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带有衬套的往复式 活塞 发动机

阅读：585发布：2020-05-11

专利汇可以提供带有衬套的往复式活塞发动机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及带有衬套的往复式活塞发动机。一种往复式活塞发动机，其具有：汽缸体；布置在所述汽缸体中的至少一个燃烧室；以及衬套，所述衬套毗邻所述燃烧室并且由第一材料组成。在一个示例中，该往复式活塞发动机包括用于衬套的径向加强的由第二材料组成的加强元件，所述加强元件被布置在所述汽缸体和所述衬套之间并且至少部分地围绕所述衬套，其中第二材料具有比第一材料高的弹性模量。，下面是带有衬套的往复式活塞发动机专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种往复式活塞发动机，其包括：
汽缸体，
布置在所述汽缸体中的至少一个燃烧室，以及
衬套，所述衬套毗邻所述燃烧室并且由第一材料组成，
其中，所述往复式活塞发动机包括用于所述衬套的径向加强的由第二材料组成的加强元件，所述加强元件被布置在所述汽缸体和所述衬套之间并且至少部分地围绕所述衬套，其中所述第二材料具有比所述第一材料高的弹性模量。
2.根据权利要求1所述的往复式活塞发动机，其中，所述衬套由灰铸铁或铝组成，并且所述加强元件由钢组成。
3.根据权利要求1所述的往复式活塞发动机，其中，所述加强元件具有比所述衬套的衬套高度低的加强元件高度。
4.根据权利要求1所述的往复式活塞发动机，其中，所述加强元件被布置在所述衬套的上端处。
5.根据权利要求1所述的往复式活塞发动机，其中，所述加强元件具有比所述衬套的衬套壁厚大的加强元件壁厚。
6.根据权利要求1所述的往复式活塞发动机，其中，所述衬套具有凹部，并且所述加强元件被布置在所述凹部中。
7.根据权利要求1所述的往复式活塞发动机，其中，所述加强元件至少部分地围绕多个衬套。
8.根据权利要求1所述的往复式活塞发动机，其中，所述加强元件具有封闭的形状。
9.根据权利要求1所述的往复式活塞发动机，其中，所述加强元件在其外侧上具有成型件。
10.根据权利要求1所述的往复式活塞发动机，其中，所述往复式活塞发动机包括开放盖板设计。
11.一种往复式活塞发动机，其包括：
汽缸体，
布置在所述汽缸体中的汽缸，
衬套，所述衬套毗邻每个汽缸并且所述衬套由第一材料组成；和
加强元件，所述加强元件由第二材料组成用于所述衬套的径向加强并且被布置在所述汽缸体和所述衬套之间并且至少部分地围绕所述衬套，其中所述第二材料具有比所述第一材料高的弹性模量。
12.根据权利要求11所述的往复式活塞发动机，其中，所述衬套由灰铸铁或铝组成，并且所述加强元件由钢组成，并且其中没有其他材料在所述汽缸体和所述衬套之间，并且其中所述汽缸体和衬套中的每个与所述加强元件共面接触。
13.根据权利要求12所述的往复式活塞发动机，其中，所述加强元件具有比所述衬套的衬套高度低的加强元件高度。
14.根据权利要求11所述的往复式活塞发动机，其中，所述加强元件仅被布置在所述衬套的上端处。
15.根据权利要求11所述的往复式活塞发动机，其中，对于大多数所述衬套，所述加强元件具有比所述衬套的衬套壁厚大的加强元件壁厚。
16.根据权利要求11所述的往复式活塞发动机，其中，所述衬套具有凹部，并且所述加强元件被布置在所述凹部中。
17.根据权利要求11所述的往复式活塞发动机，其中，所述加强元件至少部分地围绕多个衬套。
18.根据权利要求11所述的往复式活塞发动机，其中，所述加强元件具有基本形状。
19.根据权利要求11所述的往复式活塞发动机，其中，所述加强元件在其外侧上具有成型件。
20.根据权利要求11所述的往复式活塞发动机，其中，所述往复式活塞发动机包括开放盖板设计。

