[發明專利]具有復合材料汽缸體的發動機

有效

• 申請號: 201410737807.3
• 申請日: 2014-12-04
• 公開（公告）號: CN104696094B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: R·L·威廉姆斯;C·E·馬凱;R·G·倫奇勒
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02F1/18
• 分類號: F02F1/18
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

本發明公開了一種發動機。該發動機包括發動機前蓋連接界面和變速器連接界面的熱固性復合材料汽缸體以及與復合材料汽缸體一體成型的汽缸套，汽缸套形成汽缸邊界的一部分。發動機進一步包括延伸穿過熱固性復合材料汽缸體并且直接連接至汽缸蓋的隔離插件。

技術領域

本發明涉及具有熱成型復合材料汽缸體和汽缸套以及集成進汽缸體的隔離插件(bulkhead insert)的發動機。

背景技術

在發動機設計中可能在用于構造汽缸蓋和汽缸體的材料的強度、重量和其它材料屬性之間存在權衡。例如，鐵已經用于制造汽缸體。鑄鐵與其它材料相比具有多個益處，比如較小的體積強度比和較小的摩擦系數、減小的發動機尺寸和增加的燃燒室壽命。然而，鑄鐵汽缸體可能具有較低的強度重量比、更容易腐蝕并且具有不希望的傳熱特性。為了減小缸體重量并增加傳輸至水套的熱量，汽缸體可以由鋁鑄造。然而，鋁汽缸體具有多個缺點，比如較高的摩擦系數和較大的體積強度比。

US 5，370，087公開了一種具有包圍金屬汽缸組的復合材料汽缸體的發動機。發明人已經認識到US5，370，087中所公開的汽缸體的多個缺點。首先，包圍汽缸組的汽缸體與汽缸組間隔開以使冷卻劑能在汽缸周圍流動。與經由單種連續金屬塊鑄造的發動機相比，這種類型的設置降低了發動機的結構完整性。所以，經由外部部件(比如變速器)傳輸至發動機的力可能損壞汽缸體。

發明內容

發明人在此已經認識到上述問題并開發了一種發動機。發動機包括發動機前蓋連接界面和變速器連接界面的熱固性復合材料汽缸體以及與復合材料汽缸體一體成型的汽缸套，汽缸套形成一部分汽缸邊界。發動機進一步包括延伸通過熱固性復合材料汽缸體并直接連接至汽缸蓋的隔離插件。

這樣，一體成型有汽缸套和隔離插件的復合材料可以用于形成發動機的一部分以增加發動機的強度重量比。此外，汽缸套和隔離插件可以包含金屬或者在燃燒室周圍具有更理想的抗磨耗和熱傳遞特性的其它適當材料。這樣，可以通過不同材料設計選擇的汽缸體部分以增加發動機的強度重量比且不妥協希望的燃燒室特性。此外，將汽缸套和隔離插件與汽缸體一體成型增加了缸體總成的連接強度。此外，直接連接隔離插件至汽缸蓋能將通過汽缸蓋螺栓傳輸的燃燒負荷和來自曲軸軸承蓋的反應負荷約束在一起。結果，在發動機中更加平均地分配負荷，從而改善發動機的使用壽命。

單獨或結合附圖閱讀下面的具體實施方式，本發明的上述優點和其它優點以及特征將變得顯而易見。

應理解，提供上文的概述用于以簡化形式引入一系列原理，其將在具體實施方式中進一步進行描述。這并不意味著識別所要求保護的主題的關鍵或實質特征，所要求保護的主題的范圍唯一地由權利要求書確定。此外，所要求保護的主題并不局限于解決上文或本說明書中任意部分所提到的缺點的實施方式。此外，是發明人在此認識到上述問題并且不認為這是眾所周知的。

附圖說明

圖1顯示具有發動機的車輛的示意描述，該發動機包括連接至汽缸蓋的成型復合材料汽缸體總成；

圖2顯示第一示例成型汽缸體總成；

圖3顯示圖2中說明的成型汽缸體總成的分解圖；

圖4顯示制造發動機的方法；

圖2-3大致按比例繪制，然而如果需要可以使用其它相對尺寸。

具體實施方式