專利名稱：內(nèi)燃機用汽缸體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機用汽缸體，特別是涉及一種用于空冷式內(nèi)燃機的汽缸體的改進技術(shù)，其著眼點是消除在鐵制缸套整體鑄入的鋁合金制的汽缸體中的熱變形。
背景技術(shù)：
一般內(nèi)燃機用汽缸體的外形形狀如圖7的立體圖所示，多數(shù)情況下，利用鋁合金等輕質(zhì)合金整體鑄入橫截面為圓形的鐵制(鑄鐵制)缸套，或者將鐵制(鑄鐵制)缸套壓入到由鋁合金等輕質(zhì)合金鑄造的汽缸體內(nèi)而制成，多數(shù)情況下，對于擔(dān)心包入鐵制缸套的缸套周邊部的輕質(zhì)合金鑄造部中的熱的影響的壁厚的均勻化，沒有進行必要充分的考慮。
一般提供汽缸體的曲軸箱和汽缸蓋部緊固用的固定螺栓孔周邊部，作為用于緊固而剛性要求增大的壁厚鑄造部，尤其是從缸套外周部距固定螺栓孔的位置的結(jié)構(gòu)中，具有使該螺栓孔周邊成為寬大的壁厚鑄造部的趨勢，因此鑄入缸套的輕質(zhì)合金鑄造部的壁厚的厚度隨著位置的不同而有較大的區(qū)別(例如，參考專利文獻1)。
其間，就以輕質(zhì)合金汽缸筒鑄入鑄鐵制汽缸套的汽缸體而言，在鑄鐵制汽缸套的外周部上突出設(shè)置有突起部，該突起部上形成有汽缸體固定螺栓孔，目的是加強上述固定螺栓孔周圍的剛性，由此使汽缸體的缸套外周部和固定螺栓孔靠近，結(jié)果是，減小寬大厚壁的鑄造部(例如，參考專利文獻2)。
專利文獻1實開昭62-175249號公報(第1頁，圖1)專利文獻2實開昭63-119849號公報(第1頁-第2頁，圖1-圖2)圖5中示出了上述專利文獻1所記載的汽缸體01，其中，缸套02被壓進由輕質(zhì)合金鑄造的汽缸體01內(nèi)。從缸套02外周部02a伸出的固定螺栓孔03a-03d位置與缸套外周部02a分開，這種鑄造汽缸體01中，如圖所示，包覆缸套外周部02a的鋁合金等的輕質(zhì)合金鑄造部的壁厚在固定螺栓孔03a-03d的周邊部成為顯著寬大的厚壁鑄造部04a-04d，進而是用以連接固定螺栓孔03a-03d周邊部的厚壁鑄造部04a-04d與缸套外周部02a之間的鑄造部也成為寬大厚壁的鑄造連接部06a-06d。
汽缸體的輕質(zhì)合金中上述寬大厚壁鑄造部的存在，而使包覆上述缸套外周部的鋁合金等輕質(zhì)合金鑄造部中的壁厚產(chǎn)生不一致，這種鑄造部中壁厚的不均勻性的擴大，使在汽缸體鑄造時增大鋁合金等輕質(zhì)合金鑄造部的凝固時間的時間差，這種凝固時間差的增大使得在輕質(zhì)合金鑄造部的厚壁鑄造部收縮而產(chǎn)生所謂的收縮，因而就會殘留有熱變形，由于輕質(zhì)合金鑄造部在包覆其外周部的缸套上作用有不均勻的力，在該缸套上就會作用有不良影響。尤其是鐵制(鑄鐵制)等缸套整體鑄入到汽缸套內(nèi)，上述影響就更大，包覆缸套的抱緊力如果不均勻，在機構(gòu)運轉(zhuǎn)而產(chǎn)生高溫時的情況下，汽缸孔(汽缸鏜孔)可能會發(fā)生大的變形。
因此，雖然消除由于上述寬大厚壁鑄造部的存在的不良影響的著眼點是不確定的，圖6中示出了專利文獻2中記載的汽缸體01公開了如下的結(jié)構(gòu)鑄鐵制的鑄入缸套02外周部上設(shè)置有突出部04a-04d，在這些突出部對用以固定上述缸體01的螺栓孔(螺栓孔)03a-03d進行開口，由此來保證螺栓孔03a-03d周邊部的剛性。通過螺栓孔03a-03d靠近缸套外周部02a，結(jié)果是消除寬大厚壁的鑄造部。但是該汽缸體01中，要求特殊結(jié)構(gòu)的缸套02，在缸套02上設(shè)置用于固定螺栓孔03a-03d的突出部04a-04d。
