CN106583658B - 发动机缸体铸造砂芯及应用所述铸造砂芯铸造缸体的方法 - Google Patents
发动机缸体铸造砂芯及应用所述铸造砂芯铸造缸体的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种应用于汽车发动机制造辅助设备领域的发动机缸体铸造砂芯，本发明还涉及应用所述铸造砂芯铸造缸体的方法，发动机缸体铸造砂芯的缸体水套砂芯(1)的进气侧水道加工部件(2)和排气侧水道加工部件(3)上设置胶棒(5)安装孔，胶棒(5)一端安装在进气侧水道加工部件(2)上，胶棒(5)另一端安装在排气侧水道加工部件(3)上，本发明的发动机缸体铸造砂芯及应用所述铸造砂芯铸造缸体的方法，能方便可靠地加工出连通进气侧水道和排气侧水道的通道，使得发动机进气侧水道和排气侧水道之间冷却水自由流通，降低进气侧水套和排气侧水套之间温差，改善发动机整机性能及排放。
Description
技术领域
本发明属于汽车发动机生产制造辅助设备技术领域，更具体地说，是涉及一种发动机缸体铸造砂芯，本发明还涉及一种应用所述铸造砂芯铸造缸体的方法。
背景技术
汽车发动机(尤其是涡轮增压发动机)工作时，由于发动机缸体进气侧与排气侧之间温差大，导致进气侧水道和排气侧水道中的冷却水之间存在温差。这一温差的存在，容易导致发动机缸体在不同位置的热变形量不同，进而降低活塞与缸孔之间的密封性，影响发动机的整机性能和排放。为消除这一温差，目前普遍采用的方法是在发动机缸体上通过机械加工方法加工出通道，从而增大进气侧水道与排气侧水道之间的冷却水的流动，均衡进气侧水道和排气侧水道之间的温度。然而，这种机械加工方法容易在发动机缸体上产生加工应力，导致加工时发动机缸体部分受力区域出现断裂，另外，机械加工方法加工出来的通道直径较小，连通效果十分有限，不能满足不同发动机缸体的不同需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术不足，提供一种结构简单，在发动机铸造时能够方便可靠地在发动机缸体加工出连通进气侧水道和排气侧水道的通道，不会造成发动机缸体开裂，使得发动机进气侧水道和排气侧水道之间的冷却水能够自由流通，在有效冷却缸孔的同时，有效降低进气侧水套和排气侧水套之间温差，均衡进气侧水套和排气侧水套冷却，最终提高活塞与缸孔的密封性能，改善发动机整机性能及排放的发动机缸体铸造砂芯。
要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：
本发明为一种发动机缸体铸造砂芯，所述的发动机缸体铸造砂芯包括缸体水套砂芯，所述的缸体水套砂芯上设置进气侧水道加工部件和排气侧水道加工部件，所述的进气侧水道加工部件和排气侧水道加工部件之间安装胶棒，所述的胶棒一端安装在进气侧水道加工部件上，胶棒另一端安装在排气侧水道加工部件上，所述的胶棒设置为能够在高温环境解体成为粉末的结构。
所述的胶棒高温环境逐渐解体成为粉末时，胶棒所在部位设置为能够形成连通进气侧水道和排气侧水道的通道的结构。所述的胶棒具备高强度特性，能够抵抗安装、转移过程的振动和高温金属液体充填过程的冲击。
所述的胶棒设置为由耐热、阻燃的热固性酚醛树脂材料制作而成的结构。
