CN206668418U - 发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发动机。该发动机包括具有孔的汽缸体以及汽缸盖。该发动机包括在汽缸体与汽缸盖之间设置的隔板。该隔板包括具有第一锥形部分的隔板孔。发动机还包括具有第四表面且在汽缸体的孔内接纳的汽缸套。第四表面包括第二部分。第四表面还包括从第二部分延伸并相对于第二部分呈角度倾斜的第二锥形部分。第二部分和第二锥形部分限定圆角。第四表面包括从第二锥形部分延伸的第三部分。第三部分限定相对于第二锥形部分的差角。第四表面还包括邻接隔板的第一锥形部分的密封部分。本实用新型的汽缸套的圆角设计，进一步增加了用于分散应力集中的较宽的表面区域，分散了由作用在汽缸套上的外部负载引起的应力集中。

Description

发动机

技术领域

本实用新型涉及发动机，且更具体地涉及发动机的缸套和汽缸体组件。

背景技术

通常，发动机，例如柴油发动机、汽油发动机或气体燃料发动机，包括具有多个孔的汽缸体。汽缸套设置在每个孔中，用于限定发动机的汽缸，以及用于承受在汽缸内活塞往复运动的磨损。传统地，汽缸套包括在汽缸体上支撑的通常为矩形横截面的环形凸缘。在发动机的工作过程中，汽缸套可承受各种负载，例如夹紧负载、活塞负载和汽缸压力，这导致在汽缸套中形成疲劳裂纹。此外，该环形凸缘承受应力，例如周向应力和轴向应力，这导致在平坦矩形凸缘上限制的圆角处产生应力集中，因而引起发动机的致命故障。

目前，采用各种冷加工工艺，例如滚抛光和喷丸处理，这引起在气缸缸套中产生一定量的残余抗压应力，因而增加汽缸套的疲劳强度以承受在发动机工作过程中的各种负载。然而，在汽缸套上执行冷加工工艺需要更多的时间和高昂的成本。

以下称作为'546专利的美国专利号7,334,546公开了一种用于柴油发动机的易延展修理汽缸套。汽缸套在缸套的径向延伸定位凸缘下方直接地包括具有机械加工进汽缸套的第二表面中的可变抛物线形横截面的附加冷却槽。然而，在'546专利中公开的汽缸套的径向延伸定位凸缘可能产生疲劳裂纹。

实用新型内容

在本实用新型的一个方面，提供了一种发动机。该发动机包括汽缸体，该汽缸体具有第一邻接表面以及从该第一邻接表面沿着纵向轴线延伸的孔。该孔包括邻接部分。该发动机还包括适合于与汽缸体相联接的汽缸盖。汽缸盖包括第二邻接表面。发动机包括在汽缸体与汽缸盖之间设置的隔板。该隔板包括适合于邻接汽缸盖的第二邻接表面的第一表面。该隔板还包括适合于邻接汽缸体的第一邻接表面的第二表面。该隔板包括隔板孔，该隔板孔在其内圆周处具有在第一表面与第二表面之间延伸的第一锥形部分。该发动机还包括在汽缸体的孔内接纳的汽缸套。汽缸套包括适合于邻接汽缸盖的第二邻接表面的环形表面。汽缸套还包括从环形表面沿着纵向轴线延伸的第三表面。汽缸套包括远离于第三表面并从环形表面延伸的第四表面。第四表面包括邻接汽缸体的邻接部分的第一部分。第四表面包括在环形表面与第一部分之间限定的第二部分。汽缸套的第二部分和汽缸体的邻接部分适合于在它们中间接纳密封缸套。第四表面还包括第二锥形部分，该第二锥形部分从第二部分延伸并相对于第二部分呈一角度倾斜。第二部分和第二锥形部分限定圆角。第四表面包括从第二锥形部分延伸的第三部分。第三部分限定相对于第二锥形部分的差角。第四表面还包括密封部分。密封部分在第二锥形部分与第三部分之间限定。密封部分适合于邻接隔板的第一锥形部分。

