[發(fā)明專利]在內(nèi)壁面形成有凹凸的氣缸

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080069964.1
• 申請日: 2010-11-03
• 公開（公告）號: CN103201487A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金圣基
• 申請（專利權(quán)）人: 斗山英維高株式會社
• 主分類號: F02F1/20
• 分類號: F02F1/20;F02F1/18;F02F1/00
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 呂俊剛;劉久亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及內(nèi)燃機的氣缸，涉及在內(nèi)壁的壁面上形成有凹凸的氣缸。即，本發(fā)明涉及如下所述的技術(shù)：在以潤滑劑為媒介進行相對運動的兩個表面中的至少一個表面上形成微細凹凸而減少摩擦和磨耗。

背景技術(shù)

內(nèi)燃機具有接受由燃料燃燒產(chǎn)生的爆炸力而運動的活塞和對上述活塞的運動進行引導(dǎo)的氣缸。氣缸還稱為氣筒（氣筒），在汽油發(fā)動機或柴油發(fā)動機中，將燃料與空氣一起噴入到氣缸內(nèi)并點火、爆炸，通過其爆炸力來使活塞移動。

將上述氣缸的內(nèi)部或內(nèi)壁稱為膛（bore），將氣缸的內(nèi)壁的壁面還稱為膛面。

活塞在氣缸的內(nèi)部（膛）移動并不斷地與氣缸的內(nèi)壁進行摩擦。特別是，增進活塞與氣缸內(nèi)壁之間的密閉，為了不泄露空氣或燃料、爆炸氣體，在活塞上部的周圍具備活塞環(huán)，但是上述活塞環(huán)與氣缸內(nèi)壁之間的摩擦特別嚴重。

活塞環(huán)與氣缸內(nèi)壁以一般稱為機油的潤滑劑為媒介彼此平行地進行相對運動。此時，機油起到在活塞環(huán)與氣缸內(nèi)壁之間形成潤滑膜來減少活塞環(huán)與氣缸內(nèi)壁之間的摩擦的作用。

一般來說，從流體潤滑理論清楚地可知：如氣缸的內(nèi)壁和活塞，兩個表面平行時，即使該兩個表面以液體潤滑劑為媒介進行相對運動，在該潤滑劑內(nèi)部也不會產(chǎn)生流體動壓。

如上所述，氣缸與活塞的平行的相對運動不僅是很難形成潤滑膜的運動，而且由于氣缸中的高燃燒壓和燃燒熱，以在活塞（或活塞環(huán)）與氣缸內(nèi)壁之間始終缺少機油的狀態(tài)下運轉(zhuǎn)。由此，在活塞環(huán)和氣缸內(nèi)壁上產(chǎn)生嚴重的摩擦和磨耗。在這種運轉(zhuǎn)條件下長時間運轉(zhuǎn)時，燃料消耗或機油消耗量肯定增加，根據(jù)情況有時還成為更換發(fā)動機的原因。

為了減少與活塞環(huán)摩擦的氣缸內(nèi)壁的磨耗，以往開發(fā)有熱處理、表面粗糙度改善、搪磨（horning）等方法。但是，隨著發(fā)動機的工作環(huán)境向?qū)钊h(huán)磨耗脆弱的方向改變，要求能夠比以往的方法更有效地減少活塞環(huán)的磨耗的方法。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)課題

對此，本發(fā)明人知道當在進行相對運動的兩個表面中的至少一個表面上加工多個微細凹凸時，即使該兩個表面平行地進行相對運動，在兩個面之間也會產(chǎn)生流體動壓，由此能夠改善潤滑性，并基于此完成了本發(fā)明。

在本發(fā)明中，在內(nèi)燃機的氣缸10的內(nèi)壁11上形成凹凸40、50來減少氣缸和活塞環(huán)的磨耗。

在本發(fā)明中，在氣缸內(nèi)壁面上形成凹凸而由上述凹凸來收集如機油那樣的潤滑劑，從而上述潤滑劑改善氣缸內(nèi)壁與活塞或活塞環(huán)之間的潤滑狀態(tài)，從而減少在邊界面上產(chǎn)生的磨耗。即，在本發(fā)明中，提供在內(nèi)壁上形成有微細凹凸的氣缸。

本發(fā)明的微細凹凸，能夠比以往的熱處理、表面粗糙度改善、磨缸等方法更有效地減少氣缸和活塞環(huán)的磨耗。

在本發(fā)明中，特別是在氣缸上找出能夠使磨耗減少效果極大化的位置，在該位置上形成微細凹凸，從而能夠有效地減少氣缸與活塞或活塞環(huán)的磨耗。

在本發(fā)明中，還在最佳的位置上形成所需程度的微細凹凸，從而提供能夠縮短氣缸制造費用和制造時間的方案。

解決技術(shù)課題的方法

本發(fā)明提供如下所述的氣缸：在上止點（Top?Dead?Center；TDC）與下止點（Bottom?Dead?Center；BDC）之間的區(qū)間、即沖程距離（L）區(qū)間中的至少一部分的區(qū)域上形成有微細凹凸。

上止點（TDC）是指活塞在氣缸中運動而上升到最高地點時活塞頭部的位置，下止點（BDC）是指活塞在氣缸中運動而下降到最低地點時活塞頭部的位置。另外，沖程距離是指活塞頭部在氣缸內(nèi)部移動的區(qū)間，意味著上止點與下止點之間的區(qū)間。在圖1、圖2a和2b中用“TDC”表示的是氣缸的上止點，用“BDC”表示的是氣缸的下止點，用“L”表示的上止點與下止點之間的區(qū)間為沖程距離。

本發(fā)明涉及對插入到內(nèi)部的活塞的運動進行引導(dǎo)的氣缸，提供如下所述的氣缸：在上述氣缸的內(nèi)壁面上形成有多個凹凸，在活塞沖程距離區(qū)間中，在從上止點（TDC）起5至50%距離的區(qū)域中的至少一部分的區(qū)域上形成有多個凹凸。

在本發(fā)明中，將氣缸沖程距離區(qū)間中的從上止點（TDC）起5至50%距離的區(qū)域稱為第1區(qū)域（100）（參照圖2a）。

上述凹凸可以形成在整個上述第1區(qū)域上，也可以僅形成在上述第1區(qū)域的一部分上。不管上述凹凸是在整個上述第1區(qū)域上形成還是僅在上述第1區(qū)域的一部分上形成，上述凹凸也能夠在形成凹凸的區(qū)域內(nèi)分開均勻的間隔來形成。以均勻的間隔形成凹凸在制造工序等方面存在優(yōu)點。