一種發(fā)動機缸體及汽車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)計一種發(fā)動機缸體及汽車。
【背景技術(shù)】
[0002] 缸套-活塞環(huán)是發(fā)動機中最重要的摩擦副，直接影響發(fā)動機的使用壽命和性能， 由于其工作在高溫、高速、高壓的惡劣條件下，易發(fā)生各種磨損。但是缸套的磨損區(qū)域分布 并不均衡，在缸體靠近活塞運動起點的位置由于活塞速度低，不能產(chǎn)生足夠的動壓，因此潤 滑性較差，且活塞運動起點附近區(qū)域由于靠近發(fā)動機燃燒室，受到高溫高壓的影響，工況條 件惡劣。因此在靠近活塞運動起點的區(qū)域缸壁與活塞環(huán)之間的摩擦力大，磨損嚴重。
[0003] 傳統(tǒng)形貌分布為均勻分布，但是由于活塞運動速度的周期性變化以及缸壁不同區(qū) 域所受工況條件的差異，使得均勻的形貌分布不能使缸壁與活塞環(huán)之間在不同的區(qū)域產(chǎn)生 與之相匹配的動壓效果。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型的目的在于提供一種發(fā)動機缸體及汽車，可以降低缸體本體的內(nèi)壁與 活塞環(huán)之間的摩擦力，達到提高發(fā)動機效率以及節(jié)能減排的效果。
[0005] 本實用新型實施例提供一種發(fā)動機缸體，包括：
[0006] 缸體本體，其中所述缸體本體的內(nèi)壁上設(shè)置有用于填充潤滑油的多個微槽結(jié)構(gòu)， 所述微槽結(jié)構(gòu)分布于活塞在所述缸體本體內(nèi)執(zhí)行作功行程的運動起點與運動終點之間，且 所述缸體本體內(nèi)壁上單位面積內(nèi)微槽結(jié)構(gòu)的面積占有率由所述運動起點到所述運動終點 逐漸降低。
[0007] 可選的，所述微槽結(jié)構(gòu)的分布區(qū)域包括第一部分和第二部分，所述第一部分上單 位面積內(nèi)微槽結(jié)構(gòu)的面積占有率沿所述運動起點到所述運動終點的方向線性遞減，所述第 二部分上單位面積內(nèi)微槽結(jié)構(gòu)的面積占有率為固定值。
[0008] 可選的，所述第一部分與所述第二部分沿所述運動起點到所述運動終點的延伸方 向分布，且所述第一部分的面積與所述第二部分的面積相等。
[0009] 可選的，所述第一部分上單位面積內(nèi)微槽結(jié)構(gòu)的面積占有率大于25%小于50%， 所述第二部分上單位面積內(nèi)微槽結(jié)構(gòu)的面積占有率等于25%。
[0010] 可選的，所述缸體本體的內(nèi)壁上的所述微槽結(jié)構(gòu)有多行，相鄰行的所述微槽結(jié)構(gòu) 相互交錯排列。
[0011] 本實用新型實施例還提供一種汽車，所述汽車包括上述的發(fā)動機缸體。
[0012] 本實用新型的有益效果是：
[0013] 通過在缸體本體的內(nèi)壁上構(gòu)造梯度分布的微槽結(jié)構(gòu)，使得在缸體本體的內(nèi)壁與活 塞環(huán)根據(jù)不同區(qū)域的工況產(chǎn)生相應(yīng)的動壓效果，提高油膜的承載能力，使在缸體本體的內(nèi) 壁與活塞環(huán)之間的潤滑效果與所在區(qū)域的工況相匹配，可以降低在缸體本體的內(nèi)壁與活塞 環(huán)之間的摩擦力，從而達到提高發(fā)動機效率以及節(jié)能減排的效果。
【附圖說明】
[0014] 圖1表不本實用新型實施例微槽結(jié)構(gòu)分布不意圖；
[0015] 圖2表示本實用新型實施例微槽結(jié)構(gòu)形貌區(qū)域圖；
[0016] 圖3表不本實用新型實施例微槽結(jié)構(gòu)分布密度不意圖。
[0017] 其中圖中：1、缸體本體；2、運動起點；3、運動終點；4、微槽結(jié)構(gòu)；5、活塞環(huán)；6、活 塞。
【具體實施方式】
[0018] 為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施 例對本實用新型進行詳細描述。
[0019] 本實用新型實施例提供一種發(fā)動機缸體，如圖1和圖2所示，包括：