说明书全文

带有衬套的往复式活塞 发动机

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本申请要求2015年2月5日提交的德国专利申请号102015201994.2的优先权，其全部公开内容以引用方式被并入本文以用于任何目的。

技术领域

[0003] 本说明书大体涉及用于机动车辆的往复式活塞发动机。

背景技术

[0004] 其中汽缸体中的汽缸孔衬有衬套(liner)的往复式活塞发动机在本领域是已知的。例如，WO 2014/006199 A2公开了由用于铸造成内燃发动机的发动机缸体的灰铸铁组成的汽缸套，其中至少在汽缸套的外圆周表面上的区域中布置了用于加强汽缸套到发动机缸体的铸造材料的连接的装置，所述装置是金属丝网或线栅，当铸造发动机缸体时，该金属丝网或线栅不会熔化或打开，其中，在至少一个区域中，该装置被焊接到汽缸套。发明内容

[0005] 本公开提供了改进的往复式活塞发动机和具有这样的往复式发动机的机动车辆。一个示例包括往复式活塞发动机，该往复式活塞发动机具有：汽缸体；布置在所述汽缸体中的至少一个燃烧室；以及衬套，所述衬套毗邻(border)所述燃烧室并且由第一材料组成，其中，所述往复式活塞发动机包括用于所述衬套的径向加强的由第二材料组成的加强元件，所述加强元件被布置在所述汽缸体和所述衬套之间并且至少部分地围绕所述衬套，其中所述第二材料具有比所述第一材料高的弹性模量。

[0006] 根据本公开，提供了赋予至少一个衬套更大刚度的布置。因此，衬套然后可以得到更好的保护，防止由于燃烧压力和高温在往复式活塞发动机操作期间特别是在开放盖板设计的情况下可能出现在衬套的上端的孔变形。较小的孔变形可允许使用具有较低预拉力的活塞环，并且因此，可以减小活塞环和衬套之间的摩擦。因此，可以实现往复式活塞发动机的更高效率。增加的效率可以进一步导致保留燃料，并且可以减少发动机的CO2排放。

[0007] 解决由于在“开放盖板”往复式发动机中衬套的更高运动距离对孔变形的负面影响的其他尝试包括将加入的金属基质复合材料(MMC)紧密地安装在汽缸套的外周上。由Takami等人在WO 2008/059330中示出了一种示例方法。在其中，具有加入金属基质复合材料环的汽缸套的开放盖板汽缸体被紧密地安装在汽缸套的外周上，并且MMC环面对顶板。进一步地，衬套材料相对于汽缸体材料的强度具有更高的强度。

[0008] 然而，发明者在此已认识到这样的系统的潜在问题。作为一个示例，相对于其他常用材料(诸如钢)，MMC材料通常成本更高，并且MMC材料可以进一步需要用于纤维增强系统的复杂的制作方法。作为进一步的示例，由于脱气和制造原因，内燃发动机的很多汽缸体具有开放盖板设计。如本文所使用的，术语“开放盖板”指汽缸套的顶部不直接连接到汽缸体的外壁的发动机。然而，因为衬套的较高运动距离，所以开放盖板设计会对孔变形具有负面影响。为了衬套和活塞之间的低摩擦，可以需要低孔变形。为此，高孔变形会对燃料经济性具有实质性影响。这对于高负荷涡轮增压发动机会变得越来越重要。

[0009] 在一个示例中，可以通过往复式活塞发动机解决上面所描述的问题，该往复式活塞发动机具有：汽缸体；布置在所述汽缸体中的至少一个燃烧室；以及衬套，所述衬套毗邻所述燃烧室并且由第一材料组成，其中，所述往复式活塞发动机包括用于所述衬套的径向加强的由第二材料组成的加强元件，所述加强元件被布置在所述汽缸体和所述衬套之间并且至少部分地围绕所述衬套，所述第二材料具有比所述第一材料高的弹性模量。这样，开放盖板汽缸体的脱气效益可以与设置在汽缸和发动机缸体之间的衬套的结构刚度和硬度相结合。

