汽缸套和内燃机的制作方法

1.本实用新型涉及汽缸套和内燃机。


背景技术：

2.已知有：为了减少内燃机的热损失，在汽缸套的燃烧室侧端部附近的内周面上设有隔热环的技术(例如，参照专利文献1、2等)。在如专利文献1、2所例示的现有的隔热环中，为了形成绝热用空气层，在隔热环的外周面上设有与圆周方向垂直的剖面中的剖面形状呈方形的槽部。
3.【现有技术文献】
4.【专利文献】
5.专利文献1：日本专利、实公平05-12527号公报
6.专利文献2：日本专利、特开2007-32401号公报


技术实现要素：

7.(实用新型所要解决的课题)
8.但是，在以减少热损失为目的而仅利用了隔热环的内燃机中，内燃机的设计自由度上会产生一定的限制。
9.本实用新型是鉴于上述情况而完成的，其课题在于提供一种：能够减少内燃机的热损失的新颖的汽缸套和使用该汽缸套的新颖的内燃机。
10.(用于解决课题的技术方案)
11.上述课题通过以下的本实用新型而实现。即，
12.本实用新型的汽缸套具有如下特征：
13.该汽缸套具有圆筒状构件，上述圆筒状构件的轴向一端侧附近的内径大于上述轴向一端侧附近以外的内径，上述圆筒状构件的内周面包含对应于上述轴向一端侧附近的内径的第一内周面和对应于上述轴向一端侧附近以外的内径的第二内周面，上述第一内周面上设有槽部。
14.本实用新型的内燃机具有如下特征：
15.该内燃机至少具备环状构件和本实用新型的汽缸套，上述环状构件以上述环状构件的外周面和上述第一内周面贴紧的方式嵌合于上述圆筒状构件中。
16.本实用新型的内燃机的一实施方式中，优选：上述环状构件的外周面上设有槽部。
17.本实用新型的内燃机的另一实施方式中，优选：上述环状构件为积碳刮除环。
18.(实用新型效果)
19.根据以上所说明的本实用新型，能够提供一种：能够减少内燃机的热损失的新颖的汽缸套和使用该汽缸套的新颖的内燃机。
附图说明
20.图1是表示本实施方式的汽缸套和使用了该汽缸套的本实施方式的内燃机的一例的模式剖面图。
21.图2是表示能够设置于本实施方式的汽缸套的第一内周面上的槽部的剖面形状变化的模式剖面图。
22.图3是表示能够设置于本实施方式的汽缸套的第一内周面上的槽部的剖面形状变化的模式剖面图。
23.图4是表示本实施方式的汽缸套和使用了该汽缸套的本实施方式的内燃机的另一例的模式剖面图。
24.图5是表示设置于本实施方式的汽缸套的第一内周面上的槽部的平面形状和配置形态的例子的模式剖面图。
25.图6是表示本实施方式的汽缸套和使用了该汽缸套的本实施方式的内燃机的又一例的模式剖面图。
26.图7是表示本实施方式的汽缸套和使用了该汽缸套的本实施方式的内燃机的又一例的模式剖面图。
27.(符号说明)
28.10、10a、10b：汽缸套
29.20：圆筒状构件
30.30：内周面
31.30a：第一内周面
32.30b：第二内周面
33.32：阶梯部
34.34：阶梯面
35.40、40a、40b、40c、40d、40e、40f、40g、40h、40p、40q、40r：槽部
36.42a、42b：直线
37.42c：角部
38.44a：第一直线
39.44b：第二直线
40.44c：角部
41.46a：开口部
42.46b：底部
43.100、100a、100b：环状构件
44.100c：环状构件(积碳刮除环)
45.110：外周面
46.120：端面
47.130：内周面
48.140：槽部
49.200、200a、200b、200c、200d：内燃机
具体实施方式
50.图1是表示本实施方式的汽缸套和使用该汽缸套的本实施方式的内燃机的一例的模式剖面图，具体而言，是表示与汽缸套的圆周方向垂直的剖面中的、汽缸套的轴向一端侧附近(内燃机中的燃烧室侧附近)的剖面结构的放大剖面图。需要说明的是，图1中示出的是：环状构件安装于汽缸套的燃烧室侧端部附近的内周面上的状态。
