CN207178047U - 一种干式气缸套 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种干式气缸套，包括套体，所述套体的上部为支承肩，所述支承肩的外径大于所述套体的非支承肩部位的外径，所述支承肩的内圈设置有去碳环槽，所述去碳环槽的内径大于所述套体的非支承肩部位的内径；所述去碳环槽中间隙配合设置有刮碳环，所述刮碳环的内径小于所述套体的非支承肩部位的内径。通过在干式气缸套的套体的上部设置支承肩，通过支承肩增加套体上部的壁厚，可以在支承肩的去碳环槽中设置刮碳环，实现在干式气缸套中设置刮碳环，从而减少了积碳，减少了润滑油油耗。

Description

一种干式气缸套

技术领域

本实用新型涉及气缸套技术领域，特别涉及一种干式气缸套。

背景技术

随着燃油价格的不断上涨，发动机使用重油现象越来越普遍，而使用重油将导致活塞头部的积碳现象更为严重，这不仅会加剧缸套与活塞的磨粒磨损，还会使润滑油耗进一步上升。因此，刮碳环技术应运而生，现代重型发动机的缸套都要求设计有刮碳环，这可使活塞头部的积碳在活塞往复运动中不断被刮碳环的内部刃口刮除，就形成不了厚厚的积碳层。而刮下来的积碳被排气吹走，活塞头部的剩余少量积碳基本上不会接触到缸套的表面，也就吸附不了润滑油中带进燃烧室燃烧，这就避免了大量润滑油泵进燃烧室烧掉这一泵油现象，还保证了缸套和活塞环始终保持良好的润滑状态，使缸套和活塞环的磨损以及润滑油油耗大大降低。

目前刮碳环技术在湿式气缸套上应用比较普遍，而干式缸套由于壁厚较薄，一般壁厚在1.5-3mm，设计为刮碳环结构非常困难。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种干式气缸套，具有刮碳环，从而减少了积碳，减少了润滑油油耗。

为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种干式气缸套，包括套体，所述套体的上部为支承肩，所述支承肩的外径大于所述套体的非支承肩部位的外径，所述支承肩的内圈设置有去碳环槽，所述去碳环槽的内径大于所述套体的非支承肩部位的内径；所述去碳环槽中间隙配合设置有刮碳环，所述刮碳环的内径小于所述套体的非支承肩部位的内径。

优选地，在上述的干式气缸套中，所述刮碳环的厚度为2～3mm。

优选地，在上述的干式气缸套中，所述刮碳环的内径比所述套体的非支承肩位置的内径小1～1.5mm。

优选地，在上述的干式气缸套中，所述刮碳环的上端和下端均设置有尖角。

优选地，在上述的干式气缸套中，所述支承肩的轴向高度为8～12mm。

优选地，在上述的干式气缸套中，所述刮碳环的轴向高度为7～8mm。

优选地，在上述的干式气缸套中，所述刮碳环的轴向高度与所述去碳环槽的轴向高度一致。

优选地，在上述的干式气缸套中，所述刮碳环与所述套体的材质相同。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的干式气缸套中，包括套体和刮碳环，套体的上部为支承肩，支承肩的外径大于套体的非支承肩部位的外径，支承肩的内圈设置有去碳环槽，去碳环槽的内径大于套体的非支承肩部位的内径，刮碳环间隙配合设置于去碳环槽中，刮碳环的内径小于套体的非支承肩部位的内径。通过在干式气缸套的套体的上部设置支承肩，通过支承肩增加套体上部的壁厚，可以在支承肩的内圈设置刮碳环，该干式气缸套的刮碳环与套体为分体式结构，实现了在干式气缸套上设置刮碳环，从而减少积碳，减少了润滑油油耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种干式气缸套的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种干式气缸套的刮碳环的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种干式气缸套的套体的结构示意图。

其中，1为套体、11为支承肩、12为去碳环槽、2为刮碳环。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供了一种干式气缸套，具有刮碳环，从而减少了积碳，减少了润滑油油耗。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1-图3，一种干式气缸套，包括套体1和刮碳环2，其中，套体1的上部为支承肩11，支承肩11的外径大于套体1的非支承肩部位的外径，支承肩11的内圈设置有去碳环槽12，去碳环槽12的内径大于套体1的非支承肩部位的内径，即去碳环槽12与非支承肩部位之间形成台阶面；刮碳环2的外径与去碳环槽12的内径基本相同，刮碳环2间隙配合设置于去碳环槽12中，刮碳环2的内径小于套体1的非支承肩部位的内径，刮碳环2支撑于台阶面上，刮碳环2的内圈边沿超出台阶面。