[0010] 作为所公开的往复式活塞发动机的一个示例，所描述的衬套可以由灰铸铁或铝组成，并且所述加强元件可以由钢组成。应当理解，如本文中所使用的，铝还可以指铝合金。当与灰铸铁或铝相比较时，钢具有更高的弹性系数，并且因此，钢具有相对高的材料刚度。在这种情况下，衬套可以由常规材料组成，该常规材料在安装和操作性能方面已被证明是成功的。

[0011] 应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被随附于具体实施方式的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。附图说明

[0012] 图1示出发动机的示意图。

[0013] 图2示出根据本公开的机动车辆的示例性实施例。

[0014] 图3示出根据本公开的往复式活塞发动机的第一示例性实施例的俯视图。

[0015] 图4示出根据本公开的往复式活塞发动机的第二示例性实施例的俯视图。

[0016] 图5示出往复式活塞发动机的第二实施例的侧视图。

[0017] 图2至图4被示出为近似按比例绘制，虽然可以使用其他相关的尺寸。

具体实施方式

[0018] 下面的描述涉及用于机动车辆的往复式活塞发动机，该往复式活塞发动机包括：汽缸体；布置在所述汽缸体中的至少一个燃烧室；以及衬套，所述衬套毗邻所述燃烧室并且由第一材料组成。

[0019] 在根据本公开的往复式活塞发动机的一个实施例中，衬套可以由灰铸铁或铝组成，并且加强元件可以由钢组成。由于当与灰铸铁或铝相比较时，钢具有更高的弹性系数，因此相对于铝或灰铸铁，钢具有高材料刚度。

[0020] 本文中提供的图示出所公开的往复式活塞发动机和衬套系统的示例表示。图1图示说明可以包括所公开的衬套和往复活塞布置的示例发动机实施例。在该图示说明中，发动机被示出为包括涡轮和压缩机，这可以进一步提高汽缸套的实用性。例如，由于压缩机可以在发动机内使用以压缩且最终驱动更多空气进入到燃烧室内，所以所述室和汽缸可以经历增加的压力和可以损坏或损害汽缸体的材料的其他应力。图2提供一种示例车辆，该示例车辆可以包括图1中所描述的发动机系统且可以进一步包括在随后的图中所图示说明的衬套系统和加强元件。图3示出包括衬套、成型件(moldings)和冷却液管道布置的单缸的俯视图。在该图中，示出了部件的结构布置和它们彼此之间的关系。在图4中，提供了进一步的示例实施例，并且示出有3个汽缸和燃烧室。在该图中，能够看出包括不止一个汽缸的发动机中衬套和加强元件的位置。图5在图4中呈现的实施例上进行了扩展，并且图示说明了包括3个汽缸的汽缸体的侧剖视图。这里，示出了衬套相对于加强元件的位置。

[0021] 关于图1，图示说明了示例内燃发动机100。可以经由电子发动机控制器12控制图1的内燃发动机100，并且内燃发动机100可以进一步包括至少一个燃烧室30。在该图中示出燃烧室30，该燃烧室30通过相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。可以分别通过进气凸轮51和排气凸轮53操作每个进气门和排气门。可以由进气凸轮传感器
55确定进气凸轮51的位置。进一步地，可以由排气凸轮传感器57确定排气凸轮53的位置。

[0022] 示出燃料喷射器66，该燃料喷射器66被定位成使得它可以将燃料直接喷射到燃烧室30中，这作为直接喷射对于本领域中的技术人员来说是已知的。燃料喷射器66可以传送与来自控制器单元12的脉冲宽度成比例的燃料。可以由包括燃料箱、燃料泵和燃料轨(未示出)的燃料系统(未示出)将燃料传送到燃料喷射器66。可以通过改变位置阀和调整到燃料泵的流量调节由燃料系统传送到燃烧室30的燃料压力。另外，计量阀可以位于燃料轨中或燃料轨的附近，用于闭环燃料控制。泵计量阀可以进一步调节流动到燃料泵的燃料，从而减少泵送到高压燃料泵的燃料。

