專利名稱：氣缸體的套筒構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可保持氣缸體的冷卻性、并可抑制套筒變形的氣缸體的套筒構(gòu)造。
現(xiàn)有技術(shù)中，將發(fā)動機的活塞可滑動地插入的套筒鑄入氣缸體內(nèi)的氣缸體的套筒構(gòu)造，例如有日本特公平5-87670號公報“套筒鑄入式氣缸體”中記載的型式。
上述公報的圖2中，記載了把套筒8鑄入氣缸體4的技術(shù)，該套筒8的長度方向中央部的壁厚大于兩端部的壁厚。
套筒8的、與氣缸體4相接部分的壁厚，從兩端部朝著長度方向中央部漸漸加大。
上述技術(shù)的發(fā)動機是空冷式發(fā)動機，把上述技術(shù)的氣缸體4和套筒8應用到水冷式發(fā)動機時，要在套筒8周圍的氣缸體4上設(shè)置水冷套，但是，由于套筒8的壁厚大，所以，設(shè)置著水冷套的氣缸體4的外徑變大，所以發(fā)動機本身大型化。另外，如果抑制氣缸體4的外徑，則水冷套的斷面積減小，氣缸體4的冷卻性變差。
通常，氣缸體被螺栓等緊固部件從氣缸頭側(cè)緊固到曲軸箱上時，氣缸體產(chǎn)生變形，隨之套筒的內(nèi)周面也變形，這樣，套筒與可滑動地插入在該套筒內(nèi)的活塞的摩擦力增大，增加發(fā)動機的輸出損失。
另外，套筒內(nèi)周面與安裝在活塞上的活塞環(huán)的密接性變差，漏氣劇增，油耗增加。
因此，希望能抑制套筒內(nèi)周面的變形。
本發(fā)明的目的是提供一種能保持氣缸體的冷卻性、并能抑制套筒變形的氣缸體的套筒構(gòu)造。
為了實現(xiàn)上述目的，權(quán)利要求1記載的氣缸體的套筒構(gòu)造，在氣缸體內(nèi)鑄入套筒，活塞可滑動地插入該套筒內(nèi)，其特征在于，上述套筒中，從氣缸體的靠曲軸箱側(cè)的面到氣缸體的大致中央的部位是比其它部位厚的厚壁部，在上述氣缸體上形成包圍上述套筒的U形斷面水冷套，該水冷套從氣缸體的大致中央延伸，朝著氣缸頭側(cè)的面開口。
在氣缸體上形成從氣缸體的大致中央延伸并開口于朝氣缸頭側(cè)的面的水冷套，套筒中，從氣缸體的靠曲軸箱側(cè)的面到氣缸體大致中央的部位，是比其它部位厚的厚壁部，套筒的厚壁部避開水冷套位置。
這樣，由于不會減少水冷套斷面積，所以可不降低冷卻性地增加套筒的剛性，可減小用緊固部件緊固氣缸體時的套筒變形。
因此，可減小活塞與套筒之間的摩擦力，可抑制泄漏和油耗的增加。
權(quán)利要求2記載的所述的氣缸體的套筒構(gòu)造，其特征在于，上述氣缸體的包圍厚壁部分的外徑比氣缸體的包圍水冷套部分的外徑小。
由于氣缸的包圍厚壁部分的外徑小，所以，可在包圍厚壁部的氣缸體周圍形成大的空間。這樣，可把發(fā)動機輔機等的部件配置在氣缸體周圍的大空間內(nèi)，可使發(fā)動機小型化。
權(quán)利要求3記載的氣缸體的套筒構(gòu)造，其特征在于，在套筒的外周面形成用于增加與氣缸體的密接性的凸條部。
由于在套筒的外周面形成凸條部，可增加把套筒鑄入氣缸體時的密接性。
這樣，可提高氣缸體的冷卻性。
圖1是采用本發(fā)明氣缸體套筒構(gòu)造的套筒的立體圖。
圖2是表示本發(fā)明氣缸體套筒構(gòu)造的斷面圖。
圖3是采用本發(fā)明氣缸體套筒構(gòu)造的發(fā)動機的要部斷面圖。
圖4是圖3的P部放大圖。
圖5是本發(fā)明發(fā)動機的氣缸頭的第1說明圖。
圖6是說明本發(fā)明氣缸體套筒構(gòu)造的作用的第1曲線圖。
圖7是說明本發(fā)明氣缸體套筒構(gòu)造的作用的第2曲線圖。
圖8是本發(fā)明發(fā)動機的氣缸頭的第2說明圖。
圖9是說明采用本發(fā)明氣缸體套筒構(gòu)造的發(fā)動機的點火狀態(tài)的曲線圖。
圖10是表示本發(fā)明氣缸體套筒構(gòu)造的另一實施例的說明圖。