本实用新型的汽缸套的圆角设计，进一步增加了用于分散应力集中的较宽的表面区域，分散了由作用在汽缸套上的外部负载引起的应力集中，提高了汽缸套的可靠性和使用寿命。

从以下说明和附图，本实用新型的其它特征和方面将清晰可见。

附图说明

图1是根据本实用新型的实施例的具有汽缸套和汽缸体的发动机的局部分解视图；

图2是示出了在图1的汽缸体内设置的汽缸套的发动机的局部剖视图；

图3是汽缸套的沿图1的线A-A'所截取的局部剖视图；

图4是图2的示出了汽缸套和汽缸体的所包围的区域“A”的放大视图；以及

图5是根据本实用新型的另一实施例的在发动机的汽缸体内设置的汽缸套的剖视图。

具体实施方式

现在将详细参考具体实施例或特征，它们的实例在附图中示出。只要有可能，在整个附图中，相应的或相同的附图标记将被用于表示相同的或相应的部件。

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的具有汽缸套12的发动机10的局部分解视图。发动机10具体化为压缩点火发动机。在各种实例中，发动机10可为任何类型的发动机，例如由汽油、柴油、气体燃料或它们的组合运行的内燃机。发动机10可被用作为用于任何机器的动力源，例如，公路上行驶卡车、越野卡车、和推土设备、以及各种该装置，例如泵、固定设备和发电机。发动机10还可用于给在建筑、运输、发电、航天应用、机车应用、海运应用、和任何其它需要旋转动力的应用中使用的机器或装置提供动力。尽管在附图1中示出的发动机10为多缸发动机，可以预想的是，本实用新型可实施为单缸发动机。

发动机10包括汽缸体16和汽缸盖18。尽管未示出，发动机10可包括，但不限于，联接至汽缸体16的前盖和油盘。汽缸体16包括第一邻接表面20。汽缸体16还包括从第一邻接表面20延伸的若干个孔22。若干个孔22的每个从第一邻接表面20沿着纵向轴线X-X'延伸。在示出的实例中，六个孔22以直列配置示出。每个孔22包括用于限定用于发动机10的汽缸的邻接部分24。尽管孔22以直列配置的方式限定在汽缸体16中，但应当理解的是，孔22可以任何类型的配置限定，例如，V型配置和径向配置。

汽缸盖18适合于与发动机10的汽缸体16相联接。汽缸盖18包括第二邻接表面26和第三邻接表面28。为了示出的目的，本实用新型将接合汽缸体16的一个孔22来描述，尽管将理解的是，本实用新型同样可应用至汽缸体16的其它孔22。

发动机10还包括隔板30。隔板30设置在汽缸体16与汽缸盖18之间。更具体地，隔板30被紧固至汽缸体16和汽缸盖18之间。隔板30包括第一表面32、第二表面34和隔板孔36。第一表面32邻接汽缸盖18的第二邻接表面26。在一个实例中，第一表面32邻接位于汽缸盖18的第二邻接表面26与隔板30的第一表面32之间的第一垫圈（未示出）。

隔板30的第二表面34邻接汽缸体16的第一邻接表面20。在一个实例中，第二表面34可邻接位于汽缸体16的第一邻接表面20与隔板30的第二表面34之间的第二垫圈38（在图2中示出）。隔板孔36适合于与汽缸体16的孔22同轴地对齐。隔板孔36具有内圆周40，该内圆周40具有第一锥形部分42。第一锥形部分42在隔板30的第一表面32与第二表面34之间延伸。

图2示出了具有在汽缸体16中设置的汽缸套12的发动机10的局部剖视图。图3示出了汽缸套12的沿图1的线A-A'所截取的局部剖视图。参考图2和图3，汽缸套12接纳在汽缸体16的孔22中。更具体地，汽缸套12可移除地设置在汽缸体16的孔22内。汽缸套12包括环形表面46、第三表面48和第四表面50。环形表面46邻接发动机10的汽缸盖18的第二邻接表面26。第三表面48从环形表面46沿着纵向轴线X-X'延伸。第三表面48限定腔体52，在该腔体内活塞53适合于沿着纵向轴线X-X'做往复运动。活塞53联接至发动机10的连杆56。

图4示出了图2的示出了汽缸套12和汽缸体16的所包围的区域“A”的放大视图。参考图3和图4，第四表面50从环形表面46沿着纵向轴线X-X'延伸。第四表面50被限定成用于形成位于孔22内的若干个腔体60，用于在其中接纳冷却剂。

