CN104822928A - 制造发动机组的方法 - Google Patents
制造发动机组的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104822928A CN104822928A CN201380063024.5A CN201380063024A CN104822928A CN 104822928 A CN104822928 A CN 104822928A CN 201380063024 A CN201380063024 A CN 201380063024A CN 104822928 A CN104822928 A CN 104822928A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- inserting member
- sealing
- recessed district
- cluster engine
- district
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
- F02F7/0021—Construction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
- B23P6/02—Pistons or cylinders
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
- F02F7/0002—Cylinder arrangements
- F02F7/0012—Crankcases of V-engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J10/00—Engine or like cylinders; Features of hollow, e.g. cylindrical, bodies in general
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
- F02F7/0002—Cylinder arrangements
- F02F7/0007—Crankcases of engines with cylinders in line
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
- F02F7/0043—Arrangements of mechanical drive elements
- F02F7/0053—Crankshaft bearings fitted in the crankcase
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49229—Prime mover or fluid pump making
- Y10T29/49231—I.C. [internal combustion] engine making
- Y10T29/49233—Repairing, converting, servicing or salvaging
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
一种用于制造发动机组(10)的方法,包括从围绕第一开口的发动机组(10)的顶板(18)中除去材料以产生第一凹入区(22),将第一密封件(90)放置在第一凹入区(22)内,将第一插入件(50)定位于第一凹入区(22)内并抵靠第一密封件(90)。该方法还可以包括从围绕第二开口的发动机组(10)的顶板(18)中除去材料以产生至少与第一凹入区(22)部分重叠的第二凹入区(70),将第二密封件(95)放置在第二凹入区(70)内以及将第二插入件(78)定位于第二凹入区(70)内并抵靠第二密封件(95)。
Description
技术领域
本发明总体涉及一种用于制造发动机组的方法。更具体地说,本发明涉及一种通过从围绕多个开口的顶板除去材料并将密封件和插入件定位在凹入区内对发动机组进行再制造的方法。
背景技术
在发动机操作过程中内燃机的许多部件都受到高负载和磨损。一种此类部件,例如,发动机组,其可受到来自燃烧室内发生的燃烧事件所产生的负载,所述燃烧室由发动机组的气缸盖、活塞和缸膛形成。这些事件可使发动机组受到高负载和应力,包括热应力和机械应力,其可被传到气缸盖上除了其他位置以外的发动机组和缸膛,所述气缸盖安装在发动机组的顶板上。由于这些应力,在发动机组内,特别是在发动机组的顶板的缸膛内或附近,可形成小裂缝,或发生一般磨损。此外,沿着围绕缸膛且穿过顶板开口的流体通道的边缘可产生磨损和腐蚀。
美国专利号5,222,295公开一种修复柴油发动机缸体的方法。具体地,引用的参考文献公开一种用于沿发动机组的缸膛的纵轴除去所选部分并在缸膛内形成的空腔内安装插入件的方法。尽管所描述的方法可以适当地修复缸膛内产生的裂缝,但该参考文献没有考虑到可能从缸膛,穿过发动机组的顶板或沿着周围水通道的边缘可能产生的裂缝。该方法也没解决提供较浅的插入件的密封的问题。此外,仍然存在对有效且经济上可行的发动机组修复和再制造方法的持续需求。
发明内容
在一个方面,公开一种制造发动机组的方法,包括从围绕第一开口(例如,流体通道、缸膛或附接孔)的发动机组的顶板除去材料,以产生包括第一底面的第一凹入区。该方法还包括将围绕第一开口的第一密封件放置在第一底面上,所述第一密封件包括与第一开口相匹配的内径,以及将第一插入件定位于第一凹入区内并抵靠第一密封件。
在另一个方面,用于内燃机的发动机组包括顶板,在发动机组内形成并穿过顶板开口的第一开口,围绕第一开口并包括第一底面的第一凹入区,第一底面上的第一密封件,第一密封件包括与第一开口相匹配的内径,和位于第一凹入区内的第一插入件。
