發(fā)動(dòng)機(jī)的流體通道的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是涉及發(fā)動(dòng)機(jī)的流體通道。
【背景技術(shù)】
[0002]典型的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括具有一個(gè)或多個(gè)鑄造部件(例如缸體、缸蓋等)的發(fā)動(dòng)機(jī)主體。一個(gè)或多個(gè)流體通道形成在發(fā)動(dòng)機(jī)主體內(nèi)以接收和輸送潤(rùn)滑油和/或冷卻劑到發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)部分。典型地，流體通道在發(fā)動(dòng)機(jī)主體的鑄造過(guò)程期間形成。但是，鑄造的流體通道會(huì)具有不均勻和不確定的表面質(zhì)量。例如，流體通道可包括鑄砂、鑄造表面裂紋、空隙等。另外，這些表面缺陷的出現(xiàn)也會(huì)由于流體通道的長(zhǎng)度可一直延伸幾米長(zhǎng)度而增加。在流體流動(dòng)期間，會(huì)存在這些鑄造表面內(nèi)的不連續(xù)部變得松動(dòng)并與流體混合的趨勢(shì)。這些不連續(xù)部可進(jìn)入和損害發(fā)動(dòng)機(jī)的多種部件，例如軸承。
[0003]流體通道的表面加工不會(huì)移除所有的表面缺陷。本領(lǐng)域的另一解決方案包括在模具本身內(nèi)提供鋼管，并且圍繞鋼管鑄造發(fā)動(dòng)機(jī)主體以限定流體通道。但是，將鋼管定位在模具內(nèi)并在隨后鑄造過(guò)程期間固定鋼管可能不是方便和準(zhǔn)確的。
[0004]德國(guó)專利102006055304A1公開(kāi)一種包括用于燃料、冷卻劑和油的供應(yīng)通道的鑄鐵缸蓋或缸體。供應(yīng)通道包括在沒(méi)有間隙的情況下通過(guò)鑄造材料封閉并通過(guò)鋼和鑄鐵的混合相結(jié)合其上的鋼管。用于制造缸蓋或缸體的方法包括形成芯組件，其包括砂芯和具有通道的希望形狀的管。鑄鐵被圍繞模具中的鋼管注入并冷卻鑄件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在本發(fā)明的一個(gè)方面，發(fā)動(dòng)機(jī)具有主體，主體包括發(fā)動(dòng)機(jī)缸體或缸蓋。主體形成有限定被構(gòu)造成接收流體流動(dòng)的內(nèi)表面的流體通道。發(fā)動(dòng)機(jī)還包括襯里構(gòu)件，其插入和固定在流體通道內(nèi)。襯里構(gòu)件限定鄰接流體通道的內(nèi)表面的外表面。
[0006]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，襯里構(gòu)件是單個(gè)一體部件，并由塑料制成，和/或包括編織部件。編織部件是彈性的，因此可以變形并方便地插入流體通道。編織部件在其外表面上包括密封材料，并彈性固定在流體通道內(nèi)。密封材料被構(gòu)造成密封編織部件和流體通道的內(nèi)表面之間的界面。
[0007]在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，襯里構(gòu)件包括彼此鄰近定位的多個(gè)分段。多個(gè)分段的每個(gè)包括聯(lián)接部分。多個(gè)分段之一的聯(lián)接部分接合鄰近分段的聯(lián)接部分，以防止其之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。聯(lián)接部分在多個(gè)分段的每個(gè)的端部處包括帶齒輪廓。帶齒輪廓可防止鄰近分段之間的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
[0008]在本發(fā)明的另一方面，襯里構(gòu)件是柱形主體，限定外表面，其被構(gòu)造成插入并固定在形成在發(fā)動(dòng)機(jī)的主體內(nèi)的流體通道內(nèi)并鄰接流體通道的內(nèi)表面。
[0009]在本發(fā)明的又一方面，為形成在發(fā)動(dòng)機(jī)的主體內(nèi)的流體通道提供襯里的方法包括將襯里構(gòu)件插入流體通道并將襯里構(gòu)件固定在流體通道內(nèi)，使得襯里構(gòu)件鄰接流體通道的內(nèi)表面。
[0010]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，將襯里構(gòu)件插入和固定在流體通道內(nèi)的方法包括使襯里構(gòu)件沿著其軸向方向變形，將襯里構(gòu)件插入流體通道內(nèi)，并允許襯里構(gòu)件膨脹并鄰接流體通道的內(nèi)表面。該方法還包括將未活化狀態(tài)的密封材料設(shè)置在襯里構(gòu)件的外表面上，并活化密封材料以密封襯里構(gòu)件的外表面和流體通道的內(nèi)表面之間的界面。熱量、紫外(UV)線、化學(xué)活化劑和潮濕中的一種或多種用來(lái)活化密封材料。