51.在此，图1及其他附图中所示的y方向是指：与汽缸套和环状构件的轴向平行的方向，与y方向垂直的x方向是指：与汽缸套和环状构件的径向平行的方向。另外，后述其他附图中所示的r方向是指：与汽缸套和环状构件的圆周方向平行的方向。在以下的说明中，有时将y方向、x方向及r方向分别称为轴向y、径向x及圆周方向r。另外，在图1及其他附图中，y1方向指燃烧室侧、y2方向指曲轴箱侧、x1方向指外周侧、x2方向指内周侧。
52.图1中所示的内燃机200a(200)至少具备汽缸套10a(10)和环状构件100a(100)。
53.汽缸套10a(10)具有圆筒状构件20。另外，圆筒状构件20的轴向y一端侧附近(燃烧室侧)的内径cd1，被设置为大于轴向y一端侧附近以外(曲轴箱侧)的内径cd2。另外，圆筒状构件20的内周面30包含：对应于内径cd1的第一内周面30a和对应于内径cd2的第二内周面30b。因此，第一内周面30a和第二内周面30b的边界部分成为阶梯部32。进一步地，在第一内周面30a上，设有相对于第一内周面30a朝向径向x的外周侧凹陷的槽部40a(40)。
54.另一方面，环状构件100a以环状构件100a的外周面110和第一内周面30a贴紧且环状构件100a的轴向y另一端侧(曲轴箱侧)的端面120和构成阶梯部32的阶梯面34贴紧的方式，嵌合于圆筒状构件20中。
55.因此，在内燃机200a的燃烧室侧附近的部分上，形成有绝热用空气层，该绝热用空气层是由环状构件100a的外周面110和设置于汽缸套10a的第一内周面30a上的槽部40a的内壁面围住而形成。因此，通过绝热用空气层防止由燃烧室产生的热传向内燃机200a外部，由此能够减少内燃机200a的热损失。
56.图2和图3是表示能够设置于本实施方式的汽缸套10的第一内周面30a上的槽部40的剖面形状种类的模式剖面图。需要说明的是，图2和图3中比作v字、u字等文字形状的形状说明，是在如下状态下观察图2和图3所得到的形状，其中，该状态是指：在图2和图3的纸面中，通过使纸面向顺时针方向旋转90度，从而使径向x成为上下方向时的状态。
57.图2的(a)是将图1中所示的槽部40a放大后的放大剖面图。图2的(a)中所示的槽部40a具有v字形的第一剖面形状，其中，该v字形的第一剖面形状仅由两条直线42a、42b和成为该两条直线42a、42b的交点的一个角部42c形成。另外，图2的(b)中所示的槽部40b(40)具有将第一剖面形状中的角部42c附近变圆滑而形成为曲线42r的第二剖面形状。
58.在此，关于两条直线42a、42b所形成的角度θ1，只要超过0度且小于180度便没有特别的限定，但优选10度以上且170度以下，更优选20度以上且160度以下。
59.另外，图2的(c)中所示的槽部40c(40)具有仅由圆弧形的曲线形成的第三剖面形状，图2的(d)中所示的槽部40d(40)具有u字形的第四剖面形状。
60.另外，图3的(a)中所示的槽部40e(40)具有方形的第五剖面形状。
61.图3的(b)中所示的槽部40f(40)具有直角三角形形状的第六剖面形状，其中，与径向x平行的第一直线44a、(以与径向x交叉的方式相对于径向x倾斜的)第二直线44b、以及成为该两条直线44a、44b的交点的一个角部44c，分别成为构成该直角三角形的两条边和一个
角。需要说明的是，可以如图3的(b)中所示，构成为：在轴向y上的燃烧室侧(图3中的纸面上方侧)设有第一直线44a、轴向y上的曲轴箱侧(图3中的纸面下方侧)设有第二直线44b，或者，也可以构成为与上述配置相反的配置形态。另外，对于角部44c，也可以与图2的(b)中所例示情况同样地，将角部44c附近变圆滑后形成为曲线。另外，关于两条直线44a、44b所形成的角度θ2，只要超过0度且小于90度便没有特别的限定，但优选10度以上且80度以下，更优选20度以上且70度以下。