在又一个方面,描述一种用于包括限定缸膛的顶板和多个流体通道的发动机组的再制造套件。再制造套件包括多个圆柱形第一插入件,多个第一插入件中的每一个具有第一深度、第一外径,和贯穿第一插入件的通道,该通道配置成位于围绕多个流体通道中的一个的凹入区内。再制造套件还包括多个第一密封件,第一密封件包括与多个流体通道中的一个的直径相匹配的内径,第一密封件中的每一个配置成位于第一插入件中的一个和围绕多个流体通道中的一个的凹入区中的发动机组之间。再制造套件还包括环形第二插入件,第二插入件包括与缸膛的直径相匹配的内径、第二深度,和第二外径,并配置成位于围绕缸膛的凹入区内。再制造套件另外包括第二密封件,第二密封件包括与缸膛的直径相匹配的内径,第二密封件配置成位于第二插入件和围绕缸膛的凹入区中的发动机组之间。此外,第一插入件的第一深度大于第二插入件的第二深度。此外,当多个第一插入件中的每一个位于围绕多个流体通道中的每一个的对应凹入区内,且第二插入件位于围绕缸膛的凹入区内时,所述第二外径被配置成与所述第一外径的一部分重叠。
附图说明
图1是根据本发明的发动机组的透视图;
图2是图1的发动机组的顶板的平面视图,示出示例性裂缝,其可在缸膛和相邻的流体通道附近形成;
图3是沿着线A-A的图1的发动机组的顶板的局部横截面图,示出流体通道和缸膛;
图4是沿着线A-A的图2的发动机组的顶板的局部横截面图,具有围绕流体通道的第一凹入区;
图5是沿着线A-A的图2的发动机组的顶板的局部横截面图,具有放置在第一凹入区内的第一密封件;
图6是沿着线A-A的图2的发动机组的顶板的局部横截面图,具有位于第一凹入区内的第一插入件;
图7是沿着线A-A的图2的发动机组的顶板的局部横截面图,具有围绕缸膛的第二凹入区;
图8是沿着线A-A的图2的发动机组的顶板的局部横截面图,具有放置在第二凹入区内的第二密封件;
图9是沿着线A-A的图2的发动机组的顶板的局部横截面图,具有位于第二凹入区内的第二插入件;
图10是图1的发动机组的顶板的平面视图,具有围绕流体通道和缸膛的插入件;以及
图11是示出一种制造图1的发动机组的方法的流程图。
具体实施方式
图1中大体示出发动机组10(也称为缸体)的示例性实施例。发动机组10可以例如由铸铁、铝、镁,或任何其他理想的材料构造,且可以包括用于容纳内燃机(例如压燃式发动机或火花点火发动机)的活塞的一个或多个圆柱形钻孔。应当理解,这样的包括发动机组10的内燃机,可以用于为公路或非公路机器、固定式设备,或任何其他已知的机器或车辆提供动力。
发动机组10可以是整体铸件并且通常可以包括上段12和下段14。发动机组10的上段12可以包括各种开口,例如缸膛、流体通道,和附接孔。在所示的实施例中,上段12可以包括在发动机组10内形成并穿过发动机组10的顶板18开口的多个缸膛16。尽管示出六个缸膛16,应当理解,发动机组10可以包括任意数目的缸膛16,每个缸膛16可以包括或不包括气缸套。气缸盖(未示出)可以被附接到发动机组10,例如通过使用多个附接螺栓,该螺栓可以通过螺纹容纳在相应数目的附接孔20中。正如在现有技术中所公知的气缸盖可以密封每一个缸膛16,因而在其中产生了燃烧室,并且可以提供用于支持进气阀和排气阀和/或端口的结构、燃料喷射器、必要的联动装置,和/或其他已知的装置或结构。
发动机组10的上段12还可以包括围绕各缸膛16周向隔开的多个流体通道22,例如水通道。虽然示出八个流体通道22,但应当理解的是,可在整个发动机组10上设置任意数目的流体通道22。每个流体通道22可在发动机组10内形成,并可以穿过顶板18开口,如图所示。应当理解,在发动机组10内的流体通道22以及附加的流体通道和/或腔室,可形成用于控制冷却剂的循环并对发动机组10进行适当冷却的水套或其他类似冷却系统。还应该理解,可包括套圈型冷却剂导向器,和/或水套的流体通道22可配置成对附接到发动机组10的气缸盖或其部件进行冷却。此外,虽然在图1中所示的流体通道22的直径被示为大致相同,但应当理解的是,一些流体通道22的尺寸与形状可以不同于其他一些流体通道22的尺寸与形状。
发动机组10的下段14还可以包括和/或限定如上所述的水套的一部分。该下段14可以是常规形式,并且可以包括曲轴在其内转动的曲轴箱。发动机组10的下段14以及气缸盖和内燃机通常不属于本发明的范围,并且因此,本文不再进行更详细的说明。但是,应当理解,包括本文所述特征的发动机组10被考虑与任何类型和/或构造的内燃机配合使用。
现在参照图2,示出发动机组10的顶板18的一部分。特别地,示出缸膛16中的一个和相邻的或周围的附接孔20及流体通道22,连同可能出现在顶板18内的裂缝。特别地,在包括发动机组10的内燃机运行过程中,或者甚至在其最初的制造过程中,可能在发动机组10的顶板18内形成一条或多条裂缝,如本领域的技术人员所知的。例如,裂缝30可在缸膛16内形成,示出具有设置于其中的气缸套32,并可沿着发动机组10的顶板18从其延伸。根据一个实施例,这条裂缝可延伸至流体通道22中的一个,如在34所示。类似地,裂缝36可在流体通道22或附接孔20中的一个内形成,并可横跨发动机组10的顶板18从其延伸。磨损或腐蚀也可能出现在沿着顶板18的流体通道22的边缘。如本领域的技术人员所知的,其他裂缝(例如裂缝38)和/或磨损可能出现在发动机组10的顶板18内的多个不同位置。
在发动机组10的制造工艺40(图11)的过程中,可从发动机组10的顶板18中除去围绕顶板中的开口(例如,缸膛、流体通道和附接孔)的材料,以产生凹入区。密封件可位于凹入区内。插入件可位于凹入区内并抵靠密封件,使得第一插入件与第二插入件的一部分重叠。可以想到,在一些实施例中,该工艺可以包括多个重叠“级别”。例如,第一插入件可与第二插入件重叠,第二插入件与第三插入件重叠。
正如在本文所使用的,“制造”可泛指与发动机组10相关的初始制造、再制造、修复,或其他类似工艺。特别地,可从发动机组10中除去发动机组材料,其可包括图2所示的裂缝30、34、36和38中的一条或多条。可使用任何已知的加工工艺(例如,铣削或磨削)从发动机组10的顶板18中除去材料。该工艺可以是手动的和/或自动的。根据一个实施例,例如,可通过计算机数控(CNC)来操作用于从发动机组10中除去材料的加工工具。然而,考虑了任何用于根据精确规格除去发动机组材料的有用工具。
图3至图11示出制造工艺40的实施例。特别地,图3示出在制造工艺40之前沿着线A-A(如图2所示)的发动机组10的局部横截面。虚线42描述如果安装气缸套32将其定位的地方。气缸套32使缸膛16与流体腔44分离。流体腔44与流体通道22流体连通。流体通道22和缸膛16通往顶板18,该顶板18在围绕流体通道22和缸膛16的区域中大体平坦且均匀。
