TWI714158B

TWI714158B - 水冷式汽缸製作方法

Info

Publication number: TWI714158B
Application number: TW108124022A
Authority: TW
Inventors: 黃奕鈜; 黃奕清; 黃宣靜
Original assignee: 可立新實業有限公司
Priority date: 2019-07-08
Filing date: 2019-07-08
Publication date: 2020-12-21
Also published as: TW202102770A

Abstract

本發明係有關於一種水冷式汽缸製作方法，其主要於汽缸胚體成型時，能在汽缸胚體內預設出一大於汽缸套直徑的內部空間，讓汽缸套嵌組於內部空間可相對形成液流空間，再於汽缸套頂環加工出連結液流空間的通道；藉此，讓業者於製作過程可節省加工時間與程序，同時能達到提升良率的功效。

Description

水冷式汽缸製作方法

本發明係有關於一種水冷式汽缸製作方法，尤指一種可提升良率並降低製作成本與時效的汽缸製作流程為其應用發明者。

按，一般車輛之引擎作動的過程中，汽缸內部因為活塞往復作動與汽缸壁摩擦生熱及油氣引爆後發出的燃燒熱量等，皆會使汽缸產生極高的溫度，因此，一般於汽缸都會設有散熱構造，以避免汽缸因高溫而損壞，現有汽缸散熱構造，主要分有氣冷式及水冷式，其中，水冷式又比氣冷式具有更高冷卻效率。

習知水冷式引擎主要於汽缸本體上方設有汽缸套，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；該汽缸套設置有一進氣通道及一排氣通道，於汽缸套之內部具有一燃燒室；另於汽缸本體與汽缸套之間設有一墊片，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套中的冷卻水通道，而汽缸套另設有一冷卻水出口，藉此汽缸本體及汽缸套中流動之冷卻水，會通往散熱器散熱，以達到冷卻引擎之目的。

習知引擎之汽缸本體為了散熱性的考量皆以鋁合金鑄造，鋁合金無法承受活塞往復運動的磨損，因此汽缸本體內通常襯以鑄鐵製的汽缸套。而一般汽缸鑄造時，係先提供一具有模穴之模具，且該模穴形狀對應於汽缸之外形，再製作砂芯放入該模具中的預定位置，接著將熔融金屬倒入模具中，待適當凝固時間後便可開模取出具有汽缸外型之成品，再取出砂芯；而製作完成的汽缸預留有供活塞組件運動的管道，而上述汽缸為初胚必需要經加工賦予平整光滑的管壁，如此才能供活塞組件順暢進行往復運動。

然而，在加工過程往往發現鑄造過程產生填料不完整的缺陷凹槽或孔，而該些凹槽或孔會導致汽缸活塞效率較低，因此，只要發現有上述凹槽或孔洞即列為不良瑕疵品，而此比例約35%，不良率相當高。又，即便申請人先前所申請獲准之公告第I447299號『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。此方法也需要在經由水流槽道加工，銑削出供冷卻液體流通的水道，因此，增加製程中的步驟，故產製時間較長，並不符合經濟效益。

緣是，發明人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，提供一種水冷式汽缸製作方法，以期達到更佳實用價值性之目的者。

本發明之主要目的在於提供一種水冷式汽缸製作方法，尤其是指一種可提升良率並降低製作成本與時效的汽缸製作流程為其目的。

本發明水冷式汽缸製作方法主要目的與功效，係由以下具體技術手段所達成：其主要透過a)胚體成型步驟於汽缸胚體成型時，在汽缸胚體內預設出一大於汽缸套直徑的內部空間，再經由b)嵌入汽缸套步驟，讓汽缸套嵌組於內部空間可相對形成液流空間，再於汽缸套頂環加工出連結液流空間的通道及c)加工通道步驟；藉此，讓業者於製作過程可節省加工時間與程序，同時能達到提升良率的功效。