[0011]在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，將襯里構(gòu)件插入和固定在流體通道內(nèi)包括將多個(gè)分段插入流體通道并彼此聯(lián)接鄰近分段。聯(lián)接鄰近分段包括限制鄰近分段之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。該方法還包括通過(guò)彎折、灌封、粘接和機(jī)械聯(lián)接中的一種或多種將多個(gè)分段中的至少一個(gè)固定到流體通道的端部。
[0012]本發(fā)明的其他特征和方面將從以下描述和附圖中清楚。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1示出示例性內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的分解視圖；
[0014]圖2示出具有流體通道的示例性缸體的頂部立視圖的局部截面圖；
[0015]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式接收襯里構(gòu)件的缸體的流體通道；
[0016]圖4示出圖3的襯里構(gòu)件在流體通道內(nèi)放置；
[0017]圖5示出根據(jù)圖3的實(shí)施方式的流體通道的組裝視圖；
[0018]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式接收襯里構(gòu)件的流體通道；
[0019]圖7示出根據(jù)圖6的實(shí)施方式的流體通道的組裝視圖；以及
[0020]圖8示出表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式為流體通道提供襯里的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)100的分解視圖。發(fā)動(dòng)機(jī)100可以是任何類型的發(fā)動(dòng)機(jī)，例如通過(guò)汽油、柴油、氣態(tài)燃料或其組合運(yùn)行的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)100可以用作任何機(jī)器或其他裝置(例如高速路卡車或車輛、非高速路卡車或機(jī)器、土方運(yùn)輸設(shè)備、泵、固定設(shè)備、發(fā)電機(jī)等)的動(dòng)力源。發(fā)動(dòng)機(jī)100也可用來(lái)為用于建造、運(yùn)輸、發(fā)電、航天應(yīng)用、機(jī)車應(yīng)用、水下應(yīng)用和其他發(fā)動(dòng)機(jī)供能應(yīng)用的機(jī)器或裝置供能。
[0022]發(fā)動(dòng)機(jī)100被示出為V型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，具有六個(gè)缸。但是，本發(fā)明可應(yīng)用于具有單個(gè)缸或多個(gè)缸(以其他替代構(gòu)型，例如直列、徑向等)的任何類型的發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)100包括主體，其具有缸體102和缸蓋104。在一些實(shí)施方式中，發(fā)動(dòng)機(jī)100的主體還可包括前蓋、曲軸箱、油盤(pán)和類似部件(未示出)。缸體102可與曲軸箱(未示出)聯(lián)接以便轉(zhuǎn)動(dòng)支承曲軸(未示出)。缸體102包括多個(gè)缸，其中一個(gè)缸經(jīng)由附圖表面108標(biāo)示。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以明白發(fā)動(dòng)機(jī)100的一些部件(例如活塞、曲軸、燃料噴射器、閥等)從圖1中省略。
[0023]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)100的缸體102的局部截面圖。如圖2所示，至少一個(gè)流體通道110形成在發(fā)動(dòng)機(jī)100的主體內(nèi)。流體通道110限定沿著其長(zhǎng)度的內(nèi)表面112。在一種實(shí)施方式中，流體通道110可以是在發(fā)動(dòng)機(jī)100的主體內(nèi)鑄造的油通道，以接收經(jīng)過(guò)其中的潤(rùn)滑油，并允許其到達(dá)軸承部件或其他運(yùn)動(dòng)部件，例如活塞、凸輪軸、曲軸等。在替代實(shí)施方式中，流體通道110可以是在發(fā)動(dòng)機(jī)100的主體內(nèi)鑄造的冷卻劑通道，以接收經(jīng)過(guò)其中的冷卻劑，從而吸收發(fā)動(dòng)機(jī)100操作期間在缸108內(nèi)產(chǎn)生的熱量。
[0024]流體通道110大致平行于缸體102的中心軸線形成。流體通道110從第一端部114延伸到第二端部116，使得第一端部114限定在缸體102的一端118處，并且第二端部116限定在缸體102的另一端120處。應(yīng)該理解到可以具有以多種取向布置在缸體102內(nèi)的多個(gè)流體通道110，并且在上面出于示例性目的描述流體通道110的這些取向中的一個(gè)。盡管流體通道110示出為大致柱形，流體通道110可在本發(fā)明的范圍內(nèi)具有任何替代形狀。例如，流體通道110可以是曲線的。此外，流體通道110可具有非圓形橫截面，例如多邊形、橢圓形等。同樣明顯的是流體通道110可以至少部分形成在發(fā)動(dòng)機(jī)100的主體的其他部分(例如缸蓋104)內(nèi)。