[0020] 缸體本體1，其中缸體本體1的內(nèi)壁上設(shè)置有用于填充潤滑油的多個微槽結(jié)構(gòu)4， 微槽結(jié)構(gòu)4分布于活塞6在缸體本體1內(nèi)執(zhí)行作功行程的運動起點2與運動終點3之間， 且缸體本體1內(nèi)壁上單位面積內(nèi)微槽結(jié)構(gòu)4的面積占有率由運動起點2到運動終點3逐漸 降低。需要說明的是，這里的單位面積按平方厘米設(shè)定。
[0021] 具體的，在缸體本體1內(nèi)執(zhí)行作功行程的運動起點2與運動終點3之間的區(qū)域內(nèi) 設(shè)置用于填充潤滑油的多個微槽結(jié)構(gòu)4,根據(jù)缸體本體1的內(nèi)壁表面不同區(qū)域的磨損量不 同采用梯度分布。設(shè)s為活塞環(huán)5距運動起點2的距離，1為活塞6的行程，t為活塞6運 動的時間，T為活塞6完成4個沖程所經(jīng)歷的時間周期，則s可簡化為以下模型
[0023] 設(shè)v為活塞6運動的速度，則有：
[0025] 由此可見當(dāng)在運動起點2和運動終點3的時候速度為0,而當(dāng)活塞6運動到缸體本 體1的內(nèi)壁中部的時候速度最大?？紤]到活塞6接近運動起點2時受到高溫高壓的影響， 而在接近運動終點3的時候由于遠離燃燒室，工作環(huán)境較運動起點2時有較多改觀，因此只 需在運動起點2附近增加微槽結(jié)構(gòu)4的分布密度。即在靠近運動起點2的位置采用高密度 的微槽陣列，而隨著缸體本體1的內(nèi)壁遠離運動起點2,采用分布密度逐步降低的梯度分布 方式。
[0026] 需要說明的是，微槽結(jié)構(gòu)4對缸體本體1-活塞環(huán)5摩擦磨損特性的影響主要從微 坑分布角度Θ、微槽深度h和微槽結(jié)構(gòu)4面積占缸體本體1面積占有率Sp三個方面考慮。 微槽深度h，微槽分布角Θ保持不變，通過改變單個微槽結(jié)構(gòu)4的面積大小的方式控制面積 占有率Sp的大小。
[0027] 通過在缸體本體1的內(nèi)壁上構(gòu)造梯度分布的微槽結(jié)構(gòu)4,使得在缸體本體1的內(nèi) 壁與活塞環(huán)5根據(jù)不同區(qū)域的工況產(chǎn)生相應(yīng)的動壓效果，提高油膜的承載能力，使在缸體 本體1的內(nèi)壁與活塞環(huán)5之間的潤滑效果與所在區(qū)域的工況相匹配，可以降低在缸體本體 1的內(nèi)壁與活塞環(huán)5之間的摩擦力，從而達到提高發(fā)動機效率以及節(jié)能減排的效果。
[0028] 在本實用新型上述實施例中，如圖1所示，微槽結(jié)構(gòu)4的分布區(qū)域包括第一部分和 第二部分，第一部分與第二部分沿運動起點2到運動終點3的延伸方向分布，且第一部分的 面積與第二部分的面積相等。第一部分上單位面積內(nèi)微槽結(jié)構(gòu)4的面積占有率沿運動起點 2到運動終點3的方向線性遞減，第二部分上單位面積內(nèi)微槽結(jié)構(gòu)4的面積占有率為固定 值。
[0029] 具體的，在缸體本體1內(nèi)執(zhí)行作功行程的運動起點2與運動終點3之間的區(qū)域內(nèi) 設(shè)置沿運動起點2到運動終點3延伸的且面積相等第一部分與第二部分，由于第一部分靠 近運動起點2,容易受到高溫高壓的影響，單位面積內(nèi)微槽結(jié)構(gòu)4的面積占有率與第二部分 上單位面積內(nèi)微槽結(jié)構(gòu)4的面積占有率相比，第一部分上單位面積內(nèi)微槽結(jié)構(gòu)4的面積占 有率較大。隨著不斷遠離運動起點2,第一部分上單位面積內(nèi)微槽結(jié)構(gòu)4的面積占有率線性 遞減即可使得缸體本體1的內(nèi)壁與活塞環(huán)5之間的潤滑效果與所在區(qū)域的工況相匹配，進 而可以降低在缸體本體1的內(nèi)壁與活塞環(huán)5之間的摩擦力，從達到提高發(fā)動機效率以及節(jié) 能減排的效果。
[0030] 在本實用新型上述實施例中，第一部分上單位面積內(nèi)微槽結(jié)構(gòu)4的面積占有率大 于25%小于50%，第二部分上單位面積內(nèi)微槽結(jié)構(gòu)4的面積占有率等于25%。
[0031] 設(shè)單位面積內(nèi)微槽結(jié)構(gòu)4的面積占有率為Sp (0 < Sp< 1)，則S p隨s的變化曲線 如圖3所示：
[0032] 當(dāng) s = 0 時，Sp= 0· 5 ;
