气缸套专利检索-气缸气缸壳体机体内燃机机动车辆杂项车辆类型专利检索查询-专利查询网

气缸套

阅读：398发布：2020-05-15

专利汇可以提供气缸套专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供与气缸体的贴紧性良好而且能通过缩短气缸体的彼此相邻的气缸膛之间的间距而缩小发动机的尺寸的气缸套。设为在气缸套的外周面(1a)形成有多个凹状细孔(3)的构成。，下面是气缸套专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种气缸套，其特征在于，
在气缸套的外周面形成有多个凹状细孔，
上述多个凹状细孔分别具有多个咬边部，上述多个咬边部位于上述多个凹状细孔的纵截面内且比上述气缸套的外周面靠内侧或者靠外侧。
2.根据权利要求1所述的气缸套，其特征在于，
上述咬边部具有3处以上6处以下。
3.根据权利要求1所述的气缸套，其特征在于，
上述多个凹状细孔的孔径(φ)为0.5～3mm，深度为0.5～2.0mm。
4.根据权利要求1所述的气缸套，其特征在于，
上述多个凹状细孔的孔径(φ)为1～3mm，深度为0.5～2.0mm。
5.根据权利要求1所述的气缸套，其特征在于，
2
上述多个凹状细孔在每1cm是1个以上400个以下。
6.根据权利要求4所述的气缸套，其特征在于，
上述多个凹状细孔在每1cm2是1个以上400个以下。
7.根据权利要求1所述的气缸套，其特征在于，
上述多个凹状细孔在每1cm2是1个以上100个以下。
8.根据权利要求4所述的气缸套，其特征在于，
上述多个凹状细孔在每1cm2是1个以上100个以下。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的气缸套，其特征在于，
上述多个凹状细孔是通过照射激光束在上述气缸套的外周面形成多个熔池并使这些熔池凝固形成的。
10.根据权利要求9所述的气缸套，其特征在于，
上述激光束通过多次照射激光形成1个上述凹状细孔，并且按照顺序进行照射，使得一个熔池形成为与前一个熔池相邻，上述多个凹状细孔是通过这些熔池形成的。
11.根据权利要求10所述的气缸套，其特征在于，
上述激光束是照射次数为3次的激光，最初照射的激光束形成第1熔池，接着，通过照射第二次激光束形成与上述第1熔池相邻的第2熔池，然后，通过照射第三次激光束在上述第1熔池和第2熔池各自的光束中心连接的直线上的偏离部位并且在与该第1熔池或第2熔池相邻处形成第3熔池，通过上述第1熔池～第3熔池形成多个上述凹状细孔。
12.根据权利要求9所述的气缸套，其特征在于，
上述激光束是将光斑直径缩小到50～600μm的波长为1.06μm的细径激光束，输出为1～
5kw，对每1个上述凹状细孔的照射时间为10～100msec。
13.根据权利要求10或11所述的气缸套，其特征在于，
上述激光束是将光斑直径缩小到50～600μm的波长为1.06μm的细径激光束，输出为1～
5kw，对每1个上述凹状细孔的照射时间为10～100msec。

说明书全文

气缸套

技术领域

[0001] 本发明涉及气缸套，具体涉及通过压铸而镶铸于气缸体的气缸套。

背景技术

[0002] 以往，一般通过在批量生产性或性能、成本方面有利的铝合金压铸来制造汽车用发动机的气缸体。气缸体具备活塞滑动的气缸膛，气缸膛的内面被圆筒状的由铸铁制成的气缸套划分。这种气缸套一般是在压铸气缸体时同时镶铸于该气缸体内。针对这种气缸套通常要求如下所示的性能。

[0003] (1)要求气缸体和气缸套之间的贴紧性。其原因是为了使由于燃烧气体而被置于高温下气缸套的壁温稳定。因此，需要在运转时乃至运转经过后以在气缸体和气缸套之间不产生局部的间隙的方式贴紧。

[0004] (2)要求气缸体和气缸套对燃烧热的散热性。因此，需要实现气缸套与气缸体接触面积的增大化。

[0005] (3)为了减少机械损失和窜漏气体，要求常防止气缸膛的变形。因此，要求实现气缸套内的残余应力降低并且由气缸体一体地保持气缸套的所谓的高机械锚固性能。

[0006] 为了满足这种要求，例如在下述专利文献1所记载的技术中，提出了为了提高气缸体与气缸套的贴紧性而在气缸套的外周面设置凸状突起。另外，为了提高气缸体与气缸套的接触面的机械锚固性能，在下述专利文献2中提出了在气缸套的外周面上通过切削加工而设置连续槽，并且在槽截面形成2个咬边(undercut)部。