[0023] 图1中图示说明了进气歧管44，该进气歧管44与可选的电子节气门62连通，为了控制来自进气增压室46的空气流，该电子节气门62可以调节节流板64的位置。在一个实施例中，本公开的发动机系统100可以包括涡轮164和压缩机162。压缩机162可以从进气口42吸入空气以供应给增压室46。排体可以使经由轴161耦接到压缩机162的涡轮164旋转。还可以在至少一个实施例中提供增压空气冷却器115，并且增压空气冷却器115可以冷却由压缩机162压缩的空气。可以通过调节可变叶片控制72或压缩机旁通阀158的位置来调节压缩机速度。在可替代的示例中，除了可变叶片控制72之外，可以使用废气门74。可变叶片控制72可以调节可变几何形状涡轮叶片的位置。当叶片处于封闭的位置时，排气可以穿过涡轮164，并且在涡轮上赋予增大的力。压缩机旁通阀158可以允许在压缩机162的出口处的压缩空气被返回到压缩机162的输入。这样，可以降低压缩机162的效率，以便影响压缩机162的流量并且减小进气歧管压力。

[0024] 当随着活塞36接近止点压缩冲程经由压缩点火将燃料点燃时，可以在燃烧室30中启动在所提供的发动机系统100内的燃烧。在一些示例中，宽域排气氧(UEGO)传感器126可以被耦接到排放设备70上游的排气歧管48。在另一些示例中，UEGO传感器可以位于一个或更多个排气后处理装置的下游。进一步地，在一些示例中，可以由可以包括NOx和氧感测元件两者的NOx传感器替换UEGO传感器。

[0025] 在较低的发动机温度下，电热塞68可以将电能转换为热能，以便升高燃烧室30中的温度。通过升高燃烧室30中的温度，经由压缩点燃汽缸空气-燃料混合物可以更容易。然后，控制器12可以调节供应到电热塞68的电力的量。电热塞68可以伸入到汽缸中，并且它可以进一步包括与电热塞集成的压力传感器，用于确定燃烧室30内的压力。

[0026] 可以在至少一个示例实施例中提供排放控制设备70，并且排放控制设备70可以包括微粒过滤器和催化剂砖。在另一个示例实施例中，可以使用每个均包括多个砖的多个排放控制设备。进一步地，在一个示例中，排放控制设备70可以包括氧化催化剂。在另一些示例中，排放控制设备可以包括贫NOx捕集器或选择性催化还原剂(SCR)，和/或柴油机微粒过滤器(DPF)。为了将排气释放到大气，发动机系统100的排放设备70可以相对于涡轮164被放置在发动机的排气系统的下游，使得供应给涡轮164的排气可以被转换为安全的形态。

[0027] 在另一个示例中，可以在发动机中经由EGR阀80提供排气再循环(EGR)。EGR阀80可以是三通阀，所述三通阀关闭或打开以阻止或允许排气从排放设备70的下游流动到压缩机162上游的发动机空气进气系统中的位置。在可替代的实施例中，EFT可以从涡轮164的上游流动到进气歧管44。在一个示例中，EGR可以绕过EGR冷却器85，或者可替代地，可以通过穿过EGR冷却器85使EGR冷却。在另一些示例中，可以提供高压和低压EGR系统。