缸体水套砂芯为普通铸造覆膜砂芯，进气侧水道加工部件上设置固定胶棒一侧的安装孔，排气侧水道加工部件上设置固定胶棒另一侧的安装孔，胶棒设置为能够以固体形状安装在进气侧水道加工部件和排气侧水道加工部件之间的结构；缸体水套砂芯铸造成型时被高温金属液体充填时，胶棒设置为能够被金属液体传导的高温逐渐解体为粉末的结构，胶棒解体为粉末时，胶棒所在部位设置为能够在发动机缸体水套上形成连通进气侧水道和排气侧水道的通道的结构。
所述的高温环境的温度范围在600°—700°之间，胶棒在高温环境温度以下，胶棒设置为呈固体形状的结构，胶棒在高温环境以上，胶棒设置为能够解体成为粉末的结构。
本发明还涉及一种应用所述的发动机缸体铸造砂芯铸造缸体的方法，所述的发动机缸体铸造砂芯铸造发动机缸体的方法的步骤为：1)在缸体水套砂芯的进气侧水道加工部件和排气侧水道加工部件上分别设置胶棒安装孔；2)胶棒插入安装在缸体水套砂芯的进气侧水道加工部件和排气侧水道加工部件之间；3)对发动机缸体铸造砂芯内浇铸用于形成发动机缸体的高温金属液体；4)浇铸金属液体形成发动机缸体后，发动机缸体水套的进气侧水道和排气侧水道之间形成通道。
在缸体水套砂芯进气侧水道加工部件和排气侧水道加工部件之间安装胶棒时，将胶棒一端与进气侧水道加工部件的安装孔固定连接，胶棒另一端与排气侧水道加工部件的安装孔固定连接。
对发动机缸体铸造砂芯内浇铸金属液体时，缸体水套砂芯和胶棒温度升高，胶棒在高温金属液体充填缸体水套砂芯时，胶棒以固体形状设置在进气侧水道加工部件和排气侧水道加工部件之间。
对发动机缸体铸造砂芯内浇铸金属液体后，所述的胶棒在高温金属液体的高温作用下，胶棒逐渐分解为粉末。
对发动机缸体凝固成型后，呈粉末状的胶棒随缸体水套砂芯一起落砂脱离发动机缸体，发动机缸体水套上形成连通进气侧水道和排气侧水道的通道。
采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：
本发明所述的发动机缸体铸造砂芯及应用所述铸造砂芯结构铸造缸体的方法，在采用发动机铝合金缸体铸造砂芯结构进行低压铸造发动机缸体时，对发动机缸体铸造砂芯的结构进行改进，在缸体水套砂型的进气侧水道加工部件和排气侧水道加工部件之间安装胶棒，这样，在向发动机缸体铸造砂芯内注入形成发动机缸体的金属液体时，在开始注入金属液体时，由于胶棒的存在，金属液体在缸体水套砂芯内注入时包裹胶棒，这样，金属液体不会进入胶棒部位，而随着金属液体注入导致的整个缸体水套砂芯的温度升高，胶棒部位的温度也升高，在金属液体导致胶棒的温度升高到高温温度以上时，由于胶棒的特性，胶棒会降解，成为粉末状，而此时，金属液体在原先胶棒所在部位已经开始凝固，从而在胶棒所在部位形成通道，在发动机铝合金缸体形成后，该通道连通进气侧水道和排气侧水道，从而实现进气侧水道和排气侧水道的连通。在汽车发动机(尤其是涡轮增压发动机)工作时，由于进气侧水道和排气侧水道连通，进气侧水道和排气侧水道之间的冷却水能够顺利时间流通，从而有效降低了进气侧水道和排气侧水道之间的温差，温差的降低，也就消除了发动机缸体在不同位置的热变形量不同的问题，从而提高了发动机活塞与缸孔之间的密封性，提高了发动机的整机性能和排放。本发明所述的发动机缸体铸造砂芯及应用所述铸造砂芯结构铸造发动机缸体的方法，发动机缸体铸造砂芯，结构简单，制造成本低，在发动机铸造时能够方便可靠地在发动机缸体加工出连通进气侧水道和排气侧水道的通道，不会造成发动机缸体开裂，使得发动机进气侧水道和排气侧水道之间的冷却水能够自由流通，在有效冷却缸孔的同时，有效降低进气侧水套和排气侧水套之间温差，均衡进气侧水套和排气侧水套冷却，最终提高活塞与缸孔的密封性能，有效改善发动机整机性能及排放。
