TWI447299B - 水冷式機車汽缸製法 - Google Patents

Description

水冷式機車汽缸製法

　　本發明係有關於一種水冷式機車汽缸製法，尤其是指一種可降低製作成本與時效的汽缸製作流程，藉以預先製成水流槽道，以達到後續便利加工成形之功效為發明應用者。

　　按，一般車輛之作動，如機車、全地型車輛…等，乃係將外界導入之新鮮空氣和燃油混合為油氣後，再將油氣輸入引擎燃爆產生動力，而推動活塞做往復運動，經由曲軸帶動皮帶變速機構來進行傳動，以達到行進之目的。

　　而引擎因散熱方式不同，可分為氣冷式引擎及水冷式引擎二種，其中，習知水冷式引擎主要於汽缸本體上方設有汽缸頭，而汽缸本體內則設有一活塞，該汽缸本體設有冷卻水入口及冷卻水流道；該汽缸頭設置有一進氣通道及一排氣通道，於汽缸頭之內部具有一燃燒室；另於汽缸本體與汽缸頭之間設有一墊片，該墊片上開設有穿孔，藉由該穿孔，可令引擎中之冷卻水經由穿孔到達汽缸頭中的冷卻水通道，而汽缸頭另設有一冷卻水出口，藉此汽缸本體及汽缸頭中流動之冷卻水，會通往散熱器散熱，以達到冷卻引擎之目的。

　　而上述之汽缸本體製作時，係如第九圖所示，為利用模具模製出汽缸本體（３），因其水冷式汽缸中流成形有供冷卻水流通的空間，因此，在模製過程，須經由製作砂芯來供模製出具有冷卻水流通的空間及通道，使其該汽缸本體（３）製成之後，即在活塞壁（３１）與外壁（３２）之間具有流通空間（３３），而流通空間（３３）上下為封閉面（３４），且上下封閉面（３４）上具有貫通的通孔（３５），該通孔（３５）即為製設砂芯所成；而一般製模者可知，砂芯的使用為一次性，因此，每製作一汽缸本體（３）需先製作一組砂芯來供應模製汽缸本體（３），相對地，會造成製作成本的提高；另外，當該汽缸本體（３）後，因其汽缸本體（３）供活塞返復運動的壁面需採用耐磨之合金材質，因此，會將部分另外以耐磨之合金製成一壁管（４）來供活塞返復運動，而該壁管（４）需對應與汽缸本體（３）結合，當結合後會造成兩層壁厚〔活塞壁（３１）＋壁管（４）之厚度〕；當活塞返復運動時，因過厚的壁面導致熱傳效果不佳，而影響效率及減少使用壽命的缺失，且現有技術為以砂芯方式的重力鑄造過程，其損耗品高，相對產生提高成本的缺失。

　　緣是，發明人有鑑於此，秉持多年該相關行業之豐富設計開發及實際製作經驗，針對現有之結構再予以研究改良，因而發明出一種水冷式機車汽缸製法，以期達到更佳實用價值性之目的者。

　　本發明之主要目的為提供一種水冷式機車汽缸製法，尤其是指一種可降低製作成本與時效的汽缸製作流程，藉以預先製成水流槽道，以達到後續便利加工成形之功效為目的者。

　　本發明水冷式機車汽缸製法的目的與功效係由以下之技術所實現：

　　其主要係經由模製汽缸基座，來成形具有水流槽道與貼壁段的汽缸基本雛形，再經由環水道之加工而去除部分貼壁段，使其能與水流槽道形成可流通冷卻水的空間，最後再將其活塞壁管對應結合在汽缸基座內；藉此，以利用該製程來完成汽缸製作，達到簡化製程、降低製作成本、時效，同時具有良好熱傳效果者。

　　其中該模製汽缸基座步驟中係經由於模具中置設有模心而模製成型出一汽缸基座，該汽缸基座上具有進、出水孔，而中央形成貫通的通道，於通道周邊環設出形成水流槽道，而兩相鄰之水流槽道間形成突出的貼壁段者。