如图4所示,可除去围绕至少一个流体通道22或开口的发动机组材料,以产生包括第一底面48的第一凹入区46。流体通道22呈大致圆柱形并且具有位于顶板处的并且向下延伸到发动机组10中的直径DF。第一凹入区46可用各种方式来配置。第一凹入区46配置成除去沿着流体通道22的边缘出现的任何磨损和侵蚀,和/或围绕流体通道22的裂缝。在所示实施例中,第一凹入区46是具有直径D1和深度X1的大体圆柱形区域。第一凹入区46可居中于第一流体通道22上(即,与第一流体通道同轴)或者可偏置。可以理解,可在围绕多个流体通道22中的每一个的顶板18中除去发动机组材料,以产生对应数目的第一凹入区46。此外,可以理解,针对不同的发动机尺寸和类型,第一凹入区46的直径D1和深度X1可改变,并且如果需要也可根据单个发电机组而改变。
在一个实施例中,第一凹入区46具有约20mm至约24mm的直径D1以及约10mm至约14mm的深度X1。在另一个实施例中,第一凹入区46具有约22mm的直径D1和约12mm的深度X1。在又一个实施例中,第一凹入区46具有约30mm至约34mm的直径D1以及约10mm至约14mm的深度X1。在又一个实施例中,第一凹入区46具有约32mm的直径D1以及约12mm的深度X1。在另一个实施例中,发动机组10具有多个第一凹入区46,其中一些第一凹入区具有约20mm至约24mm的直径D1,而其他一些第一凹入区具有约30mm至约34mm的直径D1。例如,图2的发动机组10具有八个流体通道22。在一个实施例中,其中四个流体通道22可具有带有约20mm到约24mm的直径D1的相关联的第一凹入区46,而另外四个流体通道22可具有带有约30mm到约34mm的直径D1的相关联的第一凹入区46。
现在参照图5,第一密封件90示出为放置在第一凹入区46内。第一密封件90为环形并带有内开口92,内开口92具有内径D6和外径D7。在内径D6和外径D7之间的第一密封件90的表面94的至少一部分由密封材料(例如,橡胶,或本领域已知的任何类似的密封材料)制成。第一密封件90,例如,可以是O型环、涂有橡胶的金属垫圈,或边缘粘结的整体式密封件。在一个示例性实施例中,第一密封件是边缘粘结的整体式密封件。提供第一密封件90,使得直径D6与流体通道22的直径DF相匹配。第一密封件也可具有外径D7,外径D7通常与第一凹入区22的直径D1相同。第一密封件可具有约3mm至约10mm的厚度T3,优选地约5mm至约8mm。
当被放置在第一凹入区46中时,第一密封件90被定位成使得第一密封件90的内开口92与流体通道22的开口对齐。将第一密封件90的表面94抵靠第一凹入区46的第一底面48放置。
现在参照图6,第一插入件50示出为位于第一凹入区46内并抵靠第一密封件90。第一插入件50可配置成例如通过干涉配合紧密装配在第一凹入区46内。因此,第一插入件50可对应于第一凹入区的形状而通过多种方式成形。然而,第一插入件50可以被定位在第一凹入区46中并通过任何适当的方式保持在适当的地方。在所示实施例中,第一插入件50为大体圆柱形,具有限定贯穿其中的通道54的内表面52。通道54具有直径D3,直径D3与发动机组10的流体通道22的直径DF相匹配。当被定位在第一凹入区46内时,通道54可与流体通道22和第一密封件90基本上对齐,或者可稍稍偏移。第一插入件50具有大体上平行于内表面52的外表面56。第一插入件50具有大体上平行于底面60的顶面58。顶面58和底面60大体是扁平的且与内表面52和外表面56垂直。
第一插入件50具有厚度T1和外径D2。第一插入件50的厚度T1和第一密封件90的厚度T3的组合厚度配置成等于或大于第一凹入区46的深度X1。例如,在一个实施例中,第一插入件50具有约12mm至12.7mm的厚度T1。在另一个实施例中,所述第一插入件50具有约12.35mm的厚度T1。在又一个实施例中,所述第一插入件50具有约3mm至7mm,优选为约5mm的厚度T1。第一插入件50的直径D2配置成允许第一插入件50牢固地装配在第一凹入区46内。因此,所述第一插入件50的直径与相应的第一凹入区相匹配。例如,当通过过盈配合将第一插入件50固定在第一凹入区46内时,第一插入件50的直径D2配置成略大于第一凹入区46的直径D1。在一个实施例中,第一插入件50具有约0.02mm至约0.05mm的直径D2,该直径D2大于第一凹入区46的直径D1,并且优选地比直径D1大约0.035mm。如上所述,可在发动机租10中形成多个第一凹入区46,并且多个第一凹入区中的一些的尺寸可以不同于其他第一凹入区中的一些。同样,具有不同直径的第一插入件50和第一密封件90可用于相同的发动机组10上,以与相应的第一凹入区相匹配。在一个实施例中,发动机组10包括多个第一插入件50,它们中的一些具有的直径大于其余的多个第一插入件的直径约40%或更多。
在又一个实施例中,第一插入件50可具有密封材料,例如橡胶,通过使用本领域已知的用于将材料(例如橡胶)粘接到金属的技术将密封材料粘接到所述第一插入件50的底面60,从而有效地形成结合的第一插入件50和第一密封件90。然后,在单个步骤中,可将结合的第一密封件90和第一插入件50放置在第一凹入区46内。
如图7所示,可将围绕具有气缸直径DC的至少一个缸膛16的发动机组材料除去,以产生具有第二底面74的第二凹入区70。虽然仅仅以局部视图示出,但是可以理解,第二凹入区70可以围绕缸膛16的整个圆周延伸。第二凹入区70配置成除去围绕缸膛16的任何磨损或裂缝。在所示的实施例中,第一凹入区46大体呈环形并从缸膛16径向地延伸至外直径D4(参见图10)。第二凹入区70从缸膛16径向地延伸出足以与第一凹入区46(和第一插入件50)的一部分重叠的径向距离DL。因此,第二凹入区70部分地通过从第一插入件50中除去材料形成。由于,重叠区域基本上由两个重叠圆圈限定;从图10中清晰可见,从第一插入件50除去的区域可描述成透镜状。
第一凹入区46具有大于第二凹入区70的深度X2的深度X1,并且第二深度X2并不向下延伸至使得第二凹入区70的成形干扰第一密封件90的深度。在一些实施例中,例如,第一凹入区的深度可以大于第二凹入区的深度的50%或更大。因此,透镜状的肩部72形成在第一插入件50上。然而,在一些实施例中,有可能形成具有肩部72的第一插入件50,而不是在形成第二凹入区70时加工肩部。当安装第一插入件50时,肩部可朝向缸膛定位。因此,无需从第一插入件50中除去材料就可形成第二凹入区70。