圖11是表示本發(fā)明發(fā)動機的氣缸頭另一實施例的說明圖。
下面，參照


本發(fā)明的實施例。圖是按照標記方向看的。
圖1是采用本發(fā)明氣缸體套筒構(gòu)造的套筒的立體圖。套筒10由薄壁部11、從該薄壁部11的端部起壁厚漸漸加大的外面錐部12、與該外面錐部12的端部相連的厚壁部13、從該厚壁部13的端部朝下方突出并比厚壁部13薄的突出薄壁部14構(gòu)成。15、15(里側(cè)的標記15未圖示)是形成在突出薄壁部14端部的缺口，作為套筒10周方向位置的記號。
薄壁部11、外面錐部12和厚壁部13，是在外周面上形成周方向凸條部17…(…表示多個，下同)和軸方向凸條部18…的部分。上述周方向凸條部17是沿周方向延伸的凸條部，上述軸方向凸條部18是沿套筒10軸方向延伸的凸條部。
套筒10是鑄造成的，在套筒10上，因鑄造時模子的分模部分的影響，在周方向有形狀的差異。
缺口15作為記號，用于在鑄入氣缸體時，將該套筒10的有形狀差異物部分的方向?qū)R。這樣，通過將套筒10的方向相對于氣缸體對齊，可以將作用于套筒10的熱影響控制為一定，可使氣缸體的質(zhì)量穩(wěn)定化。
圖2是表示本發(fā)明氣缸體套筒構(gòu)造的斷面圖，是把套筒10鑄入氣缸體21內(nèi)狀態(tài)的縱斷面圖。
氣缸體21是略圓筒狀的部件，在厚壁內(nèi)形成包圍套筒10的U形斷面水冷套23。該水冷套23從鑄入的套筒10的軸SC方向的大致中央延伸，朝著作為氣缸頭側(cè)的面的端面22開口。
套筒10備有供活塞可滑動地插入的內(nèi)周面25，從作為氣缸體21的靠曲軸箱側(cè)的面的端面26到氣缸體21的大致中央部分是比其它部位厚的厚壁部13。
設(shè)B1是薄壁部11的壁厚，B2是厚壁部13的壁厚，D1是氣缸體的包圍水冷套23部分的外面27的外徑(包圍水冷套23的部分是錐形，用外徑D1代表)，D2是氣缸體21的包圍厚壁部13部分的外面28的外徑，則B2＞B1,D2＜D1。
圖3是采用本發(fā)明氣缸體套筒構(gòu)造的發(fā)動機的要部斷面圖。發(fā)動機30中，曲軸32通過軸承33、33自由旋轉(zhuǎn)地安裝在曲軸箱31上，在該曲軸32的曲軸銷34上可擺動地安裝著連桿35的大端部36，在該連桿35的小端部37上通過活塞銷41可擺動地安裝著活塞38，氣缸體21的端面26與曲軸箱31的端面42對接，使氣缸體21鄰接曲軸箱31，在鑄入到氣缸體21內(nèi)的套筒10內(nèi)插入著自由移動的活塞38。
另外，發(fā)動機30中，氣缸頭44鄰接氣缸體21，在該氣缸頭44的兩側(cè)方安裝著第1點火火花塞45和第2點火火花塞46，在氣缸頭44上部的凸輪座47、48上通過軸承51、52安裝著凸輪軸53。在曲軸箱31、氣缸體21和氣缸頭44上分別形成供凸輪鏈54穿過用凸輪鏈腔5、56、57，凸輪鏈54繞在凸輪鏈輪58和驅(qū)動鏈輪61上。凸輪鏈輪58安裝在凸輪軸53的端部，驅(qū)動鏈輪61形成在曲軸32上。
另外，發(fā)動機30中，氣缸頭44內(nèi)的凸輪座47、48及氣缸頭44內(nèi)、氣缸體21內(nèi)分別開設(shè)有圖未示的貫通孔，在曲軸箱31的端面42形成圖未示的內(nèi)螺紋，把作為緊固部件的螺栓62…穿過上述凸輪座47、48、氣缸頭44、氣缸體21的各貫通孔，與曲軸箱31的內(nèi)螺紋結(jié)合，這樣，把氣缸體21、氣缸頭44和凸輪座47、48一體地安裝在曲軸箱31上，用頭罩63覆蓋住氣缸頭44的端面。
65是氣缸體21和曲軸箱31的油通路，66、67、68是活塞環(huán)，71是燃燒室，72是與氣缸體21內(nèi)的水冷套23連通的氣缸頭內(nèi)水冷套。
橫斷氣缸頭44的凸輪鏈腔57內(nèi)的管部件73安裝在氣缸頭44上，第1點火火花塞45配置在該管部件73內(nèi)。
