CN112955268A - 热增强的排气端口衬套 - Google Patents

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Abstract

一种排气端口衬套，可以包括高温合金并且可以通过增材制造工艺来制造，所述排气端口衬套包括整体式结构，该整体式结构包括相对于入口成一角度设置的出口以及限定空腔的侧壁，以在往复式内燃机中提供增强的热性能。内燃机的汽缸盖可以包括汽缸盖框架，排气端口衬套可以靠近汽缸盖框架的内安装表面设置，其中排气端口衬套的外表面与汽缸盖框架的内安装表面相符合。

Description

热增强的排气端口衬套
相关申请
本申请要求于2018年10月29日提交的美国临时专利申请号62/751,914的优先权和权益，并通过引用将其全部内容合并于此。
技术领域
本发明的实施例涉及内燃机技术，并且更特别地，涉及往复式内燃机中的改善的热管理。
背景技术
现代往复式发动机的汽缸盖在高力(由气体压力施加)和高热负荷方面都承受着极端的载荷。铝合金是许多此类发动机的理想材料，原因在于它们具有强度、轻质以及铸造能力的组合。
铝合金汽缸盖的主要问题是材料温度的控制。最合适的合金在高于约260℃的温度下具有急剧降低的抗屈服性。这种发动机的排气可能达到900℃或更高。这些排气通常从排气阀(多个排气阀)通过汽缸盖中的通道(通常称为排气端口)到达排气歧管或总管。因此，在设计汽缸盖的过程中花费了很多努力，使得形成端口的材料被充分冷却。在风冷式汽缸盖设计中，该问题尤为严重。
鉴于这些问题，通常的做法是在排气和形成排气端口的铝合金之间提供某种形式的隔热或热屏蔽。这种所谓的端口衬套通常由陶瓷材料形成，陶瓷材料具有非常低的导热率，因此阻止了大部分热量从排气流向铝合金。通常在铸造汽缸盖之前将这种衬套放入模具中。但是，陶瓷衬套遭受两个主要问题的困扰：
·它们通常非常脆，因此在铸造之前和使用期间都容易断裂；和
·它们具有极低的热膨胀系数，而铝合金通常具有相对较高的热膨胀系数，导致当发动机变热时在陶瓷端口衬套和汽缸盖母体材料之间的界面处产生高应力。
发明内容
本发明的实施例通过提供由高强度高温合金(典型地基于镍或钴的高温合金，例如，
Figure BDA0003047428570000021
)制成的端口衬套来避免上述两个问题。
在一方面中，本发明的实施例涉及一种用于内燃机的汽缸盖的排气端口衬套。排气端口衬套包括整体式结构，该整体式结构包括入口、相对于入口成一角度设置的出口以及包括金属的侧壁，该侧壁设置在入口和出口之间，从而限定了穿过整体式结构的排气流道，该侧壁包括内壁和外壁，在所述内壁和所述外壁之间限定了空腔。
可以以任何组合包含下列特征中的一个或多个。金属可以包括高温合金。高温合金可以是或包括镍基高温合金和/或钴基高温合金。
空腔可以包含空气和/或惰性气体。空腔可以被密封。密封的空腔可进一步包括部分真空。
所述金属可以包括激光烧结材料。
侧壁可限定有至少一个延伸穿过其的孔。当将排气端口衬套安装在汽缸盖中时，该孔可以与靠近入口的排气阀座对准。孔的尺寸和方向设计成可以接收阀引导件。
整体式结构可以包括形成空腔的边界的至少一个填充开口。填充开口可以被所述金属填充。
所述角度可以在30°至135°的范围内。
支柱可以设置在空腔中，从内壁跨越到外壁。空腔中可以有多个支柱。
端口衬套可以包括与所述入口相邻的第二入口，其中入口和第二入口与出口流体连通。侧壁可以限定有延伸穿过其的第一孔，该第一孔的尺寸和方向设计成接收阀引导件。侧壁可以限定有延伸穿过其的第二孔，该第二孔的尺寸和方向设计成接收第二阀引导件。当将排气端口衬套安装在汽缸盖中时，第一孔和第二孔可以与靠近入口和第二入口的相应排气阀座对准。
在另一方面中，本发明的实施例涉及一种用于制造排气端口衬套的方法。该方法包括通过增材制造系统接收用于制造排气端口衬套的控制指令。排气端口衬套包括整体式结构，该整体式结构包括入口、相对于入口成一角度设置的出口以及包括金属的侧壁，该侧壁设置在入口和出口之间，从而限定了穿过整体式结构的排气流道。侧壁包括内壁和外壁，所述内壁和所述外壁之间限定了空腔。增材制造系统执行控制指令以制造排气端口衬套。
可以以任何组合包含下列特征中的一个或多个。增材制造系统可以至少部分地采用还原聚合、粉末床熔融、材料挤出和/或直接能量沉积。
所述金属可以包括高温合金。高温合金可以是或包括镍基高温合金和/或钴基高温合金。
可以通过例如填充形成空腔的边界的开口来密封空腔。开口可以填充有所述金属。密封空腔可以包括用电子束焊接。
在又另一方面中，本发明的实施例涉及一种内燃机的汽缸盖，该汽缸盖包括：限定有内安装表面的汽缸盖框架；以及靠近该框架的内安装表面设置的排气端口衬套。排气端口衬套包括整体式结构，该整体式结构包括入口、相对于入口成一角度设置的出口以及包括金属的侧壁，该侧壁设置在入口和出口之间，从而限定了穿过整体式结构的排气流道。侧壁包括内壁和外壁，所述内壁和外壁之间限定了密封的空腔。排气端口衬套的外表面与排气端口的内表面相符合。
可以以任何组合包含下列特征中的一个或多个。所述金属可以包括高温合金。高温合金可以是或包括镍基高温合金和/或钴基高温合金。
密封的空腔可以包括空气和/或惰性气体中的至少一种。密封的空腔可以包括部分真空。
所述金属可以包括激光烧结材料。
侧壁可以限定有至少一个延伸穿过其的孔。该孔可以与汽缸盖的排气阀座对准。侧壁的孔的尺寸和方向可以设计成接收阀引导件。
汽缸盖框架可以限定有单个安装表面，单个排气端口衬套靠近该单个安装表面设置，并且侧壁可以限定有多个孔，每个孔的尺寸和方向设计成接收一阀引导件。
至少一个填充开口可以形成空腔的边界。填充开口可以填充有所述金属。
该角度可以在30°至135°的范围内。
支柱可以设置在密封的空腔中，从内壁跨越到外壁。空腔中可以有多个支柱。
汽缸盖框架可以包括第二金属。第二金属可以包括铝合金或者可以完全由铝合金构成。
排气端口衬套可以通过增材制造来制造，汽缸盖框架可以通过在排气端口衬套周围铸造第二金属来制造。可替代地，排气端口衬套和汽缸盖框架两者都可以通过增材制造来形成。
汽缸盖框架可以限定有多个内安装表面。
可以包括多个排气端口衬套，其中靠近内安装表面中的每个内安装表面设置多个排气端口衬套中的一个排气端口衬套。
汽缸盖框架可以限定有八个内安装表面，汽缸盖可以包括八个排气端口衬套。
汽缸盖框架可以包括适用于对汽缸盖进行空气冷却的外部冷却翅片。
汽缸盖可以不包括内部水冷却剂通道。
在又另一方面中，本发明的实施例涉及一种用于制造内燃机的汽缸盖的方法。该方法包括通过由增材制造系统接收用于制造包括整体式结构的排气端口衬套的控制指令来制造排气端口衬套。整体式结构包括入口、相对于入口成一角度设置的出口以及包括金属的侧壁，该侧壁设置在入口和出口之间，从而限定了穿过整体式结构的排气流道，该侧壁包括内壁和侧壁，所述内壁和所述侧壁之间限定了空腔。增材制造系统执行控制指令以制造排气端口衬套。在排气端口衬套周围制造汽缸盖框架以制造汽缸盖。
可以以任何组合包含下列特征中的一个或多个。增材制造系统可以至少部分地采用还原聚合、粉末床熔融、材料挤出和/或直接能量沉积。