附图说明
下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：
图1为本发明所述的发动机缸体铸造砂芯的缸体水套砂芯的局部结构示意图；
图2为本发明所述的发动机缸体铸造砂芯加工的发动机缸体的结构示意图；
图3为本发明所述的发动机缸体铸造砂芯加工的发动机缸体的发动机缸体水套的局部结构示意图；
图4为本发明所述的发动机缸体铸造砂芯加工的发动机缸体的发动机缸体水套的局部剖视结构示意图；
附图中标记分别为：1、缸体水套砂芯；2、进气侧水道加工部件；3、排气侧水道加工部件；4、发动机缸体水套；5、胶棒；6、进气侧水道；7、排气侧水道；8、通道；9、发动机缸体。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：
如附图1-附图4所示，本发明为一种发动机缸体铸造砂芯，所述的发动机缸体铸造砂芯包括缸体水套砂芯1，所述的缸体水套砂芯1上设置进气侧水道加工部件2和排气侧水道加工部件3，所述的进气侧水道加工部件2和排气侧水道加工部件3之间安装胶棒5，所述的胶棒5一端安装在进气侧水道加工部件2上，胶棒5另一端安装在排气侧水道加工部件3上，所述的胶棒5设置为能够在高温环境解体成为粉末的结构。上述结构，采用发动机铝合金缸体铸造砂芯结构进行低压铸造发动机缸体时，对发动机缸体铸造砂芯的结构进行改进，在缸体水套砂型的进气侧水道加工部件和排气侧水道加工部件3之间安装胶棒5，这样，在向发动机缸体铸造砂芯内注入形成发动机缸体的金属液体时，在开始注入金属液体时，由于胶棒的存在，金属液体在缸体水套砂芯内注入时包裹胶棒，这样，金属液体不会进入胶棒部位，而随着金属液体注入导致的整个缸体水套砂芯的温度升高，胶棒部位的温度也升高，在金属液体导致胶棒的温度升高到高温温度以上时，由于胶棒的特性，胶棒会降解，成为粉末状，而此时，金属液体在原先胶棒所在部位已经开始凝固，从而在胶棒所在部位形成通道，在发动机铝合金缸体形成后，该通道连通进气侧水道和排气侧水道，实现进气侧水道和排气侧水道的连通。在汽车发动机(尤其是涡轮增压发动机)工作时，由于进气侧水道和排气侧水道连通，进气侧水道和排气侧水道之间的冷却水能够顺利时间流通，从而有效降低了进气侧水道和排气侧水道之间的温差，温差的降低，也就消除了发动机缸体在不同位置的热变形量不同的问题，从而提高了发动机活塞与缸孔之间的密封性，提高了发动机的整机性能和排放。本发明的发动机缸体铸造砂芯及应用所述铸造砂芯结构铸造发动机缸体(铝合金发动机缸体)的方法，在发动机铸造时能够方便可靠地在发动机缸体加工出连通进气侧水道和排气侧水道的通道，不会造成发动机缸体开裂，使得发动机进气侧水道和排气侧水道之间的冷却水能够自由流通，在有效冷却缸孔的同时，有效降低进气侧水套和排气侧水套之间温差，均衡进气侧水套和排气侧水套冷却，最终提高活塞与缸孔的密封性能，有效改善发动机整机性能及排放。