[0028] 如图1中提供的控制器12被示出为常规微型计算机，其包括：微处理器单元(CPU)102、输入和输出端口(I/O)104、只读存储器(ROM)106、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110和常规数据总线。控制器12被示出从耦接到发动机100的传感器接收各种信号，除了先前所讨论的那些信号之外，还包括：来自耦接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；耦接到加速器踏板130的用于感测如由驾驶员132调节的加速器位置的位置传感器134；来自耦接到进气歧管44的压力传感器121的发动机歧管压力(MAP)的测量；来自压力传感器122的增压压力；来自氧传感器126的排气氧浓度；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120(例如，热线式空气流量计)的进入发动机的空气质量的测量；以及来自传感器58的节气门位置的测量。还可以通过传感器(图1中未示出)感测大气压力，用于由控制器12进行处理。在本公开的一个示例实施例中，对于曲轴每次旋转，发动机位置传感器118可以产生预定数量的等距脉冲，由此可以确定发动机转速(RPM)。发动机系统100的控制器12可以进一步起作用以控制且随后致动上面所描述的阀门。

[0029] 应当理解，在图1中提供的发动机实施例中，由于显示的涡轮增压系统，所以在下面进一步详细描述的衬套和加强元件可以对赋予在汽缸体上的额外的力和应力提供增加的阻力。进一步地，由于增加燃烧室的整体强度，所以加强元件和衬套系统可以增加发动机的寿命。这样，可以例如在除了图1所示的发动机之外的发动机，诸如柴油机，以及可以受益于燃烧室的增加的结构刚度和/或强度的其他发动机中使用衬套和加强元件。

[0030] 现在转到图2，该图根据本公开图示说明了机动车辆10的示例性实施例。机动车辆10包括作为车辆的驱动部件的往复式活塞发动机11。在一个实施例中，往复式活塞发动机
11可以是上面所描述的且在图1中所图示说明的发动机。

[0031] 应当理解，为了图示说明的目的，只提供了图2中所示的机动车辆，并且所公开的包括衬套和加强元件的发动机可以应用于各种不同的机动车辆类型。作为一个示例，衬套和加强元件可以应用于较大车辆(诸如，公共汽车或卡车)的发动机。

[0032] 根据本公开，以图3到图5中的示例的方式图示说明了往复式活塞发动机11。进一步地，如图中所示，往复式活塞发动机11包括壳体12，壳体12在本文中被称为汽缸体12。除了汽缸体12之外，特别地，往复式活塞发动机11可以包含汽缸盖(诸如，图1的汽缸盖)，该汽缸盖可以按惯例方式沿汽缸体12的上侧26进行定位。至少一个燃烧室13被布置在汽缸体12中。图3进一步图示说明了一个示例实施例，并且被示出具有单个燃烧室，然而实施例被提供有不止一个燃烧室。例如，图4和图5图示说明包括三个燃烧室13的示例性实施例。

[0033] 现在转到图3，在俯视图中提供了单个燃烧室13以明确每个部件的相对定位。该实施例的往复式活塞发动机11可以包括汽缸体12、燃烧室13、衬套14，该衬套14可以进一步包括内侧21和外侧22、加强元件17和成型件28。

[0034] 可以由衬套14毗邻至少一个燃烧室13，使得衬套在圆周面上完全围绕燃烧室。在包括不止一个汽缸的发动机实施例中，可以将衬套14分配给往复式活塞发动机11的燃烧室13中的每个。在一个实施例中，衬套14可以包括大致圆柱形轮廓形状，并且汽缸可以进一步大致本质上是空心的。衬套14的内侧21可以朝向燃烧室13，其中，内侧21与燃烧室13的外周直接共面接触，并且衬套的外侧22可以朝向汽缸体12。衬套的外侧22可以与加强元件17直接共面接触。这样，衬套的内侧21因此可以形成燃烧室13的圆周边界。

[0035] 衬套14可以布置在汽缸体12和燃烧室13之间，使得衬套与燃烧室13的外周直接共面接触，并且还与加强元件在朝向汽缸体12的面处直接共面接触。进一步地，用于往复式活塞发动机11的液体冷却的冷却导管20可以被提供在衬套14的外侧22上的汽缸体中，使得冷却导管20可以被夹在汽缸体的内表面和加强元件17的外周边之间。冷却导管20可以在特定的示例中被实施为冷却套管20，该冷却套管20可以充分地围封和封装衬套14。在图3和图4中图示说明了通过冷却套管20围封衬套14。