该干式气缸套通过在其上部设置支承肩11，利用支承肩11增加套体1上部的壁厚，可以在支承肩11的内圈设置去碳环槽12，将刮碳环2设置于设置去碳环槽12中，该干式气缸套的刮碳环与套体为分体式结构，实现了刮碳环2在干式气缸套上的设置；刮碳环2的内圈边沿超出去碳环槽12与非支承肩部位之间形成的台阶面，刮碳环2的上端边沿和下端边沿能够对活塞头部的积碳进行刮除，刮下来的积碳被排气吹走，活塞头部的剩余少量积碳基本上不会接触到套体1的表面，也就吸附不了润滑油中带进燃烧室燃烧，这就避免了大量润滑油泵进燃烧室烧掉这一泵油现象，还保证了套体1和活塞环始终保持良好的润滑状态，使套体1和活塞环的磨损以及润滑油油耗大大降低。

具体效果为，润滑油消耗率明显降低，和普通干式气缸套相比，节省润滑油在60％左右；该干式气缸体与活塞环的磨损率由普通干式气缸套的0.04mm/kh下降为0.015mm/kh，提高了缸套的耐磨性能，并延缓大修周期1倍以上；润滑油受污染程度明显减轻；曲轴箱压力一般下降90％以上，燃气窜入大大减少，润滑油总减值比普通干式气缸套约提高近2个TBN值；该干式气缸套的刮碳环由于其刮碳作用，显著降低了润滑油消耗率，改善发动机燃烧性能和使用工况，大大减轻了缸套的磨损。

在本实施例中，刮碳环2的厚度为2～3mm，具体可以为2mm，2.5mm，3mm，优选为2.5mm；刮碳环2的内径比套体1的非支承肩位置的内径小1～1.5mm，即刮碳环2超出台阶面的距离为1～1.5mm，具体可以为1mm，1.25mm，1.5mm，优选为1.25mm。只要能够实现刮碳即可。

进一步地，在本实施例中，刮碳环2的上端和下端均设置有尖角，尖角为环形结构，通过尖角可以更方便将活塞头部的碳刮除下来。尖角靠近刮碳环2的内边沿设置。当然，也可以不设置尖角，只是通过刮碳环2的上端边沿和下端边沿进行刮碳。

在本实施例中，支承肩11的轴向高度为8～12mm，具体可以为8mm，8.5mm，9mm，9.5mm，10mm，10.5mm，11mm，11.5mm，12mm，优选为10mm，比传动的干式气缸套的支承肩的轴向高度要高，通过增加支承肩11的高度和厚度，提高设置有刮碳环2的干式气缸套的结构强度。

在本实施例中，刮碳环2的轴向高度为7～8mm，具体可以为7mm，7.5mm，7.6mm，8mm，优选为7.6mm。刮碳环2的轴向高度小于支承肩11的轴向高度，刮碳环2的轴向高度根据发动机火力岸高度和支承肩11高度设计。相应地，去碳环槽12的高度小于支承肩11的高度，以保证支承肩11的结构强度。

进一步地，在本实施例中，刮碳环2的轴向高度与去碳环槽12的轴向高度一致，这样，当刮碳环2安装到去碳环槽12中后，刮碳环2的上端面与支承肩11的上端面平齐，结构更加平整。

为了提高刮碳环2与去碳环槽12的装配精度，在本实施例中，刮碳环2的上端外圈边沿和下端外圈边沿均设置有倒角。具体地，上端外圈边沿倒角为0.2×45°，下端外圈边沿倒角为1×45°。通过设置倒角，使刮碳环2的下端与台阶面完全贴合接触。刮碳环2的内圈相对刮碳环2的外圆同轴度为φ0.08，端面平行度为0.05，刮碳环2的外圆粗糙度为Ra3.2μm，其余部位的粗糙度为Ra6.3μm。

在本实施例中，去碳环槽12的台阶面与套体1的内孔之间设置过渡圆弧，去碳环槽12的内径相对套体1的内孔同轴度为φ0.04，去碳环槽12的台阶面相对套体1外圆中心线的垂直度为0.01，去碳环槽12粗糙度为Ra3.2μm，其余尺寸不变。