所述的胶棒5高温环境逐渐解体成为粉末时，胶棒5所在部位设置为能够形成连通进气侧水道6和排气侧水道7的通道8的结构。这样的结构，能够在铸造发动机的过程中，当缸体水套砂型中的胶棒5在高温环境以上温度解体成为粉末时，胶棒原先所在的部位会形成通道，从而实现了在发动机铸造过程中即在发动机缸体水套上形成通道，不再需要在发动机铸造完成后通过机械加工方式加工通道。采用上述发动机缸体铸造砂芯，不仅使得加工步骤简化，降低成本，而铸造形成通道，不会出现缸体机械加工通道时局部开裂现象，确保发动机缸体整体质量，避免对发动机缸体造成破坏。通过在铸造过程加工出通道，只要放置不同粗细的胶棒，就能加工出不同内径尺寸的通道，避免机械加工方式加工的通道尺寸过小的问题，满足不同尺寸的发动机缸体对发动机缸体水套的通道需求，更加有效地消除进气侧水道和排气侧水道之间的温差。
所述的胶棒5设置为由耐热、阻燃的热固性酚醛树脂材料制作而成的结构。胶棒材料的选择，使得胶棒满足加工通道时的要求。即在浇铸金属液体形成发动机缸体时，胶棒先是以固体形状存在，使得金属液体在发动机缸体铸造砂芯的缸体水套砂芯内流动时，能够避开胶棒，从而将胶棒包裹，而在缸体水套砂芯温度因为金属液体的注入而升高时，当温度超过高温温度时，由于胶棒材料的特性，胶棒会进行降解，成为粉末，这样，胶棒所在部位形成通道。
缸体水套砂芯1为普通铸造覆膜砂芯，进气侧水道加工部件2上设置固定胶棒5一侧的安装孔，排气侧水道加工部件3上设置固定胶棒5另一侧的安装孔，胶棒5设置为能够以固体形状安装在进气侧水道加工部件2和排气侧水道加工部件3之间的结构；缸体水套砂芯1铸造成型时被高温金属液体充填时，胶棒5设置为能够被金属液体传导的高温逐渐解体为粉末的结构，胶棒5解体为粉末时，胶棒5所在部位设置为能够在发动机缸体水套4上形成连通进气侧水道6和排气侧水道7的通道8的结构。实现了在缸体水套加工通道的目的。
所述的高温环境的温度范围在600°—700°之间，胶棒5在高温环境温度以下，胶棒5设置为呈固体形状的结构，胶棒5在高温环境以上，胶棒5设置为能够解体成为粉末的结构。既实现了通道加工，又不会影响缸体加工。
本发明还涉及一种应用所述的发动机缸体铸造砂芯铸造发动机缸体的方法，所述的发动机缸体铸造砂芯铸造发动机缸体的方法的步骤为：1)在缸体水套砂芯1的进气侧水道加工部件2和排气侧水道加工部件3上分别设置胶棒5安装孔；2)胶棒5插入安装在缸体水套砂芯1的进气侧水道加工部件2和排气侧水道加工部件3之间；3)对发动机缸体铸造砂芯内浇铸用于形成发动机缸体9的高温金属液体；4)浇铸金属液体形成发动机缸体9后，发动机缸体水套4的进气侧水道2和排气侧水道3之间形成通道5。通过上述方法，在铸造发动机缸体时，对缸体水套砂芯进行改进，在缸体水套砂芯1的进气侧水道加工部件2和排气侧水道加工部件3之间设置安装胶棒，注入金属液体后，胶棒先是以固体形状存在，使得金属液体在发动机缸体铸造砂芯的缸体水套砂芯内流动时，能够避开胶棒，从而将胶棒包裹，而在缸体水套砂芯温度因为金属液体的注入而升高时，当温度超过高温温度时，由于胶棒材料的特性，胶棒会进行降解，成为粉末，再与砂型一道去除，胶棒所在部位形成通道。本发明所述的应用所述的发动机缸体铸造砂芯铸造发动机缸体的方法，步骤简单，成本低，在发动机铸造时能够方便可靠地在发动机缸体加工出连通进气侧水道和排气侧水道的通道，不会造成发动机缸体开裂，使得发动机进气侧水道和排气侧水道之间的冷却水能够自由流通，在有效冷却缸孔的同时，有效降低进气侧水套和排气侧水套之间温差，均衡进气侧水套和排气侧水套冷却，最终提高活塞与缸孔的密封性能，有效改善发动机整机性能及排放。
