CN215927584U - 一种发动机气缸与一种发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发动机气缸与一种发动机，其中，发动机气缸包括同轴布置的筒状的气缸内壁和气缸外壁，所述气缸内壁和所述气缸外壁之间连接有至少一层同轴布置的填充层，所述填充层包括多个多边形基础单元结构，多个所述多边形基础单元结构沿气缸轴向和气缸周向顺次连接排布并形成网格状的所述填充层。由于本实用新型的发动机气缸采用网格状的填充层填充于气缸内外壁之间，因此，能够减轻气缸的整体重量，满足轻量化的要求。填充层的多边形基础单元结构增加了散热面积，能够大大提高气缸的散热效果。另外，多边形基础单元结构不仅具有较高的强度，并且能够依靠自身的多边结构对噪音形成折射，从而大大降低噪音，提高气缸的NVH性能。

Description

一种发动机气缸与一种发动机

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机气缸与一种发动机。

背景技术

发动机作为一种动力部件，广泛应用于各种技术领域，例如汽车、飞机、发电、自动化等。随着科技的进步，发动机的应用场景越来越多，各种具体应用场景对发动机的设计制造也提出了不同的要求。在无人机技术领域中，为了满足无人机用发动机的高功重比的要求，设计人员需要不断地降低发动机的重量，同时还要提高发动机的吸能、减振、散热等性能。而现有的发动机受制于加工工艺，往往存在重量偏大、强度不够、散热不佳的缺陷，无法满足高功重比的要求。

因此，如何使发动机满足高功重比的要求，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种发动机气缸，能够使发动机实现轻量化设计的同时提高其强度、散热性和减振性等性能，满足高功重比的要求。本实用新型的另一个目的是提供一种发动机。

为了达到上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种发动机气缸，包括同轴布置的筒状的气缸内壁和气缸外壁，所述气缸内壁和所述气缸外壁之间连接有至少一层同轴布置的填充层，所述填充层包括多个多边形基础单元结构，多个所述多边形基础单元结构沿气缸轴向和气缸周向顺次连接排布并形成网格状的所述填充层。

优选地，每层所述填充层的各个多边形基础单元结构均为正多边形结构。

优选地，各层所述填充层的各个多边形基础单元结构为边长相等的正多变形结构。

优选地，所述正多边形结构的边数为3或4或5或6或7或8。

优选地，所述气缸内壁与所述气缸外壁之间连接有多层所述填充层，各层所述填充层在沿气缸径向的厚度相等。

优选地，所述填充层为增材制造加工成型的网格状结构。

优选地，所述填充层的材料为AlSi10Mg。

优选地，所述气缸内壁与所述气缸外壁之间连接有多层所述填充层，至少一层所述填充层的多边形基础单元结构与相邻所述填充层的多边形基础单元结构在沿气缸轴向和/或气缸周向的方向上交错布置。

优选地，各层所述填充层的各个多边形基础单元结构为边长相等的正多变形结构，在交错布置的相邻两层所述填充层，其中一层填充层的多边形基础单元结构的中心在沿气缸径向的投影位于相邻填充层的多边形基础单元结构的一条侧边上。

本实用新型提供的发动机气缸，包括同轴布置的筒状的气缸内壁和气缸外壁，所述气缸内壁和所述气缸外壁之间连接有至少一层同轴布置的填充层，所述填充层包括多个多边形基础单元结构，多个所述多边形基础单元结构沿气缸轴向和气缸周向顺次连接排布并形成网格状的所述填充层。

由于本实用新型的发动机气缸采用网格状的填充层填充于气缸内外壁之间，因此，能够减轻气缸的整体重量，满足轻量化的要求。填充层的多边形基础单元结构增加了散热面积，能够大大提高气缸的散热效果。另外，多边形基础单元结构不仅具有较高的强度，并且能够依靠自身的多边结构对噪音形成折射，从而大大降低噪音，提高气缸的NVH性能。

本实用新型还提供了一种包括上述发动机气缸的发动机。该发动机产生的有益效果的推导过程与上述发动机气缸带来的有益效果的推导过程大体类似，故本文不再赘述。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型具体实施例中的发动机气缸的整体结构示意图；

