CN105545517B - 一种发动机用平台网纹气缸套 - Google Patents

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Abstract

一种发动机用平台网纹气缸套。提供了一种耐磨、润滑效果好、进排气口区域综合应力低的发动机用平台网纹气缸套。所述气缸套本体采用奥贝球墨铸铁或铬钼铜铸铁整体铸造制成，所述气缸套本体的内壁设置平台珩磨网纹、且内壁中部呈腰鼓型；所述气缸套本体的腰鼓型区域设置有若干进排气口。本发明为了避免活塞环在往复运动中与进排气口附近区域发生交叉冲突,采取了避让措施,气缸套的内壁设置平台珩磨网纹，内壁中部呈腰鼓型；同时，腰鼓型部分的平台珩磨网纹采取随腰鼓型的形线呈渐变形态来解决气缸套与活塞环的正常匹配,继而保证燃烧室密封良好，乃至确保柴油机的运行，从而进一步提高气缸套运用可靠性及延长其使用寿命。

Description

一种发动机用平台网纹气缸套
技术领域
本发明涉及发动机的气缸套，尤其涉及具有平台网纹的气缸套。
背景技术
在现有技术中，发动机气缸套采用硼铸铁、硼铜铸铁、铬钼铜铸铁、高磷合金铸铁、高磷铸铁、高含量铬钼镍铸铁、铬钼铜硼合金铸铁，气缸套套体内表面硬化处理采用软氮化、激光、表面高频淬火、镀铬等热处理工艺，或本体内表面（硬度HB207～360）设有平台珩磨网纹或软氮化（其化合层仅0.030mm）后平台珩磨网纹，当表面硬化层被磨掉后，则不圆整的基体组织硬度为HB207-360的气缸套内壁将不敌高温高压燃气的冲刷及杂质的磨损而迅速发生端磨。
由于现有技术中带有进排气口的气缸套套体的结构, 进排气口在灼热燃气排出和冷却进气的反复冲刷下,产生交变热应力,所以进排气口区域温度高且温度变化大, 气缸套进排气口处受到很大的综合应力(机械应力和热应力) 。为了避免活塞环在往复运动中与进排气口附近区域发生交叉冲突,需要采取避让和冷却措施，不然会破坏气缸套与活塞环的正常匹配，继而造成燃烧室密封的失效，乃至破坏柴油机的运行。
发明内容
本发明针对以上问题，提供了一种耐磨、润滑效果好、进排气口区域综合应力(机械应力和热应力)低的发动机用平台网纹气缸套。
本发明的技术方案为：包括气缸套本体，所述气缸套本体采用奥贝球墨铸铁或铬钼铜铸铁整体铸造制成，所述气缸套本体的内壁设置平台珩磨网纹、且内壁中部呈腰鼓型；所述气缸套本体的腰鼓型区域设置有若干进排气口。
所述气缸套本体的腰鼓型宽度与气缸套本体直径的比为0.535—0.7:1，所述气缸套本体的腰鼓型高度与气缸套本体直径的比为0.435—0.6:1。
所述气缸套本体的平台珩磨网纹包括平台和将平台表面分割成菱形网状的沟槽，各沟槽相互连通。
所述平台的菱形角度为96～160°。
在气缸套本体的内表面每4mm弧长内至少有六个深度4.6～6μm的沟槽。
气缸套本体中部腰鼓型的平台珩磨网纹随腰鼓型的形线呈渐变形态, 腰鼓型的鼓顶区域内表面每4mm弧长内至少有六个深度0.6～2μm的沟槽。
所述进排气口处于腰鼓型区域的中部, 进排气口呈矩柱形, 矩柱形的宽高比为0.75—0.85:1，进排气口高度是腰鼓型高度的0.25—0.35倍。
所述气缸套本体的上部设有上环腔、下部设有下环腔，所述上环腔和下环腔之间设有若干贯通上环腔和下环腔的圆柱筋，所述圆柱筋呈空心；所述进排气口位于相邻圆柱筋之间；所述气缸套本体的上部设有法兰环体圈，在法兰环体圈上设有若干通水孔，所述通水孔连通上环腔。
本发明克服了现有技术中带有进排气口的气缸套套体的结构, 存在进排气口在灼热燃气排出和冷却进气的反复冲刷下,产生交变热应力,进排气口区域温度高且温度变化大, 气缸套进排气口处受到很大的综合应力(机械应力和热应力)的问题以及直接导致进排气口的裂纹及气缸套的失效问题。
本发明为了避免活塞环在往复运动中与进排气口附近区域发生交叉冲突,采取了避让措施,气缸套的内壁设置平台珩磨网纹，内壁中部呈腰鼓型；同时，腰鼓型部分的平台珩磨网纹采取随腰鼓型的形线呈渐变形态来解决气缸套与活塞环的正常匹配,继而保证燃烧室密封良好，乃至确保柴油机的运行，从而进一步提高气缸套运用可靠性及延长其使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，
图2为本发明中平台珩磨网纹的部分断面放大示意图；
图中1是气缸套本体，2是平台珩磨网纹，3是中部，4是平台，5是沟槽，6是上环腔，7是下环腔，8是圆柱筋，9是法兰环体圈，10是通水孔，11是进排气口；
H为气缸套本体的腰鼓型高度，W为气缸套本体的腰鼓型宽度。
具体实施例
本发明如图1-2所示，包括气缸套本体1，所述气缸套本体1采用奥贝球墨铸铁或铬钼铜铸铁整体铸造制成，所述气缸套本体的内壁设置平台珩磨网纹2、且内壁中部3呈腰鼓型；所述气缸套本体的腰鼓型区域设置有若干进排气口11。
所述气缸套本体的腰鼓型宽度W（即图1中平面上两侧中点之间的距离）与气缸套本体直径的比为0.535—0.7:1，所述气缸套本体的腰鼓型高度H与气缸套本体直径的比为0.435—0.6:1。气缸套本体的直径与腰鼓型宽度以及腰鼓型高度有关联的，使得腰鼓型弧度关系到气缸套本体的壁厚，保证了气缸套的强度和刚度。
所述气缸套本体的平台珩磨网纹包括平台4和将平台表面分割成不等距的菱形网状的沟槽5，各沟槽相互连通。工作时，不但气缸套内表面形成油膜，避免了活塞环与气缸套之间的干摩擦，减少相互间的磨损，而且，保持了套体的储油和排渣性。
所述平台的菱形角度为96～160°，目的在于避免菱形网纹趋于与气缸套中心线呈小角度和趋于与气缸套中心线垂直呈大角度，前者易使润滑油向气缸套上部泵油，造成窜入燃烧室的机会，后者又使菱形网纹拉扁甚至连成一片，不利于布油和形成极压油膜。
在气缸套本体的内表面每4mm弧长内至少有六个深度4.6～6μm 的沟槽；气缸套本体中部腰鼓型的平台珩磨网纹随腰鼓型的形线呈渐变形态, 腰鼓型的鼓顶区域内表面每4mm弧长内至少有六个深度0.6～2μm的沟槽；由此解决进排气口的裂纹及气缸套的失效问题。
本发明对气缸套本体内表面的平台网纹密度提出要求：在套体内表面每4mm长度内至少有六个深度为4.6～6μm的沟槽。目的在于使内表面有足够数量的窄小且深于4.6～6μm的沟槽，储备足够的润滑油，当活塞环作用于气缸套内表面时，深沟槽中所储的润滑油能形成极压油膜，可避免和大大减少活塞环和气缸套的直接接触，从而能较显著地减少气缸套和活塞环的磨损量。气缸套的内壁呈腰鼓型且设置成平台珩磨网纹、气缸套腰鼓型部分的平台珩磨网纹采取随腰鼓型的形线呈渐变形态，从而使气缸套的内壁和活塞环之间的极压油膜处于良好的连续状态。
所述进排气口处于腰鼓型区域的中部, 进排气口呈矩柱形, 矩柱形的宽高比为0.75—0.85:1，进排气口高度是腰鼓型高度的0.25—0.35倍，以便进排气的过程顺畅且符合柴油机工作过程的程序。
所述气缸套本体的上部设有上环腔6、下部设有下环腔7，所述上环腔和下环腔之间设有若干贯通上环腔和下环腔的圆柱筋8，所述圆柱筋呈空心；所述进排气口11位于相邻圆柱筋之间；所述气缸套本体的上部设有法兰环体圈9，在法兰环体圈上设有若干通水孔10，所述通水孔连通上环腔。
本发明中的气缸套本体设置双环腔(上环腔和下环腔)形成两个箱体结构,大大提高了气缸套的刚性，上环腔和下环腔之间设有若干贯通双环腔的圆柱筋,相邻圆柱筋之间形成进排气口,使进排气口能得到充分的冷却,同时又具有足够的刚性；气缸套本体的外壁可设置用锥体螺堵密封的进水孔，便于进水。