[0007] 现有技术文献

[0008] 专利文献

[0009] 专利文献1：特开2009－243386

[0010] 专利文献2：特开2010－59909

发明内容

[0011] 发明要解决的问题

[0012] 但是，在上述专利文献1、2中存在如下问题。

[0013] 即，在专利文献1的技术中，气缸体的彼此相邻的气缸膛内的气缸套的外周面的凸状突起成为相互相对的状态。因此，向铸造气缸筒的部位填充作为气缸体的原材料的铝合金时的填充性不良，由此，气缸膛之间的强度不匀，不易确保气缸膛之间的强度。另外，需要在铸造气缸筒的部位加工用于使冷却水通过的细的穿孔，因此无法使气缸膛之间的间距过短。即，即使要缩短气缸膛之间的间距，也无法按照凸状突起突出的量充分地缩短上述间距，因此不易实现发动机的规模缩小化。而且，在采用该文献的气缸套来铸造气缸体的情况下，只能通过使用旋转模具的离心铸造法进行铸造，无法采用在生产率或材料质量方面有优势的现有的湿砂型(＝砂模)铸造法，在制造上是不利的。

[0014] 在专利文献2的技术中，通过使切削工具的刀尖保持相对于气缸套径向倾斜的状态而对旋转体刻上痕迹，使切削工具往复移行的加工法来在气缸套的外周面形成连续槽和咬边部。此时，在1个槽截面中形成2个咬边部。

[0015] 但是，根据该文献的技术，工具刀尖的直径(角r)是小且极纤细的形状，因此担心发生刀尖的提前磨损或缺口。因此有可能缩短工具的寿命，而且对工具的形状或尺寸的维护管理有可能变得困难。另外，根据该文献的技术，由于对气缸套的外周面实施机械加工，所以与该外周面变硬的离心铸造法相比更倾向于湿砂型铸造，原材料对铸造方法有制约。而且，为了对该外周面切削加工准确的连续槽，要求气缸套的即使被加工机械夹住也不会变形的程度的高刚性，因此不易实现气缸套的薄壁化。即使在将气缸套镶铸于气缸体后通过加工使气缸套实现了薄壁化的情况下，气缸套的加工工序增加也会导致成品率降低或加工费增加。

[0016] 本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供与气缸体的贴紧性良好而且能通过缩短气缸体的彼此相邻的气缸膛之间的间距来缩小发动机的尺寸的气缸套。

[0017] 用于解决问题的方案

[0018] 为了达到上述目的，本发明的气缸套为如下构成，在气缸套的外周面形成有多个凹状细孔。

[0019] 而且，在气缸套的一个方式中为如下构成，上述多个凹状细孔分别具有咬边部，上述咬边部位于上述多个凹状细孔的纵截面内且比上述气缸套的外周面靠内侧。

[0020] 而且，在气缸套的一个方式中为如下构成，上述多个凹状细孔分别具有咬边部，上述咬边部位于上述多个凹状细孔的纵截面内且比上述气缸套的外周面靠外侧。

[0021] 而且，在气缸套的一个方式中为如下构成，上述咬边部具有多个，优选具有3处以上且6处以下。

[0022] 而且，在气缸套的一个方式中为如下构成，上述多个凹状细孔的孔径φ为0.5～3mm，优选φ为1～3mm，深度为0.5～2.0mm。

[0023] 而且，在气缸套的一个方式中为如下构成，上述多个凹状细孔在每1cm2是1个以上且400个以下，优选是1个以上且100个以下。

[0024] 而且，在气缸套的一个方式中为如下构成，上述多个凹状细孔是通过照射激光束在上述气缸套的外周面形成多个熔池并使这些熔池凝固形成的。

[0025] 而且，在气缸套的一个方式中为如下构成，上述激光束通过多次照射激光形成1个上述凹状细孔，并且按照顺序进行照射，使得一个熔池形成为与前一个熔池相邻，上述多个凹状细孔是通过这些熔池形成的。

[0026] 而且，在气缸套的一个方式中为如下构成，上述激光束是照射次数为3次的激光，最初照射的激光束形成第1熔池，接着，通过照射第二次激光束形成与上述第1熔池相邻的第2熔池，然后，通过照射第三次激光束在上述第1熔池和第2熔池各自的光束中心连接的直线上的偏离部位并且在与该第1熔池或第2熔池相邻处形成第3熔池，通过上述第1熔池～第3熔池形成上述多个上述凹状细孔。