金属可以包括高温合金。高温合金可以是或包括镍基高温合金和/或钴基高温合金。
制造汽缸盖框架可以包括铸造熔融金属。熔融金属可以包括铝合金或者可以完全由铝合金构成。
制造汽缸盖框架可以包括由第二增材制造系统接收和执行控制指令以制造汽缸盖框架。第二增材制造系统可以至少部分地采用还原聚合、粉末床熔融、材料挤出和/或直接能量沉积。增材制造系统和第二增材制造系统可以是单个增材制造系统。
可以在制造汽缸盖框架之前密封空腔。密封空腔可以包括填充形成空腔边界的开口。开口可以填充有所述金属。
密封空腔可以包括用电子束焊接。
附图说明
通过结合附图阅读以下描述，本发明实施例的上述特征和优点将变得更加明显，其中：
图1是根据本发明的实施例的排气端口衬套的立体外部侧视图；
图2是图1的排气端口衬套的立体出口端视图，其示出了排气端口衬套的内部部分；
图3和图4是分别示出图1的排气端口衬套的入口和出口的示意图；
图5是示出图1的排气端口衬套的入口和出口之间的角度的示意性侧视图；
图6是图1的排气端口衬套的横截面视图；
图7是包括在图1的排气端口衬套中形成的填充开口的局部放大图的示意图；
图8是图1的排气端口衬套的一部分的放大横截面视图，其示出了设置在侧壁的空腔内的支柱；
图9a至图9c分别是根据本发明的实施例的适用于与两个排气阀一起使用的排气端口衬套的示意性横截面视图、立体俯视图和立体仰视图；
图10和图11是根据本发明的实施例的设置在汽缸盖框架中的排气端口衬套的立体局部截面视图；
图12是装配到高性能空气冷却式汽油发动机上的热电偶的照片，该发动机包括根据本发明的实施例的汽缸盖；和
图13是根据本发明的实施例的邻近排气端口衬套设置的热电偶的横截面视图。
具体实施方式
如本文所使用的，“汽缸盖框架”表示通常被称为汽缸盖铸件的汽缸盖部件；在本公开中，该部件可以通过铸造或通过增材制造来形成。
所描述的端口衬套的重要特征是一体式内侧壁空腔，该内侧壁空腔可以被密封，并且包含低导热率的气体(例如，空气)或者处于部分真空中。该空腔在排气和汽缸盖的母体材料之间提供了隔热。
本文所述的高温合金衬套沿着排气流路表面可以比陶瓷衬套更光滑，从而提供更好的排气流。可以通过3D打印(例如，使用选择性激光烧结(SLS)工艺)来制造高温合金衬套。衬套可以被打印成在任一端部处都有孔，使得可以从侧壁空腔中移除多余的松散合金粉末。一旦粉末从空腔中出来，就可以密封孔，例如在部分真空下使用电子束(EB)焊接技术。
通过(例如)现场铸造或增材制造围绕高温合金衬套制造汽缸盖框架，使得高温合金衬套的外表面能够与汽缸盖铝直接接触。3D打印衬套相对于陶瓷衬套的另一个优点在于，可以容易地将不同构造的结构特征结合到外部高温合金壁中，例如，以在制造汽缸盖框架期间提高衬套在汽缸盖内的精确定位和保持。
参照图1和图2，根据本发明的实施例，用于内燃机的汽缸盖的排气端口衬套100包括整体式结构，该整体式结构可以为基本上管状的，具有圆柱形横截面。衬套具有入口110和出口120，其中出口相对于入口成一角度α。角度α可以根据良好气体流动和一般发动机包装的各种要求来选择。例如，在一些实施例中，该角度可以选自于30°至135°的范围，例如45°至90°，例如75°。入口110和出口120也分别在图3和图4中示出，入口和出口之间的角度α在图5中示出。
再次参照图1和图2，整体式结构还包括设置在入口和出口之间的侧壁130，该侧壁限定了穿过整体式结构的排气流道。在一些实施例中，侧壁由金属形成或基本上由金属构成，所述金属例如为高温合金。合适的高温合金包括镍基高温合金(例如
Figure BDA0003047428570000071
)和钴基高温合金。与用于制造排气端口衬套的陶瓷相比，高温合金具有许多优点。例如，高温合金比陶瓷更坚韧、更耐用，因此避免了陶瓷的脆性，陶瓷的这种脆性易于在工作中失效。与标准陶瓷端口衬套相比，高温合金的热膨胀系数在铸造过程期间能更好地匹配用于发动机主缸盖框架的铝材料。因此，与铝/陶瓷界面的情况相比，铝/高温合金界面处的由热引发的应力较小。在一些实施例中，高温合金的密度可以是3g/cm3至13g/cm3，例如8.2g/cm3。表面光滑度可以具有1μm至7μm、例如4μm的平均粗糙度Ra。
此外，高温合金不会由于排气而遭受降解或化学侵蚀。例如，高温合金用于某些高性能排气系统部件，例如某些一级方程式(F1)汽车排气歧管。
由于在这种材料中难以制造包含有内部空腔的合适零件，高温合金以前一直没有被用于端口衬套。然而，这种复杂的结构特征可以使用增材制造技术由高温合金制成。例如，金属可以是激光烧结材料。
还参照图6，侧壁130包括内壁600和外壁610，在内壁和外壁之间限定了空腔。空腔可以包含低导热率的气体，例如空气和/或惰性气体(例如，氩气)。在一些实施例中，空腔可以被密封。另外，密封空腔可以形成部分真空，即小于14.7psi(例如2psi至14.6psi)，例如为5psi。该空腔在热的排气与其中设置有排气端口衬套的汽缸盖母体材料之间提供了隔热。还通过增材制造工艺来促进包括空腔的这种整体式结构的形成。
选择内壁600和外壁610中的每个的厚度t600、t610，使得获得足够的强度以抵抗在存在高排气压力负载的情况下的不适当的挠曲。因此，对于高温合金材料，内壁和外壁中的每个的优选厚度选自于0.5mm至4mm的范围，例如0.5mm至2.5mm。内壁的内表面和外壁的内表面之间的优选距离，即空腔620的高度h620例如为1mm至10mm，例如1mm至5mm。例如，在一实施例中，空腔高度可以为1.5mm，内壁和外壁中的每个的厚度可以为1mm。选择空腔高度，使得在包装、隔热和制造的相互矛盾的要求之间实现可接受的折衷。
侧壁可以包括至少一个延伸穿过其的孔630。孔的尺寸和方向可以设计成接收阀引导件并与排气阀座对准。例如，孔的直径D630可以选自于7mm至15mm的范围，例如为8mm。
参照图7，整体式结构还可以包括至少一个填充开口700，该填充开口形成空腔620的边界，例如，填充有与用来形成内壁和外壁的金属相同的金属。该开口可以在整体式结构的增材制造期间形成，并且可以用来从空腔移除未处理的构建材料，例如在整体式结构的增材制造期间使用的未结合的粉末。开口可以设置在内壁或外壁中或者设置在整体式结构的端部部分中，使得开口设置在空腔的边界处。开口可以在移除未处理的构建材料之后被填充，例如，在衬套空腔保持部分真空的情况下通过电子束焊接来填充。可以提供各种形状和尺寸的多个开口，然后将其填充。
在一些实施例中，开口700可以保持打开。在随后的铸造或增材制造过程中，未被填充的开口设置成与模具壁齐平，使得铸造材料或增材制造材料不会进入空腔。该程序允许空腔在最终产品中是敞开的。空气是一种相当不错的隔热体，因此让空腔对外界空气敞开仍然具有隔热优点，并且制造也便宜，这是因为不需要填充该开口。开口还有助于减轻由于空腔中真空而可能出现的任何压力。
