用于發(fā)動機的復合汽缸體制造技術

本發(fā)明專利技術公開一種用于發(fā)動機的復合汽缸體。用于發(fā)動機的汽缸體包括：第一復合部分，具有鄰近于第一凹腔的第一表面；第二復合部分，具有鄰近于第二凹腔的第二表面；汽缸套，被第一凹腔和第二凹腔容納并定位在第一部分和第二部分之間。第一表面適于沿著延伸通過汽缸套的平面與第二表面配合。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

各個實施例涉及一種用于內燃發(fā)動機的復合汽缸體。
技術介紹
通常，用于內燃發(fā)動機的傳統(tǒng)汽缸體在通常被稱為整體鑄造(mono-block casting)的工藝中由金屬或金屬合金形成。在整體鑄造中，汽缸體被形成為單個鑄模并在諸如砂鑄或壓鑄的工藝中固化為一個獨立的鑄件。近來，為了減輕重量，已經探索由復合材料形成發(fā)動機的汽缸體。由于汽缸體中各種厚度的硬化速度不同、復合材料和任何汽缸體鑲塊之間的熱膨脹率不同以及形成復雜內部形狀存在困難，因此在將復合汽缸體形成為整體鑄件時存在問題。
技術實現(xiàn)思路
在實施例中，一種汽缸體設置有：第一復合板，具有鄰近于第一凹腔的第一表面；第二復合板，具有鄰近于第二凹腔的第二表面；汽缸套，被第一凹腔和第二凹腔容納并定位在第一復合板和第二復合板之間。第一表面適于沿著延伸通過汽缸套的平面與第二表面配合。在另一實施例中，提供一種形成復合汽缸體的方法。將粘合劑施加到第一復合板的第一表面和鄰近于第一表面的第一凹腔的一部分。將粘合劑施加到第二復合板的鄰近于第二表面的第二凹腔的一部分。將汽缸套定位在第一復合板和第二復合板之間。將第一復合板和第二復合板彼此結合，使得汽缸套被第一凹腔和第二凹腔容納，第一表面與第二表面配合并且第一凹腔的所述一部分以及第二凹腔的所述一部分與汽缸套配合。在又一實施例中，一種發(fā)動機設置有汽缸體，所述汽缸體具有支撐成組的汽缸套的相對的第一復合側板和第二復合側板，所述汽缸套沿汽缸體的縱向軸線形成鄰近的汽缸孔。第一側板和第二側板沿著延伸通過汽缸套的平面配合。第一側板和第二側板協(xié)作以限定汽缸體的平臺面和汽缸體內的流體通道。附圖說明圖1示出了被構造為實施所公開的實施例的內燃發(fā)動機的示意圖；圖2示出了根據(jù)實施例的發(fā)動機的汽缸體處于組裝構造的透視圖；圖3示出了圖2的汽缸體處于拆卸構造的透視圖；圖4示出了圖2的汽缸體的第一復合板的透視圖；圖5示出了圖2的汽缸體的第二復合板的透視圖；圖6示出了用于圖2的汽缸體的汽缸套的透視圖；圖7示出了用于圖2的汽缸體的另一汽缸套的透視圖；圖8示出了根據(jù)實施例的提供發(fā)動機的復合汽缸體的方法的流程圖。具體實施方式根據(jù)需要，在此公開本專利技術的詳細實施例；然而，應當理解，所公開的實施例僅是本專利技術的示例，本專利技術可采用各種和替代的形式實施。附圖不一定按比例繪制；一些特征可被夸大或最小化以顯示特定部件的細節(jié)。因此，在此公開的特定結構和功能細節(jié)不應被解釋為限制，而僅作為教導本領域技術人員以各種方式利用本專利技術的代表性基礎。圖1示出了內燃發(fā)動機20的示意圖。發(fā)動機20具有多個汽缸22，圖中示出了一個汽缸。發(fā)動機20可包括以各種方式(包括直列式構造和V形構造)布置的多個汽缸。發(fā)動機20具有與各個汽缸22相關聯(lián)的燃燒室24。汽缸22由汽缸壁32和活塞組件34形成。活塞組件34被連接到曲軸36。燃燒室24與進氣歧管38和排氣歧管40流體連通。進氣門42控制從進氣歧管38到燃燒室24中的流動。排氣門44控制從燃燒室24到排氣歧管40的流動。進氣門42和排氣門44可以以本領域已知的各種方式操作以控制發(fā)動機的運轉。