CN205001079U - 一种发动机缸体及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种发动机缸体及汽车，其中发动机缸体包括：缸体本体，所述缸体本体的内壁上设置有用于填充润滑油的多个微槽结构，所述微槽结构分布于活塞在所述缸体本体内执行作功行程的运动起点与运动终点之间，且所述缸体本体内壁上单位面积内微槽结构的面积占有率由所述运动起点到所述运动终点逐渐降低。本实用新型实施例通过在缸体本体的内壁上构造梯度分布的微槽结构，使得缸体本体的内壁与活塞环之间的润滑效果与所在区域的工况相匹配，可以降低缸体本体的内壁与活塞环之间的摩擦力，从而达到提高发动机效率以及节能减排的效果。

Description

一种发动机缸体及汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，尤其设计一种发动机缸体及汽车。

背景技术

缸套-活塞环是发动机中最重要的摩擦副，直接影响发动机的使用寿命和性能，由于其工作在高温、高速、高压的恶劣条件下，易发生各种磨损。但是缸套的磨损区域分布并不均衡，在缸体靠近活塞运动起点的位置由于活塞速度低，不能产生足够的动压，因此润滑性较差，且活塞运动起点附近区域由于靠近发动机燃烧室，受到高温高压的影响，工况条件恶劣。因此在靠近活塞运动起点的区域缸壁与活塞环之间的摩擦力大，磨损严重。

传统形貌分布为均匀分布，但是由于活塞运动速度的周期性变化以及缸壁不同区域所受工况条件的差异，使得均匀的形貌分布不能使缸壁与活塞环之间在不同的区域产生与之相匹配的动压效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种发动机缸体及汽车，可以降低缸体本体的内壁与活塞环之间的摩擦力，达到提高发动机效率以及节能减排的效果。

本实用新型实施例提供一种发动机缸体，包括：

缸体本体，其中所述缸体本体的内壁上设置有用于填充润滑油的多个微槽结构，所述微槽结构分布于活塞在所述缸体本体内执行作功行程的运动起点与运动终点之间，且所述缸体本体内壁上单位面积内微槽结构的面积占有率由所述运动起点到所述运动终点逐渐降低。

可选的，所述微槽结构的分布区域包括第一部分和第二部分，所述第一部分上单位面积内微槽结构的面积占有率沿所述运动起点到所述运动终点的方向线性递减，所述第二部分上单位面积内微槽结构的面积占有率为固定值。

可选的，所述第一部分与所述第二部分沿所述运动起点到所述运动终点的延伸方向分布，且所述第一部分的面积与所述第二部分的面积相等。

可选的，所述第一部分上单位面积内微槽结构的面积占有率大于25％小于50％，所述第二部分上单位面积内微槽结构的面积占有率等于25％。

可选的，所述缸体本体的内壁上的所述微槽结构有多行，相邻行的所述微槽结构相互交错排列。

本实用新型实施例还提供一种汽车，所述汽车包括上述的发动机缸体。

本实用新型的有益效果是：

通过在缸体本体的内壁上构造梯度分布的微槽结构，使得在缸体本体的内壁与活塞环根据不同区域的工况产生相应的动压效果，提高油膜的承载能力，使在缸体本体的内壁与活塞环之间的润滑效果与所在区域的工况相匹配，可以降低在缸体本体的内壁与活塞环之间的摩擦力，从而达到提高发动机效率以及节能减排的效果。

附图说明

图1表示本实用新型实施例微槽结构分布示意图；

图2表示本实用新型实施例微槽结构形貌区域图；

图3表示本实用新型实施例微槽结构分布密度示意图。

其中图中：1、缸体本体；2、运动起点；3、运动终点；4、微槽结构；5、活塞环；6、活塞。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本实用新型进行详细描述。

本实用新型实施例提供一种发动机缸体，如图1和图2所示，包括：

缸体本体1，其中缸体本体1的内壁上设置有用于填充润滑油的多个微槽结构4，微槽结构4分布于活塞6在缸体本体1内执行作功行程的运动起点2与运动终点3之间，且缸体本体1内壁上单位面积内微槽结构4的面积占有率由运动起点2到运动终点3逐渐降低。需要说明的是，这里的单位面积按平方厘米设定。

具体的，在缸体本体1内执行作功行程的运动起点2与运动终点3之间的区域内设置用于填充润滑油的多个微槽结构4，根据缸体本体1的内壁表面不同区域的磨损量不同采用梯度分布。设s为活塞环5距运动起点2的距离，l为活塞6的行程，t为活塞6运动的时间，T为活塞6完成4个冲程所经历的时间周期，则s可简化为以下模型

$s=-\frac{l}{2}cos\frac{T}{4\mathrm{\&pi;}}t+\frac{l}{2},(0\&le;t<T)$

设v为活塞6运动的速度，则有：

$v=\frac{ds}{dt}=\frac{Tl}{8\mathrm{\&pi;}}sin\frac{T}{4\mathrm{\&pi;}}t(0\&le;t<T)$