参照图8，一个或多个支柱800或桥接结构可以设置在空腔中，从内壁跨越到外壁。支柱的尺寸和布置设计成稳固该整体式结构，即，在发动机运行期间在内壁和外壁之间保持均匀的距离以及由此产生的排气压力负荷。例如，每个支柱的直径D800可以选自于0.5mm至4mm的范围，例如0.5mm至2.5mm，高度h800可以选自于1mm至5mm的范围(即，与空腔620的高度相同的高度)。
参照图9a至图9c，在一些实施例中，单个排气端口衬套900可以覆盖多于一个的排气阀，例如，单个衬套可以覆盖单个汽缸的两个排气阀。因此，排气端口衬套可以具有第一入口910和第二入口920，使得来自这两个入口的初始流路对称地或非对称地设置。侧壁可以限定穿过其延伸并与第一排气阀座对准的第一孔930，第一孔的尺寸和方向设计成接收阀引导件，并且侧壁还可以限定通过其延伸并与第二排气阀座对准的第二孔940，第二孔的尺寸和方向设计成接收第二阀引导件。
以上讨论的任何排气端口衬套都可以由适用于制造金属制品的方法通过增材制造来制造，例如还原聚合、粉末床熔融、材料挤出和/或直接能量沉积。合适的增材制造系统是选择性激光烧结(SLS)系统。为了制造
Figure BDA0003047428570000091
排气端口衬套，增材制造系统需要能够由诸如镍基高温合金或钴基高温合金的高温合金制造制品。
增材制造系统可以接收用于制造根据本发明的实施例的排气端口衬套的控制指令，即，该排气端口衬套包括具有整体式结构的制品，该整体式结构具有入口、相对于入口成一角度设置的出口以及包括金属(例如，高温合金)的侧壁，该侧壁设置在入口和出口之间，从而限定了穿过整体式结构的排气流道，该侧壁具有内壁和外壁，内壁和外壁之间限定了空腔。增材制造系统可以执行控制指令以制造排气端口衬套。
通过增材制造工艺形成的排气端口衬套最初可以具有未被密封的空腔，即，可以在内壁、端壁和/或外壁中限定有孔，以促进从空腔移除多余的材料。例如，如果排气端口衬套是通过粉末床熔融制造的，则可以通过迫使压缩空气通过端口衬套吹出未结合的粉末、通过抽真空吸出未结合的粉末以及/通过振动或摇晃未结合的粉末而经由一个或多个孔从空腔移除未结合的粉末。然后，空腔可以填充空气或惰性气体(例如，氩气)以在使用期间与外界进行热隔离，排气行进通过衬套以防止来自热排气的热损失。
在制造排气端口衬套之后，可以密封该空腔。例如，在通过一个或多个孔从空腔移除多余的材料并且用期望的气体填充空腔或将空腔设置为部分真空之后，可以通过填充所述孔来密封空腔。例如，孔可以填充有与用来形成内壁和外壁的金属相同的金属，例如通过电子束焊接。由此，被填充的孔形成空腔的边界的一部分。
在一些实施例中，在密封该空腔之前(例如，在电子束焊接期间)可以在空腔中形成至少部分真空。
参照图10至图11，在本发明的一实施例中，内燃机的汽缸盖1000包括限定有内安装表面1020的汽缸盖框架1010。如上所述，排气端口衬套100被设置成靠近该汽缸盖框架的内安装表面，其中排气端口衬套的外表面与内安装表面相符合。
汽缸盖框架可以限定多个排气端口，每个排气端口均具有设置在其中的单个排气端口衬套，其中侧壁限定有多个孔，孔的尺寸和方向设计成接收阀引导件。每个孔可以与汽缸盖的排气阀座1030对准。
汽缸盖框架可以由诸如铝合金的第二金属制成。
排气端口衬套可以通过增材制造形成，汽缸盖框架可以通过在排气端口衬套周围铸造第二金属来形成。可替代地，可以通过第二增材制造系统来制造汽缸盖框架，所述第二增材制造系统接收并执行控制指令以制造汽缸盖框架。第二增材制造系统可以至少部分地采用还原聚合、粉末床熔融、材料挤出和/或直接能量沉积。在一些实施例中，用于形成排气端口衬套的增材制造系统和用于形成汽缸盖框架的第二增材制造系统可以是单个增材制造系统。
在一些实施例中(未示出)，汽缸盖框架可以限定有多个内安装表面，并且可以为每个排气端口出口在靠近内安装表面处设置单独的排气端口衬套。例如，汽缸盖框架可以限定有八个内安装表面，汽缸盖可以包括八个排气端口衬套。
汽缸盖框架可以包括外部冷却翅片1040，该外部冷却翅片适用于对汽缸盖进行空气冷却。汽缸盖可以没有内部水冷却剂通道。
内燃机的汽缸盖可以如下制造。可以如上所述通过使用增材制造系统由诸如高温合金的金属来制造多个排气端口衬套。然后，可以在排气端口衬套周围制造汽缸盖框架以制造汽缸盖。可以通过在排气端口衬套周围铸造熔融金属来铸造汽缸盖框架。熔融金属可以是例如铝合金。可选地，汽缸盖框架可以如上所述由第二增材制造系统形成。
下面的参数表提供了与本发明的实施例有关的示例性参数值，其中低参数表示低于典型值的可能值，高参数表示高于典型值的可能值。这些不应被解释为最小值或最大值。低于低值的值和高于高值的值都落入本发明的范围内。
参数表–排气端口衬套
Figure BDA0003047428570000111
Figure BDA0003047428570000121
示例
参照图12，示出了根据本发明的实施例的汽缸盖，其结合在高性能空气冷却式汽油发动机中。衬套通过增材制造制成，汽缸盖框架铸造而成。衬套的参数遵循上述典型值。同样如图13所示，测量热电偶与排气端口衬套相邻放置，该排气端口衬套由
Figure BDA0003047428570000122
制成。在测试运行中，额定条件下的排气温度约为850℃。排气端口衬套提供了隔热，使得在图13所示的多个端口的情况下测得的峰值温度仅为184℃。该结果证明排气端口衬套在提供隔热方面的功效。此外，在排气端口衬套或将其包含在主汽缸盖铸件的制造或耐用性方面都没有遇到问题。
尽管本文已经关于一个或多个优选实施例详细地描述了本发明，但是应当理解的是，本公开仅是本发明的说明性和示例性，并且仅出于提供本发明的完整和可行的公开的目的而做出。前述公开内容不旨在解释为限制本发明或以其他方式排除任何这样的其他实施例、改编、变型、修改或等同配置；本发明仅由所附权利要求及其等同限制。

Claims (62)

1.一种用于内燃机汽缸盖的排气端口衬套，所述排气端口衬套包括：
整体式结构，所述整体式结构包括：
入口；
相对于所述入口成一角度设置的出口；和
包括金属的侧壁，所述侧壁设置在所述入口和所述出口之间，从而限定了穿过所述整体式结构的排气流道，所述侧壁包括内壁和外壁，所述内壁和所述外壁之间限定了空腔。
2.根据权利要求1所述的排气端口衬套，其中，所述金属包括高温合金。
3.根据权利要求2所述的排气端口衬套，其中，所述高温合金选自于由镍基高温合金和钴基高温合金构成的组。
4.根据权利要求1所述的排气端口衬套，其中，所述空腔包含空气和惰性气体中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的排气端口衬套，其中，所述空腔是密封的。
6.根据权利要求5所述的排气端口衬套，其中，密封的所述空腔还包括部分真空。
7.根据权利要求1所述的排气端口衬套，其中，所述金属包括激光烧结材料。
8.根据权利要求1所述的排气端口衬套，其中，所述侧壁限定有延伸穿过其的至少一个孔。
9.根据权利要求8所述的排气端口衬套，其中，当所述排气端口衬套安装在所述汽缸盖中时，所述孔与靠近所述入口的排气阀座对准。
10.根据权利要求8所述的排气端口衬套，其中，所述孔的尺寸和方向设计成接收阀引导件。