燃料噴射器46將燃料從燃料系統(tǒng)直接輸送到燃燒室24中，因此發(fā)動機為直噴式發(fā)動機。發(fā)動機20可以使用低壓或高壓燃料噴射系統(tǒng)，或者在其它示例中可使用進氣道噴射系統(tǒng)。點火系統(tǒng)包括火花塞48，其被控制為以火花的形式提供能量而點燃燃燒室24中的燃料空氣混合物。在其它實施例中，可使用其它的燃料輸送系統(tǒng)和點火系統(tǒng)或技術，包括壓縮點火。發(fā)動機20包括控制器和被配置為將信號提供給控制器用以控制輸送至
發(fā)動機的空氣和燃料、點火正時、發(fā)動機輸出的功率和扭矩等的各種傳感器。發(fā)動機傳感器可包括但不限于排氣歧管40中的氧傳感器、發(fā)動機冷卻劑溫度傳感器、加速踏板位置傳感器、發(fā)動機歧管壓力(MAP)傳感器、用于曲軸位置的發(fā)動機位置傳感器、進氣歧管38中的空氣質量傳感器、節(jié)氣門位置傳感器等。在一些實施例中，發(fā)動機20被用作車輛(諸如傳統(tǒng)車輛或啟動-停止車輛)中唯一的原動機。在其它實施例中，發(fā)動機可用于混合動力車輛中，在混合動力車輛中，附加的原動機(諸如電機)可用于提供額外的動力以推進車輛。每個汽缸22在包括進氣沖程、壓縮沖程、點火沖程和排氣沖程的四沖程循環(huán)下工作。在其它示例中，發(fā)動機可使用二沖程循環(huán)工作。在進氣沖程中，進氣門42打開且排氣門44關閉，同時活塞組件34從汽缸22的頂部移動到汽缸22的底部，以將空氣從進氣歧管引入到燃燒室。活塞組件34在汽缸22的頂部的位置通常被稱為上止點(TDC)。活塞組件34在汽缸的底部的位置通常被稱為下止點(BDC)。在壓縮沖程期間，進氣門42和排氣門44關閉。活塞34從汽缸22的底部朝著頂部移動以壓縮燃燒室24內的空氣。然后，燃料被引入到燃燒室24中并被點燃。在示出的發(fā)動機20中，燃料被噴射到燃燒室24中，然后使用火花塞48被點燃。在其它示例中，可以使用壓縮點火將燃料點燃。在膨脹沖程期間，燃燒室24中被點燃的燃料空氣混合物膨脹，從而使活塞34從汽缸22的頂部移動到汽缸22的底部。活塞組件34的運動使曲軸36產生相應運動，并使發(fā)動機20輸出機械扭矩。產生膨脹沖程的燃燒過程導致發(fā)動機20上的負荷和力。燃燒室24中的燃燒事件產生的發(fā)動機上的力將力施加在活塞34的頂面50上，并且至少一部分力沿著連桿52向下傳輸至主軸承和曲軸36。在主軸承上的力可以稱為反作用力。燃燒室24內的燃燒事件還在汽缸蓋62上產生力，這對發(fā)動機缸蓋62和汽缸體60之間的附接點(諸如缸蓋螺栓)施加負荷。汽缸蓋和缸蓋螺栓上的力可以稱為燃燒力。在排氣沖程中，進氣門42保持關閉，排氣門44打開。活塞組件34從汽缸22的底部移動到汽缸22的頂部，以通過減小燃燒室24的體積而將廢氣和燃燒產物從燃燒室24中除去。廢氣從燃燒汽缸22流動至排氣歧管40和后處
理系統(tǒng)(諸如催化轉化器)。對于各個發(fā)動機沖程，進氣門42和排氣門44的位置和正時以及燃料噴射正時和點火正時可改變。發(fā)動機20可以具有形成汽缸22的汽缸體60。汽缸蓋62連接至汽缸體60。缸蓋62封住燃燒室24并且還支撐各個氣門42、44以及進氣和排氣系統(tǒng)38、40。可以在汽缸體60和缸蓋62之間設置缸蓋墊片或者其它密封構件以密封燃燒室24。還可在發(fā)動機20中設置流體回路70，其在汽缸體60和/或缸蓋62中設置有流體通道，以提供通過發(fā)動機的流體(諸如冷卻劑或潤滑劑)的流動用于冷卻和/或潤滑。流體回路還可以包括儲罐和泵72、閥門和其它裝置。圖2示出了根據(jù)實施例的汽缸體100的透視圖。