[0033] 當(dāng) 0 < s < 1/2 時，Sp線性遞減，且 0· 25 < S p< 0· 5 ;
[0034] 當(dāng) 1/2 彡 s 彡 1 時，Sp= 0· 25。
[0035] 在本實用新型上述實施例中，如圖1所示，缸體本體1的內(nèi)壁上的微槽結(jié)構(gòu)4有多 行，相鄰行的微槽結(jié)構(gòu)4相互交錯排列，形成一微槽陣列，微槽陣列的排列形式可以降低缸 體本體1的內(nèi)壁與活塞環(huán)5之間的摩擦力，從而達到提高發(fā)動機效率以及節(jié)能減排的效果。
[0036] 本實用新型實施例還一種汽車，包括上述的發(fā)動機缸體。
[0037] 以上所述的是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通人員 來說，在不脫離本實用新型所述的原理前提下還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤 飾也在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種發(fā)動機缸體，其特征在于，包括： 缸體本體（1)，其中所述缸體本體（1)的內(nèi)壁上設(shè)置有用于填充潤滑油的多個微槽結(jié) 構(gòu)（4)，所述微槽結(jié)構(gòu)（4)分布于活塞（6)在所述缸體本體（1)內(nèi)執(zhí)行作功行程的運動起 點（2)與運動終點（3)之間，且所述缸體本體（1)內(nèi)壁上單位面積內(nèi)微槽結(jié)構(gòu)（4)的面積 占有率由所述運動起點（2)到所述運動終點（3)逐漸降低。2. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機缸體，其特征在于，所述微槽結(jié)構(gòu)（4)的分布區(qū)域包括第 一部分和第二部分，所述第一部分上單位面積內(nèi)微槽結(jié)構(gòu)（4)的面積占有率沿所述運動起 點（2)到所述運動終點（3)的方向線性遞減，所述第二部分上單位面積內(nèi)微槽結(jié)構(gòu)（4)的 面積占有率為固定值。3. 如權(quán)利要求2所述的發(fā)動機缸體，其特征在于，所述第一部分與所述第二部分沿所 述運動起點（2)到所述運動終點（3)的延伸方向分布，且所述第一部分的面積與所述第二 部分的面積相等。4. 如權(quán)利要求2所述的發(fā)動機缸體，其特征在于，所述第一部分上單位面積內(nèi)微槽結(jié) 構(gòu)（4)的面積占有率大于25%小于50%，所述第二部分上單位面積內(nèi)微槽結(jié)構(gòu)（4)的面積 占有率等于25%。5. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機缸體，其特征在于，所述缸體本體（1)的內(nèi)壁上的所述微 槽結(jié)構(gòu)（4)有多行，相鄰行的所述微槽結(jié)構(gòu)（4)相互交錯排列。6. -種汽車，其特征在于，所述汽車包括如權(quán)利要求1~5任一項所述的發(fā)動機缸體。
【專利摘要】本實用新型提供了一種發(fā)動機缸體及汽車，其中發(fā)動機缸體包括：缸體本體，所述缸體本體的內(nèi)壁上設(shè)置有用于填充潤滑油的多個微槽結(jié)構(gòu)，所述微槽結(jié)構(gòu)分布于活塞在所述缸體本體內(nèi)執(zhí)行作功行程的運動起點與運動終點之間，且所述缸體本體內(nèi)壁上單位面積內(nèi)微槽結(jié)構(gòu)的面積占有率由所述運動起點到所述運動終點逐漸降低。本實用新型實施例通過在缸體本體的內(nèi)壁上構(gòu)造梯度分布的微槽結(jié)構(gòu)，使得缸體本體的內(nèi)壁與活塞環(huán)之間的潤滑效果與所在區(qū)域的工況相匹配，可以降低缸體本體的內(nèi)壁與活塞環(huán)之間的摩擦力，從而達到提高發(fā)動機效率以及節(jié)能減排的效果。
【IPC分類】F02F1/20
【公開號】CN205001079
【申請?zhí)枴緾N201520743916
【發(fā)明人】隋濤, 王鳳英, 張春林, 王旭
【申請人】北京汽車股份有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年9月23日