11.根据权利要求1所述的排气端口衬套，其中，所述整体式结构包括至少一个填充开口，所述填充开口形成所述空腔的边界。
12.根据权利要求11所述的排气端口衬套，其中，所述填充开口填充有所述金属。
13.根据权利要求1所述的排气端口衬套，其中，所述角度在30°至135°的范围内。
14.根据权利要求1所述的排气端口衬套，还包括设置在所述空腔中的支柱，所述支柱从所述内壁跨越到所述外壁。
15.根据权利要求14所述的排气端口衬套，进一步包括在所述空腔中的多个支柱。
16.根据权利要求1所述的排气端口衬套，还包括：
与所述入口相邻的第二入口，其中所述入口和所述第二入口与所述出口流体连通。
17.根据权利要求16所述的排气端口衬套，其中，(i)所述侧壁限定有延伸穿过其的第一孔，所述第一孔的尺寸和方向设计成接收阀引导件，并且(ii)所述侧壁限定有延伸穿过其的第二孔，所述第二孔的尺寸和方向设计成接收第二阀引导件，并且(iii)当将所述排气端口衬套安装在所述汽缸盖中时，所述第一孔和所述第二孔与靠近所述入口和所述第二入口的相应排气阀座对准。
18.一种用于制造排气端口衬套的方法，所述方法包括以下步骤：
由增材制造系统接收用于制造所述排气端口衬套的控制指令，所述排气端口衬套包括：
整体式结构，所述整体式结构包括：
入口；
相对于所述入口成一角度设置的出口；和
包括金属的侧壁，所述侧壁设置在所述入口和所述出口之间，从而限定了穿过所述整体式结构的排气流道，所述侧壁包括内壁和外壁，所述内壁和所述外壁之间限定了空腔；以及
由所述增材制造系统执行所述控制指令以制造所述排气端口衬套。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述增材制造系统至少部分地采用选自于由还原聚合、粉末床熔融、材料挤出和直接能量沉积构成的组的工艺。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述金属包括高温合金。
21.根据权利要求18所述的方法，其中，所述高温合金选自于由镍基高温合金和钴基高温合金构成的组。
22.根据权利要求18所述的方法，还包括密封所述空腔。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，密封所述空腔包括填充形成所述空腔的边界的开口。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述开口填充有所述金属。
25.根据权利要求22所述的方法，其中，密封所述空腔包括用电子束焊接。
26.一种内燃机的汽缸盖，所述汽缸盖包括：
汽缸盖框架，所述汽缸盖框架限定有内安装表面；和
靠近所述汽缸盖框架的所述内安装表面设置的排气端口衬套，所述排气端口衬套包括：
整体式结构，所述整体式结构包括：
入口；
相对于所述入口成一角度设置的出口；和
包括金属的侧壁，所述侧壁设置在所述入口和所述出口之间，从而限定了穿过所述整体式结构的排气流道，所述侧壁包括内壁和外壁，所述内壁和所述外壁之间限定了密封的空腔，
其中，所述排气端口衬套的外表面与所述内安装表面相符合。
27.根据权利要求26所述的汽缸盖，其中，所述金属包括高温合金。
28.根据权利要求27所述的汽缸盖，其中，所述高温合金选自于由镍基高温合金和钴基高温合金构成的组。
29.根据权利要求26所述的汽缸盖，其中，所述密封的空腔包含空气和惰性气体中的至少一种。
30.根据权利要求29所述的汽缸盖，其中，所述密封的空腔还包括部分真空。
31.根据权利要求26所述的汽缸盖，其中，所述金属包括激光烧结材料。
32.根据权利要求26所述的汽缸盖，其中，所述侧壁限定有延伸穿过其的至少一个孔。
33.根据权利要求32所述的汽缸盖，其中，所述孔与所述汽缸盖框架的排气阀座对准。
34.根据权利要求32所述的汽缸盖，其中，所述侧壁的所述孔的尺寸和方向设计成接收阀引导件。
35.根据权利要求34所述的汽缸盖，其中，所述汽缸盖框架限定有单个安装表面，单个排气端口衬套靠近所述单个安装表面设置，并且所述侧壁限定有多个孔，每个孔的尺寸和方向设计成接收阀引导件。
36.根据权利要求26所述的汽缸盖，其中，所述整体式结构包括形成所述空腔的边界的至少一个填充开口。
37.根据权利要求36所述的汽缸盖，其中，所述填充开口填充有所述金属。
38.根据权利要求26所述的汽缸盖，其中，所述角度在30°至135°的范围内。
39.根据权利要求26所述的汽缸盖，还包括设置在所述密封的空腔中的支柱，所述支柱从所述内壁跨越到所述外壁。
40.根据权利要求39所述的汽缸盖，进一步包括在所述空腔中的多个支柱。
41.根据权利要求26所述的汽缸盖，其中，所述汽缸盖框架包括第二金属。
42.根据权利要求41所述的汽缸盖，其中，所述第二金属包括铝合金。
43.根据权利要求26所述的汽缸盖，其中，所述排气端口衬套通过增材制造来制造，并且所述汽缸盖框架通过在所述排气端口衬套周围铸造第二金属来制造。
44.根据权利要求26所述的汽缸盖，其中，所述排气端口衬套和所述汽缸盖框架均通过增材制造来制造。
45.根据权利要求26所述的汽缸盖，其中，所述汽缸盖框架限定有多个内安装表面。
46.根据权利要求45所述的汽缸盖，还包括多个排气端口衬套，其中所述多个排气端口衬套中的一个排气端口衬套靠近所述多个内安装表面中的一个内安装表面设置。
47.根据权利要求45所述的汽缸盖，其中，所述汽缸盖框架限定有八个内安装表面，并且所述汽缸盖包括八个排气端口衬套。
48.根据权利要求26所述的汽缸盖，其中，所述汽缸盖框架还包括适用于对所述汽缸盖进行空气冷却的外部冷却翅片。
49.根据权利要求26所述的汽缸盖，所述汽缸盖不包括内部水冷却剂通道。
50.一种制造内燃机的汽缸盖的方法，所述方法包括以下步骤：
通过以下步骤制造排气端口衬套：
由增材制造系统接收用于制造所述排气端口衬套的控制指令，所述排气端口衬套包括：
整体式结构，所述整体式结构包括：
入口；
相对于所述入口成一角度设置的出口；和
包括金属的侧壁，所述侧壁设置在所述入口和所述出口之间，从而限定了穿过所述整体式结构的排气流道，所述侧壁包括内壁和外壁，所述内壁和所述外壁之间限定了空腔；以及
由所述增材制造系统执行所述控制指令以制造所述排气端口衬套；和
在所述排气端口衬套周围制造汽缸盖框架以制造所述汽缸盖。
51.根据权利要求50所述的方法，其中，所述增材制造系统至少部分地采用选自于由还原聚合、粉末床熔融、材料挤出和直接能量沉积构成的组的工艺。
52.根据权利要求50所述的方法，其中，所述金属包括高温合金。
53.根据权利要求52所述的方法，其中，所述高温合金选自于由镍基高温合金和钴基高温合金构成的组。
54.根据权利要求50所述的方法，其中，制造所述汽缸盖框架包括铸造熔融金属。
55.根据权利要求54所述的方法，其中，所述熔融金属包括铝合金。
56.根据权利要求50所述的方法，其中，制造所述汽缸盖框架包括由第二增材制造系统接收并执行控制指令以制造所述汽缸盖框架。
57.根据权利要求56所述的方法，其中，所述第二增材制造系统至少部分采用选自于由还原聚合、粉末床熔融、材料挤出和直接能量沉积构成的组的工艺。
