CN103953453A - 变气缸孔截面的发动机机体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变气缸孔截面的机体结构，将根据缸套的位置而改变流速，使缸套整体的温度分布得到有效改善。采取的技术方案是：在气缸孔内镶有缸套，气缸孔的内壁设有三个凸台。凸台将气缸孔内壁分成三个不同直径段。每个直径段与发动机机体之间的缝隙构成内水腔，内水腔与发动机机体冷却水道之间开有通水孔使内外水腔相通。气缸孔内壁下端设有两个密封环槽。通过改变机体气缸孔内壁截面使流经缸套的水流速度不同。缸套上部燃烧室部位水流速度高，能有效的大部分的热量，而缸套的下部不是热负荷区，所以冷却水流速相对较低。在冷却水总流量不变的情况下，采用变截面式汽缸孔可以有效提高缸套的冷却效果，因此可有效降燃烧室的热负荷。
Description
技术领域
本发明属于内燃机零部件，具体涉及一种发动机机体上的气缸孔结构。
背景技术
机体作为发动机各部件或系统的安装骨架而承受各种载荷，因此必须要有足够的强度和刚度。发动机机体铸件的空腔主要是汽缸孔和曲轴箱两部分，机体上部的圆柱形空腔是气缸孔，下半部是支承曲轴的曲轴箱。气缸孔可以直接加工成气缸，也可以嵌入气缸套。气缸内表面作为燃烧室并且与高速运动的活塞摩擦而产生高温且极易磨损，为提高气缸的耐高温性和耐磨性，对气缸的结构和内表面采用不同的处理方法。
气缸的结构主要有：无气缸套式、干气缸套式和湿气缸套式三种。无气缸套式是将机体铸件上的圆柱形空腔直接加工成气缸，该结构可以使机体尺寸和质量减小，但成本较高；干式气缸套无冷却液降温，该机体刚度大，加工工艺简单，但传热较差，温度分布不均匀，容易发生局部形变；湿式缸套是在机体气缸孔与气缸套之间通有循环冷却水，几个气缸套的水腔相互贯通，该气缸结构传热性能好，修理方便。但缺陷是缸套上下位置的温度却有很大差别，因为发动机燃烧室处于缸套的上部，温度较高，而缸套的下部不是热负荷区，温度相对较低。但是冷却水在缸套内的循环流速是相同的，这样带来的问题是缸套上下位置的冷却效果差别较大，这将直接影响到发动机的功率输出和工作性能。本发明的提出可使缸套上下冷却效果的问题得到解决。
发明内容
本发明的目的是，提供一种变气缸孔截面的机体结构，将根据缸套的位置而改变流速，使缸套整体的温度分布得到有效改善。
为实现此目的本发明所采取的技术方案是：在气缸孔内镶有缸套，气缸孔的内壁设有三个凸台，凸台将气缸孔内壁分成三个不同直径段。每个直径段与发动机机体之间的缝隙构成内水腔，内水腔与发动机机体冷却水道之间开有通水孔使内外水腔相通，气缸孔内壁下端设有两个密封环槽。
该结构设计主要针对湿式汽缸套机体，将气缸套冷却水与发动机冷却水连接起来构成两个水腔。机体气缸孔与湿式缸套外壁形成内水腔，发动机冷却水循环系统称为外水腔。外水腔与缸套不直接接触，外水腔的外壁是汽缸体外壁，缸套的底孔坐落在外水腔的内壁上。
本发明的特点及有益效果是，采用内外冷却水循环结构对汽缸套的水流进行控制，通过改变机体气缸孔内壁截面使流经缸套的的水流速度不同。缸套上部燃烧室部位水流速度高，能有效的大部分的热量，而缸套的下部不是热负荷区，所以冷却水流速相对较低。在冷却水总流量不变的情况下，采用变截面式汽缸孔可以有效提高缸套的冷却效果，因此可有效降燃烧室的热负荷。
附图说明
图1为本发明的原理与结构简图。
图2为未装入缸套的机体气缸孔结构图。
具体实施方式
以下结合附图并通过实施例对发明的原理与结构作进一步的说明。
变气缸孔截面的发动机机体，其结构是：在气缸孔1内镶有缸套2，气缸孔的内壁设有三个凸台3，凸台将气缸孔内壁分成三个不同直径段。每个直径段与发动机机体4之间的缝隙构成内水腔，内水腔与发动机机体冷却水道之间开有通水孔5使内外水腔相通。气缸孔内壁下端设有两个密封环槽6。
作为实施例：气缸孔内壁第一直径段A的直径149mm、高度：15mm；第二直径段B的直径147mm、高度：40mm；第三直径段C的直径145mm、高度：80mm。
本发明将发动机机体气缸孔的内壁分成三段，三段汽缸孔内径不等，三个截面直径依次减小，汽缸套的外径相同。因为气缸孔上部处在燃烧室位置温度最高，所以气缸孔第一段围成的水腔截面最小、流速最高，目的在于带走的热量也相对较多。第二、三截面段的直径依次减小，截面段高度增加，即面积增大，所以水流速度相对减慢，但缸套下部的热负荷也相对减少，所以该水流流速也完全能够满足冷却要求。设计变截面气缸孔的目的是通过控制内腔冷却水的流速来平衡气缸套的冷却负荷，保证高温热负荷位置进行快速冷却。所以这种结构的冷却效果要明显高于定容式、单冷却腔的汽缸体。
Claims (2)
1.变气缸孔截面的发动机机体，其特征是：在气缸孔（1）内镶有缸套（2），气缸孔的内壁设有三个凸台（3），凸台将气缸孔内壁分成三个不同直径段，每个直径段与发动机机体（4）之间的缝隙构成内水腔，内水腔与发动机机体冷却水道之间开有通水孔（5）使内外水腔相通，气缸孔内壁下端设有两个密封环槽（6）。
2.按照权利要求1所述的变气缸孔截面的发动机机体，其特征是所述气缸孔内壁第一直径段A的直径149mm、高度：15mm；第二直径段B的直径147mm、高度：40mm；第三直径段C的直径145mm、高度：80mm。
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