本發明水冷式汽缸製作方法的較佳實施例，其中於步驟a中可於所述內部空間之開口端成型有一對應容置所述頂環的凹槽。

本發明水冷式汽缸製作方法的較佳實施例，其中於步驟a中的所述汽缸胚體可一併加工成型出連通所述內部空間的出、入水孔。

本發明水冷式汽缸製作方法的較佳實施例，其中於步驟b中當所述汽缸套嵌組於所述汽缸胚體內之後，係透過熔接加工方式將所述汽缸套與所述汽缸胚體結合一起。

本發明水冷式汽缸製作方法的較佳實施例，其中所述汽缸套下半部與所述接合段之間設有至少一止漏墊圈。

本發明水冷式汽缸製作方法的較佳實施例，其中所述汽缸套與所述頂環為採一體製成或採熔接加工結合。

本發明：

1:汽缸胚體

10:內部空間

11:接合段

12:凹槽

13:出、入水孔

2:汽缸套

21:頂環

22:通道

3:止漏墊圈

A:液流空間

(a):胚體成型步驟

(b):嵌入汽缸套步驟

(c):加工通道步驟

第一圖：本發明步驟流程示意圖。

第二圖：本發明步驟a胚體成型之立體外觀示意圖。

第三圖：本發明步驟a胚體成型之剖視示意圖。

第四圖：本發明步驟b嵌入汽缸套之立體外觀示意圖。

第五圖：本發明步驟b嵌入汽缸套之剖視示意圖。

第六圖：本發明步驟c加工通道之立體外觀示意圖。

第七圖：本發明另一實施狀態立體外觀示意圖。

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，本發明實際運用技術與手段，請參閱第一~二、四、六圖所示，為本發明水冷式汽缸製作方法步驟與外觀示意圖，其步驟如下：a)胚體成型-係模塑出一汽缸胚體(1)，所述汽缸胚體(1)內預設成型出一大於汽缸套(2)外徑的內部空間(10)，且所述內部空間(10)一端內縮有一與汽缸套(2)外徑相等的接合段(11)；b)嵌入汽缸套-將一汽缸套(2)對應嵌入所述汽缸胚體(1)內，讓所述汽缸套(2)一端(即下半部)與所述接合段(11)緊密貼合，而所述汽缸套(2)另一端(即上半部)對應所述內部空間(10)形成一液流空間(A)，並於所述汽缸套(2)該端之端部設有頂環(21)，讓所述頂環(21)覆蓋並對應所述液流空間(A)；c)加工通道-於所述頂環(21)端面對應所述液流空間(A)處加工出多數個通道(22)，所述通道(22)連通所述液流空間(A)者。

請參閱第一~六圖所示，於實際操作時，其所述汽缸胚體(1)大致上採用鑄造方式為之，當於執行步驟a之胚體成型時，係透過鑄造的技術手段模塑出一汽缸胚體(1)，且所述汽缸胚體(1)在鑄造時，即已根據欲置入的汽缸套(2)外徑大小，而先預設成型出一大於汽缸套(2)外徑的內部空間(10)，及一對應與汽缸套(2)外徑相等的接合段(11)，而製作成型的汽缸胚體(1)表面或許會有不平整，亦可經由初步的表面加工過程，銑削除去粗糙表面；當然，也可省略表面加工過程進行下一步驟。

而步驟b之嵌入汽缸套，係將一預製完成的汽缸套(2)對應嵌入所述汽缸胚體(1)內，所述汽缸套(2)為採用耐高溫、耐磨耗、具硬度之鋼材或合金所製成，且所述汽缸套(2)之端部設有頂環(21)；然而，所述汽缸套(2)與所述頂環(21)可採一體製成或利用熔接加工方式結合。之後，將所述汽缸套(2)對應嵌入所述汽缸胚體(1)內，讓汽缸套(2)一端(下半部)與所述接合段(11)緊密貼合，且其所述汽缸套(2)與所述接合段(11)之間能進一步設有至少一止漏墊圈(3)，以作為密合止漏之功用；接著，再讓所述汽缸套(2)另一端(上半部)對應所述內部空間形成一液流空間(A)，而所述頂環(21)覆蓋並對應所述液流空間(A)，再透過熔接加工方式將所述汽缸套(2)結合於所述汽缸胚體(1)內。

另外，值得說明的是當所述頂環(21)與所述汽缸套(2)為採熔接加工方式為之時，其係可於未嵌入所述汽缸胚體(1)之前即將所述頂環(21)與所述汽缸套(2)熔接加工一起，或先將所述汽缸套(2)嵌入所述汽缸胚體(1)內，再覆蓋所述頂環(21)，最後，一併將所述汽缸套(2)、所述汽缸胚體(1)及所述頂環(21)熔接加工一起；其組設嵌入所述汽缸套 (2)或所述頂環(21)於所述汽缸胚體(1)內的順序變化，係可依據所需而做先後調整；然而，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。

另外，所述頂環(21)與所述汽缸胚體(1)結合處，係能在步驟a執行時，於所述內部空間(10)之開口端成型有一凹槽(12)，利用所述凹槽(12)對應容置所述頂環(21)，使其呈現平整面[如第六圖所示]，若未設置凹槽(12)也可實施[如第七圖所示]；之後，透過步驟c之加工通道，於所述頂環(21)端面對應所述液流空間(A)處加工出多數個通道(22)，讓所述通道(22)連通所述液流空間(A)；同時，所述汽缸胚體(1)內可後續加工出、入水孔(13)連通所述液流空間(A)，或也可在步驟a，於所述汽缸胚體(1)製作時一併成型出連通所述內部空間(10)的出、入水孔(13)，以讓冷卻用的液體能透過出、入水孔(13)、所述液流空間(A)、所述通道(22)的流動進行冷卻。

