一种气缸体、无缸套发动机及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及无缸套发动机技术领域，特别涉及一种气缸体、无缸套发动机及车辆。


背景技术：

2.由于气缸体上止点处温度较高，且活塞环与缸孔的相对速度小，油膜不易建立，此部位最易于磨损。


技术实现要素：

3.本实用新型公开了一种气缸体、无缸套发动机及车辆，用于缓解活塞组件处于上止点时缸孔易于磨损的问题。
4.为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：
5.第一方面，本实用新型提供一种气缸体，用于与活塞组件配合，所述气缸体包括：本体，所述本体上设置有与所述活塞组件滑动配合的缸孔，所述缸孔的内壁设置有耐磨环，所述耐磨环的轴线与所述缸孔的轴线重合且所述耐磨环的内部尺寸与所述缸孔的内部尺寸相同；所述耐磨环的设置位置与所述活塞组件位于上止点时的位置对应。
6.上述气缸体与活塞组件滑动配合，具体地，活塞组件在气缸体的缸孔内沿缸孔的轴线往复滑动。由于气缸体上止点处温度较高，活塞组件与缸孔的相对速度小，油膜不易建立，故当活塞组件处于上止点时，缸孔内壁磨损较为严重。为此，本实用新型提供的气缸体在缸孔的内壁上设置耐磨环，且耐磨环的设置位置与活塞组件位于上止点时的位置对应，以缓解缸孔内壁的磨损。但为了保证活塞组件的正常工作，耐磨环的轴线与缸孔的轴线重合且耐磨环的内部尺寸与缸孔的内部尺寸相同，示例性的，缸孔为圆孔，耐磨环的内环也为圆形，且耐磨环的内径与缸孔的内径相同，耐磨环的轴线与缸孔的轴线重合。
7.在一些实施例中，所述活塞组件包括活塞杆和活塞头，所述活塞头远离所述活塞杆一端设置有活塞环，所述耐磨环的设置位置与第一位置平齐，其中第一位置为当所述活塞组件位于上止点时所述活塞环所在位置。
8.在一些实施例中，所述耐磨环的厚度大于等于所述活塞环的厚度。
9.在一些实施例中，所述耐磨环朝向所述缸孔轴线一侧表面设置有耐磨涂层。
10.在一些实施例中，所述耐磨环采用耐磨材料制作而成。
11.在一些实施例中，所述耐磨环为陶瓷环。
12.在一些实施例中，所述耐磨环镶嵌于所述缸孔的内壁。
13.在一些实施例中，所述耐磨环与所述本体为一体式结构。
14.第二方面，本实用新型还提供一种无缸套发动机，包括如第一方面所述的气缸体；所述活塞组件与所述气缸体的缸孔滑动配合；
15.所述活塞组件包括活塞杆和活塞头，所述活塞头远离所述活塞杆一端设置有活塞环。
16.第三方面，本实用新型还提供一种车辆，包括如第二方面所述的无缸套发动机。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例提供的一种气缸体的结构示意图；
18.图2为图1中a处放大图；
19.图3为一种活塞组件的示意图；
20.图4为一种耐磨环的结构示意图；
21.图5为另一种耐磨环的结构示意图。
22.图标：100-本体；110-缸孔；200-耐磨环；210-耐磨涂层；300-活塞组件；310-活塞杆；320-活塞头；321-活塞环。
具体实施方式
23.首先介绍一下本技术的应用场景：对于无缸套的发动机，活塞组件上的活塞头、活塞环直接作用于缸孔，无缸套技术具有零部件少，散热好，发动机更紧凑利于降重的优点。然而，无缸套的发动机耐磨性稍差，拉缸风险大的缺点，不适用于长寿命的发动机。现有的无缸套发动机，需要对缸孔进行技术处理，以提高缸孔的强度。缸孔处理技术首先以机械珩磨处理为主，即通过机械加工形成平台网纹，平台网纹能够储存润滑油，以此达到耐磨的目的。珩磨网纹这种结构能够较好的实现无缸套机体的耐磨性能，但由于其沟槽深度较浅，储油能力有限等原因，造成其耐磨能力有限。无缸套机体的也不能像有缸套的机体一样通过更换缸套来实现寿命的延长，另外，由于其沟槽储油能力不足，无缸套机体珩磨平台网纹一旦出现贫油状态，就会出现拉缸而导致的整机报废情况，尤其是上止点位置，由于气缸体上止点处温度较高，且活塞环与缸孔的相对速度小，油膜不易建立，此部位最易于磨损。因此，如何提高无缸套机体的耐磨性能，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