可以理解的是,发动机组材料可以从围绕多个缸膛16中的每一个的顶板18中除去,以产生相应数目的第二凹入区70。此外,可以理解的是,针对不同的发动机尺寸和类型,第二凹入区70的直径D4和深度X2可以改变,并且如果需要的话可在单个发动机组上改变。在一个实施例中,第二凹入区70具有约211mm至约215mm的直径D4和约5.5mm至约9.7mm的深度X2。在另一个实施例中,第一凹入区46具有约213mm的直径D4和约7.6mm的深度X1。
现在参照图8,第二密封件95示出为放置在第二凹入区70内。第二密封件95为环形并带有内开口96,该内开口96具有内径D8和外径D9。在内径D8和外径D9之间的第二密封件95的表面98的至少一部分由密封材料(例如橡胶)或本领域已知的任何类似密封材料形成。第二密封件95,例如,可以是O型环、涂有橡胶的金属垫圈或边缘粘结的整体式密封件。在一个示例性实施例中,第二密封件95是边缘粘结的整体式密封件。提供第二密封件95,使得内径D8与气缸16的直径DC相匹配。第二密封件95还可具有外径D9,外径D9与第二凹入区70的直径D4大致相同。第二密封件95可具有约0.5mm至约10mm,优选地约1.0至3mm,更优选地约1.5mm的厚度T4。
当第二密封件95被放置在第二凹入区70中的时候,该第二密封件95被定位成使得第二密封件95的内开口96与气缸16的开口对齐。第二密封件95的表面98抵靠第二凹入区70的第二底面74放置。
如图9所示,第二插入件78示出为定位于第二凹入区70内,并抵靠第二密封件95。第二插入件78可配置成例如通过干涉配合紧密装配在第二凹入区70内。然而,第二插入件78可以被定位在第二凹入区70中,并通过任何适当的方式保持在适当的位置。在所示的实施例中,第二插入件78为大致环形,具有限定内直径的内表面80,内直径配置成与缸膛16的直径以及外直径相匹配。第二插入件78具有大致平行于内表面80的外表面82。第二插入件78具有大致平行于底面86的顶面84。顶面84和底面86基本上是扁平的且与内表面80和外表面82垂直。底面86的外部88配置成接合在第一插入件50上形成的肩部72。
第二插入件78具有厚度T2和外径D5(参见图10)。第二插入件78的厚度T2和第二密封件95的厚度T4的结合厚度配置成等于或大于第二凹入区70的深度X2。例如,在一个实施例中,第二插入件78具有约5mm至10mm,优选地约5.5至约6.5mm的厚度T2。在另一个实施例中,第二插入件78具有约6.1mm的厚度T2。此外,第二插入件78的厚度T2可以小于第一插入件50的厚度。因此,在一些实施例中,当初始安装时,第一插入件50和第二插入件78两者都在缸体的顶板18上方突出大约相同距离,并且第二插入件78的底面86的外部88接合第一插入件50的肩部72。
在又一个实施例中,第二插入件78可具有密封材料,例如橡胶,使用本领域中已知的用于将材料(例如橡胶)粘结到金属的技术将该密封材料粘结到第二插入件78的底面86,从而有效地形成组合的第二插入件78和密封件95。然后,在单个步骤中,可将组合的密封件95和第二插入件78放置在第一凹入区70内。
第二插入件78的外径D5配置为允许第二插入件78牢固地装配在第二凹入区70内并且与第一插入件50重叠径向距离DR。因此,第二插入件78的外径D5与第二凹入区70相匹配。例如,当通过过盈配合将第二插入件78固定在第二凹入区70中时,第二插入件78的直径D5配置为略大于第二凹入区70的直径D4。在一个实施例中,第二插入件78具有大于第二凹入区70的直径D4约0.044mm至约0.084mm,优选约0.064mm的直径D5。
第一插入件50和第二插入件78可以由不锈钢或其它任何可用材料制成,并且可以包括大致均匀的厚度。在所示的实施例中,虽然未说明,但可以理解的是,分别在第一凹入区46及第二凹入区70内定位第一插入件50和第二插入件78之后,可以使用加工工具刨平顶板18的表面,从而除去第一插入件50和第二插入件78的任何多余部分。这样的程序可以确保将第一插入件50和第二插入件78分别定位于第一凹入区46及第二凹入区70内之后顶板18的表面基本平坦。
此外,在放置第一插入件50和第二插入件78之前,化学粘接剂(例如,)可被分别涂布至插入件或者涂布至凹入区46、70。除了过盈配合之外或者替代过盈配合,将此完成。
图10示出安装多个第一插入件50、第一密封件90、第二插入件78和第二密封件95之后的根据本发明的发动机组10的一个实施例的顶板18的一部分。在安装时,第二插入件78与第一插入件50中的每一个重叠。在所示实施例中,八个流体通道22围绕缸膛16。第一插入件50围绕八个流体通道22中的每一个,并且第二插入件78围绕缸膛16。八个第一插入件50中的四个的直径比另四个第一插入件50的直径大。四个较大的第一插入件50不在第一插入件50所围绕的相应流体通道22上居中,而四个较小的第一插入件50大致居中。无论大致居中还是偏离中心,第一插入件50中的通道54都与相应流体通道22基本上对齐或稍稍偏离,以允许流体流通过第一插入件50。
在又一示例性实施例中,在某些情况下,密封件90、95仅可位于第一插入件50或第二插入件78中的一个的下方,而不是位于另一个的下方。例如,凹入区70可围绕气缸开口16形成,密封件95可被放置在凹入区70的底面74上,并且插入件78可位于凹入区70中并抵靠密封件95。如果插入件50被放置在流体通道22周围,那么,在这种情况下,插入件50可不具有放置在凹入区46中的密封件90。根据发动机的顶面18中的裂缝的程度,可能没有必要使第一插入件50和第二插入件78重叠。
类似地,凹入区46可形成于流体通道周围,密封件90可被放置在凹入区46的底面48上,并且插入件可位于凹入区46中并抵靠密封件90。如果插入件78被放置在气缸16周围,那么,在这种情况下,插入件78可不具有被放置在凹入区70中的密封件95。
工业实用性
本发明发现了对任何可能易遭受引起裂缝和/或磨损的工作负载的发动机组的潜在的适用性。此外,本发明可特别适用于这样的发动机组,其具有从缸膛辐射并延伸穿过发动机组的顶板的裂缝。而且,本发明可适用于围绕这种可能易遭受一般的磨损和/或腐蚀的缸膛的流体通道。虽然本发明描述了这种发动机组的再制造或修复,但是,在制造过程中也可使用本文所述的方法,以在操作过程中减少这种裂缝和/或磨损的出现。