58.根据权利要求56所述的方法，其中，所述增材制造系统和所述第二增材制造系统是单个增材制造系统。
59.根据权利要求50所述的方法，还包括在制造所述汽缸盖框架之前密封所述空腔。
60.根据权利要求59所述的方法，其中，密封所述空腔包括填充形成所述空腔的边界的开口。
61.根据权利要求59所述的方法，其中，所述开口填充有所述金属。
62.根据权利要求60所述的方法，其中，密封所述空腔包括用电子束焊接。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11319894B2 (en) * 2020-05-29 2022-05-03 GM Global Technology Operations LLC Insulated exhaust port liner for a cylinder head assembly of a motor vehicle
US20230374951A1 (en) * 2020-09-28 2023-11-23 Innio Jenbacher Gmbh & Co Og Cylinder head for an internal combustion engine

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6043151A (ja) * 1983-08-20 1985-03-07 Isuzu Motors Ltd 断熱エンジンのライナ−ヘツド
US5964273A (en) * 1997-02-21 1999-10-12 Northrop Grumman Corporation Fiber reinforced ceramic matrix composite internal combustion engine intake/exhaust port liners
CN2693971Y (zh) * 2003-11-14 2005-04-20 常州市常通内燃机有限公司 湿式薄壁钢缸套柴油机
CN200964901Y (zh) * 2006-11-03 2007-10-24 董大东 气缸盖、侧盖
JP2008169720A (ja) * 2007-01-10 2008-07-24 Nissan Motor Co Ltd シリンダヘッド構造およびその製造方法
CN103797237A (zh) * 2011-08-03 2014-05-14 康明斯知识产权公司 气缸衬套密封装置及其设置方法
CN203604061U (zh) * 2013-11-28 2014-05-21 福建力宝动力机械有限公司 汽缸盖
CN105715405A (zh) * 2014-12-19 2016-06-29 福特环球技术公司 一体式复合材料凸轮盖和托架以及装配方法
CN106837586A (zh) * 2015-09-10 2017-06-13 福特全球技术公司 润滑回路及形成方法
CN107676188A (zh) * 2016-08-01 2018-02-09 通用汽车环球科技运作有限责任公司 聚合物复合发动机组件以及加热和冷却所述组件的方法
CN107676189A (zh) * 2016-08-01 2018-02-09 通用汽车环球科技运作有限责任公司 发动机组件及其制造方法

Family Cites Families (79)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5135608A (ja) * 1974-09-20 1976-03-26 Toyota Motor Co Ltd Tetsukeishoketsugokinseihootorainaa
JPS51119423A (en) * 1975-04-11 1976-10-20 Nissan Motor Co Ltd Exhaust purification device of torch ignition engine
FR2308787A1 (fr) 1975-04-22 1976-11-19 Honda Motor Co Ltd Perfectionnements aux moteurs a combustion interne
JPS5352970Y2 (zh) * 1975-04-25 1978-12-18
JPS5815610B2 (ja) * 1975-05-22 1983-03-26 日産自動車株式会社 ハイキボ−トノダンネツソウチ
JPS5435205Y2 (zh) * 1975-12-27 1979-10-26
DE2602434A1 (de) 1976-01-23 1977-07-28 Daimler Benz Ag Im zylinderkopf einer brennkraftmaschine befindliche gasfuehrungskanaele und deren herstellung
DE2642486A1 (de) 1976-09-22 1978-03-23 Audi Nsu Auto Union Ag Verfahren zur herstellung eines gehaeuses fuer brennkraftmaschinen
JPS5877141A (ja) 1981-11-02 1983-05-10 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 焼結合金製シリンダライナ
JPS5967555U (ja) * 1982-10-28 1984-05-08 株式会社小松製作所 エンジンのシリンダヘツドにおける排気ガス通路構造
US5260116A (en) * 1987-03-24 1993-11-09 Ngk Insulators, Ltd. Ceramicm port liners
AT397416B (de) 1987-05-22 1994-04-25 Steyr Daimler Puch Ag Abgaseinrichtung für mehrzylinder- brennkraftmaschinen
US5107649A (en) 1988-04-15 1992-04-28 Midwest Research Institute Compact vacuum insulation embodiments
DE3915988A1 (de) 1988-05-31 1989-12-14 Avl Verbrennungskraft Messtech Zylinderkopf einer brennkraftmaschine
US4921405A (en) 1988-11-10 1990-05-01 Allied-Signal Inc. Dual structure turbine blade
