箱的强度。

Description

往复活塞式内燃机曲轴箱的支承座中的通风孔的制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造在往复活塞式内燃机的曲轴箱的支承座中的通风孔的方法。
背景技术
在本技术领域例如参阅德国公开专利文件DE102006028801A1，其中公开，通过铣削可制造在往复活塞式内燃机的曲轴箱的支承座中的通风孔。
由美国公开专利文件US2005/0045121A1，本发明以其为出发点，同样已知，通过铣削制造在往复活塞式内燃机的曲轴箱的支承座中的通风孔。在这方面将铣刀从气缸盖侧面倾斜通过气缸孔向支承座方向移动并紧接着从支承座中铣削通风孔的第一侧面。然后将铣刀再次从气缸盖侧面倾斜通过相邻的气缸孔向同一支承座的方向移动并紧接着在支承座中铣削通风孔的第二侧面。
对该方法不利的是，需要从两侧加工，这意味着较高的制造费用。此外在该加工方法中形成尖锐的边角几何形状，它在曲轴箱中可以形成应力集中(高内应力)并因此降低曲轴箱的强度。
发明内容
本发明的目的是，避免上述缺点。
本发明实现一种用铣刀通过铣削制造往复活塞式内燃机的曲轴箱的支承座中的通风孔的方法，铣刀是弯头铣刀，将该铣刀沿气缸纵轴线的方向送入曲轴箱中，并且将该铣刀沿曲轴箱纵轴线的方向移动，直到打通支承座，并且将该铣刀沿垂直于曲轴箱纵轴线的平面的方向移动，并且将该铣刀沿曲轴箱纵轴线的方向退回，并且紧接着从曲轴箱中通过沿气缸纵轴线的方向移动铣刀而移出铣刀，通风孔具有非圆的横截面，其中，通风孔在活塞下死点的区域内具有扁平化的横截面，曲轴箱的气缸工作面具有金属丝电弧喷涂涂层。
本发明还实现一种按照本发明的方法制成的曲轴箱，通风孔具有非圆的横截面，其中，通风孔在活塞下死点的区域内具有扁平化的横截面。
利用按照本发明的方法沿曲轴箱纵轴线(发动机纵轴线)的方向实现通风孔的加工并因此阻止应力集中的形成(由于缺口效应引起的高内应力)，因为在这种情况下通过刀具的加工走向不形成尖锐的边角几何形状(锐边)。此外以有利的方式在只唯一的工序中制造通风孔，由此将用于制造通风孔的生产技术的费用几乎减半。优选以90°弯头的指状铣刀实现加工，以便尽可能减小其他的应力。
利用按照本发明的方法步骤有可能，也制造非圆的通风孔，其关于通风横截面是优化的，亦即是尽可能大设计的。
按本发明的曲轴箱具有包括优化的流动横截面的通风孔。
按照本发明的方法很特别适用于这样的曲轴箱，其气缸工作面具有金属丝电弧喷涂涂层。特别优选这样构成通风孔，即通风孔的几何形状构成形状优化的和强度优化的并由此避免支承座和特别是金属丝电弧喷涂涂层的变形。由此可以以较小的活塞环偏压安装活塞环，它由于较小的摩擦，在导致燃油消耗的节省。
金属丝电弧喷涂：
在金属丝电弧喷涂中将熔化的铁颗粒以高的速度抛向表面。这种热处理例如用于涂覆在曲轴箱中的轻金属气缸的工作面，这保证特别低摩擦的工作。它由此代替气缸套，后者通常保证气缸工作面的有耐受能力的表面。
在金属丝电弧喷涂中连接两个导电金属丝。一旦它们接触，就发生短路。通过强加热而熔化各金属丝末端并且借助于气流溅出和喷射液态金属。这样加速的金属颗粒最后在气缸工作面上形成薄层。由此明显地减少在往复活塞式内燃机中的摩擦和磨损。通过省去气缸套还节省空间和在2～12％的重量。并且有利的是层的热性能：它比气缸套更好地导出燃烧室中的热并且有助于更有效的冷却。
附图说明
以下借助唯一的图更详细地说明本发明。