[0036] 在一个实施例中的往复式活塞发动机11的汽缸体12可以包括开放盖板设计，其中，冷却导管20在上侧26上可以是开放的。为了完全地密封冷却导管20，汽缸盖可以具有对应配置的盖密封件。

[0037] 参考图4，该图图示说明了包括三个汽缸的汽缸体12的实施例的俯视图。类似于图3，所图示说明的往复式发动机包括汽缸体12、至少一个燃烧室13、衬套14，该衬套14进一步包括内侧21和外侧22、加强元件17和成型件28。可以由衬套14毗邻燃烧室13，使得衬套14大致围绕燃烧室的圆周周边。

[0038] 按照这种观点，不难看出在至少一个实施例中，衬套14可以被固定到往复式活塞发动机11的每个单独的燃烧室13的内部，使得燃烧室由衬套14完全围绕在内面上。在该实施例中，衬套14被示出包括大致圆柱形轮廓形状，其中，汽缸是空心的。衬套14的内侧21可以朝向燃烧室13，其中，内侧21与燃烧室13的外周直接共面接触，并且衬套14的外侧可以朝向汽缸体12。因此，衬套14的外侧22可以与所提供的加强元件17直接共面接触。

[0039] 在一个实施例中，加强元件17可以包括如图4中所图示说明的彼此连接的多个半圆形部分。加强元件17可以大致围绕多个燃烧室13，使得由加强元件17限定汽缸13和汽缸体12之间的接口。这样，加强汽缸体12而不将活塞运动限制在所提供的汽缸13内是可能的。进一步地，如图4中所图示说明的，在一些实施例中的加强元件可不完全地围绕汽缸14的整个外周，使得可以减少加强元件所需的材料量，并且因此还可以减少成本。如上面简要提到的，在包括不止一个燃烧室的实施例中，虽然加强元件17在它的整个圆周上可不完全封装或围绕燃烧室，但是在这些实施例中，衬套14将被配置为完全围绕燃烧室13的圆周。

[0040] 在一个实施例中，衬套14可以被布置在汽缸体12和燃烧室13之间，使得衬套可以与燃烧室13的外周直接共面接触，并且可以至少部分地与加强元件17直接共面接触。

[0041] 在一个实施例中，加强元件可以限定特定的高度，该特定的高度可以小于或低于衬套的高度。这样，可以在部分中布置加强元件。在进一步的实施例中，相对于机动车辆中发动机的位置，可以在衬套的上端处布置加强元件。这样，加强元件因此可以作为可以存在孔变形的最大风险的点。

[0042] 作为一个示例实施例，加强元件17可以限定壁厚，该壁厚可以比衬套的壁厚大。由于由加强元件壁厚引起的整体壁厚中加强元件的部分越大可以导致两个部件的整体结构刚度越大，元件17的加强效果因此可以被增加。在进一步的示例中，衬套可以包括凹部，并且加强元件可以被设置在衬套的凹部内。这样，加强元件可以被配置为甚至更宽，并且可以增加组件的整体刚度。另外，在至少一个示例实施例中，由于凹部的边界可作为定位辅助件，所以在往复式活塞发动机11的安装期间，可以有利于加强元件17的位置。

[0043] 在另一个实施例中，加强元件可以至少部分地围绕多个衬套，使得可以实现节省空间的配置。应当理解，在一个实施例中，加强元件可以包括封闭的基本形状，意思是加强元件可以完全围绕燃烧室。然而，在又一些实施例中，加强元件可以包括开放的基本形状，其中，加强元件可不完全围绕燃烧室和衬套的圆周面。这样，加强元件可以包括部分。