更进一步地，在本实施例中，刮碳环2与套体1的材质相同，均为MS206。具体地，刮碳环2和套体1的材质按照重量百分比为：C为2.70-3.20％，Si为1.60-2.10％，Mn为0.50-0.90％，P为0.20-0.50％，S≤0.10％，Cr为0.20-0.50％，Cu+Ni为0.50-0.90％，Mo为0.20-0.60％，余量为Fe。

该干式气缸套的制备方法包括以下步骤：

步骤S100，将配比好的原料熔炼成铁液，出铁液时，分两次加入碳化硅和钡组成的混合物，所述混合物占铁液重量的0.3％～0.5％。具体地，采用中频感应电炉熔炼，按重量百分比例称取规定的原料，熔炼温度为1450～1500℃，出铁液时采用顺流孕育方式加入占铁液重量0.3～0.5％，由碳化硅和钡组成的混合物，第一次加入的碳化硅的粒度为0.8～1.8mm，第二次加入的碳化硅粒度为0.5～0.8mm。

步骤S200，将熔炼好的铁液进行离心浇铸，分别得到刮碳环铸件和套体铸件。具体地，采用水冷金属型湿涂料离心铸造工艺生产刮碳环铸件，浇铸温度为1410～1430℃，浇注机转速1200～1500r/min，模具预热温度350℃～400℃，涂料厚度为0.5～0.8mm，出模温度为800℃～850℃，得到刮碳环铸件和套体铸件，出模后，放入铸件框中即可。

步骤S300，将刮碳环铸件和套体铸件分别进行切割，得到多个刮碳环毛坯和套体毛坯。一个刮碳环铸件可以切割得到多个刮碳环毛坯，刮碳环毛坯的壁厚为6～9mm。

步骤S400，对刮碳环毛坯和套体毛坯进行机加工，得到刮碳环2和套体1，套体1加工出支承肩11和去碳环槽12。具体地，刮碳环毛坯的机加工为内孔、外圆的切削加工，工艺流程如下：粗车外圆→粗铰内孔→去应力退火→修车→精铰内孔→精车→倒角。

精车工序采用全功能数控机床，可实现一次装夹，完成内孔、外圆及端面的加工，加工精度高，加工质量好，生产效率高。

对于套体毛坯的机加工具体为：

粗切→粗铰内孔→粗车外圆→去应力退火→修车→精铰内孔→粗珩内孔→半精车外圆→精车外圆→精车支承肩→车内孔→粗磨外圆→精珩内孔→精磨外圆。

在车内孔工序时使用全功能数控机床加工去碳环槽12，装夹时将套体1的支承肩11朝外，并且套体1与支承肩11对应内孔悬空。加工刀具选用CBN刀具35°，刀尖圆弧为R1.0；加工步骤分成两步，先粗车去碳环槽12，主轴转速：900-1100r/min，切削速度：6.11m/s，切削深度1.5mm，进给量：0.05-0.15mm/r；然后精车去碳环槽，主轴转速：900-1100r/min，切削速度：6.07m/s，切削深度0.6mm，进给量：0.05-0.15mm/r。

步骤S500，将刮碳环2装入所述套体1的去碳环槽12中，完成干式气缸套的加工制造。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种干式气缸套，包括套体(1)，其特征在于，所述套体(1)的上部为支承肩(11)，所述支承肩(11)的外径大于所述套体(1)的非支承肩部位的外径，所述支承肩(11)的内圈设置有去碳环槽(12)，所述去碳环槽(12)的内径大于所述套体(1)的非支承肩部位的内径；所述去碳环槽(12)中间隙配合设置有刮碳环(2)，所述刮碳环(2)的内径小于所述套体(1)的非支承肩部位的内径。

2.根据权利要求1所述的干式气缸套，其特征在于，所述刮碳环(2)的厚度为2～3mm。

3.根据权利要求1所述的干式气缸套，其特征在于，所述刮碳环(2)的内径比所述套体(1)的非支承肩位置的内径小1～1.5mm。

4.根据权利要求1所述的干式气缸套，其特征在于，所述刮碳环(2)的上端和下端均设置有尖角。

5.根据权利要求1所述的干式气缸套，其特征在于，所述支承肩(11)的轴向高度为8～12mm。

6.根据权利要求1所述的干式气缸套，其特征在于，所述刮碳环(2)的轴向高度为7～8mm。

7.根据权利要求1所述的干式气缸套，其特征在于，所述刮碳环(2)的轴向高度与所述去碳环槽(12)的轴向高度一致。

8.根据权利要求1所述的干式气缸套，其特征在于，所述刮碳环(2)与所述套体(1)的材质相同。