[0025]在多種實(shí)施方式中，流體通道110可以在缸體102的鑄造期間形成。例如柱形套筒(未示出)可以定位在用于鑄造缸體102而開(kāi)發(fā)的模具(未示出)內(nèi)。例如鑄鐵的鑄造材料可以注入模具并允許沉積和冷卻。一旦鑄鐵冷卻，柱形套筒可以從模具移除。流體通道110與軸承部件和其他發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)部件連通，從而連通例如來(lái)自油盤(pán)的潤(rùn)滑油的流體。油盤(pán)收集潤(rùn)滑發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)部件所需的潤(rùn)滑油。油盤(pán)內(nèi)的油被泵送，并允許經(jīng)過(guò)流體通道110。
[0026]如圖2所示，在流體通道110形成在發(fā)動(dòng)機(jī)100的主體內(nèi)之后，襯里構(gòu)件122被插入和固定在流體通道110內(nèi)。在所示實(shí)施方式中，發(fā)動(dòng)機(jī)100的主體是缸體102。襯里構(gòu)件122是大致柱形主體，在其第一端部126和第二端部128之間限定的長(zhǎng)度上限定外表面124。另外，襯里構(gòu)件122的外表面124適用于鄰接流體通道110的內(nèi)表面112。襯里構(gòu)件122適用于接收經(jīng)過(guò)其中的流體流動(dòng)，并因此允許流體在不接觸流體通道110的內(nèi)表面112的情況下流動(dòng)。
[0027]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的襯里構(gòu)件122。襯里構(gòu)件122包括單個(gè)一體部件132，其可以在第一端部126和第二端部128之間延伸。單個(gè)一體部件132的長(zhǎng)度可以大致等于流體通道110的長(zhǎng)度。在一種實(shí)施方式中，單個(gè)一體部件132可包括編織部件。編織部件可以是彈性的性質(zhì)。在替代實(shí)施方式中，單個(gè)一體部件132可以由塑料制成。在多種其他實(shí)施方式中，用于單個(gè)一體部件132的材料可以從具有彈性性能的材料選擇，例如彈性體等。密封材料134設(shè)置在單個(gè)一體部件132的外表面136上。密封材料134被構(gòu)造成密封形成在單個(gè)一體部件132的外表面136和流體通道110的內(nèi)表面112之間的界面138(圖5所示)。在一種實(shí)施方式中，密封材料134可以未活化狀態(tài)設(shè)置在單個(gè)一體部件132的外表面136上。
[0028]圖4和5示出根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式將襯里構(gòu)件122插入和固定在流體通道110內(nèi)。襯里構(gòu)件122具有第一外直徑Dl (圖3所示)。第一外直徑Dl大于流體通道110的內(nèi)表面112限定的內(nèi)直徑D2。襯里構(gòu)件122通過(guò)施加在第一端部126和/或第二端部128處的力F軸向位移，以限定單個(gè)一體部件132從其原始長(zhǎng)度的變形長(zhǎng)度。襯里構(gòu)件122沿著軸向方向A的變形使第一外直徑Dl減小到第二外直徑D3。第二外直徑D3可以小于流體通道110的內(nèi)直徑D2。襯里構(gòu)件122的第二外直徑D3有助于襯里構(gòu)件122插入流體通道110。一旦彈性變形的襯里構(gòu)件122插入并定位在流體通道110內(nèi)，將襯里構(gòu)件122從力F釋放，使得襯里構(gòu)件122膨脹，以重新獲得其在第一端部126和第二端部28之間延伸的原始長(zhǎng)度。另外，襯里構(gòu)件122也重新獲得第一外直徑D1，使得襯里構(gòu)件122鄰接流體通道110的內(nèi)表面112。由于第一外直徑Dl大于內(nèi)直徑D2，襯里構(gòu)件122彈性固定在流體通道110內(nèi)。以未活化狀態(tài)設(shè)置在襯里構(gòu)件122的外表面124上的密封材料134被活化以密封襯里構(gòu)件122的外表面124和流體通道110的內(nèi)表面112之間的界面138。在多種實(shí)施方式中，密封材料134可以通過(guò)熱量、紫外線、化學(xué)活化劑、潮濕或其組合來(lái)活化。
[0029]圖6和7示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式襯里構(gòu)件122包括多個(gè)分段140。多個(gè)分段140的每個(gè)適用于聯(lián)接到鄰近分段140。多個(gè)分段140布置成一起限定大致等于流體通道110的長(zhǎng)度的長(zhǎng)度。每個(gè)分段可以根據(jù)希望具有對(duì)應(yīng)于流體通道110的相應(yīng)區(qū)段的形狀的形狀。例如，在流體通道I1的一部分具有曲線形狀的情況下，鄰接該部分的分段140也可具有大致類似的曲線形狀。如圖6和7所示，分段1