[0044] 在一个示例中，加强元件可以进一步在其外面上包括多个成型件。通过该成型件，可以增强加强元件的外侧的表面，并且因此，可以实现或增加冷却效果。

[0045] 图5示意性地图示说明了通过汽缸体12的部分的侧视图，并且在图4中呈现的视图上进行扩展。作为本领域中惯用的衬套14可以位于汽缸的区域中，其中，活塞(未示出)执行其往复运动。衬套14可以具有线性高度15，并且该线性高度可以从上端18向下延伸直到衬套14的下端19。在这种情况下，限定衬套的顶部表面的上端18可以朝向如图4中所示的围绕图5中呈现的部件的汽缸体12的上侧26。

[0046] 衬套14的壁厚在本文中被称为衬套壁厚16并且限定衬套的宽度。可以由第一材料制造衬套14，特别地，由灰铸铁或由铝制造衬套14，其中，铝还可以包括铝合金。应当理解，制造衬套的材料可以被选择成与构造汽缸体12的材料相比具有较低的弹性模量。在一个示例中，各种部件的较高/较低的弹性模量可以是整个所述部件的模量，因为横穿部件的整个材料的弹性模量是恒定的(例如，具有5％)。

[0047] 在一个实施例中，往复式活塞发动机11可以包括限定燃烧室13和汽缸体12之间的接口的加强元件17。加强元件17可以被配置为以一种方式支撑衬套14，使得可以使衬套14的径向扩展困难的。这样，可以借助于加强元件17增加衬套14变形的阻力。衬套14与加强元件17一起相比于没有加强元件17可以具有更大的刚度。可以由与第一材料不同的第二材料制造加强元件17。例如，在一个实施例中，可以由钢构造加强元件17。根据本公开，与制造衬套14的第一材料相比较，第二材料应该具有更高的弹性系数。

[0048] 进一步地，在至少一个实施例中，加强元件17可以被布置在衬套14和发动机缸体12之间。在一些示例实施例中，可以将加强元件17挤压或缩拢在其上，或者浇铸在其中。可以以一种方式布置加强元件17，使得它抵靠衬套14的外侧22并且围绕在至少一个区域中的衬套14。加强元件17可以进一步布置在衬套14的上端18处并且可以特别地保持与衬套14齐平。

[0049] 加强元件17可以具有加强元件高度23，加强元件高度23可以低于衬套高度15。因此，多个加强元件17沿衬套高度15布置是可能的。更进一步地，加强元件17可以包括加强元件壁厚24，该加强元件壁厚24在宽度上比衬套壁厚16更大。

[0050] 衬套14的上端18可以具有凹部25，凹部25可以允许接收加强元件17。在至少一个示例实施例中，可以在凹部25的位置处减小衬套壁厚16。

[0051] 在一个示例中，加强元件17可以连同其外侧27至少部分地突出进入到冷却导管20。在另一个示例实施例中，成型件28可以被提供用于增加加强元件的外侧27的表面，并且可以如图2所图示说明的沿加强元件17的外侧27进行布置。进一步地，可以在至少一个实施例中提供成型件28例如作为冷却翅片。

[0052] 特别地，加强元件17可以是如图5所示的实心设计的基本横截面。在表面26的平面中加强元件17的配置可以与往复式活塞发动机11内的汽缸或燃烧室13和衬套14的数量相匹配。

[0053] 为了说明的目的，图3示出具有单个燃烧室13且因此具有单个衬套14的实施例。在这种情况下，以封闭的圆环的形式示出加强元件17。加强元件17被设计或配置为非圆形和/或开环也是可能的。如在一个示例实施例中，如果往复式活塞发动机11包括多个衬套14，则加强元件17可以接合在多个衬套14周围。图4中图示说明了具有三个燃烧室13和三个衬套14的示例性实施例。在上侧26的相同平面中，在该实施例中，加强元件17可以包括封闭的配置，该封闭的配置可以由四个圆环段进行组装，并且可以围绕由环段限定的三个圆。往复式活塞发动机11包括多个加强元件17也是可能的，其中多个加强元件17中的每个可以加强至少一个衬套14。基于发动机的汽缸数量、汽缸布置和汽缸间距，可以提供多个实施例的可能性，使得本领域的技术人员可以根据本公开实践本主题。