62.进一步地，图3的(c)中所示的槽部40g(40)具有：开口部46a的宽度小于底部46b的宽度的倒t字形的第七剖面形状，图3的(d)中所示的槽部40h(40)具有：槽部40h的开口部46a的宽度略小于底部46b的宽度的倒m字形的第八剖面形状。需要说明的是，并不限于图2的(a)中所示的角部42c或图3的(b)中所示的角部44c，在槽部40的剖面形状中，关于由两条直线交叉而形成的角部，可以将角部附近变圆滑后形成为曲线。
63.另外，槽部40a、40b、40c、40d、40e、40f可以通过通常的切削加工而形成，关于如槽部40g、40h那样具有开口部46a的宽度小于底部46b的宽度的剖面形状的槽部，可以通过将通常的切削加工和使用了专用工具的切削加工组合而形成，或者，仅通过使用了专用工具的切削加工而形成。
64.关于槽部40的剖面形状，并不限定于图2和图3中所例示的形状，也可以是将图2和图3中所例示的形状适当组合后的形状，或其他各种形状。另外，图1～图3中所示的槽部40的剖面形状，是作为与径向x和轴向y平行的剖面(xy剖面)中的剖面形状而例示的形状，但也可以是与径向x和圆周方向r平行的剖面(xr剖面)中的剖面形状。
65.图4是表示本实施方式的汽缸套和使用了该汽缸套的本实施方式的内燃机的一例的模式剖面图，具体而言，是表示与汽缸套的轴向y垂直的剖面中的、汽缸套的轴向y一端侧附近(内燃机中的燃烧室侧附近)的剖面结构的放大剖面图。
66.图4中所示的内燃机200b(200)至少具备汽缸套10b(10)和环状构件100a(100)。
67.在图4所示的内燃机200b中，使用与图1中所例示环状构件相同的环状构件100a，并且，相对于图1中所示的汽缸套10a，除了并非xy剖面而是xr剖面中具有v字形剖面形状的槽部40a形成为相对于第一内周面30a朝向径向x的外周侧凹陷这一点之外，使用具有与汽缸套10a相同的形状结构的汽缸套10b(10)。
68.而且，在图4所示的内燃机200b中，槽部40a还可以适当地置换为图2的(b)～(d)或图3的(a)～(d)中所例示的槽部40b～槽部40h等的具有其他剖面形状的槽部。需要说明的是，当在图2和图3中将y方向(轴向)替换为r方向(圆周方向)时，图2和图3中所示的第一内周面30a并非描绘为直线，而是描绘为稍微弯曲的曲面。
69.设置于第一内周面30a上的槽部40的平面形状或配置形态并没有特别的限定，例如，作为平面形状可以举出：圆形、或者三角形、四角形、六角形等的多角形状、或者带状等。另外，作为配置形态，可以举出：将具有圆形或多角形等的平面形状的槽部40离散配置的微凹(dimple)状配置；将多条具有带状平面形状的槽部40并列配置的条纹(stripe)状配置；将长度方向与一个方向平行的具有带状平面形状的多个槽部40和长度方向与另一个方向平行的具有带状平面形状的多个槽部40相互交叉配置的格子状配置等。
70.当为微凹状配置时，各个槽部40可以以例如交错排列(staggered array)、或四方排列(square array)等的任意的排列方式进行配置。
71.当为条纹状配置时，可以以如下配置形态等配置槽部40，其中，该配置形态是指：将槽部40配置为平面形状呈带状的槽部40的长度方向与轴向y平行的配置形态(竖条纹)；将槽部40配置为平面形状呈带状的槽部40的长度方向与圆周方向r平行的配置形态(横条纹)；将槽部40配置为平面形状呈带状的槽部40的长度方向与轴向y(或者圆周方向r)交叉的配置形态(斜条纹(所谓的螺旋))。
72.另外，当为格子状配置时，可以以将竖条纹和横条纹组合后的形态、或者将相对于轴向y(或者圆周方向r)的交叉角度相互不同的两种类的斜条纹组合后的形态配置槽部40。
73.图5是表示设置于第一内周面30a上的槽部40的平面形状和配置形态的例子的模式俯视图。
74.其中，图5中的(a)是表示将平面形状呈圆形的槽部40p(40)以四方排列形态配置的微凹状配置的一例的俯视图。
75.图5中的(b)是表示将平面形状呈带状的槽部40q(40)以形成竖条纹的方式配置的条纹状配置的一例的俯视图。