由此可见当在运动起点2和运动终点3的时候速度为0，而当活塞6运动到缸体本体1的内壁中部的时候速度最大。考虑到活塞6接近运动起点2时受到高温高压的影响，而在接近运动终点3的时候由于远离燃烧室，工作环境较运动起点2时有较多改观，因此只需在运动起点2附近增加微槽结构4的分布密度。即在靠近运动起点2的位置采用高密度的微槽阵列，而随着缸体本体1的内壁远离运动起点2，采用分布密度逐步降低的梯度分布方式。

需要说明的是，微槽结构4对缸体本体1-活塞环5摩擦磨损特性的影响主要从微坑分布角度θ、微槽深度h和微槽结构4面积占缸体本体1面积占有率S_p三个方面考虑。微槽深度h，微槽分布角θ保持不变，通过改变单个微槽结构4的面积大小的方式控制面积占有率S_p的大小。

通过在缸体本体1的内壁上构造梯度分布的微槽结构4，使得在缸体本体1的内壁与活塞环5根据不同区域的工况产生相应的动压效果，提高油膜的承载能力，使在缸体本体1的内壁与活塞环5之间的润滑效果与所在区域的工况相匹配，可以降低在缸体本体1的内壁与活塞环5之间的摩擦力，从而达到提高发动机效率以及节能减排的效果。

在本实用新型上述实施例中，如图1所示，微槽结构4的分布区域包括第一部分和第二部分，第一部分与第二部分沿运动起点2到运动终点3的延伸方向分布，且第一部分的面积与第二部分的面积相等。第一部分上单位面积内微槽结构4的面积占有率沿运动起点2到运动终点3的方向线性递减，第二部分上单位面积内微槽结构4的面积占有率为固定值。

具体的，在缸体本体1内执行作功行程的运动起点2与运动终点3之间的区域内设置沿运动起点2到运动终点3延伸的且面积相等第一部分与第二部分，由于第一部分靠近运动起点2，容易受到高温高压的影响，单位面积内微槽结构4的面积占有率与第二部分上单位面积内微槽结构4的面积占有率相比，第一部分上单位面积内微槽结构4的面积占有率较大。随着不断远离运动起点2，第一部分上单位面积内微槽结构4的面积占有率线性递减即可使得缸体本体1的内壁与活塞环5之间的润滑效果与所在区域的工况相匹配，进而可以降低在缸体本体1的内壁与活塞环5之间的摩擦力，从达到提高发动机效率以及节能减排的效果。

在本实用新型上述实施例中，第一部分上单位面积内微槽结构4的面积占有率大于25％小于50％，第二部分上单位面积内微槽结构4的面积占有率等于25％。

设单位面积内微槽结构4的面积占有率为S_p(0＜S_p＜1)，则S_p随s的变化曲线如图3所示：

当s＝0时，S_p＝0.5；

当0＜s＜l/2时，S_p线性递减，且0.25＜S_p＜0.5；

当l/2≤s≤l时，S_p＝0.25。

在本实用新型上述实施例中，如图1所示，缸体本体1的内壁上的微槽结构4有多行，相邻行的微槽结构4相互交错排列，形成一微槽阵列，微槽阵列的排列形式可以降低缸体本体1的内壁与活塞环5之间的摩擦力，从而达到提高发动机效率以及节能减排的效果。

本实用新型实施例还一种汽车，包括上述的发动机缸体。

以上所述的是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本实用新型所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种发动机缸体，其特征在于，包括：

缸体本体(1)，其中所述缸体本体(1)的内壁上设置有用于填充润滑油的多个微槽结构(4)，所述微槽结构(4)分布于活塞(6)在所述缸体本体(1)内执行作功行程的运动起点(2)与运动终点(3)之间，且所述缸体本体(1)内壁上单位面积内微槽结构(4)的面积占有率由所述运动起点(2)到所述运动终点(3)逐渐降低。

2.如权利要求1所述的发动机缸体，其特征在于，所述微槽结构(4)的分布区域包括第一部分和第二部分，所述第一部分上单位面积内微槽结构(4)的面积占有率沿所述运动起点(2)到所述运动终点(3)的方向线性递减，所述第二部分上单位面积内微槽结构(4)的面积占有率为固定值。

3.如权利要求2所述的发动机缸体，其特征在于，所述第一部分与所述第二部分沿所述运动起点(2)到所述运动终点(3)的延伸方向分布，且所述第一部分的面积与所述第二部分的面积相等。

4.如权利要求2所述的发动机缸体，其特征在于，所述第一部分上单位面积内微槽结构(4)的面积占有率大于25％小于50％，所述第二部分上单位面积内微槽结构(4)的面积占有率等于25％。

5.如权利要求1所述的发动机缸体，其特征在于，所述缸体本体(1)的内壁上的所述微槽结构(4)有多行，相邻行的所述微槽结构(4)相互交错排列。

6.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括如权利要求1～5任一项所述的发动机缸体。