[0027] 而且，在气缸套的一个方式中为如下构成，上述激光束是将光斑直径缩小到50～600μm的波长为1.06μm的细径激光束，输出为1～5kw，对每1个上述凹状细孔的照射时间为
10～100msec。

[0028] 发明效果

[0029] 本发明的气缸套为在气缸套的外周面形成有多个凹状细孔的构成，因此能通过该凹状细孔维持与气缸体的贴紧性并能使配设有气缸套的彼此相邻的气缸膛之间的间距缩短在气缸套外周面没有凸状突起的量。因此，能缩小发动机的尺寸。

[0030] 另外，在形成于气缸套外周面的多个凹状细孔中设有咬边部，因此当将气缸套镶铸于气缸体时，能使气缸套与气缸体的贴紧性良好。另外，能实现使气缸套外周面与气缸体的接触面积按形成有凹状细孔的量增大。因此，能使气缸套的燃烧热高效地释放到气缸筒。而且，通过气缸套的凹状细孔和咬边部得到气缸体相对于气缸套的高机械锚固性能，因此能对抗由与运转时的升温和降温相伴的气缸筒(原材料是铝合金)与气缸套(原材料是铸铁)的线膨胀系数差造成的变形应力而维持气缸膛的真圆度。因此，能减少机械损失、窜漏气体，还能有助于提高燃油效率。
附图说明

[0031] 图1是表示本发明的气缸套的一个实施方式的立体图。

[0032] 图2是将在图1中由箭头B表示的圆包围的部分放大后表示的俯视图。

[0033] 图3是表示在本发明的气缸套的一个实施方式中采用的激光束的照射定时的图。

[0034] 图4表示通过图3所示的激光束的照射定时的第1次照射形成的凹状细孔，(a)是俯视图，(b)是截面图。

[0035] 图5表示通过图3所示的激光束的照射定时的第2次照射形成的凹状细孔，(a)是俯视图，(b)是截面图。

[0036] 图6表示通过图3所示的激光束的照射定时的第3次照射形成的凹状细孔，(a)是俯视图，(b)是截面图。

[0037] 图7是详细地表示在本发明的气缸套的一个实施方式中采用的通过照射激光束形成的凹状细孔的截面图，(a)表示在3处形成有咬边部的情况，(b)表示在4处形成有咬边部的情况，(c)表示在6处形成有咬边部的情况。

[0038] 图8是表示通过图3所示的激光束的照射定时的照射形成的凹状细孔的照片，(a)是俯视图，(b)是(a)的A－A线截面图。

[0039] 图9的(a)～(f)是分别表示在本发明的气缸套的一个实施方式中形成的凹状细孔的截面图。

[0040] 附图标记说明

[0041] 1 气缸套

[0042] 1a 外周面

[0043] 2(2a、2b、2c) 熔池

[0044] 3 凹状细孔

[0045] 4(4a、4b、4c) 光束中心

[0046] 5a、5b、5c 溅射物

[0047] 6 咬边部

具体实施方式

[0048] 以下，一边参照图1～图9一边详细地说明本发明的气缸套的实施方式。

[0049] 本实施方式的气缸套1是圆筒状的由铸铁制成的缸套，一边使该气缸套按适当的定时进行旋转移行，一边将未图示的激光束照射到气缸套1的外周面1a而在该外周面形成多个熔池2，使这些熔池2凝固而在气缸套1的外周面1a形成多个凹状细孔3(参照图1和图2)。如图1所示，多个凹状细孔3如棋盘格排列而形成。

[0050] 本实施方式所采用的激光是光纤激光，如图3所示，是为了形成1个凹状细孔3而按一定的定时照射3次的所谓的3次激光。该激光的输出是5kW，照射1次的时间是5msec，照射间隔是8msec。

[0051] 图4～图6表示通过图3所示的3次激光束照射来形成凹状细孔3的情况。

[0052] 图4表示通过最初的激光束照射形成第1熔池2a的情况。在该图(a)和(b)中，4a表示第1次激光束照射的地点(以下称为光束中心。)，5a表示通过最初的激光束照射而飞散的溅射物，箭头表示溅射物5a的飞散方向。

[0053] 图5表示向第1熔池2a的旁边照射第2次激光束而形成与第1熔池2a局部重叠而连续的第2熔池2b的情况。在该图(a)中，4b表示第2次激光束照射的光束中心，5b表示通过第2次激光束照射而飞散的溅射物，箭头表示溅射物5b的飞散方向。该图(b)表示将光束中心4a、4b连接的线X－X’的截面。