汽缸體100可以用作根據(jù)示例的發(fā)動機20的汽缸體60。汽缸體100由多個組件或元件形成，所述多個組件或元件單獨形成然后組裝在一起以提供如下所述的汽缸體的結構。至少一些組件或元件由復合材料制成以提供“復合”汽缸體。汽缸體100被示出為用于直列式三缸發(fā)動機，但是也可以考慮其它構造。汽缸體100被示出為具有根據(jù)非限制性示例布置成連體結構的汽缸102。發(fā)動機汽缸體100被示出為具有平臺面104，平臺面104被構造為與對應的汽缸蓋62的平臺面或缸蓋墊片相配合。汽缸體100具有經由缸蓋螺栓或其它緊固件連接到汽缸蓋62的附接特征。可以設置曲軸箱蓋(未示出)，并且所述曲軸箱蓋連接到汽缸本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種汽缸體，包括：第一復合板，具有鄰近于第一凹腔的第一表面；第二復合板，具有鄰近于第二凹腔的第二表面；汽缸套，被第一凹腔和第二凹腔容納并定位在第一復合板和第二復合板之間，其中，第一表面適于沿著延伸通過汽缸套的平面與第二表面配合。

【技術特征摘要】
2015.05.18 US 14/714,7691.一種汽缸體，包括：第一復合板，具有鄰近于第一凹腔的第一表面；第二復合板，具有鄰近于第二凹腔的第二表面；汽缸套，被第一凹腔和第二凹腔容納并定位在第一復合板和第二復合板之間，其中，第一表面適于沿著延伸通過汽缸套的平面與第二表面配合。2.根據(jù)權利要求1所述的汽缸體，其中，第一復合板和第二復合板包含碳纖維；其中，汽缸套包含金屬。3.根據(jù)權利要求1所述的汽缸體，其中，第一復合板形成平臺面的一部分和與平臺面相對的曲軸箱的一部分。4.根據(jù)權利要求3所述的汽缸體，其中，第一復合板的第一表面基本上垂直于所述平臺面的所述一部分。5.根據(jù)權利要求1所述的汽缸體，其中，汽缸套具有向外延伸并形成平臺面的平面構件。6.根據(jù)權利要求1所述的汽缸體，其中，汽缸套是用于至少兩個鄰近的汽缸的成組汽缸套；其中，第一板的第一凹腔具有定位在鄰近凹面之間的凸面，所述凹面具有能夠容納汽缸套的尺寸。7.根據(jù)權利要求6所述的汽缸體，其中，第二板的第二凹腔具有定位在鄰近凹面之間的凸面，所述凹面具有能夠容納汽缸套的尺寸。8.根據(jù)權利要求1所述的汽缸體，其中，第一凹腔的表面與汽缸套的外表面的一部分接觸；其中，第二凹腔的表面與汽缸套的外表面的相對的一部分接觸。9.根據(jù)權利要求1所述的汽缸體，其中，汽缸套具有沿著汽缸套的外表面延伸的至少一個突起；其中，第一復合板的所述凹腔限定至少一個凹坑，所述凹坑具有能夠容納汽缸套的所述至少一個突起的至少一部分的尺寸和形狀。10.根據(jù)權利要求9所述的汽缸體，其中，第二復合板的所述凹腔限定
\t至少一個凹坑，所述凹坑具有能夠容納汽缸套的所述至少一個突起的另一部分的尺寸和形狀。11.根據(jù)權利要求9所述的汽缸體，其中，汽缸套具有第一端部區(qū)域和帶有所述至少一個突起的第二端部區(qū)域，所述第一端部區(qū)域鄰近于平臺面。12.根據(jù)權利要求11所述的汽缸體，其中，汽缸套的第一端部區(qū)域與第一復合板的所述凹腔以及第二復合板的所述凹腔間隔開；其中，汽缸套的第二端部區(qū)域與第一復合板的所述凹腔以及第二復合板的所述凹腔接觸。13.根據(jù)權利要求1所述...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：克利福德·E·馬基，里克·L·威廉姆斯，羅伯特·戈登·倫奇勒，斯特凡·裘令，
申請(專利權)人：福特全球技術公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US