发动机的流体通道的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发动机，特别是涉及发动机的流体通道。
【背景技术】
[0002]典型的发动机系统包括具有一个或多个铸造部件(例如缸体、缸盖等)的发动机主体。一个或多个流体通道形成在发动机主体内以接收和输送润滑油和/或冷却剂到发动机的相关部分。典型地，流体通道在发动机主体的铸造过程期间形成。但是，铸造的流体通道会具有不均匀和不确定的表面质量。例如，流体通道可包括铸砂、铸造表面裂纹、空隙等。另外，这些表面缺陷的出现也会由于流体通道的长度可一直延伸几米长度而增加。在流体流动期间，会存在这些铸造表面内的不连续部变得松动并与流体混合的趋势。这些不连续部可进入和损害发动机的多种部件，例如轴承。
[0003]流体通道的表面加工不会移除所有的表面缺陷。本领域的另一解决方案包括在模具本身内提供钢管，并且围绕钢管铸造发动机主体以限定流体通道。但是，将钢管定位在模具内并在随后铸造过程期间固定钢管可能不是方便和准确的。
[0004]德国专利102006055304A1公开一种包括用于燃料、冷却剂和油的供应通道的铸铁缸盖或缸体。供应通道包括在没有间隙的情况下通过铸造材料封闭并通过钢和铸铁的混合相结合其上的钢管。用于制造缸盖或缸体的方法包括形成芯组件，其包括砂芯和具有通道的希望形状的管。铸铁被围绕模具中的钢管注入并冷却铸件。
【发明内容】
[0005]在本发明的一个方面，发动机具有主体，主体包括发动机缸体或缸盖。主体形成有限定被构造成接收流体流动的内表面的流体通道。发动机还包括衬里构件，其插入和固定在流体通道内。衬里构件限定邻接流体通道的内表面的外表面。
[0006]在本发明的一种实施方式中，衬里构件是单个一体部件，并由塑料制成，和/或包括编织部件。编织部件是弹性的，因此可以变形并方便地插入流体通道。编织部件在其外表面上包括密封材料，并弹性固定在流体通道内。密封材料被构造成密封编织部件和流体通道的内表面之间的界面。
[0007]在本发明的另一实施方式中，衬里构件包括彼此邻近定位的多个分段。多个分段的每个包括联接部分。多个分段之一的联接部分接合邻近分段的联接部分，以防止其之间的相对转动。联接部分在多个分段的每个的端部处包括带齿轮廓。带齿轮廓可防止邻近分段之间的转动运动。
[0008]在本发明的另一方面，衬里构件是柱形主体，限定外表面，其被构造成插入并固定在形成在发动机的主体内的流体通道内并邻接流体通道的内表面。
[0009]在本发明的又一方面，为形成在发动机的主体内的流体通道提供衬里的方法包括将衬里构件插入流体通道并将衬里构件固定在流体通道内，使得衬里构件邻接流体通道的内表面。
[0010]在本发明的一种实施方式中，将衬里构件插入和固定在流体通道内的方法包括使衬里构件沿着其轴向方向变形，将衬里构件插入流体通道内，并允许衬里构件膨胀并邻接流体通道的内表面。该方法还包括将未活化状态的密封材料设置在衬里构件的外表面上，并活化密封材料以密封衬里构件的外表面和流体通道的内表面之间的界面。热量、紫外(UV)线、化学活化剂和潮湿中的一种或多种用来活化密封材料。
[0011]在本发明的另一实施方式中，将衬里构件插入和固定在流体通道内包括将多个分段插入流体通道并彼此联接邻近分段。联接邻近分段包括限制邻近分段之间的相对转动。该方法还包括通过弯折、灌封、粘接和机械联接中的一种或多种将多个分段中的至少一个固定到流体通道的端部。
[0012]本发明的其他特征和方面将从以下描述和附图中清楚。
【附图说明】
[0013]图1示出示例性内燃发动机的分解视图；
[0014]图2示出具有流体通道的示例性缸体的顶部立视图的局部截面图；
[0015]图3示出根据本发明的实施方式接收衬里构件的缸体的流体通道；
[0016]图4示出图3的衬里构件在流体通道内放置；
[0017]图5示出根据图3的实施方式的流体通道的组装视图；
[0018]图6示出根据本发明的另一实施方式接收衬里构件的流体通道；
[0019]图7示出根据图6的实施方式的流体通道的组装视图；以及
[0020]图8示出表示根据本发明的实施方式为流体通道提供衬里的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0021]图1是根据本发明的实施方式的发动机100的分解视图。发动机100可以是任何类型的发动机，例如通过汽油、柴油、气态燃料或其组合运行的内燃发动机。发动机100可以用作任何机器或其他装置(例如高速路卡车或车辆、非高速路卡车或机器、土方运输设备、泵、固定设备、发电机等)的动力源。发动机100也可用来为用于建造、运输、发电、航天应用、机车应用、水下应用和其他发动机供能应用的机器或装置供能。
[0022]发动机100被示出为V型内燃发动机，具有六个缸。但是，本发明可应用于具有单个缸或多个缸(以其他替代构型，例如直列、径向等)的任何类型的发动机。发动机100包括主体，其具有缸体102和缸盖104。在一些实施方式中，发动机100的主体还可包括前盖、曲轴箱、油盘和类似部件(未示出)。缸体102可与曲轴箱(未示出)联接以便转动支承曲轴(未示出)。缸体102包括多个缸，其中一个缸经由附图表面108标示。本领域普通技术人员可以明白发动机100的一些部件(例如活塞、曲轴、燃料喷射器、阀等)从图1中省略。
