阅读说明：本技术 具有直径可变式凸缘的气缸套 (Cylinder jacket with diameter type variable flange ) 是由 E·L·施罗德 C·P·希特尔 张舒 N·毕尔克 A·希克 于 2019-05-10 设计创作，主要内容包括：公开了一种气缸套。该气缸套可包括具有顶端和底端的总体上圆柱形本体。气缸套可包括在总体上圆柱形本体的顶端处连接到总体上圆柱形本体的凸缘。凸缘可以具有环形表面。环形表面的顶部的第一直径可以小于环形表面的底部的第二直径。(Disclose a kind of cylinder jacket.The cylinder jacket may include the generally cylindrical body with top and bottom end.Cylinder jacket may include the flange that the top end of cylindrical body on the whole is connected to generally cylindrical body.Flange can have annular surface.The first diameter at the top of annular surface can be less than the second diameter of the bottom of annular surface.)

具有直径可变式凸缘的气缸套

技术领域

本发明总体上涉及一种气缸套，更具体地，涉及一种具有直径可变式凸缘的气缸套。

背景技术

内燃机的许多部件，例如多缸柴油机或汽油发动机，在发动机运行期间经受高负载和/或磨损。例如，发动机缸体和/或发动机缸体的气缸孔可能经受来自发生在燃烧室内的燃烧事件的负载，该燃烧室由发动机缸体的气缸盖、活塞和气缸孔形成。如此一来，发动机缸体的气缸孔可以包括气缸套，活塞在该气缸套中往复运动(例如，以保护气缸孔免受燃烧事件期间经受的应力)。通过改变气缸套的设计，气缸套可适于一种或多种用途和/或功能。

在2016年3月24日公布的美国专利申请公开文件No.2016/0084193(“’193申请”)中公开了一项改造气缸套(例如，借由直径可变式凸缘)的尝试。特别地，'193申请公开了一种具有带环形槽的凸缘的气缸套。环形槽形成在凸缘的外环形表面中，位于凸缘的轴向厚度的大约中间的轴向位置处。所公开的气缸套可用于任何希望增加相关发动机的可靠性和延长工作寿命的应用中。所公开的气缸套可以通过增强气缸套与相关联的发动机缸体之间的界面处的密封和改善接触压力一致性来增加可靠性和操作寿命。可以通过借助于环形槽增加气缸套的凸缘的柔性来提供这种增强的密封。

虽然’193申请的气缸套可增强密封并改善气缸套与相关联的发动机缸体之间的界面处的接触压力一致性，但另一具有直径可变式凸缘的气缸套的设计可有助于气缸套的其他功能和/或使用。

本公开的气缸套提供了不同于本领域中上述用途的一种或多种用途。

发明内容

一方面，本发明涉及一种气缸套。该气缸套可包括具有顶端和底端的总体上圆柱形本体。气缸套可包括在总体上圆柱形本体的顶端处连接到总体上圆柱形本体的凸缘。凸缘可以具有环形表面。环形表面的顶部的第一直径可以小于环形表面的底部的第二直径。

在另一方面，本发明涉及一种内燃机。该内燃机可以包括至少部分地限定多个气缸孔的发动机缸体。内燃机可包括在多个气缸孔中的一个气缸孔内的气缸套组件。气缸套组件可包括具有顶端和底端的总体上圆柱形本体。该总体上圆柱形本体可以具有限定气缸套孔的气缸套壁。气缸套组件可包括在总体上圆柱形本体的顶端处连接到总体上圆柱形本体的凸缘。凸缘可以具有环形表面。环形表面的顶部的第一直径可以小于环形表面的底部的第二直径。凸缘可以具有为垫圈配置的垫圈凹槽。该内燃机可以包括气缸盖，该气缸盖被配置成与该垫圈结合并且使用该气缸盖中的多个沉孔中的一个沉孔来密封该多个气缸孔中的一个气缸孔。

在又一方面，本发明涉及一种气缸套组件。该气缸套组件可包括具有顶端和底端的总体上圆柱形本体。气缸套组件可包括在总体上圆柱形本体的顶端处连接到总体上圆柱形本体的凸缘。凸缘可以具有环形表面。环形表面的顶部的第一直径可以小于环形表面的底部的第二直径。总体上圆柱形主体的气缸套壁和凸缘可以限定气缸套孔。气缸套组件可以包括在凸缘的顶表面中的垫圈凹部。气缸套组件可以包括在垫圈凹部中的垫圈。