在缸体水套砂芯1的进气侧水道加工部件2和排气侧水道加工部件3之间安装胶棒5时，将胶棒5一端与进气侧水道加工部件2的安装孔固定连接，胶棒5另一端与排气侧水道加工部件3的安装孔固定连接。这样，胶棒能够与进气侧水道加工部件2和排气侧水道加工部件3可靠连接，金属液体形成发动机缸体后，进气侧水道加工部件2部位形成进气侧水道，排气侧水道加工部件3部位形成排气侧水道，而胶棒由于位置设置，在胶棒降解成为粉末后，胶棒所在部位形成通道，实现了对进气侧水道和排气侧水道的连通，在发动机工作时，通道实现进气侧水道和排气侧水道冷却水的流通，对两侧冷却水实现均衡。
对发动机缸体铸造砂芯内浇铸金属液体时，缸体水套砂芯1和胶棒5温度升高，胶棒5在高温金属液体充填缸体水套砂芯1时，胶棒5以固体形状设置在进气侧水道加工部件2和排气侧水道加工部件3之间。对发动机缸体铸造砂芯内浇铸金属液体后，所述的胶棒5在温度低于高温温度时，胶棒部位形成通道，而当胶棒温度在高于高温温度时，胶棒5分解为粉末，随缸体水套砂芯1一起落砂脱离发动机缸体，发动机缸体水套4上形成连通进气侧水道6和排气侧水道7的通道8。通过胶棒的降解形成通道，完成缸体水套的铸造。
对发动机缸体铸造砂芯内浇铸金属液体后，所述的胶棒5在高温金属液体的高温作用下，胶棒5逐渐分解为粉末。胶棒所在部位形成通道。
对发动机缸体9凝固成型后，呈粉末状的胶棒5随缸体水套砂芯1一起落砂脱离发动机缸体9，所述的发动机缸体水套4上形成连通进气侧水道6和排气侧水道7的通道8。上述方法，能够在铸造缸体时方便快捷完成通道的加工。
本发明所述的发动机缸体铸造砂芯及应用所述铸造砂芯结构铸造发动机缸体的方法，在采用发动机铝合金缸体铸造砂芯结构进行低压铸造发动机缸体时，对发动机缸体铸造砂芯的结构进行改进，在缸体水套砂型的进气侧水道加工部件和排气侧水道加工部件之间安装胶棒，这样，在向发动机缸体铸造砂芯内注入形成发动机缸体的金属液体时，在开始注入金属液体时，由于胶棒的存在，金属液体在缸体水套砂芯内注入时包裹胶棒，这样，金属液体不会进入胶棒部位，而随着金属液体注入导致的整个缸体水套砂芯的温度升高，胶棒部位的温度也升高，在金属液体导致胶棒的温度升高到高温温度以上时，由于胶棒的特性，胶棒会降解，成为粉末状，而此时，金属液体在原先胶棒所在部位已经开始凝固，从而在胶棒所在部位形成通道，在发动机铝合金缸体形成后，该通道连通进气侧水道和排气侧水道，从而实现进气侧水道和排气侧水道的连通。在汽车发动机(尤其是涡轮增压发动机)工作时，由于进气侧水道和排气侧水道连通，进气侧水道和排气侧水道之间的冷却水能够顺利时间流通，从而有效降低了进气侧水道和排气侧水道之间的温差，温差的降低，也就消除了发动机缸体在不同位置的热变形量不同的问题，从而提高了发动机活塞与缸孔之间的密封性，提高了发动机的整机性能和排放。本发明所述的发动机缸体铸造砂芯及应用所述铸造砂芯结构铸造发动机缸体的方法，发动机缸体铸造砂芯成本低，在发动机铸造时能够方便可靠地在发动机缸体加工出连通进气侧水道和排气侧水道的通道，不会造成发动机缸体开裂，使得发动机进气侧水道和排气侧水道之间的冷却水能够自由流通，在有效冷却缸孔的同时，有效降低进气侧水套和排气侧水套之间温差，均衡进气侧水套和排气侧水套冷却，最终提高活塞与缸孔的密封性能，有效改善发动机整机性能及排放。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种发动机缸体铸造砂芯，所述的发动机缸体铸造砂芯包括缸体水套砂芯(1)，其特征在于：所述的缸体水套砂芯(1)上设置进气侧水道加工部件(2)和排气侧水道加工部件(3)，所述的进气侧水道加工部件(2)和排气侧水道加工部件(3)之间安装胶棒(5)，所述的胶棒(5)一端安装在进气侧水道加工部件(2)上，胶棒(5)另一端安装在排气侧水道加工部件(3)上，所述的胶棒(5)设置为能够在高温环境解体成为粉末的结构；