鑒于上述情況，因此期待研發(fā)一種汽缸體，以具有鐵制(鑄鐵制)鑄入汽缸套的鋁合金等輕質(zhì)合金的缸體作為前提，僅僅簡單的結(jié)構(gòu)變化，并且在鑄造中保持良好的操作性，消除在鑄造中鑄入合金的凝固的時間差，且在鑄造中不會產(chǎn)生熱變形，能夠以均勻的力抱緊鑄入缸套，并且汽缸孔(汽缸鏜孔)在內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)而產(chǎn)生高溫時不會變形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于解決上述問題的內(nèi)燃機用汽缸體改進結(jié)構(gòu)，并且鐵制汽缸套整體鑄造的內(nèi)燃機用汽缸體的特征在于，在用以連接汽缸體固定螺栓孔周邊部的寬大厚壁鑄造部和上述缸套外周部附近的壁厚鑄造部之間的寬大厚壁鑄造連接部上設(shè)置有減重部。而且上述減重部以減重孔為特征，進而上述減重部以從寬大厚壁的鑄造連接部的橫向減重為特征。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，由于在用以連接汽缸體固定螺栓孔周邊部的寬大厚壁鑄造部和上述缸套外周部附近的壁厚鑄造部之間的寬大厚壁鑄造連接部上設(shè)置有減重部，所以包入汽缸套的上述缸套周邊部中的鑄造部能夠達(dá)到壁厚均勻化，從而消除在鑄造中鑄造部的部分凝固時間差，繼而防止由上述鑄造部的凝固時間差而產(chǎn)生的熱變形或者收縮。
而且，缸套周邊部的鋁鑄造部由于上述缸套的抱緊力均勻化，在機構(gòu)運轉(zhuǎn)的高溫過程中鑄造部和鐵制缸套就一起均勻地膨脹，所以能夠減少鐵制缸套的翹曲并抑止其變形，從而減少消費油量和燃?xì)饬?ブロバ一イガス)，而還可以抑止活塞的拍打聲。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，在上述權(quán)利要求1所記載的發(fā)明中，上述減重部由減重孔構(gòu)成，添加到上述權(quán)利要求1所記載發(fā)明的上述效果中，減重孔在鑄造時整體成形，由于減重孔采用比較簡單的結(jié)構(gòu)，所以不會有損于鑄造過程的操作性，能夠?qū)⒂蓽p重部引起的強度下降遏制在最小限度內(nèi)，且消除鑄造部的凝固時間差。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，在上述權(quán)利要求1所記載的發(fā)明中，上述減重部由于從寬大厚壁鑄造連接部的橫向減重，所以添加到上述權(quán)利要求1所記載發(fā)明的上述效果中，采用簡單的減重結(jié)構(gòu)，不會有損于鑄造過程的操作性，且能夠消除鑄造部的凝固時間差。


圖1是示出具有采用本發(fā)明改進技術(shù)的汽缸體的內(nèi)燃機汽缸體周邊結(jié)構(gòu)的側(cè)剖面圖。
圖2是示出本發(fā)明改進前汽缸體橫剖面結(jié)構(gòu)的主要視圖。
圖3是本發(fā)明進行改進后的汽缸體剖面結(jié)構(gòu)的主要視圖。(實施例1)圖4是本發(fā)明進行另一改進后的汽缸體剖面結(jié)構(gòu)的主要視圖。(實施例2)圖5是現(xiàn)有汽缸體的示圖，示出了汽缸體的上面圖。
圖6是現(xiàn)有另一汽缸體的示圖，示出了汽缸體的上面圖。
圖7是示出了現(xiàn)有通用汽缸體的立體圖。
具體實施例方式
把鐵制汽缸套鑄入鋁合金鑄造部的內(nèi)燃機汽缸體來實施。
實施例1根據(jù)附圖，說明本發(fā)明的實施例1。