附图说明

图1是发动机的示例性发动机缸体的图示；

图2是图1的发动机缸体的示例性顶板的图示；

图3是具有直径可变式凸缘的示例性气缸套的图示；

图4是其中安装有图3的气缸套的发动机缸体的截面图；以及

图5是其中安装有图3的气缸套的图4的发动机缸体的另一截面图。

具体实施方式

本发明涉及一种气缸套。该气缸套可普遍应用于使用这种气缸套的任何机器。术语“机器”可以指执行与采矿、建筑、耕作、运输这类工业或任何其他工业相关的操作的任何机器。作为一些示例，该机器可以是车辆、反铲装载机、冷刨床、轮式装载机、压实机、伐木聚束器、林业机械、运输机、收割机、挖掘机、工业装载机、关节悬臂装载机、材料装卸机、自动平地机、铺管机、道路取料机、滑移转向装载机、铲车、远程装卸机、拖拉机、推土机、拖拉机铲运机或其他铺路或地下开采设备。此外，一个或多个工具可连接到该机器并由包括气缸套的发动机驱动。

图1是发动机的示例性发动机缸体的图示100。例如，图1示出了发动机的发动机缸体102。发动机缸体102也可以称为气缸体。发动机缸体102可以例如由铸铁、铝、镁、不锈钢或任何其他合适的材料构成。发动机缸体102可用于压缩点火发动机或火花点火发动机中，该压缩点火发动机或火花点火发动机用于为机器提供动力。

发动机缸体102可以由单件铸件制成并且可以包括上部区段104和下部区段106。上部104可包括位于顶板108上的各种开口，例如气缸孔114、连接孔110和流体通道112。尽管示出了六个气缸孔114，但是发动机缸体102可以包括任意数量的气缸孔114，这取决于所使用的发动机的构造。气缸盖(图1中未示出)可以通过使用例如容纳在相应数量的连接孔110内的多个连接螺栓连接到发动机缸体102。气缸盖可以密封气缸孔114，从而在发动机缸体102内形成燃烧室，并且可以另外提供用于支撑进气门和排气门和/或端口、燃料喷射器、联动装置以及用于燃烧燃料的其他部件的结构。如进一步示出的，发动机缸体102的上部区段104可以包括多个流体通道112，例如围绕气缸孔114周向间隔开的水通道。任何数量的流体通道112可以设置在整个发动机缸体102中，并且可以形成在发动机缸体102的内部(例如，下部106和上部104的内部)内，并且可以通过顶板108形成开口。流体通道112可形成水套或用于控制冷却流体的循环的另一类似冷却系统，并可为发动机缸体102提供适当的冷却。

如上所述，提供图1作为示例。其他示例也是可能的，并且可以不同于结合图1描述的示例。在一些实现方式中，发动机缸体102可以包括与图1所示的元件相比更多的元件、更少的元件、不同的元件或不同布置方式的元件。

图2是图1的发动机缸体的示例性顶板的图示200。例如，图2示出了发动机缸体102的顶板108的示例性构造(例如，顶板108的气缸孔114和相应的附接孔110和流体通道112的构造)的俯视图。

在一些实现方式中，本文描述的气缸套可以安装在气缸孔114中。在这种构造中，当发动机缸体102没有针对气缸套的凸缘进行沉孔加工时(或者气缸套与沉孔式气缸盖一起使用时)，气缸套的凸缘的底边缘可以接触顶板108的顶表面，如本文别处所述。

如上所述，提供图2作为示例。其他示例也是可能的，并且可以不同于结合图2所描述的示例。在一些实现方式中，顶板108可以包括与图2所示的元件相比更多的元件、更少的元件、不同的元件或不同布置方式的元件。

图3是具有直径可变式凸缘的示例性气缸套的图示300。例如，图3示出了气缸套(或气缸套组件)的各种视图。

附图标记302示出了气缸套304的侧视图。例如，气缸套304可以包括将在发动机缸体102中使用的气缸套(例如，构造成用于沉孔式气缸盖，其包括径直钻孔式气缸孔114等)。在一些实现方式中，气缸套304可以包括总体上圆柱形的气缸套本体306。气缸套本体306可以包括顶端和底端，并且气缸套304可以包括在气缸套本体306的顶端处连接到气缸套本体306的凸缘308。在一些实现方式中，凸缘308可以是总体上圆柱形的，类似于气缸套本体306。如本文别处所述，当气缸套304安装在发动机缸体102的气缸孔114中时，凸缘308的底表面可接触发动机缸体102的顶表面。此外，凸缘308的顶表面可包括垫圈(例如，在顶表面的垫圈凹部中)，当气缸盖安装到发动机缸体102时，垫圈与凸缘308的顶表面结合，可接触气缸盖以形成和/或密封燃烧室。