US5239956A (en) * 1991-06-07 1993-08-31 Detroit Diesel Corporation Internal combustion engine cylinder heads and similar articles of manufacture and methods of manufacturing same
US5414993A (en) 1993-12-22 1995-05-16 Caterpillar Inc. Exhaust port liner and seal assembly
US6726884B1 (en) 1996-06-18 2004-04-27 3M Innovative Properties Company Free-standing internally insulating liner
JPH10318486A (ja) 1997-05-19 1998-12-04 Toshiba Corp 真空断熱材の製造方法
US6199371B1 (en) 1998-10-15 2001-03-13 United Technologies Corporation Thermally compliant liner
DE10017968C1 (de) 2000-04-11 2001-07-05 Daimler Chrysler Ag Im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine angeordneter Auslasskanal
US6866478B2 (en) 2002-05-14 2005-03-15 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Miniature gas turbine engine with unitary rotor shaft for power generation
DE10337156A1 (de) 2003-08-13 2005-03-10 Daimler Chrysler Ag Abgasführende Vorrichtung eines Verbrennungsmotors mit poröser Auskleidung
EP1533113A1 (de) 2003-11-14 2005-05-25 Siemens Aktiengesellschaft Hochtemperatur-Schichtsystem zur Wärmeableitung und Verfahren zu dessen Herstellung
EP1541810A1 (de) 2003-12-11 2005-06-15 Siemens Aktiengesellschaft Verwendung einer Wärmedämmschicht für ein Bauteil einer Dampfturbine und eine Dampfturbine
JP5101838B2 (ja) 2006-05-16 2012-12-19 ヤンマー株式会社 金属部材の表面硬化方法
US7654240B2 (en) 2006-08-18 2010-02-02 Caterpillar Inc. Engine piston having an insulating air gap
JP2008215331A (ja) * 2007-03-08 2008-09-18 Hino Motors Ltd シリンダヘッドの排気ポート及びその形成方法
GB2452476B (en) 2007-07-19 2010-01-20 Assystem Uk Ltd Acoustic liner for gas turbine engine and method of manufacture thereof
FR2941964B1 (fr) 2009-02-11 2011-04-22 Snecma Methode de traitement d'une barriere thermique recouvrant un substrat metallique en superalliage et piece thermomecanique resultant de cette methode de traitement
CH704833A1 (de) 2011-04-04 2012-10-15 Alstom Technology Ltd Komponente für eine Turbomaschine und ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Komponente.
US20130101761A1 (en) 2011-10-21 2013-04-25 General Electric Company Components with laser cladding and methods of manufacture
MX2012014502A (es) 2011-12-12 2013-08-07 Kysor Panel Systems Division Of Welbilt Walkins Lp Panel aislado de alto desempeño.
US20130156555A1 (en) * 2011-12-15 2013-06-20 General Electric Company Braze materials, brazing processes, and components with wear-resistant coatings formed thereby
JP2013177834A (ja) * 2012-02-28 2013-09-09 Honda Motor Co Ltd シリンダヘッド
CN204572181U (zh) 2012-08-10 2015-08-19 爱信精机株式会社 发动机和活塞
US9776282B2 (en) 2012-10-08 2017-10-03 Siemens Energy, Inc. Laser additive manufacture of three-dimensional components containing multiple materials formed as integrated systems
WO2014189602A2 (en) 2013-03-14 2014-11-27 United Technologies Corporation Hollow-wall heat shield for fuel injector component
WO2014143209A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Rolls-Royce Corporation Gas turbine engine combustor liner