[0054] 在该图(b)中，由虚线圆包围的部分是第2熔池2b的截面两侧部分熔化后能向箭头方向流动而凝固的所谓的咬边部6。根据该图(b)的左图，第2熔池2b的截面两侧部分由于表面张力和重力而复原，其结果是，第1熔池2a的凝固延迟，另一方面，第2熔池2b凝固而形成咬边部6。

[0055] 图6表示在图5的照射后通过向第1熔池2a的旁边照射第3次激光束而形成第3熔池2c的情况。第3次激光束照射是对第1熔池2a的旁边并且从图5(a)的线X－X’(将第1和第2熔池2a，2b的光束中心4a、4b连接的线)向旁边偏离的位置照射的。在该图中，4c表示第3次光束中心，5c表示通过第3次激光束的照射而飞散的溅射物，箭头表示溅射物5c的飞散方向。
在图6(b)中，由虚线圆包围的部分是第2和第3熔池2b、2c的截面两侧部分熔化后能在由于表面张力而复原的过程中凝固的咬边部6。

[0056] 图7详细地表示通过本实施方式形成的各种凹状细孔3，(a)表示在由虚线圆包围的3处形成有咬边部6的凹状细孔3，(b)表示在由虚线圆包围的4处形成有咬边部6的凹状细孔3，(c)表示在由虚线圆包围的6处形成有咬边部6的凹状细孔3。如该图(c)所示，在咬边部6从气缸套1的外周面1a向外突出的情况下，优选其突出量C是0.2mm以下。在本实施方式中，虽然最优选的是以至少3处以上、6处以下的个数形成咬边部6，但是没有特别限定。

[0057] 在此，说明凹状细孔3的具体的形状和尺寸。凹状细孔3的形状和尺寸是，孔径φ为0.5～3mm，优选φ为1～3mm，深度为0.5～2.0mm。根据气缸套1与作为气缸体1的形成材料的
2
铝的贴紧强度来算出形成于实际的气缸套1的外周面1a的凹状细孔3的数量，设为每1cm 为
1个以上到400个以下，优选是1个以上到100个(＝φ为1mm，间隔为1mm)以下，这在实现提高作为气缸体的基材的铝合金与气缸套1之间的贴紧性以及防止气缸膛的变形上是优选的。

[0058] 另外，凹状细孔3的深度为2.0mm以下，由此抑制由于从激光输入热而导致在凹状细孔3的周边部的基材(铸铁)处产生铸铁粒，并且不会对气缸套1的基材(铸铁)进行淬火而使其马氏体化，因此不会对气缸套1的内周面的滑动特性或切削性带来影响，在制造上是有利的。通过将照射光纤激光的光斑直径缩小为50～600μm的波长为1.06μm的细径激光束按照1～5kw的输出对每1个凹状细孔3照射10～100msec的时间而形成上述凹孔细孔3。特别是上述具有咬边部6的凹状细孔3的成形需要将反射镜移动的轨迹设定为L字型或圆周运动。

[0059] 根据上述方法，如图4～图6所示，能通过激光照射使微小区域快速熔化从而得到熔池2。同时引起溅射物的产生，熔池2的一部分液滴溢出到该熔池的周边，溢出的液滴由于表面张力和重力而在激光照射结束后沿着液面下降。在该过程中熔池2的液滴凝固而形成咬边部6。为了进行脉冲照射，使反射镜按L字或圆形轨道移动，由此在凹孔细孔3内出现能量密度低的区域，产生熔化残留或凹凸部，在它们的周围根据与已述内容相同的原理也形成多个咬边部6。为了应用于实际的气缸套1的外周面1a，如果与反射镜的平衡移动同步地调整气缸套圆筒的旋转速度，则能在大面积内按需要的间隔和数量以短时间形成已述的凹状细孔3。

[0060] 图8是作为其它实施例表示用多模光纤激光加工后的凹状细孔3的外观和截面的照片，(a)是俯视图，(b)是(a)的A－A线截面图。该图中的加工条件如下所示。

[0061] ·使用设备：光纤激光(YLS－5000，由IPG 光子公司生产)

[0062] ·冷却水冷却器：ORION RKE2200B－V

[0063] ·反射镜头(mirror head)：3020HT(由三菱电机生产)

[0064] ·激光波长：1064nm

[0065] ·激光的热源直径：600μm

[0066] ·激光输出：5kW(在多模的情况下)或2kW(单模)

[0067] ·照射时间5msec/光束

[0068] ·重复次数：3次/孔

[0069] ·脉冲间隔时间：8msec

[0070] ·反射镜移动速度：500mm/sec

[0071] ·反射镜移动轨迹：L字移行(纵、横各为1mm)