76.图5中的(c)是表示通过将竖条纹和横条纹组合，将平面形状呈带状的槽部40r(40)以形成格子状的方式配置的格子状配置的一例的俯视图。
77.需要说明的是，当在第一内周面30a上设置槽部40时，可以适当地组合两种类以上相互不同的剖面形状、平面形状、以及/或者配置形态。
78.另外，在本实施方式的内燃机200中，也可以在环状构件100的外周面110上设置与设置于本实施方式的汽缸套10上的槽部40相同的槽部。
79.图6是表示本实施方式的内燃机200的另一例的模式剖面图。图6中所示的内燃机200c(200)，除了代替图1所示的内燃机200a中使用的环状构件100a而使用外周面110上设有槽部140的环状构件100b(100)之外，具有与图1中所示的内燃机200a相同的结构或形状。作为设置于环状构件100b的外周面110上的槽部140的剖面形状、平面形状、以及/或者配置形态，可以适当地采用与槽部40相同的剖面形状、平面形状、以及/或者配置形态。需要说明的是，在图6所示的例子中，在环状构件100b的外周面110上的、与设置在汽缸套10a的第一内周面30a上的槽部40a对应的位置处，设置有槽部140。但是，槽部140也可以配置在不与槽部40a对应的位置处。
80.另外，使用于本实施方式的内燃机200的环状构件100，还可以具有作为积碳刮除环(carbon scraper ring)的功能。
81.图7是表示本实施方式的内燃机200的另一例的模式剖面图。图7中所示的内燃机200d(200)，除了代替图1所示的内燃机200a中使用的环状构件100a而使用内径rd小于环状构件100a的环状构件100c(100)之外，具有与图1中所示的内燃机200a相同的结构或形状。
82.在图7所示的内燃机200d中，环状构件100c的内径rd被设定为稍小于汽缸套10a的第二内周面30b中的内径cd2。因此，环状构件100c的内周面130配置为相对于汽缸套10a的第二内周面30b更向内周侧突出。因此，当积碳附着于活塞(图中未图示)顶岸的外周面上时，活塞在汽缸套10a内朝向上止点移动的过程中，积碳被环状构件100c刮除。需要说明的是，环状构件100c的内径rd被设定为大于活塞顶岸的外径。
83.相对于此，在图1、4、6所示的内燃机200a、200b、200c中，环状构件100a、100b的内径rd和汽缸套10a、10b的第二内周面30b中的内径cd2是相同的。因此，环状构件100a、100b
的内周面130和汽缸套10a、10b的第二内周面30b处于同一水平面上。因此，内燃机200a、200b、200c中使用的环状构件100a、100b不具有作为积碳刮除环的功能。
84.本实施方式的内燃机200可以为任何类型的内燃机，但优选汽油机或者柴油机。另外，当使用于内燃机200的环状构件100还具有作为积碳刮除环的功能时，内燃机200优选为如柴油机等那样燃烧室中容易产生积碳的类型的发动机。
85.本实施方式的汽缸套10通常由铸铁制成，但是，也可以由其他材质构成。另外，关于汽缸套10，例如，可以在利用离心铸造等制造圆筒状的构件之后，通过进行切削加工等适当地形成槽部40等，从而制造出该汽缸套10。
86.另外，根据需要，可以对构成本实施方式的汽缸套10的圆筒状构件20的内周面30实施各种表面处理、或者形成各种皮膜。例如，对于圆筒状构件20的内周面30，可以通过喷镀处理形成喷镀膜、或者通过磷酸锰皮膜处理形成磷酸锰皮膜等。虽然也依赖于皮膜的形成方法，但这些皮膜可以选择性地形成于圆筒状构件20的内周面30的一部分(第一内周面30a、或者第二内周面30b等)上、或者形成为覆盖内周面30整体。
87.使用于内燃机200的环状构件100的材质也没有特别的限定，例如，可以举出：铁、铁合金(suh等的耐热钢、sus等的不锈钢、铸铁(尤其是与汽缸套10相同材质的铸铁)等)、镍合金(镍铬铁耐热耐蚀合金等)。
88.另外，也可以对环状构件100的内周面130以及/或者外周面110实施与上述相同的表面处理，或者形成皮膜。