所述的胶棒(5)高温环境逐渐解体成为粉末时，胶棒(5)所在部位设置为能够形成连通进气侧水道(6)和排气侧水道(7)的通道(8)的结构；
所述的胶棒(5)设置为由耐热、阻燃的热固性酚醛树脂材料制作而成的结构；
缸体水套砂芯(1)为普通铸造覆膜砂芯，进气侧水道加工部件(2)上设置固定胶棒(5)一侧的安装孔，排气侧水道加工部件(3)上设置固定胶棒(5)另一侧的安装孔，胶棒(5)设置为能够以固体形状安装在进气侧水道加工部件(2)和排气侧水道加工部件(3)之间的结构；缸体水套砂芯(1)铸造成型时被高温金属液体充填时，胶棒(5)设置为能够被金属液体传导的高温逐渐解体为粉末的结构，胶棒(5)解体为粉末时，胶棒(5)所在部位设置为能够在发动机缸体水套(4)上形成连通进气侧水道(6)和排气侧水道(7)的通道(8)的结构；
所述的高温环境的温度范围在600°—700°之间，胶棒(5)在高温环境温度以下，胶棒(5)设置为呈固体形状的结构，胶棒(5)在高温环境以上，胶棒(5)设置为能够解体成为粉末的结构。
2.根据权利要求1所述的发动机缸体铸造砂芯铸造缸体的方法，其特征在于：发动机缸体铸造砂芯铸造缸体的方法的步骤为：1)在缸体水套砂芯(1)的进气侧水道加工部件(2)和排气侧水道加工部件(3)上分别设置胶棒(5)安装孔；2)胶棒(5)插入安装在缸体水套砂芯(1)的进气侧水道加工部件(2)和排气侧水道加工部件(3)之间；3)对发动机缸体铸造砂芯内浇铸用于形成发动机缸体(9)的高温金属液体；4)浇铸金属液体形成发动机缸体(9)后，发动机缸体水套(4)的进气侧水道(2)和排气侧水道(3)之间形成通道(5)。
3.根据权利要求2所述的发动机缸体铸造砂芯铸造缸体的方法，其特征在于：在缸体水套砂芯(1)进气侧水道加工部件(2)和排气侧水道加工部件(3)之间安装胶棒(5)时，将胶棒(5)一端与进气侧水道加工部件(2)的安装孔固定连接，胶棒(5)另一端与排气侧水道加工部件(3)的安装孔固定连接。
4.根据权利要求2所述的发动机缸体铸造砂芯铸造缸体的方法，其特征在于：对发动机缸体铸造砂芯内浇铸金属液体时，缸体水套砂芯(1)和胶棒(5)温度升高，胶棒(5)在高温金属液体充填缸体水套砂芯(1)时，胶棒(5)以固体形状设置在进气侧水道加工部件(2)和排气侧水道加工部件(3)之间。
5.根据权利要求2所述的发动机缸体铸造砂芯铸造缸体的方法，其特征在于：对发动机缸体铸造砂芯内浇铸金属液体后，所述的胶棒(5)在高温金属液体的高温作用下，胶棒(5)逐渐分解为粉末。
6.根据权利要求2所述的发动机缸体铸造砂芯铸造缸体的方法，其特征在于：对发动机缸体(9)凝固成型后，呈粉末状的胶棒(5)随缸体水套砂芯(1)一起落砂脱离发动机缸体(9)，所述的发动机缸体水套(4)上形成连通进气侧水道(6)和排气侧水道(7)的通道(8)。
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| CN106583658A (zh) | 2017-04-26 |
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