另外，有關所述通道(22)的加工程序，進一步值得說明的是能於步驟b嵌入所述汽缸套(2)時，事先預製完成所述通道(22)，即嵌入所述汽缸胚體(1)內的所述汽缸套(2)，其所述頂環(21)部位上已具有通道(22)。

進而透過上述步驟完成一水冷式汽缸，請參閱第五~六圖所示，此水冷式汽缸結構包含有：一汽缸胚體(1)，係設有一內部空間(10)，於所述內部空間(10)一端內縮有接合段(11)，另一端形成有往外擴張的凹槽(12)，且所述內部空間(10)往外設有出、入水孔(13)；一汽缸套(2)，係對應嵌組於所述汽缸胚體(1)之內部空間(10)，所述汽缸套(2)一端對應與所述接合段(11)緊密貼合，而另一端對應所述內部空間(10)形成一液流空間(A)，並於該端之端部設有頂環(21)，所述頂環(21)覆合位於所述凹槽(12)內，且所述頂環(21)對應所述液流空間(A)的端面設有多數個通道(22)，所述通道(22)連通所述液流空間(A)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。

藉由以上所述，本發明結構之組成與使用實施說明可知，本發明與現有結構相較之下，具有下列優點：

1.本發明水冷式汽缸製作方法，藉以直接成型出液流水道的空間，再進行汽缸套結合加工，讓業者於製作過程可節省水道加工時間與程序，達到降低成本並符合經濟效益的功效。

2.本發明水冷式汽缸製作方法，藉以採耐高溫、耐磨耗、具硬度之鋼材或合金所製成的汽缸套來結合於汽缸胚體，不讓汽缸胚體影響汽缸套高精準品質，能達到提升良率與品質的功效。

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。

(a):胚體成型步驟

(b):嵌入汽缸套步驟

(c):加工通道步驟

Claims

一種水冷式汽缸製作方法，其步驟如下：a)胚體成型-係以鑄造手段模塑出一汽缸胚體，所述汽缸胚體內預設成型出一大於汽缸套外徑的內部空間，且所述內部空間一端內縮有一與汽缸套外徑相等的接合段；b)嵌入汽缸套-將一採用鋼材或合金所製成的汽缸套對應嵌入所述汽缸胚體內加工結合一起，讓所述汽缸套一端外徑對應與所述接合段緊密貼合，另一端外徑對應所述內部空間形成一液流空間，且覆蓋所述液流空間；c)加工通道-於所述汽缸套端部對應所述液流空間處加工出多數個通道，所述通道連通所述液流空間者。
如申請專利範圍第1項所述之水冷式汽缸製作方法，其中於步驟b中當所述汽缸套嵌組於所述汽缸胚體內之後，係透過熔接加工方式將所述汽缸套與所述汽缸胚體結合一起。
如申請專利範圍第1項所述之水冷式汽缸製作方法，其中所述汽缸套進一步包含有一頂環，所述頂環設置於所述汽缸套端部並覆蓋在所述液流空間上方。
如申請專利範圍第3項所述之水冷式汽缸製作方法，其中所述汽缸套與所述頂環為採一體製成或熔接加工結合而成。
一種水冷式汽缸製作方法，其步驟如下：a)胚體成型-係以鑄造手段模塑出一汽缸胚體，所述汽缸胚體內預設成型出一大於汽缸套外徑的內部空間，且所述內部空間一端內縮有一與汽缸套外徑相等的接合段； b)嵌入汽缸套-係將一採用鋼材或合金所製成的汽缸套對應嵌入所述汽缸胚體內加工結合一起，讓所述汽缸套一端外徑對應與所述接合段緊密貼合，另一端外徑對應所述內部空間形成一液流空間，讓所述汽缸套覆蓋所述液流空間，且該端之端部設有多數個通道，所述通道連通所述液流空間者。
如申請專利範圍第5項所述之水冷式汽缸製作方法，其中於步驟b中當所述汽缸套嵌組於所述汽缸胚體內之後，係透過熔接加工方式將所述汽缸套與所述汽缸胚體結合一起。
如申請專利範圍第5項所述之水冷式汽缸製作方法，其中所述汽缸套進一步包含有一頂環，所述頂環設置於所述汽缸套端部並覆蓋在所述液流空間上方。
如申請專利範圍第7項所述之水冷式汽缸製作方法，其中所述汽缸套與所述頂環為採一體製成或熔接加工結合而成。