图2为本实用新型具体实施例中的填充层的结构示意图；

图3为本实用新型具体实施例中的多边形基础单元结构的示意图；

图4为本实用新型具体实施例中的多个多边形基础单元结构依次连接形成一层填充层的局部结构示意图。

图1至图4中的各项附图标记的含义如下：

1-气缸内壁、2-填充层、3-气缸外壁、4-多边形基础单元结构。

具体实施方式

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。

请参照图1至图4，图1为本实用新型具体实施例中的发动机气缸的整体结构示意图；图2为本实用新型具体实施例中的填充层的结构示意图；图3为本实用新型具体实施例中的多边形基础单元结构的示意图；图4为本实用新型具体实施例中的多个多边形基础单元结构依次连接形成一层填充层的局部结构示意图。

本实用新型提供了一种发动机气缸，包括同轴布置的筒状的气缸内壁1和气缸外壁3，气缸内壁1和气缸外壁3之间连接有至少一层同轴布置的填充层2，即，气缸内壁1和气缸外壁3之间在沿气缸径向方向上布置有一层或多层同轴嵌套的筒状的填充层2，每层填充层2均包括多个多边形基础单元结构4，多个多边形基础单元结构4沿气缸轴向和气缸周向顺次连接排布并形成网格状的填充层2。其中，多边形基础单元结构4的各条边可设计为杆状结构或片状结构或薄壁结构等，相邻的两个多边形基础单元结构4可以共用边和/或顶点，单个多边形基础单元结构4则为填充层2的最小组成单元结构。

由于本实用新型的发动机气缸采用网格状的填充层2填充于气缸内外壁之间，因此，能够减轻气缸的整体重量，满足轻量化的要求。填充层的多边形基础单元结构4增加了散热面积，能够大大提高气缸的散热效果。另外，多边形基础单元结构4不仅具有较高的强度，并且能够依靠自身的多边结构对噪音形成折射，从而大大降低噪音，进而提高气缸的结构强度和NVH性能，满足无人机用发动机的高功重比的要求。

需要说明的是，本实用新型中每层填充层2均包括多个多边形基础单元结构4，其中，多边形基础单元结构可以设计为正多边形结构或不规则的多边形结构，优选地，为了便于加工填充层2，本方案中每层填充层2的各个多边形基础单元结构4均为正多边形结构。

需要说明的是，填充层2的各个多边形基础单元结构4可以为边长相等或不等的正多边形结构。为了进一步方便加工，同时，为了使填充层2的各处结构更加均匀，使气缸壁整体结构进一步得到优化，优选地，本方案中各层填充层2的各个多边形基础单元结构4为边长相等的正多变形结构。

具体的，上述正多边形结构的边数为3或4或5或6或7或8，即，上述正多边形结构具体可以为正三角形结构或正方形结构或正五边形结构或正六边形结构或正七边形结构或正八边形结构，当然，本实用新型还可以采用边数更多的正多边形结构作为多边形基础单元结构4，本文不再一一列举。

请参照图2至图4，本实用新型具体实施例方案中的各个多边形基础单元结构4具体采用了边长相等的正八边形结构，如图3所示，多边形基础单元结构4的各个边长相等且内角θ为135°，各边的长度可以根据填充层2的尺寸确定，以均匀填充为标准。多边形基础单元结构4在沿气缸径向的厚度，即为其所在的填充层2在沿气缸径向的厚度。如图4所示的填充层2由若干个如图3所示的正八边形结构的多边形基础单元结构4组成，相邻的两个正八边形结构共用一条边和两个顶点，四个正八边形结构之间可围成一个正方形结构。当发动机工作时，气缸内爆发产生的高温使气缸温度急剧上升，气缸所承受的压力也明显增大。本方案中填充层2由多个正八边形结构形成网格状结构，可以使散热面积大大增加，从而能够高效地将热量排出，减小高温对气缸本体材料的损伤。并且，设有填充层2的气缸具有高强度比，在降低重量的同时满足强度要求。此外，爆发时产生的噪音在向外传播的过程中，经过正八边形结构的层层折射，噪音会逐渐降低，从而提高气缸的NVH性能。