首先，說明作為本實施例中改進對象的汽缸體10的結(jié)構(gòu)及其周邊結(jié)構(gòu)。
在圖1中，示出了內(nèi)燃機E中汽缸體部10及其附近部分的結(jié)構(gòu)。
圖1中所示的汽缸體部10的下部緊固在曲軸箱部20上，而其上部緊固在汽缸蓋部30上。最后，曲軸箱部20、汽缸體部10和汽缸蓋30由雙頭螺栓B相互緊固在一起。
在曲軸箱部20內(nèi)，其所示一部分的曲軸21通過軸承22可被旋轉(zhuǎn)支承，圖1中左側(cè)的軸承為球軸承22a，右側(cè)的軸承22為滾柱軸承22b，該兩軸承的使用的狀態(tài)被示出一部分。而且連桿23通過其大端部23a被安裝在曲軸21的曲軸銷21a上，而由活塞銷可將活塞安裝在該連桿23的未示出的小端部上。該活塞在形成于上述汽缸體部10內(nèi)的汽缸孔2(參考圖2)內(nèi)往復(fù)滑動。而這種結(jié)構(gòu)業(yè)已為人們所熟知。
且在圖1中，利用安裝在曲軸21上的參附圖標(biāo)記24表示的是凸輪鏈驅(qū)動用鏈輪，從曲軸箱部20通過汽缸體部10并進而一直延伸到汽缸蓋部30的零件25是凸輪鏈導(dǎo)向件。
在圖2中，示出了在對內(nèi)燃機E的上述汽缸體部10進行減輕重量的改進之前的汽缸體1的上下方向中央部的橫向剖面圖。在該剖面圖中，示出汽缸體1具有包括有兩個長側(cè)面A1、A2和兩個短側(cè)面B1、B2的大致矩形的形狀，該外形形狀的輪廓實質(zhì)上是由用于空氣冷卻上述汽缸體1的散熱片F(xiàn)形成的。
散熱片F(xiàn)實質(zhì)上是在以和圖2中所示剖面平行的規(guī)定間隔設(shè)置的多個平面中，由散熱片F(xiàn)1和F2構(gòu)成。F1是從汽缸體1的外周部，即汽缸體1的上述長側(cè)面和短側(cè)面分別向外延伸出的多個橫向散熱片(參看圖1)，F(xiàn)2是和橫向散熱片F(xiàn)1垂直相交且從上述汽缸體1的外周部、即汽缸體1的上述長側(cè)面和短側(cè)面分別向外延伸的并連接上下橫向散熱片F(xiàn)1的多個縱向散熱片。
在汽缸體1的大致中央部形成有汽缸孔1a。如眾所周知的那樣，該汽缸孔1a在縱向貫通上述汽缸體1，且如上所述，該孔1a是供以未示出的活塞滑動配合的孔1a。因此，在汽缸孔1a和形成上述汽缸體1的大致矩形形狀一側(cè)的短側(cè)面B2之間，也形成有在縱向貫通汽缸體1的開口部1b。該開口部1b是供以未示出凸輪鏈旋轉(zhuǎn)移動的開口部1b。
另外，汽缸體1由鋁合金鑄造制成，鐵制例如Fe制的橫斷面為圓的筒狀的汽缸套2在上述鑄造時，和鋁合金一起鑄入。如圖2所示且如上所述，在汽缸體1上下方向的中央部的橫向斷面視圖中，在該汽缸體1的大致中央部開口以縱向貫通大致中央部，設(shè)置用以圖中未示出活塞的汽缸孔1a，因此上述Fe制汽缸套2整體地鑄入到上述汽缸體1的大致中央部。
汽缸套2周邊部的整個面完全由鋁合金的鑄造部所覆蓋，在汽缸套2的外周部2a上，設(shè)置有多個在該外周部2a的長度方向(縱向)以等間隔延伸的肋狀突出部2b。該肋狀突出部2b使與鑄造中的鋁合金的鑄入強化。
因此，形成有兩對螺栓孔3a、3c和3b、3d，彼此相對設(shè)置且隔著上述汽缸套2的汽缸孔1a，這些螺栓孔3a-3d彼此成對，即3a、3c和3b、3d在對稱位置上彼此隔著上述汽缸孔1a形成。因此這些螺栓孔3a-3d，以汽缸孔1a的中心O作為轉(zhuǎn)軸且間隔接近90°設(shè)置，并分別形成在從該中心O徑向向外延伸的線L1-L4上。