Claims (3)

1.一种发动机用平台网纹气缸套，其特征在于，包括气缸套本体，所述气缸套本体采用奥贝球墨铸铁或铬钼铜铸铁整体铸造制成，所述气缸套本体的内壁设置平台珩磨网纹、且内壁中部呈腰鼓型；所述气缸套本体的腰鼓型区域设置有若干进排气口；
所述气缸套本体的腰鼓型宽度与气缸套本体直径的比为0 .535—0 .7:1，所述气缸套本体的腰鼓型高度与气缸套本体直径的比为0 .435—0 .6:1；
所述气缸套本体的平台珩磨网纹包括平台和将平台表面分割成菱形网状的沟槽，各沟槽相互连通；
所述平台的菱形角度为96～160°；
在气缸套本体的内表面每4mm弧长内至少有六个深度4 .6～6μm的沟槽；
气缸套本体中部腰鼓型的平台珩磨网纹随腰鼓型的形线呈渐变形态，腰鼓型的鼓顶区域内表面每4mm弧长内至少有六个深度0 .6～2μm的沟槽。
2.根据权利要求1所述的一种发动机用平台网纹气缸套，其特征在于，所述进排气口处于腰鼓型区域的中部，进排气口呈矩柱形，矩柱形的宽高比为0 .75—0 .85:1，进排气口高度是腰鼓型高度的0 .25—0 .35倍。
3.根据权利要求1所述的一种发动机用平台网纹气缸套，其特征在于，所述气缸套本体的上部设有上环腔、下部设有下环腔，所述上环腔和下环腔之间设有若干贯通上环腔和下环腔的圆柱筋，所述圆柱筋呈空心；所述进排气口位于相邻圆柱筋之间；所述气缸套本体的上部设有法兰环体圈，在法兰环体圈上设有若干通水孔，所述通水孔连通上环腔。
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