图1示出按照本发明制成的曲轴箱的剖面图。
具体实施方式
图1示出按照本发明制成的曲轴箱3的沿曲轴箱纵轴线K和气缸纵轴线Z的剖面图。示例性对于四缸内燃机示出曲轴箱3，但这不应构成限制，因为按照本发明的方法可以用于任意的曲轴箱。
曲轴箱3相应地具有四个气缸，它们包括气缸工作面5，在两个相邻的气缸之间分别设置支承座2。在第二和第四支承座2中设置两个围住示出的通风孔1。每一气缸具有点划线示出的气缸纵轴线Z，曲轴箱具有通过双箭头示出的曲轴箱纵轴线K。用虚线示出活塞下死点UT。
按照本发明利用简化示出的铣刀4通过铣削制造往复活塞式内燃机的曲轴箱3的支承座2中的通风孔1的方法具有下列方法步骤：
将铣刀4，弯头铣刀，沿气缸纵轴线Z的方向送入曲轴箱3中(箭头a)，
沿曲轴箱纵轴线K的方向移动铣刀4，直到打通支承座2(箭头b)，紧接着
沿曲轴箱纵轴线K的方向退回铣刀4(箭头c)，并且
从曲轴箱3中通过铣刀沿气缸纵轴线Z的方向的移动而移出铣刀4(箭头d)。
借助于这些按照本发明的方法步骤有可能，在支承座2中制出圆形的通风孔1。
利用另一特别优选的方法步骤，在打通支承座2以后沿垂直于曲轴箱纵轴线K的平面的方向移动铣刀4。利用该附加的方法步骤有可能，制造具有非圆的横截面的通风孔1。由此可以以有利的方式为空气构成最大的流动横截面，借此明显地减少流量损耗并且提高支承座和气缸工作面5的刚度。
特别优选通风孔1在活塞下死点UT的区域内具有扁平化的横截面。由此有可能，通风孔1尽可能近地接近活塞下死点UT并且得到优化的流动横截面。特别优选这在气缸工作面5具有金属丝电弧喷涂涂层时使用。该实施形式有利地允许只加工曲轴箱材料而不加工工作面涂层，因为这由于很硬的金属丝电弧喷涂涂层对刀具寿命是不利的。
因此本发明这样描述通风孔1的实施形式，即通风孔1的几何形状构成形状优化的和强度优化的并由此可以避免支承座2和例如金属丝电弧喷涂涂层的变形。由此可以以较小的活塞环偏压安装活塞环，它由于小的摩擦导致燃油消耗的节省。在四气缸往复活塞式内燃机的实例上只加工第二和第四主轴承，以便遭受尽可能小的变形。第三主轴承的加工由于较大的力是不可能的。优选以90°弯头的指状铣刀实现加工，以便尽可能减小其他的应力。沿曲轴箱纵轴线K的方向实现加工并因此阻止应力集中的形成(由于缺口效应引起的高内应力)，因为在这种情况下通过刀具的加工走向不形成如由现有技术已知的尖锐的角边几何形状。
附图标记列表
1通风孔
2支承座
3曲轴箱
4铣刀
5气缸工作面
Z气缸纵轴线
K曲轴箱纵轴线
UT活塞下死点

Claims (1)

1.用铣刀(4)通过铣削制造往复活塞式内燃机的曲轴箱(3)的支承座(2)中的通风孔(1)的方法，铣刀(4)是弯头铣刀，其特征在于，将该铣刀(4)沿气缸纵轴线(Z)的方向送入曲轴箱(3)中，并且将该铣刀(4)沿曲轴箱纵轴线(K)的方向移动，直到打通支承座(2)，并且将该铣刀(4)沿垂直于曲轴箱纵轴线(K)的平面的方向移动，并且将该铣刀(4)沿曲轴箱纵轴线(K)的方向退回，并且紧接着从曲轴箱(3)中通过沿气缸纵轴线(Z)的方向移动铣刀(4)而移出铣刀(4)，通风孔(1)具有非圆的横截面，其中，通风孔(1)在活塞下死点(UT)的区域内具有扁平化的横截面，曲轴箱(3)的气缸工作面(5)具有金属丝电弧喷涂涂层。
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