[0072] 根据该照片，可知凹状细孔3的大小约在纵2.6mm、横2.4mm的范围内，深度是1.2mm，得到4处咬边部6。

[0073] 图9(a)～(f)表示在本实施方式的气缸套1的外周面1a形成的凹状细孔3的各种截面形状的例子。该图(a)表示在截面为大致三角形的凹状细孔3的截面底部形成有咬边部6的所谓的单咬边。该图(b)表示形成有从截面为大致矩形的凹状细孔3的截面上部两侧向上方突出并且朝向横向的咬边部6的所谓的U型凸起的单咬边。该图(c)表示形成有从截面为大致倒三角形的凹状细孔3的截面上部两侧向上方突出并且朝向横向的咬边部6的所谓的V型凸起的单咬边。该图(d)表示所谓的双咬边，在截面为大致矩形的凹状细孔3的底部两侧形成有咬边部6，并且在中央部形成有向横向突出的咬边部6。该图(e)表示所谓的凸起的双咬边，在截面为大致三角形的凹状细孔3的截面底部形成有咬边部6，并且形成有从在截面上部两侧向上方突出并且朝向横向的咬边部6。该图(f)表示所谓的凸起的三咬边，在截面为大致三角形的凹状细孔3的截面底部及其底部中央分别形成有咬边部6，并且形成有从截面上部两侧向上方突出并且朝向横向的咬边部6。

[0074] 根据本实施方式的气缸套1，在将该气缸套通过铝压铸在高速、高压下镶铸于气缸体内的情况下，也能在已述的凹状细孔3内可靠地填充铝，通过该凹状细孔内的咬边部6使气缸套1和(气缸筒侧的)铝得到高贴紧强度。由此，当运转时或运转经过后都不会在铝合金原材料和气缸套之间产生局部的间隙，能使气缸套1的壁温稳定。

[0075] 另外，在本实施方式中，在镶铸于气缸体的情况下，能将气缸膛之间的间距缩小不存在从彼此相邻的气缸套1的外周面1a相互突出的凸状突起的量，能通过气缸膛之间的间距的缩短来缩小发动机的尺寸。

[0076] 另外，能使用在生产率或材料质量方面具有优越性的现有的湿砂型(＝砂型)铸造法来生产气缸套1，因此在制造上是有利的。在气缸套1的外周面1a形成凹状细孔3时，无需如现有的那样夹住该气缸套进行机械加工，因此其用于夹紧的刚性也不是必须的，因而，能对气缸套1在薄壁的情况下进行凹状细孔3的加工。而且，不使用用于现有气缸套1的切削工具，因此也无需工具的寿命或工具的维护管理。

[0077] 而且，在本实施方式中，没有使凸状突起形成于气缸套1的外周面1a，因此也能通过气缸套1的外周面1a变硬的离心铸造法设置凹状细孔3，所以也能通过离心铸造法制造本实施方式的气缸套1，能消除铸造方法的制约。

[0078] 而且，在本实施方式中，在气缸套1的外周面1a设有多个凹状细孔3，由此能增大该外周面与气缸体的铝原材料的接触面积，因此能提高气缸体和气缸套对燃烧热的散热性。

[0079] 而且，在本实施方式中，在气缸套1的外周面1a形成凹状细孔3时，在该气缸套中不产生残留应力，因此当发动机工作时不易发生气缸膛的变形。因此，能稳定地维持气缸膛的真圆度，因此，能实现机械损失、窜漏气体的减少，能实现发动机的燃油效率的提高。

[0080] 此外，在上述实施方式中，为了形成1个凹状细孔3而采用3次激光，但本发明不限于3次，也可以是为了形成1个凹状细孔3而照射2次或4次以上的多次激光。

[0081] 另外，在上述实施方式中，通过激光束照射在气缸套1的外周面1a形成凹状细孔的凹部，但本发明不限于此，只要是能在气缸套1的外周面1a点状地形成多个凹部的方法即可，例如也可以是通过钢钻、金属球的碰撞等其它机械加工来形成的方法。

[0082] 以上描述了本发明的实施方式，但本发明不限于已述的实施方式，能基于本发明的技术思想进行各种变形和变更。

标题	发布/更新时间	阅读量
气缸	2020-05-11	505
气缸	2020-05-11	483
气缸	2020-05-11	769
支持欧Ⅳ排放标准的气缸套及其气缸套材质	2020-05-13	265
气缸	2020-05-12	863
支持欧Ⅳ排放标准的气缸套及其气缸套材质	2020-05-13	116
气缸	2020-05-13	248
气缸	2020-05-12	746
气缸	2020-05-11	774
气缸	2020-05-12	153

气缸套

气缸套

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：