24.基于上述应用场景，本技术实施例提供了一种气缸体、无缸套发动机及车辆。
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.第一方面，如图1至图5所示，本实用新型实施例提供了一种气缸体，用于与活塞组件300配合，气缸体包括：本体100，本体100上设置有与活塞组件300滑动配合的缸孔110，缸孔110的内壁设置有耐磨环200，耐磨环200的轴线与缸孔110的轴线重合且耐磨环200的内部尺寸与缸孔110的内部尺寸相同；耐磨环200的设置位置与活塞组件300位于上止点时的位置对应。
27.上述气缸体与活塞组件300滑动配合，具体地，活塞组件300在气缸体的缸孔110内沿缸孔110的轴线往复滑动。由于气缸体上止点处温度较高，活塞组件300与缸孔110的相对速度小，油膜不易建立，故当活塞组件300处于上止点时，缸孔110内壁磨损较为严重。为此，本实用新型提供的气缸体在缸孔110的内壁上设置耐磨环200，且耐磨环200的设置位置与活塞组件300位于上止点时的位置对应，以缓解缸孔110网纹的磨损。但为了保证活塞组件300的正常工作，耐磨环200的轴线与缸孔110的轴线重合且耐磨环200的内部尺寸与缸孔
110的内部尺寸相同，示例性的，缸孔110为圆孔，耐磨环200的内环也为圆形，且耐磨环200的内径与缸孔110的内径相同，耐磨环200的轴线与缸孔110的轴线重合。
28.需要说明的是，耐磨材料较普通材料成本较高，在缸孔110的内壁设置耐磨环200与将缸孔110的内壁做耐磨处理相比，在一定程度上节约了成本。
29.在一些实施例中，活塞组件300包括活塞杆310和活塞头320，活塞头320远离活塞杆310一端设置有活塞环321，耐磨环200的设置位置与第一位置平齐，其中第一位置为当活塞组件300位于上止点时活塞环321所在位置。
30.一种可能实现的方式中，参照图3，活塞组件300包括活塞杆310和活塞头320，活塞头320远离活塞杆310一端设置有活塞环321，耐磨环200的设置位置与活塞环321随活塞组件300处于上止点时的位置平齐，主要是由于活塞环321直接作用于缸孔110，且当活塞组件300处于上止点位置时，活塞环321换向，活塞环321与缸孔110的相对速度小，油膜不易建立，故当活塞组件300处于上止点时，活塞环321对缸孔110内壁磨损较为严重。
31.可以理解的是，当活塞头320上设置有多个活塞环321时，距离活塞杆310最远的活塞环321定义为第一道活塞环321，耐磨环200的设置位置与当活塞组件300处于上止点时第一道活塞环321的位置平齐。
32.需要说明的是，此处“平齐”可以理解为耐磨环200的中心与活塞环321的中心处于同一高度。
33.在一些实施例中，耐磨环200的厚度大于等于活塞环321的厚度，可以保证当活塞组件300处于上止点时活塞环321仅与耐磨环200的内壁接触，而不与缸孔110的内壁摩擦，从而缓解活塞环321对缸孔110内壁的磨损，从而提高整个气缸体的使用寿命。其中，耐磨环200的内壁为耐磨环200朝向缸孔110轴线一侧表面。
34.一种可能实现的方式中，参照图2和图3，耐磨环200的厚度为d1，活塞环321的厚度为d2，且耐磨环200的厚度d1和活塞环321的厚度d2之间满足d1≥d2。
35.在一些实施例中，耐磨环200朝向缸孔110轴线一侧表面设置有耐磨涂层210。
36.一种可能实现的方式中，参照图4，耐磨环200朝向缸孔110轴线一侧表面即耐磨环200的内壁设置有耐磨涂层210，以与活塞环321接触摩擦，避免缸孔110在此处严重磨损，从而提高气缸体的使用寿命，同时仅在耐磨环200的内壁设置耐磨材料，成本较低。
37.在一些实施例中，耐磨环200采用耐磨材料制作而成。
38.一种可能实现的方式中，参照图5，整个耐磨环200均采用耐磨材料制作而成，工艺较为简单，可以采用铸造等一体成型。
39.需要说明的是，耐磨环200的主要功能是实现耐磨性能，因此凡是能实现上述功能的材料均可用来制作耐磨环200，例如陶瓷等。
40.在一些实施例中，耐磨环200为陶瓷环。