　　其中該加工環水道步驟中係於汽缸基座之中央通道處，以徑向加工出適當長度的環水道，同時，也將此長度範圍中的貼壁段去除，而形成上、下貼壁緣者。

　　其中該結合步驟為將製作完成的汽缸基座加熱而熱脹，再對應將活塞壁管嵌入汽缸基座之中央通道處，使上、下貼壁緣對應與活塞壁管之外壁冷卻後貼抵結合者。

　　進一步於活塞壁管之外壁對應汽缸基座所加工之環水道處係對應設有環凹槽道，以增加冷卻水流通的空間，使其可達到更佳的水冷卻效果者。

　　為令本發明所運用之技術內容、發明目的及其達成之功效有更完整且清楚的揭露，茲於下詳細說明之，並請一併參閱所揭之圖式及圖號：

　　首先，請參閱第一～二、四、六圖所示，為本發明水冷式機車汽缸製法之流程示意圖，其步驟如下：

1. 模製汽缸基座－係經由模製出一汽缸基座（１），該汽缸基座（１）上具有進、出水孔（１１），而中央形成貫通的通道（１２），於通道（１２）周邊環設出形成水流槽道（１３），而兩相鄰之水流槽道（１３）間形成突出的貼壁段（１４）；其上述之水流槽道（１３）為於模具直接設置有模心而模製成型。
2. 加工環水道－係於汽缸基座（１）之中央通道（１２）處，以徑向加工出適當長度的環水道（１５），同時，也將此長度範圍中的貼壁段（１４）去除，而形成上、下貼壁緣（１４ａ）；
3. 結合－再將製作完成的活塞壁管（２）對應嵌入汽缸基座（１）之中央通道（１２）處，使上、下貼壁緣（１４ａ）對應與活塞壁管（２）之外壁貼抵結合，而完成一汽缸（１０）者。

　　於實際操作製造時，請參閱第一～八圖所示，首先，於一開始製作時，考量脫模問題即利用模具設計有可形成貫穿狀態的水流槽道（１３），使其在模製汽缸基座的步驟過程中，可直接經由模具而成形出具有進、出水孔（１１），而中央形成貫通的通道（１２），於通道（１２）周邊環設出形成水流槽道（１３），而兩相鄰之水流槽道（１３）間形成突出之貼壁段（１４）的汽缸基座（１）〔如第二～三圖所示〕。

　　爾後，再將汽缸基座（１）進行加工環水道步驟，將汽缸基座（１）之中央通道（１２）處，以徑向加工出適當長度的環水道（１５），同時，也將此長度範圍中的貼壁段（１４）去除，而形成上、下貼壁緣（１４ａ）〔如第四～五圖所示〕；接著，係對應組裝供活塞返復運動的活塞壁管（２），而其活塞壁管（２）之材質需為耐磨之合金，因此，將其汽缸基座（１）與活塞壁管（２）分別製成，而當進行結合步驟之前，亦可根據所製成的氣缸大小來決定所需之環水道（１５）容納冷卻水的空間大小，當需增加環水道（１５）空間時，其係可將活塞壁管（２）之外壁對應汽缸基座（１）所加工之環水道（１５）處，而對應加工設有環凹槽道（２１），以增加冷卻水流通的空間，使其可達到更佳的水冷卻效果〔如第八圖所示〕。

　　之後，請參閱第六～七圖所示，再進行結合步驟，以將製作完成的汽缸基座（１）加熱而熱脹，再對應將活塞壁管（２）嵌入汽缸基座（１）之中央通道（１２）處，使上、下貼壁緣（１４ａ）對應與活塞壁管（２）之外壁冷卻後貼抵結合者；藉此，以利用該製程來完成汽缸製作，達到簡化製程、降低製作成本、時效，同時具有良好熱傳效果者。

　　然而前述之實施例或圖式並非限定本發明之產品結構或使用方式，任何所屬技術領域中具有通常知識者之適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之專利範疇。