凸缘308可以包括环形表面(例如，凸缘308的外表面)。附图标记310至314示出了环形表面的各个部分。例如，环形表面可以包括顶部310和底部312。如图3进一步所示，顶部310的直径可以小于底部312的直径。例如，顶部310的直径可以在底部312的直径的大约98.5％和大约99.5％之间。换句话说，底部312的直径可以是顶部310的直径的大约1.015倍到大约1.005倍。在一些实现方式中，顶部310和底部312的相应直径可以围绕凸缘308的圆周基本上恒定。在一些实现方式中，顶部310的直径可以被配置成当气缸套304被安装在发动机缸体102中并且气缸盖被安装到发动机缸体102上时容纳气缸盖的一部分。如此一来，凸缘308的相对直径可以不同于上述直径。

在一些实现方式中，并且如图3进一步所示，凸缘308的环形表面可以包括中部314。例如，中部314可以在顶部310和底部312之间。在一些实现方式中，中部314可以连接顶部310和底部312。在一些实现方式中，中部314的直径围绕凸缘308的圆周可以不是恒定的。例如，中部314可具有可变直径，所述可变直径在中部314的一端(例如，连接到顶部310的端部)处与顶部310的直径大致相同，且在中部314的另一端(例如，连接到底部312的端部)处与底部312的直径大致相同，以在顶部310的直径和底部312的直径之间提供倾斜过渡。

虽然图3示出凸缘308包括中部314以提供顶部310的直径和底部312的直径之间的倾斜过渡，但是凸缘308可以以不同的方式构造。例如，凸缘308可以不包括中部314。在这种情况下，顶部310的直径可以以阶梯方式(例如，其中顶部310直接连接到底部312)过渡到底部312的直径。在一些实施方案中，且作为另一实例，中部314可在顶部310与底部312之间提供阶梯式过渡(例如，其中中部314的一组子部分在顶部310与底部312的直径之间具有不同直径)而不是在顶部310与底部312之间提供倾斜过渡。在一些实现方式中，并且作为另一个示例，凸缘308可以包括从凸缘308的顶端处的第一直径过渡到凸缘308的底端处的第二直径的单个部分(例如，以倾斜的方式)。

尽管凸缘308被描述为具有不同的部分，但是在实践中，凸缘308可以是单个元件(例如，铸造为与气缸套本体306分离或结合的单个元件)。相反地，所描述的关于凸缘308的不同部分可以铸造为单独的元件，并通过焊接、使用粘合剂等方式彼此连接和/或与气缸套主体306连接。

附图标记316示出了气缸套304的截面图。如图所示，气缸套304还包括形成气缸套本体306和/或凸缘308的总体上圆柱形的气缸套壁318。在一些实现方式中，气缸套304可以包括气缸套孔320(例如，由气缸套壁318形成)。在一些实现方式中，气缸套孔320可以是总体上圆柱形的空腔，当气缸套304被安装在发动机缸体102中并且发动机正在驱动活塞时，发动机的活塞(未示出)可以在该空腔中移动。

如上所述，提供图3作为示例。其他示例也是可能的，并且可以不同于结合图3描述的示例。在一些实现方式中，气缸套304可以包括与图3所示的元件相比更多的元件、更少的元件、不同的元件或不同安排的元件。此外，出于说明性和/或说明性目的，结合图3示出和/或描述的是气缸套304的简化形式。例如，气缸套304可包括各种带、垫圈、密封件、***件和/或凹部，以容纳未在图3中示出和/或结合图3描述的任何前述元件等。此外，图3所示的元件可能没有按比例示出。例如，气缸套304的元件的相对尺寸可能被夸大以强调元件的特征和/或用于说明性和/或解释性目的。

图4是其中安装有图3的气缸套的发动机缸体的截面图示400。例如，图4示出了其中安装有气缸套304(例如，在发动机缸体102的气缸孔114中)的发动机缸体102的截面图。对于图4，假定发动机缸体102的气缸孔114没有经过沉孔加工以容纳凸缘308(例如，可以是直钻孔)。在这种情况下，沉孔式气缸盖(图4中未示出)将与图4所示的特定发动机缸体102结合使用。

如附图标记402所示，气缸套304可构造成：当气缸套304安装在发动机缸体102的气缸孔114中时，凸缘308的底表面接触发动机缸体102的顶表面。在一些实现方式中，并且如进一步由附图标记402所示的，凸缘308可以在气缸套本体306位于气缸孔114内时位于发动机缸体102的顶表面上方(例如，使得凸缘308被定位成与气缸盖形成密封)。如下面更详细地描述的，凸缘308的顶部310和底部312的直径的构造为气缸盖(图4中未示出)提供不同的间隙路径。例如，顶部310的更小直径使得：相对于底部312的直径，具有气缸套孔320的气缸盖直径更小，和/或使得其间隙通路更紧密。

