[0001] 本
发明要求于2012年5月21日递交的序列号为1254594的法国
申请的优先权，该申请的公开内容(文本、
附图和
权利要求)通过引用整体并入本文。
技术领域
[0002] 本发明涉及
内燃机领域，其中气缸组件上装配有添加的护套。更确切地，本发明涉及用于盖罩内燃机气缸的圆柱壁的气缸护套，以及涉及包括至少一个盖罩有这种护套的气缸的内燃机气缸组件。
背景技术
[0003] 以通常的形式，内燃机或热
发动机包括发动机组件，所述发动机组件中内部形成有至少一个气缸，所述气缸上可移动地安装有通过如
连杆这样的连接元件与
曲轴联接的
活塞。发动机组件通常包括三个主要部分，其中的一个称为气缸组件，这是由于所述部分包括一个或多个气缸。在下文中，采用“气缸”组件的唯一写法不排除本包括单个气缸的发动机的发明。
[0004] 气缸组件的一侧
覆盖有气缸盖(第二主要部分)，所述气缸盖中布置有内燃机运行的必需部件，尤其是进气装置、排气装置以及任选地点火装置。在另一侧，气缸组件覆盖有容纳曲轴的发动机壳体(第三主要部分)。
[0005] 本发明涉及气缸组件，更确切地涉及被称为筒体或气缸的上部。
气缸壳体的每个气缸应能够向活塞传送来自空气和
燃料燃烧的压
力，并引导活塞/区段组件平移。因此涉及气缸壳体最敏感和最重要的区域，这是由于所述上部承受强大的
热机械
应力：气缸内的压力、热通量、气缸盖在气缸组件上的的机械紧固力。
[0006] 而且，筒体表面的
变形和形态直接影响发动机的效益和性能，更具体地，影响发动机油耗、壳体的气体流量(即“渗漏”气体)、以及机械摩擦损失。
[0007] 一般用极其坚固的材料、例如
铸铁来实现可承受大应力的筒体，而气缸壳体的其余部分可由较轻材料、典型地为
铝合金构成。
[0008] 因此筒体或者：
[0009] ●(在例如
铸铁制的气缸壳体的情况下)与气缸壳体成一体件整体形成；或者[0010] ●是可拆换的，因此添加的护套是可拆换的，即相对于壳体部件的其余部分是可拆卸的；或者
[0011] ●(在例如带有铸铁制的护套的铝制气缸壳体的情况下)在“围绕”所述筒体的气缸壳体的
铸造过程中被插入：因此所述护套被插入铸件中。
[0012] 本发明涉及插入铸件的护套，以及涉及如此得到的气缸组件。插入铸件的护套承受多种应力：
[0013] ●制造应力
[0014] ●紧固气缸盖的机械应力
[0015] ●当发动机运行时在气缸内的压力和来自空气/燃料混合燃烧的热通量；
[0017] 在这些应力作用下，所使用材料的类型和护套结构为首要因素，以用于保证护套的良好机械强度，尤其保证护套不开裂。
[0018] 另外，充当筒体的护套当发动机运行时应尽可能地保持圆柱形，以用于保证区段的良好效率来避免过多油耗或向油箱通入太多气体。其中一个为实现该目标的最重要因素是保证在组件和护套之间的良好粘合性。该粘合性能够机械地控制护套的变形，也同样保证在护套和气缸壳体间的良好热传导性，这能够使来自燃烧的
能量良好地排出且不改变活塞的往复运动。
[0019] 另外，在气缸组件和气缸盖之间的界面处、尤其在气缸
位置处对变形的不利控制可损坏气缸盖
垫圈的
密封性。
[0020] 为了回应这些问题，从文件FR2887926中可知用于气缸组件的护套包括锥形的上部且除了所述上部外都覆盖有条纹。
[0021] 在该文件中提供的护套的几何形状具有多个优点。条纹能够保证在筒体和气缸箱之间的良好粘合性。锥形部能够增大在护套和气缸盖垫圈之间的
接触表面，以及减小护套之间的间距。通过减小构成气缸组件的特别开裂区域的该间距，还减小了当发动机运行时在高处部分上气缸的变形。事实上，组件在两个相邻护套之间施加强压力，以用于“产生”膨胀的必需间距。所导致的气缸护套的变形对护套内壁和对应的活塞之间的接触很不利。护套上部的锥形形状、或更通常地扩口的形状还在几何形状上减小了在两个相邻护套之间的间距，改善了升温时整体的性能：比通常为铸铁制的护套有更大膨胀的通常为铝制的气缸壳体在锥形部的位置处推动护套，以便于使筒体向内(向