参考图2-图4，第四表面50包括第一部分62和第二部分64。第一部分62邻接汽缸体16的邻接部分24（在图1中示出）。第二部分64在环形表面46与第一部分62之间限定。第二部分64以及汽缸体16的邻接部分24适合于在它们之间接纳密封衬垫66（在图4中示出）。在一个实例中，提供密封衬垫66来限制冷却剂从在汽缸体16的邻接部分24与汽缸套12的第四表面50之间的腔体60泄漏至汽缸体16的第一邻接表面20。

进一步，第四表面50包括第二锥形部分68。第二锥形部分68从汽缸套12的第二部分64延伸。第二锥形部分68相对于第二部分64呈角度“θ₁”倾斜。在一实例中，角度“θ₁”可位于20度到30度的范围之内。第二部分64和第二锥形部分68限定圆角74。提供圆角74来将由作用在汽缸套12上的外部负载引起的应力集中分散至较宽的表面区域。外部负载可包括，但不限于，夹紧负载、活塞推力负载、和在发动机10的工作过程中作用在汽缸套12上的燃烧压力。在一个实例中，角度“θ₁”可以改变以获得更大圆角半径的圆角74，因而进一步增加了用于分散应力集中的较宽的表面区域。

进一步，第二锥形部分68相对于隔板30的第一锥形部分42呈角度“θ₂”倾斜。在一实例中，角度“θ₂”可位于10度到20度的范围之内。第四表面50还包括从汽缸套12的第二锥形部分68延伸的第三部分70。更具体地，第三部分70从第二锥形部分68朝向汽缸套12的环形表面46延伸。第三部分70限定相对于第二锥形部分68的差角“θ₃”。同样，第三锥形部分70相对于隔板30的第一锥形部分42呈角度“θ₄”倾斜。第四表面50包括在第二锥形部分68与第三部分70之间限定的密封部分72。密封部分72邻接隔板30的第一锥形部分42，因而在发动机10的装配位置处沿着横向轴线Y-Y'将汽缸套12的环形表面46与隔板30的第一表面32相对齐。在一个实例中，通过使用表面硬化工艺来硬化密封部分72，用于提供密封部分72上的硬化表面。在一个实例中，密封部分72形成与隔板30的第一锥形部分42的线接触。在另一实例中，密封部分72形成与隔板30的第一锥形部分42的面接触。

图5示出了根据本实用新型的另一实施例的、具有在汽缸体78中设置的汽缸套76的发动机75的局部剖视图。类似于图1的发动机10，发动机75包括汽缸体78和汽缸盖80。汽缸体78包括第一邻接表面82、邻接部分84和第一锥形部分86。第一锥形部分86在汽缸体78的第一邻接表面82与邻接部分84之间延伸。汽缸盖80联接至发动机75的汽缸体78。汽缸盖80包括第二邻接表面88和第三邻接表面（未示出）。

进一步，类似于图1-图4的汽缸套12，汽缸套76包括环形表面89、第一表面90和第二表面91。环形表面89适合于邻接发动机75的汽缸盖80的第二邻接表面88。第一表面90从环形表面89沿着纵向轴线B-B'延伸。第二表面91远离第一表面90并从环形表面89沿着纵向轴线B-B'延伸。

第二表面91包括第一部分92和第二部分93。第一部分92邻接汽缸体78的邻接部分84。第二部分93在环形表面89与第一部分92之间限定。第二表面91还包括第二锥形部分94。第二锥形部分94从第二部分93延伸。更具体地，第二锥形部分94从第二部分93朝向环形表面89延伸。第二锥形部分94相对于第二部分93呈角度“θ₅”倾斜。同样地，第二锥形部分94相对于汽缸体78的第一锥形部分86呈角度“θ₆”倾斜。第二部分93和第二锥形部分94限定圆角97。提供圆角97来分散由作用在汽缸套76上的外部负载引起的应力集中。