在再制造或修复期间,例如,可通过视觉观察或者使用磁通量检查或其他已知的方式,来检查发动机组10的裂缝。在检查期间可发现裂缝,例如裂缝30、34、36和38。此外,流体通道22中的一个或多个可沿着发动机组10的顶板18在其开口周围呈现出磨损和/或腐蚀。为了修复发动机组10,如图3所示,根据一个实施例,制造方法40可包括从围绕第一开口(例如至少一个流体通道22)的发动机组10的顶板18中除去材料以产生包括底面48的第一凹入区46的第一步骤102,将第一密封件90放置在第一凹入区48中的第一开口周围及第一底面48上的第二步骤103,将第一插入件50定位于第一凹入区46内并抵靠第一密封件90的第三步骤104,从围绕第二开口(例如缸膛16)的发动机组10的顶板18中除去材料以产生包括至少与第一凹入区46部分重叠的第二底面74的第二凹入区70的第四步骤106,将第二密封件95放置在第二凹入区70中的第二开口周围及第二底面74上的第五步骤107,以及将第二插入件78定位于第二凹入区70内并抵靠第二密封件95的第六步骤108。制造方法40可包括从第一插入件50和/或第二插入件78中除去材料以产生具有顶板18的平面的附加步骤。应当理解,在其他实施例中,第一凹入区可以在缸膛16或另一开口周围形成,第二凹入区可以在流体通道22或另一开口周围形成。因此,围绕缸膛的插入件,例如,可具有更大的厚度,并且可在形成围绕流体通道22的第二凹入区之前安装。
应当理解,发动机组10可包括多个顶板(例如具有V型发动机)、多个缸膛16和多个流体通道22。因此,制造方法40可包括产生多个第一凹入区46和第二凹入区70并在相应凹入区中使用多个第一插入件50、第一密封件90、第二插入件78和第二密封件95。可将多个第一插入件50和第二插入件78以及第一密封件90和第二密封件95包装在一起,作为预定发动机的修复工具包。
第一密封件90和第二密封件95不应重叠到流体通道22或气缸16中。为了确保第一密封件90的内开口92以流体通道22为中心,在放置第一密封件90之前,可卷起柔性片(未示出)并将其插入到流体通道22中。然后,第一密封90可以滑到卷起的柔性片上。卷起的柔性片要展开的自然倾向使柔性片抵靠流体通道的开口,并有助于第一密封件90的内开口92与流体通道的对准。第一插入件50可类似地在卷起的柔性片上滑动,并位于第一凹入区46中。一旦第一密封件90和第一插入件50固定就位,就可除去卷起的柔性片。可使用类似的过程将第二密封件95与气缸16的开口对准。
应当理解,修复后可能出现裂缝,例如在第一凹入区46和第二凹入区70内形成或者从它们中辐射出的裂缝。如本文所述,可重复本发明公开的方法40来修复此类裂缝。特别地,例如可通过在插入件50、78内形成一个或多个螺纹孔以附接拆除工具来拆除第一插入件50和第二插入件78以及第一密封件90和第二密封件95,并且可加工除去在缸膛16和流体通道22附近出现的其他的裂缝和/或磨损。然而,凹入区46和凹入区70可仅仅扩大一定量,该量足以除去大部分裂缝和/或磨损,且不与发动机组10的其他结构或部件相互干扰。因此,发动机组10可限于有限次数的修复。在除去了附加的发动机组材料之后,可将合适尺寸的插入件50和插入件78以及密封件90和密封件95放置并压配在相应的凹入区46和凹入区70内。
本文所公开的方法可提供用于修复在发动机组内、尤其是在缸膛和周围的水道处或附近出现的裂缝和/或磨损的有效方法。可选地,可在制造发动机组期间实施本发明以减少这些裂缝和/或磨损的出现。
应当认识到,所公开的方法可用在发动机组的其他开口上。
应当理解,以上描述仅仅用于说明的目的,并不意在以任何方式限制本发明的保护范围。因此,本领域技术人员将理解,通过研究附图、说明书和所附权利要求书,可以获得本发明的其他方面。
Claims (10)
1.一种用于制造发动机组(10)的方法,包括:
从围绕第一开口的所述发动机组(10)的顶板(18)中除去材料以产生包括第一底面(48)的第一凹入区(22);
将第一密封件(90)放置在所述第一底面(48)上的所述第一开口周围,所述第一密封件(90)包括与所述第一开口匹配的内径;以及
将第一插入件(50)定位于所述第一凹入区(22)内并抵靠所述第一密封件(90)。
2.如权利要求1所述的方法,进一步包括:
从围绕第二开口的所述发动机组(10)的顶板(18)中除去材料以产生包括第二底面(74)的第二凹入区(70),所述第二凹入区(70)至少与所述第一凹入区(22)部分重叠;
将第二密封件(95)放置在所述第二底面(74)上的所述第二开口周围,所述第二密封件(95)包括与所述第二开口匹配的内径;以及
将第二插入件(78)定位于所述第二凹入区(70)内并抵靠所述第二密封件(95)。
3.如权利要求2所述的方法,其中,所述第一凹入区(22)具有第一深度,并且所述第二凹入区(70)具有小于所述第一深度的第二深度,使得所述第一密封件(90)不会被所述第二凹入区(70)的产生干扰。
4.如权利要求2所述的方法,其中,产生所述第二凹入区(70)包括从所述第一密封件(90)的一部分上方的所述第一插入件(50)中除去材料。
5.如权利要求2所述的方法,其中,所述第一开口是流体通道(22),并且所述第二开口是缸膛(16)。
6.一种发动机组(10),其包括:
顶板(18);
在所述发动机组(10)内形成并穿过所述顶板(18)开口的第一开口;
围绕所述第一开口并包括第一底面(48)的第一凹入区(22);
所述第一底面(48)上的第一密封件(90),所述第一密封件(90)包括与所述第一开口匹配的内径;以及
位于所述第一凹入区(22)内的第一插入件(50)。
7.如权利要求6所述的发动机组(10),进一步包括;
在所述发动机组(10)内形成并穿过所述顶板(18)开口的第二开口;
围绕所述第二开口并包括第二底面(74)的第二凹入区(70);
所述第二底面(74)上的第二密封件(95),所述第二密封件(95)包括与所述第二开口匹配的内径;
位于所述第二凹入区(70)内的第二插入件(78);
其中,所述第二凹入区(70)、所述第二密封件(95)和所述第二插入件(78)与所述第一凹入区(22)和所述第一插入件(50)重叠。
8.如权利要求7所述的发动机组(10),其中,所述第一凹入区(22)具有第一深度,并且所述第二凹入区(70)具有小于所述第一深度的第二深度。