需要说明的是，气缸内壁1与气缸外壁3之间可以仅布置一层填充层2，也可以同轴布置多层填充层2，当布置有多层填充层2时，各层填充层2的厚度可以相等或不等，为了便于加工，优选地，本方案中的各层填充层2在沿气缸径向的厚度相等。

需要说明的是，填充层2可以通过多种加工工艺成型，例如增材制造、铸造、金属注射成型等，优选地，本方案中的填充层2为增材制造加工成型的网格状结构。采用增材制造的加工方式不需要开模，并且可实现复杂结构的快速成型，能够大大提高加工效率。进一步地，气缸内壁1和气缸外壁3均可以与填充层2同时通过增材制造的方式加工成型，从而使气缸内壁1和气缸外壁3均与填充层2连接成一体。采用增材制造方式加工出气缸主体之后，可以采用减材的方式对气缸表面进行精细化加工处理，以提高气缸表面粗糙度，然后可以通过热处理的方式提高气缸的强度。

优选地，填充层2的材料为AlSi10Mg铝合金。当然，填充层2还可以采用与气缸内壁1和气缸外壁3同样的材料，例如TC4钛合金、GH4169合金、钢或其他合金材料等。

优选地，气缸内壁1与气缸外壁3之间连接有多层填充层2，至少一层填充层2的多边形基础单元结构4与相邻填充层2的多边形基础单元结构4在沿气缸轴向和/或气缸周向的方向上交错布置。具体的，填充层2的各个多边形基础单元结构4在沿气缸径向的投影为多边形投影，在交错布置的相邻两层填充层2，其中一层填充层2的多边形投影与相邻填充层2的多边形投影交错布置，如此设置，就可以进一步增加填充层2的散热面积，改变气流方向，提高散热效果，同时，还能使填充层2内形成更多折射面，从而使噪音快速减弱。

优选地，各层填充层2的各个多边形基础单元结构4为边长相等的正多变形结构，在交错布置的相邻两层填充层2，其中一层填充层2的多边形基础单元结构4的中心在沿气缸径向的投影位于相邻填充层2的多边形基础单元结构4的一条侧边上。进一步优选地，其中一层填充层2的多边形基础单元结构4的中心在沿气缸径向的投影位于相邻填充层2的多边形基础单元结构4的一条侧边的中点处或顶点处。

本实用新型还提供了一种包括上述发动机气缸的发动机。该发动机产生的有益效果的推导过程与上述发动机气缸带来的有益效果的推导过程大体类似，故本文不再赘述。

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 (10)

1.一种发动机气缸，其特征在于，包括同轴布置的筒状的气缸内壁和气缸外壁，所述气缸内壁和所述气缸外壁之间连接有至少一层同轴布置的填充层，所述填充层包括多个多边形基础单元结构，多个所述多边形基础单元结构沿气缸轴向和气缸周向顺次连接排布并形成网格状的所述填充层。

2.根据权利要求1所述的发动机气缸，其特征在于，每层所述填充层的各个多边形基础单元结构均为正多边形结构。

3.根据权利要求2所述的发动机气缸，其特征在于，各层所述填充层的各个多边形基础单元结构为边长相等的正多变形结构。

4.根据权利要求3所述的发动机气缸，其特征在于，所述正多边形结构的边数为3或4或5或6或7或8。

5.根据权利要求1所述的发动机气缸，其特征在于，所述气缸内壁与所述气缸外壁之间连接有多层所述填充层，各层所述填充层在沿气缸径向的厚度相等。

6.根据权利要求1所述的发动机气缸，其特征在于，所述填充层为增材制造加工成型的网格状结构。

7.根据权利要求1所述的发动机气缸，其特征在于，所述填充层的材料为AlSi10Mg。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的发动机气缸，其特征在于，所述气缸内壁与所述气缸外壁之间连接有多层所述填充层，至少一层所述填充层的多边形基础单元结构与相邻所述填充层的多边形基础单元结构在沿气缸轴向和/或气缸周向的方向上交错布置。

9.根据权利要求8所述的发动机气缸，其特征在于，各层所述填充层的各个多边形基础单元结构为边长相等的正多变形结构，在交错布置的相邻两层所述填充层，其中一层填充层的多边形基础单元结构的中心在沿气缸径向的投影位于相邻填充层的多边形基础单元结构的一条侧边上。

10.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的发动机气缸。

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