第二表面91还包括第三部分95。第三部分95从第二锥形部分94延伸。更具体地，第三部分95从第二锥形部分94朝向环形表面89延伸。第三部分95限定相对于第二锥形部分94的差角“θ₇”。进一步，第二表面91还包括密封部分96。密封部分96在第二锥形部分94与第三部分95之间限定。密封部分96适合于邻接汽缸体78的第一锥形部分86。提供密封部分96来限制冷却剂从在邻接部分84与第二表面91之间形成的若干个腔体（未示出）的泄漏。通过使用表面硬化工艺来硬化密封部分96。该表面硬化工艺可包括，但不限于，火焰和感应硬化工艺、渗碳工艺、氰化工艺和碳氮共渗工艺。密封部分96包括硬化表面，该硬化表面具有形成与汽缸体78的第一锥形部分86的金属至金属接触的厚度。基于各种参数可改变硬化表面的厚度，该参数包括，但不限于，汽缸套12的材料以及各种负载，例如，夹紧负载、活塞负载和汽缸压力。应当注意的是，图1的发动机10的剩余构造类似于图5的发动机75的构造。

工业实用性

本实用新型涉及分别地用于发动机10、75的汽缸体16、78的汽缸套12、76。汽缸套12包括具有第二锥形部分68的第四表面50，该第二锥形部分相对于第二部分64呈角度“θ₁”倾斜。第二部分64和第二锥形部分68限定圆角74，这减小应力集中并消除圆角74处的冲孔效应。汽缸套12包括在第二锥形部分68与第三部分70之间限定的密封部分72。密封部分72邻接隔板30的第一锥形部分42，这将汽缸套12牢固地保持在发动机10的汽缸体78内。这就不需要在传统的汽缸套内使用的用于将传统的汽缸套保持在汽缸体16内的悬臂支撑结构。

汽缸套12可在任何类型的发动机中使用，例如由汽油、柴油、气体燃料或它们的组合运行的内燃机。进一步，汽缸套12可在于建筑、运输、发电、航天应用、机车应用、海运应用和其它发动机动力应用中使用的任何类型的机器的反对国际10中采用。因此，汽缸套12具有跨整个行业的宽范围应用。此外，汽缸套12可与发动机10一起方便地改进。因此，本实用新型提供了经济和成本有效的具有汽缸套12的发动机10。

尽管参考以上实施例已经特别地示出并描述了本实用新型的方面，但本领域技术人员将理解的是，在不脱离所公开的精神和范围的情况下，通过所公开的机器、系统和方法的改进可设想各种附加的实施例。这种实施例应当被理解成落在本实用新型的如基于权利要求书其的任何等同物确定的范围之内。

Claims (1)

1.一种发动机，其特征在于包括：

汽缸体，所述汽缸体包括第一邻接表面以及从所述第一邻接表面沿着纵向轴线延伸的孔，所述孔包括邻接部分；

适合于与所述汽缸体相联接的汽缸盖，所述汽缸盖包括第二邻接表面；

在所述汽缸体与所述汽缸盖之间设置的隔板，所述隔板包括适合于邻接所述汽缸盖的所述第二邻接表面的第一表面、适合于邻接所述汽缸体的所述第一邻接表面的第二表面，以及隔板孔，所述隔板孔包括在其内圆周处的第一锥形部分，所述第一锥形部分在所述第一表面与所述第二表面之间延伸；以及

在所述汽缸体的所述孔中接纳的汽缸套，所述汽缸套包括：

适合于邻接所述汽缸盖的所述第二邻接表面的环形表面；

从所述环形表面沿着所述纵向轴线延伸的第三表面；和

从所述环形表面延伸并远离所述第三表面的第四表面，所述第四表面包括：

邻接所述汽缸体的所述邻接部分的第一部分；

在所述环形表面与所述第一部分之间限定的第二部分，所述第二部分以及所述汽缸体的所述邻接部分适合于在其之间接纳密封衬垫；

从所述第二部分延伸并相对于所述第二部分呈角度倾斜的第二锥形部分；其中，所述第二部分和所述第二锥形部分限定圆角；

从所述第二锥形部分延伸的第三部分，且限定相对于所述第二锥形部分的差角，以及

在所述第二锥形部分与所述第三部分之间限定的密封部分，其中，所述密封部分适合于邻接所述隔板的所述第一锥形部分。