管部件73的兩端部用O形環(huán)73a、73b密封，這樣，可防止發(fā)動機30內(nèi)的油泄漏到外部。44a是開設(shè)在氣缸頭44上的管部件安裝孔，用于安裝管部件73。
圖4是圖3的P部放大圖。在曲軸箱31的靠氣缸體21的側(cè)開設(shè)有曲軸箱孔74，套筒10的突出薄壁部14插入在該曲軸箱孔74內(nèi)。
套筒10的連接各厚壁部13及突出薄壁部14的臺階部75與曲軸箱31的端面42之間設(shè)有間隙C1。在突出薄壁部14的外周面與曲軸箱孔74的內(nèi)周面之間設(shè)有間隙C2。
圖5是本發(fā)明發(fā)動機的氣缸頭的第1說明圖，表示從頭罩63(見圖3)側(cè)看氣缸頭44的狀態(tài)。(圖3所示的凸輪座47、48、凸輪軸53未示出。)氣缸頭44開設(shè)有供圖3中說明了的螺栓62…插入用的貫通孔78…。氣缸體21也備有與貫通孔78…相同間隔的貫通孔(圖未示)。
凸輪鏈腔57為略矩形。
圖6(a)(b)是說明本發(fā)明氣缸體套筒構(gòu)造的作用的第1曲線圖。如圖3說明那樣、用螺栓62把本實施例的氣缸體21與氣缸頭44一起安裝到曲軸箱31上時，與比較例一起用圓形曲線表示因螺栓62的緊固產(chǎn)生的套筒10內(nèi)周面的變形量。(標記見圖2和圖3)在圖(a)(b)中，81是基準圓，在把套筒內(nèi)周面沿周方向8等分的部位，測定套筒半徑，黑點是表示基準圓81的半徑與套筒半徑的差(即套筒內(nèi)周面的變形量(μm))的點。(變形量標度是以基準圓81的位置為零，從該點向半徑外方注以a、2a。)Y-Y軸是曲軸32延伸方向的軸，X-X軸是與曲軸32的延伸方向直交方向的軸，M-M軸是使X-X軸逆時針方向旋轉(zhuǎn)45°的軸，N-N軸是使X-X軸順時針方向旋轉(zhuǎn)45°的軸。如圖2所示，套筒變形量的軸方向測定點MP(上述8等分部位中的一個部位的點。其它測定點也同樣)的位置，是從氣缸體21的端面22起深度為DP的位置。
(a)的比較例，是將鑄入氣缸體部分的套筒壁厚設(shè)有為一定的例子(本實施例中的厚壁部13的壁厚和薄壁部11的壁厚為相同)，Y-Y軸方向的套筒內(nèi)周面與其它軸方向的內(nèi)周面相比，向內(nèi)側(cè)大致變形a(μm)。
(b)的本實施例中，Y-Y軸方向的套筒10的變形量，比(a)的比較例小，套筒10內(nèi)周面25更接近于圓形。
圖7是說明本發(fā)明氣缸體套筒構(gòu)造作用的第2曲線圖，把發(fā)動機30(見圖3)中的相對于發(fā)動機轉(zhuǎn)速的泄漏流量與比較例一起表示?？v軸表示泄漏流量(單位L(升)/min)，橫軸表示發(fā)動機轉(zhuǎn)速(單位rpm)。
在用實線表示的本實施例中，隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增大，泄漏流量漸漸增加。
而用虛線表示的比較例(圖6(a)中說明的例子)中，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速到達N(rpm)之前，泄漏流量漸漸增大，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過N(rpm)時，泄漏流量急劇增大。
如圖1和圖2所述，本發(fā)明的氣缸體的套筒構(gòu)造，在氣缸體21內(nèi)鑄入套筒10，活塞(見圖3)可滑動地插入該套筒10內(nèi)，其特征在于，上述套筒10中，從氣缸體21的靠曲軸箱31(見圖3)側(cè)的端面26到氣缸體21的大致中央的部位是比其它部位厚的厚壁部13，在上述氣缸體21上形成包圍上述套筒10的U形斷面水冷套23，該水冷套23從氣缸體21的大致中央延伸并開口于氣缸頭44(見圖3)側(cè)的端面22上。
