[发明专利]局部采用塑料材质的内燃机气缸及其制造方法

说明书

本发明涉及一种局部采用塑料材质的内燃机气缸，包括：一金属缸套，由金属材料制造而成；一塑料缸体，采用塑料材质生产而成；所述金属缸套通过定位组件和连接组件紧固在塑料缸体内。缸套单独设计为金属材料，缸体采用塑料材质，并将金属缸套和塑料缸体结合起来，采用定位组件和连接组件连接，避免塑料材料的应力集中而损坏。还涉及局部采用塑料材质的内燃机气缸的制造方法，步骤为：成型金属缸套铸件→成型成塑料缸体→将金属缸套和塑料缸体结合起来→进行表面加工→测试结合体的性能，扩展了塑料的应用场景，减少了加工工艺和步骤，降低了生产过程中的碳排放和污染，提高了生产效率，也降低了以此种发动机为动力的运载机构的重量。

技术领域

本发明涉及一种内燃机发动机汽缸部件，尤其是一种局部采用塑料材质的内燃机气缸及其制造方法。

背景技术

现有活塞式内燃机的缸体，主要为铸铁或者铸铝材料制成，由于发动机的冷却和燃烧要求，都是金属材料制作。铸铁普遍重量大，成本低，但加工成本高；而铝缸体，比铸铁缸体减轻了重量，但是工艺复杂，设计难度大，成本较高，在小排量发动机上，应用很少，主要用于高档或大排量发动机。金属材料在制作和生产过程中，铸造工厂污染和耗能均十分巨大，在后期的加工过程中，金属切削的工艺复杂，污水排放也较大。因此近年来，发动机缸体的生产工厂，都很难在环评严格的地区开工建设。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种降低了整体重量，降低碳排放的局部采用塑料材质的内燃机气缸。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种局部采用塑料材质的内燃机气缸，包括：

一金属缸套，由金属材料制造而成；

一塑料缸体，采用塑料材质生产而成；

所述金属缸套通过定位组件和连接组件紧固在塑料缸体内。

由于内燃机燃烧的特点，使得直接接触火焰传播面的缸内材料，无法应用塑料材料，因此本发明将缸套单独设计为金属材料，缸体采用塑料材质，并将金属缸套和塑料缸体结合起来，同时在需要螺栓紧固力的部分，采用定位组件和连接组件连接，避免塑料材料的应力集中而损坏。

进一步地限定，所述定位组件包括设置在金属缸套上的定位凸台以及设置在塑料缸体上与所述定位凸台相配合的定位槽。

通过定位槽凸台和定位槽，将金属缸套安装定位在塑料缸体之上，从而避免了火焰与塑料缸体的直接接触。

进一步地限定，所述连接组件包括在塑料缸体成型过程中嵌设其内的螺栓座，所述螺栓座包括螺栓座端头以及位于其轴向的定位销，所述螺栓座端头的直径大于定位销的直径，所述定位销外壁沿轴向设置有凸条。

采用嵌设的方式设置螺栓座，通过这样设置的螺栓座分担螺栓紧固力，避免塑料材料的应力集中而损坏。轴向的定位销避免螺栓座在螺栓拧入时的转动和松动，在固定到位后，由螺栓座端头承受上拉的应力。凸条的设置能增加螺栓座与塑料缸体的连接。

更进一步地限定，所述连接组件还包括位于螺栓座正下方的金属垫片，所述金属垫片嵌设在塑料缸体内。

设置金属垫片，进一步分担螺栓紧固力，避免塑料缸体损坏。

进一步地限定，所述金属缸套采用的金属材料为铝或铝基合金。

铝缸套可减重30～40%，从而降低了整体内燃机的重量。

为了保证金属缸套的强度，更进一步地限定，所述金属缸套内部可嵌设有钢质缸套或者喷涂有等离子耐磨涂层。

根据发动机的升功率和热负荷不同、缸体经过冷却的长期工作温度的不同，作为优选地，所述塑料缸体采用改性复合材料制成。