這些螺栓孔3a-3d在上述汽缸體1的縱向上貫通該汽缸體1，這四個螺栓孔3a-3d，為一種供以雙頭螺栓B用的螺栓孔(參看圖1)，該雙頭螺栓將作為上述內(nèi)燃機E中汽缸體部10的汽缸體1固定在曲軸箱部20和汽缸蓋部30上。
利用雙頭螺栓B提供固定汽缸體1的四個螺栓孔3a、3b、3c、3d的周邊部，分別為寬大厚壁的鑄造部4a-4d，由于由上述螺栓B來固定，所以這些鑄造部用于保持周邊部的強度以及增強固定安裝的穩(wěn)定性，上述寬大厚壁的鑄造部4a-4d通過寬大厚壁的鑄造連接部6a-6d和壁厚鑄造部5a-5d相連，而這些壁厚鑄造部直接環(huán)抱著上述汽缸套2的外周部2a。
與各個螺栓孔3a-3d周邊部的寬大厚壁鑄造部4a-4d和與汽缸套外周部2a附近的壁厚鑄造部5a-5d相連的寬大厚壁的鑄造連接部6a-6d，如圖2所示描出平緩的曲線。結(jié)果，連接上述各部分從而成形的四個寬大厚壁的鑄造成形部7a-7d分別從汽缸套2的中心O，在徑向向外延伸的上述四條線L1-L4上，具有左右對稱或大致對稱地隔著該線，以大致對稱的寬大形狀，在線L1-L4上延伸。
進而，在上述四條線L1-L4上延伸的每一寬大厚壁鑄造成形部7a-7d的各自前端部上，都形成有上述雙頭螺栓B的緊固螺栓孔3a-3d，而且從圖2中能夠理解，在這四條線L1-L4上延伸的寬大厚壁鑄造成形部7a-7d，可以形成有比包入汽缸套2的其他鋁合金鑄造部的寬度更寬的鑄造壁厚部。
本實施例1中上述結(jié)構(gòu)是改進以前的汽缸體1。而在本實施例1中，如圖3所示，為了消除在該汽缸體1鑄造時受熱而產(chǎn)生的不良影響，以對包入Fe制汽缸套2周邊部的鋁合金鑄造部中均勻化壁厚為著眼點進行改進。為了在上述鋁合金鑄造部中均勻化壁厚，采用以下所述汽缸體1的改進結(jié)構(gòu)。
即在上述汽缸體1中，分別形成有沿上述四條線L1-L4延伸的寬大厚壁鑄造成形部7a-7d，在這些寬大厚壁鑄造成形部7a-7d各自前端部的雙頭螺栓B固定螺栓孔3a-3d周邊部的厚壁鑄造部4a-4d和汽缸套2外周部2a附近的鑄造部5a-5d之間的大致中間部，也就是在連接這兩者之間的寬大厚壁鑄造連接部6a-6d的大致中間部，形成有減重部8a-8d。
如圖1所示，減重部8a-8d從汽缸體1的上面部并且從下面部分別朝著汽缸體1的縱向，形成彼此相向地延伸到規(guī)定深度的減重孔9a-9d，這些減重孔9a-9d的剖面形狀呈現(xiàn)為類似中間細(xì)的葫蘆瓢(參看圖3)。但是，孔9a-9d的上述剖面形狀僅僅是一個實例，減重孔9a-9d的剖面形狀當(dāng)然并非僅僅限定于這種形狀，考慮到鋁合金鑄造部的壁厚均勻化和鑄造中的操作性等因素，選擇用以此的最適宜的形狀。
本實施例1中，在包入Fe制汽缸套2的該汽缸套2周邊部的鋁合金鑄造部的寬大厚壁鑄造成形部7a-7d，即在雙頭螺栓B的固定螺栓孔3a-3d周邊部的寬大厚壁鑄造部4a-4d與汽缸套2的外周部2a附近的鑄造部5a-5d之間進行連接的寬大厚壁鑄造連接部6a-6d上設(shè)置有減重孔9a-9d，所以，與如圖2所示改進前的汽缸體1進行比較，在汽缸套2周邊部上能夠?qū)崿F(xiàn)鋁合金鑄造部的壁厚就能夠均勻化。
通過在鑄造汽缸體1時的鋁合金鑄造部的壁厚差幾乎能夠完全消除鋁合金凝固的時間差，從而抑止上述鑄造中熱變形的發(fā)生，繼而抑止厚壁的鑄入部中產(chǎn)生收縮，使鋁合金鑄造部抱緊Fe制汽缸套2的力實現(xiàn)均勻化。另外還可以防止機構(gòu)運轉(zhuǎn)中的高溫時的汽缸孔1a(汽缸鏜孔)的變形和翹曲。
實施例2
