[发明专利]气缸护套和相关的气缸组件

说明书

本发明要求于2012年5月21日递交的序列号为1254594的法国申请的优先权，该申请的公开内容(文本、附图和权利要求)通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及内燃机领域，其中气缸组件上装配有添加的护套。更确切地，本发明涉及用于盖罩内燃机气缸的圆柱壁的气缸护套，以及涉及包括至少一个盖罩有这种护套的气缸的内燃机气缸组件。

背景技术

以通常的形式，内燃机或热发动机包括发动机组件，所述发动机组件中内部形成有至少一个气缸，所述气缸上可移动地安装有通过如连杆这样的连接元件与曲轴联接的活塞。发动机组件通常包括三个主要部分，其中的一个称为气缸组件，这是由于所述部分包括一个或多个气缸。在下文中，采用“气缸”组件的唯一写法不排除本包括单个气缸的发动机的发明。

气缸组件的一侧覆盖有气缸盖(第二主要部分)，所述气缸盖中布置有内燃机运行的必需部件，尤其是进气装置、排气装置以及任选地点火装置。在另一侧，气缸组件覆盖有容纳曲轴的发动机壳体(第三主要部分)。

本发明涉及气缸组件，更确切地涉及被称为筒体或气缸的上部。气缸壳体的每个气缸应能够向活塞传送来自空气和燃料燃烧的压力，并引导活塞/区段组件平移。因此涉及气缸壳体最敏感和最重要的区域，这是由于所述上部承受强大的热机械应力：气缸内的压力、热通量、气缸盖在气缸组件上的的机械紧固力。

而且，筒体表面的变形和形态直接影响发动机的效益和性能，更具体地，影响发动机油耗、壳体的气体流量(即“渗漏”气体)、以及机械摩擦损失。

一般用极其坚固的材料、例如铸铁来实现可承受大应力的筒体，而气缸壳体的其余部分可由较轻材料、典型地为铝合金构成。

因此筒体或者：

●(在例如铸铁制的气缸壳体的情况下)与气缸壳体成一体件整体形成；或者

●是可拆换的，因此添加的护套是可拆换的，即相对于壳体部件的其余部分是可拆卸的；或者

●(在例如带有铸铁制的护套的铝制气缸壳体的情况下)在“围绕”所述筒体的气缸壳体的铸造过程中被插入：因此所述护套被插入铸件中。

本发明涉及插入铸件的护套，以及涉及如此得到的气缸组件。插入铸件的护套承受多种应力：

●制造应力

●紧固气缸盖的机械应力

●当发动机运行时在气缸内的压力和来自空气/燃料混合燃烧的热通量；

●活塞/区段组件的摩擦力。

在这些应力作用下，所使用材料的类型和护套结构为首要因素，以用于保证护套的良好机械强度，尤其保证护套不开裂。

另外，充当筒体的护套当发动机运行时应尽可能地保持圆柱形，以用于保证区段的良好效率来避免过多油耗或向油箱通入太多气体。其中一个为实现该目标的最重要因素是保证在组件和护套之间的良好粘合性。该粘合性能够机械地控制护套的变形，也同样保证在护套和气缸壳体间的良好热传导性，这能够使来自燃烧的能量良好地排出且不改变活塞的往复运动。

另外，在气缸组件和气缸盖之间的界面处、尤其在气缸位置处对变形的不利控制可损坏气缸盖垫圈的密封性。

为了回应这些问题，从文件FR2887926中可知用于气缸组件的护套包括锥形的上部且除了所述上部外都覆盖有条纹。

在该文件中提供的护套的几何形状具有多个优点。条纹能够保证在筒体和气缸箱之间的良好粘合性。锥形部能够增大在护套和气缸盖垫圈之间的接触表面，以及减小护套之间的间距。通过减小构成气缸组件的特别开裂区域的该间距，还减小了当发动机运行时在高处部分上气缸的变形。事实上，组件在两个相邻护套之间施加强压力，以用于“产生”膨胀的必需间距。所导致的气缸护套的变形对护套内壁和对应的活塞之间的接触很不利。护套上部的锥形形状、或更通常地扩口的形状还在几何形状上减小了在两个相邻护套之间的间距，改善了升温时整体的性能：比通常为铸铁制的护套有更大膨胀的通常为铝制的气缸壳体在锥形部的位置处推动护套，以便于使筒体向内(向主轴)再次合拢，而气缸盖的紧固在高处部分趋向于向外打开。

由于没有条纹的护套上部能够使护套在该区域中的气缸组件上滑动，限制了不同膨胀的影响和开裂的风险。

然而，该方法在涉及当发动机运行时筒体圆柱度的良好维持上还需要优化。

发明内容