[0054] 图1至图5示出具有各种部件的相对定位的示例配置。在至少一个示例中，如果示出直接彼此接触或直接耦接，则这样的元件可以分别被称为直接接触或直接耦接。类似地，在至少一个示例中，示出彼此邻接或相邻的元件可以分别彼此邻接或相邻。作为示例，位于彼此共面接触的部件可以被称为共面接触。作为另一个示例，在至少一个示例中，仅中间具有空间、被定位成彼此分开且没有其他部件的元件可以如此称呼。

[0055] 这样，通过在内燃往复式活塞发动机的(一个或多个)燃烧室内提供衬套，可以提高汽缸体的结构刚度和变形抗力。

[0056] 作为在汽缸体内提供至少部分地围绕诸如在包括多个汽缸的实施例中的多个衬套的加强元件的技术效果的一个示例是：加强的燃烧室的节省空间配置会是可能的。另外，较少的个别零件可必须在制造过程中进行制造或铣削。

[0057] 加强元件的封闭基本形状(诸如图3中提供的实施例)的额外的技术效果是：当与部分开放的基本形状(诸如图4中所示的实施例)相比较时，可以获得是加强元件的更大的结构刚度。

[0058] 作为一个实施例，往复式活塞发动机包括：汽缸体；布置在汽缸体中的至少一个燃烧室；和毗邻燃烧室且由第一材料组成的衬套，其中，往复式活塞发动机包括用于衬套的径向加强的由第二材料组成的加强元件，所述加强元件布置在汽缸体和衬套之间并且至少部分地围绕衬套，其中提供了比第一材料具有更高弹性模量的第二材料。在往复式发动机的第一示例中，衬套由灰铸铁或铝组成，并且加强元件由钢组成。往复式活塞发动机的第二示例可以可选地包括第一示例，并且可以进一步包括其中加强元件具有比衬套的衬套高度低的加强元件高度。往复式活塞发动机的第三示例可以可选地包括第一示例和第二示例中的任一个，并且可以进一步包括布置在衬套的上端处的加强元件。往复式发动机的第四示例可以包括第一示例到第三示例中的一个或更多个，并且进一步包括加强元件，该加强元件的加强元件壁厚比衬套的衬套壁厚大。往复式活塞发动机的第五示例可以包括第一示例到第四示例中的一个或更多个，并且可以进一步包括具有凹部的衬套和布置在凹部中的加强元件。往复式活塞发动机的第六示例可以包括第一示例到第五示例中的一个或更多个，并且可以进一步包括至少部分地围绕多个衬套的加强元件。往复式活塞发动机的第七示例可以包括第一示例到第六示例中的任一个，并且进一步包括具有封闭的基本形状的加强元件。往复式活塞发动机的第八示例可以可选地包括第一示例到第七示例中的一个或更多个，并且进一步包括加强元件，该加强元件在其外侧上具有成型件。往复式活塞发动机的第九示例可以可选地包括第一示例到第八示例中的一个或更多个，并且进一步包括以开放盖板设计体现的往复式活塞发动机。

[0059] 注意，本文中所包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中并且可以通过包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。在本文中所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或更多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所描述的各种动作、操作和/或功能可以按所示顺序执行、并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现在本文中所描述的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序，但是为了便于图释和说明而提供了所述处理顺序。取决于所使用的特定策略，所示出的动作、操作和/或功能中的一个或更多个可以被重复执行。另外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器的代码，其中通过结合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令而使所描述的动作得以实现。

[0060] 应认识到，在本文中所公开的配置和程序本质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和构造和其他的特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

[0061] 本申请的权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或更多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或关联申请中提出新的权利要求而得要求保护。这些权利要求，无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同，都被认为包括在本公开的主题内。

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