實施例2，對于在鑄入有Fe制汽缸套2的汽缸體1中的鋁合金鑄造部的減重結(jié)構(gòu)中與實施例1有所不同，而其他結(jié)構(gòu)部分實質(zhì)上沒有什么不同。下面以在鑄入有Fe制汽缸套2的汽缸體1中的鋁合金鑄造部減重孔8a-8d結(jié)構(gòu)為中心，以圖4來說明上述實施例2。對于與實施例1中結(jié)構(gòu)部件實質(zhì)上相同的結(jié)構(gòu)零件采用相同的附圖標(biāo)記。
在該實施例2中，圖2所示改進以前的汽缸體1中用于均勻化壁厚的減重孔8a-8d，上述四條線L1-L4中寬大厚壁的鑄造成形部7a-7d，即更具體的是，汽缸套2外周部2a附近的鋁合金鑄造部5a-5d和雙頭螺栓B的固定螺栓孔3a-3d周邊部的寬大厚壁鑄造部4a-4d，通過寬大厚壁鑄造連接部6a-6d進行連接的寬大厚壁鑄造成形部7a-7d中的減重部8a-8d和實施例1中的減重都沒有區(qū)別。
該實施例中減重如圖4所示，相比較于上述四條線L1-L4上寬大厚壁鑄造成形部7a-7d的雙頭螺栓B固定螺栓孔3a-3d周邊部的厚壁鑄造部4a-4d和寬大厚壁的連接鑄造部6a-6d，從橫向?qū)嵤p重8a-8d，就可以抑制這些鑄造部的橫向?qū)挾葦U大，從而使鑄造部變細(xì)，因而可限制包入汽缸套2周邊部的鋁合金鑄造部壁厚的偏差，達(dá)到均勻化的目的。
在圖4中，只不過示出了汽缸體1的大致左半部分，示出了兩條線L1、L4上寬大厚壁鑄造成形部7a、7d的減重部8a、8d的樣子，其他未示出的汽缸體1右半部分的兩條線L2、L3上的寬大厚壁鑄造成形部7b、7c的減重部8b、8c也完全相同。
因此，這些減重結(jié)構(gòu)由于比較簡單，所以在鑄造這些減重孔時，就不會有損操作性。從而就易于實現(xiàn)包入有鐵制即Fe制汽缸套2周邊部的鋁合金鑄造部中壁厚的均勻化，且和實施例1中發(fā)明相同，容易得到鑄入了在鑄造中沒有熱的殘留變形的鐵制汽缸套2的汽缸體1。
可適用于整體鑄入鐵制部件的車用零件等的輕質(zhì)合金鑄造零件。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機用汽缸體，該汽缸體是整體鑄造鐵制汽缸套而形成，其其特征在于，在寬大厚壁的鑄造連接部上設(shè)置有減重部，該寬大厚壁的鑄造連接部是在汽缸體固定螺栓孔周邊部的寬大厚壁的鑄造部和上述缸套外周部附近的壁厚鑄造部之間進行連接。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機用汽缸體，其特征在于，上述減重部為減重孔。
3.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機用汽缸體，其特征在于，上述減重部從寬大厚壁的鑄造連接部的橫向進行減重。
全文摘要
一種內(nèi)燃機用汽缸體，其是整體鑄入缸套的輕質(zhì)合金制的鑄造汽缸體，其鑄造壁厚部的壁厚為均勻化，以達(dá)到消除鑄造壁厚部在鑄造中的凝固時間差，并且使抱緊缸套的力均勻。在鋁合金汽缸體(1)中整體鑄入有鐵制汽缸套(2)，包入該缸套外周部(2a)的鋁鑄造部上設(shè)置有供以固定上述汽缸體(1)的螺栓孔(3a－3d)。因此，連接該螺栓孔(3a－3d)周邊部和缸套外周部(2a)的連接部為寬大厚壁的連接鑄造部(6a－6d)，該寬大厚壁的連接鑄造部(6a－6d)上設(shè)置有減重部(8a－8d)，由此達(dá)到包入缸套外周部(2a)的鋁鑄造部壁厚的均勻化。
文檔編號F02F1/24GK1598277SQ200410089929
公開日2005年3月23日 申請日期2004年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月12日
發(fā)明者神戶敬司, 水谷文則, 小林修二 申請人:本田技研工業(yè)株式會社