9.如权利要求7所述的发动机组(10),其中,所述第一插入件(50)和所述第二插入件(78)通过过盈配合分别被保持在所述第一凹入区(22)和所述第二凹入区(70)内。
10.一种用于发动机组(10)的再制造套件,所述发动机组(10)包括限定缸膛(16)的顶板(18)和围绕所述缸膛(16)的多个流体通道(22),所述再制造套件包括:
多个圆柱形第一插入件(50),所述多个第一插入件(50)中的每一个包括第一深度、第一外径和贯穿所述第一插入件(50)并配置为位于围绕所述多个流体通道(22)中的一个的凹入区(46)内的通道(54);
多个第一密封件(90),其包括匹配所述多个流体通道(22)中的一个的直径的内径,所述第一密封件(90)中的每一个配置为位于所述第一插入件(50)中的一个和围绕所述多个流体通道(22)中的一个的所述凹入区(46)中的所述发动机组(10)之间;
环形第二插入件(78),其包括与所述缸膛(16)的直径匹配的内径、第二深度以及第二外径,并配置为位于围绕所述缸膛(16)的凹入区(46)内;
第二密封件(95),其包括与所述缸膛(16)的直径匹配的内径,所述第二密封件(95)配置为位于所述第二插入件(78)和围绕所述缸膛(16)的所述凹入区(46)内的所述发动机组(10)之间;
其中,所述第一深度大于所述第二深度,并且
其中,当所述多个第一插入件(50)中的每一个位于围绕所述多个流体通道(22)中每一个的对应凹入区(46)内,并且所述第二插入件(78)位于围绕所述缸膛(16)的所述凹入区(46)内时,所述第二外径配置为与所述第一外径的一部分重叠。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US13/713,266 US8833330B2 (en) | 2012-12-13 | 2012-12-13 | Method of manufacturing an engine block |
US13/713266 | 2012-12-13 | ||
PCT/US2013/074751 WO2014093667A2 (en) | 2012-12-13 | 2013-12-12 | Method of manufacturing an engine block |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104822928A true CN104822928A (zh) | 2015-08-05 |
Family
ID=50929483
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201380063024.5A Pending CN104822928A (zh) | 2012-12-13 | 2013-12-12 | 制造发动机组的方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8833330B2 (zh) |
EP (1) | EP2932076A4 (zh) |
CN (1) | CN104822928A (zh) |
AU (1) | AU2013359156A1 (zh) |
WO (1) | WO2014093667A2 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9382871B2 (en) * | 2014-01-30 | 2016-07-05 | Caterpillar Inc. | Method for repair of cylinder block including water ferrule |
US11174813B1 (en) * | 2020-09-30 | 2021-11-16 | Caterpillar Inc. | Liner for engine block and systems, assemblies, components, and methods thereof |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5222295A (en) * | 1992-04-07 | 1993-06-29 | Dorris Jr John W | Method for repairing diesel engine cylinder blocks |
JP2007077975A (ja) * | 2005-08-19 | 2007-03-29 | Toyota Motor Corp | 内燃機関 |
US20080202464A1 (en) * | 2005-08-05 | 2008-08-28 | Rolf Gosch | Unfinished Cylinder Head Casting, Cast Cylinder Head for Diesel Internal Combustion Engines, and Process for Producing an Unfinished Cylinder Head Casting |
DE102009024463A1 (de) * | 2009-06-10 | 2010-12-16 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Zylinderblock und Verfahren zum Herstellen eines Zylinderblocks |
CN102084113A (zh) * | 2008-07-03 | 2011-06-01 | 卡特彼勒公司 | 制造发动机缸体的方法 |
US20120036715A1 (en) * | 2010-08-13 | 2012-02-16 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Repair method for corroded engine cylinder head |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1473139A (en) | 1923-11-06 | Engine-cylinder-sleeve sealing means | ||