主轴)再次合拢，而气缸盖的紧固在高处部分趋向于向外打开。
[0022] 由于没有条纹的护套上部能够使护套在该区域中的气缸组件上滑动，限制了不同膨胀的影响和开裂的
风险。
[0023] 然而，该方法在涉及当发动机运行时筒体圆柱度的良好维持上还需要优化。
发明内容
[0024] 更确切地说，本发明因此涉及一种气缸护套，其用于盖罩内燃机气缸的圆柱壁，所述护套包括用于引导活塞平移的内壁以及用于抵靠在气缸的圆柱壁上的外壁，所述气缸护套的内壁和外壁基本是同心圆柱的且彼此之间限界护套的上边缘，所述上边缘用于接收气缸盖垫圈的至少一部分，所述气缸护套的外壁包括扩口的上部，其特征在于，所述外壁的除了扩口的上部以外的全部或部分表面被涂层覆盖，所述扩口的上部是裸露的，所述涂层能够便于在外壁和所述外壁周围浇铸的金属零件之间的机械连接。一旦在气缸组件中被浇铸，这种护套还具有与组件的良好粘合性。高处部分的扩口参与维持护套的良好圆柱度，但是，该部分不与围绕护套的浇铸金属紧密联接，限制了在护套金属和该区域中的组件金属之间不同膨胀的有害影响。
[0025] 优选地，除了所述扩口的上部是裸露的之外，所述外壁完全被所述涂层覆盖。
[0026] 根据本发明的优选变型，扩口的上部基本是锥形的。
[0027] 优选地，所述上部包括锥形区域和圆柱形端部区域。
[0029] 优选地，所述铝合金为
硅铝合金。所述硅铝合金可包含大约12％的硅。
[0031] 优选地，所述涂层允许在所述护套和围绕所述护套浇铸的铝之间进行金属连接。
[0032] 本发明还涉及一种内燃机的气缸组件，所述气缸组件包括：
[0033] ●包括至少一个气缸的壳体，所述至少一个气缸具有圆柱壁；
[0034] ●盖罩所述气缸的圆柱壁的如之前限定的气缸护套。
[0035] 优选地，所述壳体包括全部盖罩有如之前限定的气缸护套的多个气缸。
[0036] 优选地，在这种气缸组件中，当发动机冷却时，盖罩两个相邻气缸的壁的两个气缸护套的上边缘之间具有可忽略的间距。
[0037] 优选地，在这种气缸组件中，当发动机达到
指定运行
温度时，盖罩两个相邻气缸的壁的两个气缸护套的上边缘之间的所述间距为零。
[0038] 最后，本发明还涉及装配有这种气缸组件的
机动车辆。
附图说明
[0039] 通过阅读以下详细说明和附图，本发明的其它特征和优点将更加清楚。
[0040] 图1示意性地且在轴向剖面上示出了根据本发明第一
实施例的气缸护套。
[0041] 图2示意性地且在轴向剖面上示出了根据本发明第一实施例的气缸护套的高处部分的详细视图。
[0042] 图3示意性地且在轴向剖面上示出了根据本发明第一实施例的盖罩两个相邻气缸的两个气缸护套。
[0043] 图4示意性地且在轴向剖面上示出了根据本发明第二实施例的盖罩两个相邻气缸的两个气缸护套。
[0044] 图5示意性地且在轴向剖面上示出了根据本发明第三实施例的盖罩两个相邻气缸的两个气缸护套。
[0045] 图6示意性地且以三维形式示出了成排的四缸型气缸组件。
[0046] 图7根据节选视图示意性地且以三维形式示出了盖罩符合本发明的变型的气缸组件的两个相邻气缸的两个气缸护套。
具体实施方式
[0047] 根据本发明第一实施例的气缸护套2用于盖罩内燃机气缸组件C的气缸的圆柱壁1。护套2包括用于引导活塞平移的内壁3以及用于抵靠在气缸的圆柱壁上的外壁4。气缸护套的内壁3和外壁4基本是同圆柱的且之间限界了用于接收至少部分被夹置在气缸组件和气缸盖之间的气缸盖垫圈的气缸护套的上边缘5。气缸护套2的外壁4包括向护套2的上边缘5扩口的上部6。根据图1所示的本发明第一实施例，气缸护套2的外壁4包括基本为锥形的上部6。