如上所述，提供图4作为示例。其他示例也是可能的，并且可以不同于结合图4描述的示例。与本文别处描述的内容类似，图4可出于说明性和/或解释性目的示出各种元件的简化和/或放大版本。提供图4所示的元件的数量和布置方式作为示例。实际上，与图4所示的元件相比，可以有附加的元件、更少的元件、不同的元件或不同布置方式的元件。

图5是其中安装有图3的气缸套的图4发动机缸体的另一截面图的图示500。例如，图5示出了其中安装有气缸套304的发动机缸体102的另一截面图。图5示出了安装在发动机缸体102的相应气缸孔114中的多个气缸套304，其中气缸盖(或多个气缸盖)安装在发动机缸体102上。

如图5所示，垫圈502可以安装在凸缘308的凹部中。如图5进一步所示，气缸盖504可以安装在发动机缸体102上以密封气缸孔114和/或气缸套孔320，从而形成燃烧室。在一些实现方式中，气缸盖504可以包括安装引导件506，当气缸盖504安装在发动机缸体102上时，该安装引导件506围绕凸缘308的环形表面的顶部310。例如，安装引导件506可以是环形唇缘，该环形唇缘可以帮助技术人员将气缸盖504安装在发动机缸体102上和/或可以帮助密封气缸孔114和/或气缸套孔320。在一些实现方式中，安装引导件506可以限定或关联于气缸盖504的沉孔(例如，某一沉孔，凸缘308的顶部310将被密封在该沉孔中)。如附图标记508所示，顶部310的更小直径使得：相对于底部312的直径，安装引导件506的直径更小，和/或具有用于安装引导件506的额外间隙。这进而有利于相邻气缸套304和/或相邻气缸孔114之间的间距更加紧密。

如上所述，图5仅作为示例提供。其他示例也是可能的，并且可以与结合图5所描述的不同。与本文别处描述的类似，图5可出于说明性和/或解释性目的示出各种元件的简化和/或放大版本。提供图5所示的元件的数量和布置方式作为示例。实际上，与图5所示的元件相比，可以有附加的元件、更少的元件、不同的元件或不同布置方式的元件。

工业实用性

所公开的气缸套304可与任何发动机缸体102一起使用，其中发动机缸体102的气缸孔114构造成使得凸缘308不搁置在气缸孔114中(或完全搁置在气缸孔114中)。通过将相对于凸缘308底部312而言直径较小的凸缘308顶部310包括进来，气缸套304有助于相邻气缸孔114之间实现更紧密的间距，当安装在发动机缸体102中时，相邻气缸套304之间实现更紧密的间距，等。例如，顶部310的较小直径可以有助于将安装引导件506更紧密地牵引到气缸孔114和/或气缸套孔320。这进而可以促进实现更小尺寸的发动机缸体102，同时保持发动机缸体102中的气缸孔114的数量；在保持发动机缸体102的尺寸的同时，实现数量更多的气缸孔114，等。另外或可替代地，这可以促进燃烧室密封更加紧密，可以降低与制造气缸盖504(例如，借由更小的气缸盖504)相关的成本，等。

此外，这便于将气缸套304与不同尺寸的发动机102(例如，可在气缸孔114之间具有不同量的节距的发动机102)一起使用，该不同尺寸的发动机102可与不同尺寸的气缸盖504(例如，具有不同负载路径的气缸盖504)等相关联。此外，通过促进使用更小尺寸的气缸盖504(例如，相对于将与另一个气缸套一起使用的另一个气缸盖504，该另一个气缸套包括另一个凸缘，该另一个凸缘在其顶部处具有与在其底部处相同的直径)、促进使用更小的发动机缸体(例如，例如，借由气缸孔114更紧密的配置)等，而不减损气缸孔114的直径，气缸套304可以有助于节省车辆的发动机舱中的空间。

如本文所用，冠词“一”和“一个”旨在包括一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用。此外，如本文所用，术语“具有(has、have、having)”等旨在为开放式术语。此外，短语“基于”旨在表示“至少部分地基于”。

上述公开提供了说明和描述，但并不旨在穷举或将实现方式限于所公开的具体形式。根据上述公开，修改和变化是可能的，或者可以从实现方式的实践中获得。本说明书仅被认为是示例，本公开的真实范围由所附权利要求及其等同物指示。尽管在权利要求中陈述和/或在说明书中公开了特征的特定组合，但这些组合并不旨在限制可能实现的公开。虽然以下列出的每条从属权利要求可以仅直接从属于一条权利要求，但是可能的实现方式的公开包括每条从属权利要求与一组权利要求中的每条其他权利要求的组合。