41.一种可能实现的方式中，耐磨环200采用耐磨陶瓷制作而成。耐磨陶瓷是以al2o3为主要原料，以稀有金属氧化物为熔剂，经一千七百度高温焙烧而成的特种刚玉陶瓷，再分别用特种橡胶和高强度的有机/无机粘合剂组合而成的产品。耐磨陶瓷具有硬度大、耐磨性能极好、重量轻、耐热性能好等性能，其耐磨性相当于锰钢的266倍，高铬铸铁的171.5倍。在同等工况下，可至少延长设备使用寿命十倍以上。
42.在一些实施例中，耐磨环200镶嵌于缸孔110的内壁，连接强度较高，防止活塞组件
300在缸孔110内相对气缸体沿缸孔110的轴线往复动作时，耐磨环200脱落。
43.在一些实施例中，耐磨环200与本体100为一体式结构。
44.一种可能实现的方式中，耐磨环200与本体100铸造为一体式结构，工艺简单，匹配度高，不存在装配不合适的问题。
45.本实用新型实施例提供的气缸体通过在缸孔110易磨损部位设置耐磨环200，使得气缸体的缸孔110耐磨性好，寿命长，而且成本低。
46.第二方面，本实用新型还提供一种无缸套发动机，包括如第一方面的气缸体；活塞组件300与气缸体的缸孔110滑动配合；活塞组件300包括活塞杆310和活塞头320，活塞头320远离活塞杆310一端设置有活塞环321。
47.需要说明的是，对于无缸套的发动机，活塞组件300上的活塞头320、活塞环321直接作用于缸孔110，通过在缸孔110的易磨损位置设置耐磨环200，使得气缸体的缸孔110耐磨性好，寿命长，而且成本低。
48.第三方面，本实用新型还提供一种车辆，包括如第二方面的无缸套发动机。
49.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种气缸体，其特征在于，用于与活塞组件配合，所述气缸体包括：本体，所述本体上设置有与所述活塞组件滑动配合的缸孔，所述缸孔的内壁设置有耐磨环，所述耐磨环的轴线与所述缸孔的轴线重合且所述耐磨环的内部尺寸与所述缸孔的内部尺寸相同；所述耐磨环的设置位置与所述活塞组件位于上止点时的位置对应。2.根据权利要求1所述的气缸体，其特征在于，所述活塞组件包括活塞杆和活塞头，所述活塞头远离所述活塞杆一端设置有活塞环，所述耐磨环的设置位置与第一位置平齐，其中第一位置为当所述活塞组件位于上止点时所述活塞环所在位置。3.根据权利要求2所述的气缸体，其特征在于，所述耐磨环的厚度大于等于所述活塞环的厚度。4.根据权利要求1-3中任一项所述的气缸体，其特征在于，所述耐磨环朝向所述缸孔轴线一侧表面设置有耐磨涂层。5.根据权利要求1-3中任一项所述的气缸体，其特征在于，所述耐磨环采用耐磨材料制作而成。6.根据权利要求5所述的气缸体，其特征在于，所述耐磨环为陶瓷环。7.根据权利要求1-3中任一项所述的气缸体，其特征在于，所述耐磨环镶嵌于所述缸孔的内壁。8.根据权利要求1-3中任一项所述的气缸体，其特征在于，所述耐磨环与所述本体为一体式结构。9.一种无缸套发动机，其特征在于，包括活塞组件以及如权利要求1-8中任一项所述的气缸体；所述活塞组件与所述气缸体的缸孔滑动配合；所述活塞组件包括活塞杆和活塞头，所述活塞头远离所述活塞杆一端设置有活塞环。10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的无缸套发动机。

技术总结
本实用新型涉及无缸套发动机领域，公开一种气缸体、无缸套发动机及车辆。一种气缸体，用于与活塞组件配合，气缸体包括：本体，本体上设置有与活塞组件滑动配合的缸孔，缸孔的内壁设置有耐磨环，耐磨环的轴线与缸孔的轴线重合且耐磨环的内部尺寸与缸孔的内部尺寸相同；耐磨环的设置位置与活塞组件位于上止点时的位置对应。本实用新型提供的气缸体在缸孔的内壁上设置耐磨环，且耐磨环的设置位置与活塞组件位于上止点时的位置对应，以缓解缸孔内壁的磨损。但为了保证活塞组件的正常工作，耐磨环的轴线与缸孔的轴线重合且耐磨环的内部尺寸与缸孔的内部尺寸相同。缸孔的内部尺寸相同。缸孔的内部尺寸相同。


技术研发人员：丁国栋 张海权 高进 李斌 齐伟
受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司
技术研发日：2023.01.30
技术公布日：2023/5/24