US9415438B2 (en) 2013-04-19 2016-08-16 United Technologies Corporation Method for forming single crystal parts using additive manufacturing and remelt
EP2994737B1 (en) 2013-05-06 2020-07-15 Vrije Universiteit Brussel Effective structural health monitoring
EP2815823A1 (en) 2013-06-18 2014-12-24 Alstom Technology Ltd Method for producing a three-dimensional article and article produced with such a method
US9103301B2 (en) * 2013-07-23 2015-08-11 Midwest Motorcycle Supply Distributors Corp. Exhaust gas recirculation system for a motorcycle engine
US20150033559A1 (en) 2013-08-01 2015-02-05 Gerald J. Bruck Repair of a substrate with component supported filler
CA2922568C (en) 2013-09-06 2019-10-22 General Electric Company A gas turbine laminate seal assembly comprising first and second honeycomb layer and a perforated intermediate seal plate in-between
US9719176B2 (en) 2013-09-20 2017-08-01 Hrl Laboratories, Llc Thermal barrier materials and coatings with low heat capacity and low thermal conductivity
JP6321934B2 (ja) 2013-09-30 2018-05-09 マツダ株式会社 エンジン燃焼室に臨む部材表面の断熱層の製造方法
US20150132601A1 (en) 2013-11-08 2015-05-14 Gerald J. Bruck Superalloy material deposition with interlayer material removal
BR102013031969A8 (pt) 2013-12-12 2015-12-15 Mahle Int Gmbh camisa de cilindro de um motor a combustão interna
US20150201500A1 (en) 2014-01-12 2015-07-16 Zohar SHINAR System, device, and method of three-dimensional printing
US9713843B2 (en) 2014-01-22 2017-07-25 United Technologies Corporation Method for additively constructing internal channels
US20150224607A1 (en) 2014-02-07 2015-08-13 Siemens Energy, Inc. Superalloy solid freeform fabrication and repair with preforms of metal and flux
US9649690B2 (en) 2014-02-25 2017-05-16 General Electric Company System having layered structure and method of making the same
US20160023272A1 (en) 2014-05-22 2016-01-28 United Technologies Corporation Turbulating cooling structures
US9486878B2 (en) 2014-06-20 2016-11-08 Velo3D, Inc. Apparatuses, systems and methods for three-dimensional printing
DE102014220787A1 (de) 2014-10-14 2016-04-14 Siemens Aktiengesellschaft Gasturbinenbauteil mit Innenmodul und Verfahren zu seiner Herstellung unter Verwendung von Selektivem Laserschmelzen
US20160230993A1 (en) 2015-02-10 2016-08-11 United Technologies Corporation Combustor liner effusion cooling holes
EP3059032B1 (en) 2015-02-19 2020-09-23 Ansaldo Energia IP UK Limited Component and method for manufacturing said component
US9657682B2 (en) 2015-06-02 2017-05-23 Caterpillar Inc. Cylinder liner assembly having a thermal barrier coating
GB201514977D0 (en) 2015-08-24 2015-10-07 Rolls Royce Plc Additive layer manufacturing
EP3141321A1 (en) 2015-09-14 2017-03-15 Siemens Aktiengesellschaft Turbomachine component and method of manufacturing of such component with an incorporated fluid channel
US20170081250A1 (en) 2015-09-17 2017-03-23 Siemens Energy, Inc. Method of forming a thermal barrier coating having a porosity architecture using additive manufacturing