[0023]图2示出根据本发明的实施方式的发动机100的缸体102的局部截面图。如图2所示，至少一个流体通道110形成在发动机100的主体内。流体通道110限定沿着其长度的内表面112。在一种实施方式中，流体通道110可以是在发动机100的主体内铸造的油通道，以接收经过其中的润滑油，并允许其到达轴承部件或其他运动部件，例如活塞、凸轮轴、曲轴等。在替代实施方式中，流体通道110可以是在发动机100的主体内铸造的冷却剂通道，以接收经过其中的冷却剂，从而吸收发动机100操作期间在缸108内产生的热量。
[0024]流体通道110大致平行于缸体102的中心轴线形成。流体通道110从第一端部114延伸到第二端部116，使得第一端部114限定在缸体102的一端118处，并且第二端部116限定在缸体102的另一端120处。应该理解到可以具有以多种取向布置在缸体102内的多个流体通道110，并且在上面出于示例性目的描述流体通道110的这些取向中的一个。尽管流体通道110示出为大致柱形，流体通道110可在本发明的范围内具有任何替代形状。例如，流体通道110可以是曲线的。此外，流体通道110可具有非圆形横截面，例如多边形、椭圆形等。同样明显的是流体通道110可以至少部分形成在发动机100的主体的其他部分(例如缸盖104)内。
[0025]在多种实施方式中，流体通道110可以在缸体102的铸造期间形成。例如柱形套筒(未示出)可以定位在用于铸造缸体102而开发的模具(未示出)内。例如铸铁的铸造材料可以注入模具并允许沉积和冷却。一旦铸铁冷却，柱形套筒可以从模具移除。流体通道110与轴承部件和其他发动机运动部件连通，从而连通例如来自油盘的润滑油的流体。油盘收集润滑发动机运动部件所需的润滑油。油盘内的油被泵送，并允许经过流体通道110。
[0026]如图2所示，在流体通道110形成在发动机100的主体内之后，衬里构件122被插入和固定在流体通道110内。在所示实施方式中，发动机100的主体是缸体102。衬里构件122是大致柱形主体，在其第一端部126和第二端部128之间限定的长度上限定外表面124。另外，衬里构件122的外表面124适用于邻接流体通道110的内表面112。衬里构件122适用于接收经过其中的流体流动，并因此允许流体在不接触流体通道110的内表面112的情况下流动。
[0027]图3示出根据本发明的实施方式的衬里构件122。衬里构件122包括单个一体部件132，其可以在第一端部126和第二端部128之间延伸。单个一体部件132的长度可以大致等于流体通道110的长度。在一种实施方式中，单个一体部件132可包括编织部件。编织部件可以是弹性的性质。在替代实施方式中，单个一体部件132可以由塑料制成。在多种其他实施方式中，用于单个一体部件132的材料可以从具有弹性性能的材料选择，例如弹性体等。密封材料134设置在单个一体部件132的外表面136上。密封材料134被构造成密封形成在单个一体部件132的外表面136和流体通道110的内表面112之间的界面138(图5所示)。在一种实施方式中，密封材料134可以未活化状态设置在单个一体部件132的外表面136上。
[0028]图4和5示出根据本发明的一种实施方式将衬里构件122插入和固定在流体通道110内。衬里构件122具有第一外直径Dl (图3所示)。第一外直径Dl大于流体通道110的内表面112限定的内直径D2。衬里构件122通过施加在第一端部126和/或第二端部128处的力F轴向位移，以限定单个一体部件132从其原始长度的变形长度。衬里构件122沿着轴向方向A的变形使第一外直径Dl减小到第二外直径D3。第二外直径D3可以小于流体通道110的内直径D2。衬里构件122的第二外直径D3有助于衬里构件122插入流体通道110。一旦弹性变形的衬里构件122插入并定位在流体通道110内，将衬里构件122从力F释放，使得衬里构件122膨胀，以重新获得其在第一端部126和第二端部28之间延伸的原始长度。另外，衬里构件122也重新获得第一外直径D1，使得衬里构件122邻接流体通道110的内表面112。由于第一外直径Dl大于内直径D2，衬里构件122弹性固定在流体通道110内。以未活化状态设置在衬里构件122的外表面124上的密封材料134被活化以密封衬里构件122的外表面124和流体通道110的内表面112之间的界面138。在多种实施方式中，密封材料134可以通过热量、紫外线、化学活化剂、潮湿或其组合来活化。
[0029]图6和7示出根据本发明的实施方式衬里构件122包括多个分段140。多个分段140的每个适用于联接到邻近分段140。多个分段140布置成一起限定大致等于流体通道110的长度的长度。每个分段可以根据希望具有对应于流体通道110的相应区段的形状的形状。例如，在流体通道I1的一部分具有曲线形状的情况下，邻接该部分的分段140也可具有大致类似的曲线形状。如图6和7所示，分段1