[0048] 在本发明中，气缸护套2的外壁4全部或部分被涂层8覆盖，但是除了扩口的上部是裸露的，涂层8能够促进在所述外壁和围绕所述外壁的金属浇铸件之间的机械连接。优选地，涂层8覆盖除了扩口的上部之外的全部外壁4。优选地，涂层8为硅铝材料。硅的比率可为12％。涂层8例如通过喷射方法被布置在护套上。涂层8可典型地具有0.2毫米的厚度。
[0049] 优选地，当将要围绕护套浇铸气缸壳体以用于形成气缸组件时，涂层整体或部分溶解，以便于将护套与气缸壳体紧密联接。因此当将铝浇铸在围绕护套的气缸壳体的模具中时，该涂层能够典型地使气缸壳体的铝材和通常铸铁制的
插件(护套)之间具有良好粘合性。
[0050] 在发动机运行期间，当气缸壳体的温度上升时，这能够得到在护套内部和气缸壳体的铝材之间的最佳传导性，且因此减小了位于锥形区域下方的部分中气缸壳体的筒体的变形。
[0051] 如图2中所示，所述上部可包括锥形区域61和圆柱形端部区域62。这种装置的优点在于在加工后具有相同的抵靠直径用于连结气缸盖。
[0052] 不超出本发明的范围，上部6的其它扩口部分的几何形状是可能的。图4中示出的护套2包括具有凹陷扩口部分的上部；在图5中示出的护套2包括具有连续的凹陷扩口部分和凸出扩口部分的上部。可考虑许多其它扩口部分的几何形状，但是上部6的最大直径在所有情况下都位于气缸护套的上边缘5处。
[0053] 在护套2的圆柱部分中的外壁4和上边缘5(扩口部分最大处)之间的直径差例如对于将发动机应用于机动车辆时为3毫米。扩口部分的高度在该构造中例如可为20毫米。
[0054] 根据在用于盖罩两个相邻气缸的圆柱壁1的两个气缸护套2的外壁4之间的间距7(示于图6)，可确定对于指定应用的符合本发明的护套的外壁4的上部6的扩口部分。
[0055] 在采用符合本发明的护套2的气缸组件中，当发动机冷却时，倾向于使盖罩气缸壳体的两个相邻气缸的圆柱壁1的两个气缸护套的上边缘5之间具有可忽略的间距。还倾向于当采用气缸组件的发动机发热时使该间距消失，以便于使两个相邻护套的上边缘边对边接触。间距的缺少由参考标号71特别表示于图6中。
[0056] 除了限制或消除会出现裂缝的气缸壳体的该区域之外，本发明的该装置能够在相邻的护套2之间形成
热桥。该装置尤其能够得到实际连续的抵靠面，以用于抵靠气缸护套2的上边缘5的组件和盖住气缸的气缸盖之间夹置的气缸盖垫圈。
[0057] 在本发明中，因此一方面得到了文件FR2887926揭示的
现有技术中已知的所有优点，即：
[0058] ●筒体高处区域的良好热机械强度(没有由气缸盖联结件施加的线性压力下的不利沉陷)；
[0059] ●通过利用铝(或铝合金)和铸铁之间膨胀差来改善筒体变形：通常构成气缸壳体的铝比通常构成护套的铸铁有更大膨胀，气缸壳体推压在护套的锥形部上，因此“再次合拢”筒体，筒体反之在气缸盖紧固力作用下通常趋向于“打开”。
[0060] ●与护套和护套上部组件之间的不同膨胀相关的有害现象的限制，护套的扩口的上部未设置有改善与气缸组件上部相粘合的部件，以便于使护套的金属可以在该区域中的组件金属上滑动。
[0061] 另一方面，通过采用合适的涂层、优选地为硅铝合金，确保了气缸壳体和护套之间的良好粘合，还进一步限制了筒体相对于采用涉及有条纹的外壁的护套的应用的变形。这能够减少油耗，所述油耗是在活塞(及其区段)和护套之间的界面的效能(没有摩擦、密封性)的良好指标。
[0062] 通过在(包括带有插入铸件的护套的铝制气缸壳体)的指定发动机上应用本发明也是可能的，通过与现有技术中已知的技术相比较，可减少区段的自重，同时保持相同的油耗，且减少由于摩擦带来的损失，因此发动机的损耗。