　　藉由上述說明可知，本發明之組成與使用實施說明相較於一般現有技術，我們可以知道水冷式機車汽缸製法，具有下列幾項優點，如下：

1. 本發明水冷式機車汽缸製法，藉以利用模製汽缸基座之步驟來預先製成水流槽道，使其無須如傳統製程以一次性砂芯來製作，達到簡化製程、降低製作成本、時效的功用者。
2. 本發明水冷式機車汽缸製法，藉以利用模製汽缸基座之步驟來成形可便利脫模的水流槽道及貼壁段，達到模製方便的效果。
3. 本發明水冷式機車汽缸製法，藉由利用加工環水道之步驟，讓冷卻水流通的空間，可依據引擎大小來加工，且活塞壁管也可對應加工出讓冷卻水流通的環凹槽道，達到因應需求來作冷卻處理之效率的功效者。
4. 本發明水冷式機車汽缸製法，藉由加工步驟之熱脹冷縮的原理，達到將汽缸基座與活塞壁管完善結合一起的功效者。
5. 本發明水冷式機車汽缸製法，藉由完成後，僅具有活塞壁管的厚度，達到能將活塞返復運動時的高溫傳遞，而經冷卻水來冷卻，使其完善進行冷卻效果，以可增加使用壽命者。
6. 本發明水冷式機車汽缸製法，藉由採用壓鑄方式製成，其製作過程速度快、無毀損問題，相對降低成本花費。

　　綜上所述，本發明實施例確能達到所預期之使用功效，又其所揭露之具體構造，不僅未曾見諸於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。

<本發明>

(1)．．．汽缸基座

(11)．．．水孔

(12)．．．通道

(13)．．．水流槽道

(14)．．．貼壁段

(14a)．．．貼壁緣

(15)．．．環水道

(10)．．．汽缸

(2)．．．活塞壁管

(21)．．．環凹槽道

<現有>

(3)．．．汽缸本體

(31)．．．活塞壁

(32)．．．外壁

(33)．．．流通空間

(34)．．．封閉面

(35)．．．通孔

(4)．．．壁管

第一圖：本發明之步驟方塊示意圖

第二圖：本發明之模製汽缸基座立體示意圖

第三圖：本發明之模製汽缸基座剖視示意圖

第四圖：本發明之加工環水道立體示意圖

第五圖：本發明之加工環水道剖視示意圖

第六圖：本發明之結合立體示意圖

第七圖：本發明之結合步驟剖視示意圖

第八圖：本發明之活塞壁管另一實施狀態剖視示意圖

第九圖：現有技術整體剖視圖

(1)．．．汽缸基座

(11)．．．水孔

(12)．．．通道

(13)．．．水流槽道

(14a)．．．貼壁緣

(15)．．．環水道

(2)．．．活塞壁管

Claims (4)

1. 一種水冷式機車汽缸製法，其步驟如下：
   A.模製汽缸基座－係經由模製出一汽缸基座，該汽缸基座上具有進、出水孔，而中央形成貫通的通道，於通道周邊環設出形成水流槽道，而兩相鄰之水流槽道間形成突出的貼壁段；
   B.加工環水道－係於汽缸基座之中央通道處，以徑向加工出適當長度的環水道，同時，也將此長度範圍中的貼壁段去除，而形成上、下貼壁緣；
   C.結合－再將製作完成的活塞壁管對應嵌入汽缸基座之中央通道處，使上、下貼壁緣對應與活塞壁管之外壁貼抵結合，而完成一汽缸者。
2. 如申請專利範圍第１項所述之水冷式機車汽缸製法，其中於結合步驟中係利用將汽缸基座加熱而熱脹後，再經由嵌入活塞壁管使其冷卻收縮而結合者。
3. 如申請專利範圍第１或２項所述之水冷式機車汽缸製法，其中該活塞壁管之外壁對應汽缸基座所加工之環水道處係對應設有環凹槽道者。
4. 如申請專利範圍第１項所述之水冷式機車汽缸製法，其中該汽缸基座與活塞壁管為異材者。