[發明專利]一種高硅鋁合金汽車發動機缸體

無效

• 申請號: 201010505923.4
• 申請日: 2010-10-14
• 公開（公告）號: CN101949336A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 張泰華;張立峰;房有利;朱昱
• 申請（專利權）人: 營口華潤有色金屬制造有限公司
• 主分類號: F02F1/06
• 分類號: F02F1/06
• 代理公司: 沈陽世紀藍海專利事務所 21232
• 代理人: 黃玉杰

技術領域

本發明屬于汽車發動機技術領域，特別涉及一種高硅鋁合金汽車發動機缸體。

背景技術

據有關資料介紹，汽車質量每降低100kg，油耗就可減少0.7L左右，因此，要想減輕汽車自重，達到節油效果，就必須采用輕質材料，所以，全鋁發動機已經在大量的車型上被采用。而汽車發動機缸體是汽車發動機上最重的部分，因而使用鋁合金材料制作發動機缸體就可以減輕發動機的重量，如目前法國車的全鋁發動機缸體已達45％，克萊斯勒公司新V6發動機缸體全都使用鋁合金材料。但是，由于缸體的缸筒內壁要承受高壓氣體和活塞工作時產生的摩擦力以及由于高溫氣體引起的熱應力，盡管采用全鋁發動機缸體，還需要在缸體的缸筒內壁復合具有較高強度和疲勞強度的缸套，因此，缸體與缸套的結合部仍屬于兩種金屬，由于兩種金屬膨脹系數不同而造成高溫時缸體和缸套貼合不緊密，會使缸套在工作過程中產生變形的現象，同時，也由于兩種金屬傳熱系數不同，會使缸體熱應力增加，使發動機工作的可靠性降低，且缸套部位的缸體上表面也呈兩種金屬，由于兩種金屬硬度不同，在后續機加工中不易保證缸體上表面的平面度。為了易于加工，保證缸體上表面的平面度，重慶力帆實業(集團)有限公司CN02244694.X專利公開了“一種氣缸體”，該實用新型公開的一種氣缸體，是在缸套的外面覆蓋一層鋁合金，特征是將缸頭結合面下沉一個高度，并覆蓋一層同樣高度的鋁合金，使氣缸體的缸頭結合面為一種金屬，機加工容易，但其缸體與缸套的結合部仍屬于兩種金屬，同樣屬于在全鋁發動機缸體的缸筒內壁上復合缸套的結構。

蘇州明志科技有限公司CN200810136556.8專利申請公開了一種“高硅鋁合金缸套及其鑲鑄工藝”，該發明專利申請公開的鋁合金缸套，采用高硅鋁合金制成，與采用鑄鐵缸套相比，減輕了發動機或壓縮機的重量并因此減少了汽車油耗。該發明專利申請公開的鋁合金缸套的鑲鑄工藝，通過對缸套表面進行活化處理，使缸套與氣缸基體的結合由原來的機械結合達到晶界結合，但采用該技術，生產的只是缸套，然后對缸套表面進行活化處理，鑲鑄在缸體上，不僅工藝復雜，所減輕的發動機的重量也極為有限。

為了解決缸體與缸套的結合部屬于兩種金屬所存在的缸套與缸體的結合度低，影響發動機工作可靠性的問題，現有技術出現了省略氣缸中缸套的無缸套氣缸，如浙江春暉集團有限公司CN03256012.5專利公開的“一種汽車空調壓縮機”，該實用新型公開的一種汽車空調壓縮機包括機體、機體內設有氣缸，氣缸與所述機體為一整體，氣缸和機體的材料均為高硅鋁合金，在氣缸內省略了鋼套，由于氣缸和機體都采用了高硅鋁合金材料，減輕了汽車空調壓縮機的重量。但是，該實用新型并未公開所述高硅鋁合金的具體成分及含量，為了進一步增加氣缸的表面耐磨性能，該實用新型指出在氣缸的表面上覆有一層耐磨材料，如超細復合陶瓷材料。

重慶鎂業科技股份有限公司CN03250171.4公開的“鋁合金發動機氣缸體”給出了更為具體的技術方案，該鋁合金發動機氣缸體包括氣缸體和氣缸缸筒結構，其氣缸缸筒的內壁為復合層構造，該復合層是氧化鋁微晶陶瓷層，該氧化鋁微晶陶瓷層是用微弧氧化的方法使其與鋁合金基體牢固地結合為一體的。上述結構常被稱為“陶瓷氣缸”，缸體一樣是以鋁合金制成，然后在缸筒的內壁覆有一層陶瓷層，實質是用鍍層或熔射等方法處理鋁合金材料氣缸的缸筒內壁來取代鑄鐵缸套或高硅鋁合金缸套，以滿足發動機氣缸輕量、高強度和良好的散熱性能的要求。但采用所述鍍層或熔射的方法處理氣缸內壁，操作難度較大，且污染環境。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服現有技術的不足之處，提供既不需要缸套，也不需要鍍層，使汽車發動機缸體整體為同一種材料的一種高硅鋁合金汽車發動機缸體。

本發明所采用的技術方案是在缸體上設有缸筒，所述缸體和缸筒以及缸筒內壁為采用同一種高硅鋁合金材料整體鑄造的一體結構，在所述缸體外側四周周邊均設有散熱翅。

所述缸筒為7～9mm厚的薄壁缸筒。

在所述缸筒周邊設有散熱槽。

本發明與現有技術相比，結構簡單，鑄造性好、耐磨性高、膨脹系數小，缸體與缸筒為同一種高硅鋁合金材料，既不需要另外鑲裝缸套，也不需要在缸筒的內壁增加鍍層，由于采用同一種高硅鋁合金材料整體鑄造為一體結構以及所采用的高硅鋁合金的性能，可以實現薄壁缸筒，使得缸筒周邊設置的散熱槽槽孔可以更大些，加之缸體外側四周周邊均設有散熱翅，因而增加了散熱面積，減輕了缸體總體的重量，還由于缸體與缸筒為同一種高硅鋁合金材料整體壓鑄或低壓鑄造，省去了傳統工藝缸套的生產和鑲鑄環節，因而制造工藝簡單，制造成本相對較低且運行中可靠性高。