根據(jù)上述構(gòu)造，由于套筒10的厚壁部13避開水冷套23的位置，所以，由于不會減少水冷套23的斷面積，所以可不降低氣缸體21冷卻性地增加套筒10的剛性，可減小用螺栓62(見圖3)緊固氣缸體21時的套筒10的變形。
圖4中，在套筒10的臺階部75與曲軸箱31的端面42之間設(shè)有間隙C1，在突出薄壁部14的外周面與曲軸箱孔74的內(nèi)周面之間設(shè)有間隙C2。這樣，在緊固螺栓62(見圖3)時，螺栓62的緊固力不立即作用到套筒10上，加上設(shè)置了上述的厚壁部13，可更加減小套筒13的變形。
因此，可減小活塞38(見圖3)與套筒10之間的摩擦力，可減少發(fā)動機30(見圖3)的燃料消耗。
另外，可抑制在圖7中所述那樣的泄漏流量的急增和油耗增加。
另外，本發(fā)明的特征是，如圖2所示，氣缸體21的包圍厚壁部13部分的外徑D2小于氣缸體21的包圍水冷套23部分的外徑D1。
這樣，在包圍厚壁部13的氣缸體21的周圍可形成大的空間。
因此，可將發(fā)動機輔機等的部件配置在氣缸體21周圍的大空間內(nèi)，可使發(fā)動機30(見圖3)小型化。
另外，本發(fā)明的特征是，在套筒10的外周面形成用于增加與氣缸體21的密接性的凸條部17…、18…。
這樣，可增加把套筒10鑄入氣缸體21時的密接性，可提高氣缸體21的冷卻性。
圖8是本發(fā)明發(fā)動機的氣缸頭的第2說明圖，表示從氣缸體21側(cè)看氣缸頭44的狀態(tài)。
氣缸頭44，在面臨燃燒室71(見圖3)的燃燒室壁83上形成內(nèi)螺紋部84、85，該內(nèi)螺紋部84、85用于安裝第1點火火花塞45(見圖3)和第2點火火花塞46(見圖3)。86是吸氣口，87是排氣口。
圖9是說明采用本發(fā)明氣缸本套筒構(gòu)造的發(fā)動機的點火狀態(tài)的曲線圖，是表示由發(fā)動機轉(zhuǎn)速和風門開度決定的點火狀態(tài)的圖。縱軸表示風門開度(單位％)，橫軸表示發(fā)動機轉(zhuǎn)速(單位rpm)。
在曲線上，把連接座標(0,T2)(發(fā)動機轉(zhuǎn)速為零、風門開度為T2(％))、座標(N1,T1)(發(fā)動機轉(zhuǎn)速為N1(rpm)、風門開度為T1(％))、座標(N2,0)(發(fā)動機轉(zhuǎn)速為N2(rpm)、風門開度為零)的線和縱軸、橫軸包圍的區(qū)域稱為A區(qū)域，該A區(qū)域，是圖3所示的第1點火火花塞45和第2點火火花塞46之中、僅使第2點火火花塞46點火的1個點火火花塞點火區(qū)域。
圖9中，把發(fā)動機轉(zhuǎn)速在N3(rpm)以下、風門開度為T3(％)以上(最大是100％(即全開))的區(qū)域稱為B區(qū)域，該B區(qū)域是僅使第2點火火花塞點火的1個點火火花塞點火區(qū)域。
把畫有影線的區(qū)域(發(fā)動機轉(zhuǎn)速上限是最高發(fā)動機轉(zhuǎn)速N4(rpm))稱為C區(qū)域，該C區(qū)域是使第1點火火花塞45和第2點火火花塞46雙方都點火的2個點火火花塞點火區(qū)域。
上述的點火狀態(tài)的切換，是通過檢測車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、風門開度，用圖未示的控制單元控制這些信息而進行的。
這樣，設(shè)置第1、第2點火火花塞45、46，將它們切換為1點點火或2點點火，例如在2點點火時，可以提高對稀薄混合氣的點火性，提高燃料利用率。
另外，1點點火時，可以減小在高旋轉(zhuǎn)時發(fā)動機產(chǎn)生的噪音，提高發(fā)動機的靜音性。
圖10(a)(b)是表示本發(fā)明氣缸體套筒構(gòu)造的另一實施例的說明圖，(a)是立體圖，(b)是(a)的b-b線斷面圖。
在圖(a)中，套筒90由圓筒狀鑄入部91和突出薄壁部92構(gòu)成。鑄入部91是鑄入氣缸體21內(nèi)的部分。突出薄壁部92從該鑄入部91的下部突出，并且比鑄入部91薄。在鑄入部91的外面形成凸部93…。