USRE18644E (en) | 1932-11-01 | Horace j | ||
US2275310A (en) | 1939-07-01 | 1942-03-03 | George L Nuttall | Method and means for repairing valve seat ports |
US2751671A (en) | 1952-09-15 | 1956-06-26 | Novi Equipment Co | Method of repairing cracked castings |
FR1405930A (fr) | 1964-06-01 | 1965-07-16 | Renault | Perfectionnement au montage des chemises de cylindres de moteurs à combustion interne |
US3449815A (en) * | 1966-10-11 | 1969-06-17 | Robert H Jones Jr | Method of reconstruction of diesel cylinder heads |
DE1751211A1 (de) | 1968-04-20 | 1971-04-08 | Goetzewerke | Elastische Lagerung von Zylinderlaufbuechsen in Brennkraftmaschinen |
US3675309A (en) | 1971-02-22 | 1972-07-11 | Pre Heat Welding Co Inc | Process for reconditioning cylinder heads |
US3830209A (en) | 1973-03-05 | 1974-08-20 | Robert Jones | Cylinder head and method of reconstructing same |
DE2359427C2 (de) | 1973-11-29 | 1982-04-22 | Goetze Ag, 5093 Burscheid | Lagerung einer Zylinderlaufbüchse |
DE2716498A1 (de) | 1977-04-14 | 1978-10-19 | Mak Maschinenbau Gmbh | Laufbuchsenbundauflage auf dem gestell von brennkraftmaschinen |
US4494491A (en) * | 1978-05-12 | 1985-01-22 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Liquid-cooled internal combustion engine |
CN1003572B (zh) * | 1986-09-08 | 1989-03-15 | 重庆长江轮船公司 | 柴油机铸造机架裂损修理法 |
DE4344653A1 (de) | 1993-01-13 | 1994-07-14 | Volkswagen Ag | Abstützung einer nassen Zylinderlaufbüchse in einer Hubkolben-Brennkraftmaschine |
US5575251A (en) * | 1994-01-04 | 1996-11-19 | Caterpillar Inc. | Deck plate for an internal combustion engine |
US5666725A (en) | 1994-05-31 | 1997-09-16 | Patent Master, Inc. | Engine remanufacture by adhesively retained cylinder liners |
US5873163A (en) | 1996-10-22 | 1999-02-23 | Diefenthaler; Mark S. | Method for repairing corroded cylinder castings in water-cooled engine blocks |
JP4436021B2 (ja) * | 2001-09-28 | 2010-03-24 | 本田技研工業株式会社 | シリンダブロックの補強方法 |
DE10205179B4 (de) | 2002-02-08 | 2006-04-13 | Elringklinger Ag | Kühlwasserabdichtung zwischen einem Motorblock und einer Zylinderlaufbuchse |
US6935635B2 (en) | 2002-12-12 | 2005-08-30 | Mccord Leakless Sealing Co. | Metal gasket |
US20040244758A1 (en) | 2003-06-06 | 2004-12-09 | Cummins Inc. | Method for increasing the displacement of an internal combustion engine and engine having increased displacement thereby |
-
2012
- 2012-12-13 US US13/713,266 patent/US8833330B2/en active Active
-
2013
- 2013-12-12 EP EP13861835.0A patent/EP2932076A4/en not_active Withdrawn
- 2013-12-12 WO PCT/US2013/074751 patent/WO2014093667A2/en active Application Filing
- 2013-12-12 CN CN201380063024.5A patent/CN104822928A/zh active Pending