US10302013B2 (en) 2015-09-30 2019-05-28 Corning Incorporated Composite thermal barrier for combustion chamber surfaces
DE102015219530A1 (de) 2015-10-08 2017-04-13 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Schaufel für eine Strömungsmaschine, Turbofantriebwerk und ein Verfahren zur Herstellung einer Schaufel
US20170114667A1 (en) 2015-10-23 2017-04-27 General Electric Company Active clearance control with integral double wall heat shielding
US9945318B2 (en) 2015-12-04 2018-04-17 Hyundai Motor Company Cylinder block
US10087894B2 (en) 2016-03-03 2018-10-02 Ford Global Technologies, Llc Cylinder head of an internal combustion engine
US10675687B2 (en) 2016-03-24 2020-06-09 GM Global Technology Operations LLC Method of producing insulating three-dimensional (3D) structures using 3D printing
CN106001573B (zh) 2016-07-08 2018-03-09 湖北三江航天江北机械工程有限公司 镍基高温合金喷注器成型方法
CN106191709A (zh) 2016-08-17 2016-12-07 徐振伟 一种发动机排气门用铁基高温合金
US9816388B1 (en) 2016-09-22 2017-11-14 General Electric Company Seal in a gas turbine engine having a shim base and a honeycomb structure with a number of cavities formed therein
GB2558274B (en) 2016-12-23 2019-04-17 Caterpillar Shrewsbury Ltd Method of remanufacturing a cylinder head
US10975719B2 (en) 2017-01-05 2021-04-13 General Electric Company Process and printed article
DE102017106065A1 (de) 2017-03-21 2017-05-11 FEV Europe GmbH Zylinderrohr für eine Hubkolbenmaschine
DE102017112216A1 (de) 2017-06-02 2017-10-19 FEV Europe GmbH Zylinderkopf
US10783869B2 (en) * 2017-09-12 2020-09-22 Honeywell International Inc. Cell structure for use in an acoustic panel, and methods of producing the same
US11331854B2 (en) * 2018-03-26 2022-05-17 Arevo, Inc. System and method for dispensing composite filaments for additive manufacturing
US20190329355A1 (en) * 2018-04-27 2019-10-31 United States Of America As Represented By The Administrator Of Nasa Method for Fabricating Seal-Free Multi-Metallic Thrust Chamber Liner
US20190376465A1 (en) * 2018-06-11 2019-12-12 GM Global Technology Operations LLC Insulating sleeve having an insulating-gap for a cast cylinder head

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6043151A (ja) * 1983-08-20 1985-03-07 Isuzu Motors Ltd 断熱エンジンのライナ−ヘツド
US5964273A (en) * 1997-02-21 1999-10-12 Northrop Grumman Corporation Fiber reinforced ceramic matrix composite internal combustion engine intake/exhaust port liners
CN2693971Y (zh) * 2003-11-14 2005-04-20 常州市常通内燃机有限公司 湿式薄壁钢缸套柴油机
CN200964901Y (zh) * 2006-11-03 2007-10-24 董大东 气缸盖、侧盖
JP2008169720A (ja) * 2007-01-10 2008-07-24 Nissan Motor Co Ltd シリンダヘッド構造およびその製造方法
CN103797237A (zh) * 2011-08-03 2014-05-14 康明斯知识产权公司 气缸衬套密封装置及其设置方法
CN203604061U (zh) * 2013-11-28 2014-05-21 福建力宝动力机械有限公司 汽缸盖
CN105715405A (zh) * 2014-12-19 2016-06-29 福特环球技术公司 一体式复合材料凸轮盖和托架以及装配方法
CN106837586A (zh) * 2015-09-10 2017-06-13 福特全球技术公司 润滑回路及形成方法
CN107676188A (zh) * 2016-08-01 2018-02-09 通用汽车环球科技运作有限责任公司 聚合物复合发动机组件以及加热和冷却所述组件的方法
CN107676189A (zh) * 2016-08-01 2018-02-09 通用汽车环球科技运作有限责任公司 发动机组件及其制造方法

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