在圖(b)中，套筒90備有供活塞可滑動地插入的內(nèi)周面94，在從氣缸體21的靠曲軸箱側(cè)的端面26到氣缸體21的大致中央的部位形成凸部93…。
凸部93…朝著水冷套23下方的氣缸體21壁突出。
這樣，由于在套筒90上設(shè)置凸部93…，可抑制套筒90的重量增加，提高套筒90剛性，并且，凸部93…防止套筒90轉(zhuǎn)動，提高氣缸體21與套筒90的結(jié)合力。
圖11(a)(b)是表示本發(fā)明發(fā)動機的氣缸頭另一實施例的說明圖。
圖(a)中，表示在備有2個吸氣口95、95、1個排氣口96的3閥門發(fā)動機用的氣缸頭97上，設(shè)有用于安裝第1、第2點火火花塞45、46(見圖3)的內(nèi)螺紋部84、85。
圖(b)中，表示在備有2個吸氣口101、101、2個排氣口102、102的4閥門發(fā)動機用的氣缸頭103上，設(shè)有用于安裝第1、第2點火火花塞45、46(見圖3)的內(nèi)螺紋部84、85。
圖1所示的凸條部17、18，是在套筒10的外周面沿著套筒10的軸方向和周方向形成的，但并不限于此，也可以傾斜于周方向，例如，在套筒10的外周面形成為螺旋狀。
本發(fā)明具有以下效果。
權(quán)利要求1記載的氣缸體的套筒構(gòu)造，從氣缸體的靠曲軸箱側(cè)的面到氣缸體的大致中央的部位是比其它部位厚的厚壁部，在上述氣缸體上形成包圍上述套筒的U形斷面水冷套，該水冷套從氣缸體的大致中央延伸并開口在氣缸頭側(cè)的面。因此，由于不會減少水冷套斷面積，所以可不降低冷卻性地增加套筒的剛性，可減小用緊固部件緊固氣缸體時的套筒變形。
因此，可減小活塞與套筒之間的摩擦力，可抑制泄漏流量和油耗的增加。
權(quán)利要求2記載的氣缸體的套筒構(gòu)造，其特征在于，氣缸體的包圍厚壁部分的外徑比氣缸體的包圍水冷套部分的外徑小。因此，在包圍厚壁部的氣缸體周圍可形成大的空間。
這樣，可將發(fā)動機輔機等的部件配置在氣缸體周圍的大空間內(nèi)，可使發(fā)動機小型化。
權(quán)利要求3記載的氣缸體的套筒構(gòu)造，其特征在于，在上述套筒的外面形成用于增加與氣缸體的密接性的凸條部。因此，可增加將套筒鑄入氣缸體時的密接性，可提高氣缸體的冷卻性。
權(quán)利要求
1．氣缸體的套筒構(gòu)造，在氣缸體內(nèi)鑄入套筒，活塞可滑動地插入該套筒內(nèi)，其特征在于，上述套筒中，從氣缸體的靠曲軸箱側(cè)的面到氣缸體的大致中央的部位是比其它部位厚的厚壁部，在上述氣缸體上形成包圍上述套筒的U形斷面水冷套，該水冷套從氣缸體的大致中央延伸并在氣缸頭側(cè)的面上開口。
2．如權(quán)利要求1所述的氣缸體的套筒構(gòu)造，其特征在于，上述氣缸體的包圍上述厚壁部分的外徑比氣缸體的包圍上述水冷套部分的外徑小。
3．如權(quán)利要求1或2所述的氣缸體的套筒構(gòu)造，其特征在于，在上述套筒的外周面上形成用于增加與氣缸體的密接性的凸條部。
全文摘要
套筒10的、從氣缸體21的靠曲軸箱側(cè)的端面26到氣缸體21的大致中央的部位是比其它部位厚的厚壁部13,在上述氣缸體21上形成包圍上述套筒10的U形斷面水冷套23,該水冷套23從氣缸體21的大致中央延伸,朝著氣缸頭側(cè)的端面22開口。由于不減少水冷套斷面積,所以可不降低冷卻性地增加套筒的剛性,可減少用緊固部件緊固氣缸體時的套筒的變形。因此,可減少活塞與套筒的摩擦力,可抑制泄漏流量和油耗的增加。
文檔編號F01P3/02GK1308183SQ0110322
公開日2001年8月15日 申請日期2001年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月8日
發(fā)明者池田次男, 千葉一彥 申請人:本田技研工業(yè)株式會社