- 2013-12-12 AU AU2013359156A patent/AU2013359156A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5222295A (en) * | 1992-04-07 | 1993-06-29 | Dorris Jr John W | Method for repairing diesel engine cylinder blocks |
US20080202464A1 (en) * | 2005-08-05 | 2008-08-28 | Rolf Gosch | Unfinished Cylinder Head Casting, Cast Cylinder Head for Diesel Internal Combustion Engines, and Process for Producing an Unfinished Cylinder Head Casting |
JP2007077975A (ja) * | 2005-08-19 | 2007-03-29 | Toyota Motor Corp | 内燃機関 |
CN102084113A (zh) * | 2008-07-03 | 2011-06-01 | 卡特彼勒公司 | 制造发动机缸体的方法 |
DE102009024463A1 (de) * | 2009-06-10 | 2010-12-16 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Zylinderblock und Verfahren zum Herstellen eines Zylinderblocks |
US20120036715A1 (en) * | 2010-08-13 | 2012-02-16 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Repair method for corroded engine cylinder head |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014093667A3 (en) | 2014-11-13 |
US20140165955A1 (en) | 2014-06-19 |
AU2013359156A1 (en) | 2015-07-23 |
WO2014093667A2 (en) | 2014-06-19 |
EP2932076A2 (en) | 2015-10-21 |
EP2932076A4 (en) | 2016-08-10 |
US8833330B2 (en) | 2014-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102084113B (zh) | 制造发动机缸体的方法 | |
CN103945978A (zh) | 制造发动机缸体的方法 | |
CN105370425A (zh) | 再制造发动机机体的方法 | |
CN104289854B (zh) | 使用喷射器孔插入件修理破裂盖的方法 | |
CN104822928A (zh) | 制造发动机组的方法 | |
CN204877696U (zh) | 用于发动机的汽缸衬套及内燃机 | |
US9382871B2 (en) | Method for repair of cylinder block including water ferrule | |
US20130082444A1 (en) | Service Gasket For Internal Combustion Engine And Method | |
CN208934881U (zh) | 空压机冷却系统 | |
CN110691672A (zh) | 用于再制造发动机缸体的方法 | |
US20140165396A1 (en) | Self-centering seal | |
US20160177871A1 (en) | Cylinder Liner for an Engine Block | |
CN2900817Y (zh) | 柴油机气缸冷却水密封结构 | |
EP1840367B1 (en) | High-pressure fuel pump provided with sealing ring | |
EP2733396A1 (en) | Service gasket for internal combustion engine and method | |
CN101015913A (zh) | 气门杆密封套安装工具 | |
CN102108913A (zh) | 用于衬垫的具有模制插入件的压缩限制器 | |
EP2138679B1 (en) | Valve seat | |
KR101717174B1 (ko) | 피스톤 성형용 복합 바이트 및 이를 이용한 피스톤 제조 방법 | |
US20160146063A1 (en) | Rocker arm for engines | |
SK602021A3 (sk) | Spôsob opravy hlavy valcov piestového stroja s priamočiarym vratným pohybom | |
CN103032193A (zh) | 一种分层式气缸头 | |
SK9493Y1 (sk) | Spôsob opravy hlavy valcov piestového stroja s priamočiarym vratným pohybom | |
CN102656356A (zh) | 曲轴箱 | |
US20160341146A1 (en) | Method, System and Apparatus for Dissipating Heat in Cylinder Head |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150805 |
|
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |