[发明专利]发动机组件及其制造方法

说明书

提供了诸如发动机组件之类的车辆组件，包括一体式的气缸盖和多个衬套以及聚合物复合壳体。还提供了制造这种车辆组件的方法。

技术领域

本发明涉及用于车辆的发动机组件，其包括一体式气缸盖和衬套组件以及聚合物复合壳体，还涉及制造发动机组件的方法。

背景技术

本部分提供与本发明相关的背景信息，其不一定是现有技术。

传统上，用于汽车应用的发动机部件由诸如钢和铁之类的金属制成。金属部件坚固，通常具有良好的延展性、耐久性、强度和耐冲击性。虽然金属已经作为可接受的发动机部件实施，但是它们在重量方面具有明显的缺点，并且降低了重量效率、车辆的性能和动力，从而降低了车辆的燃料经济性。

针对增加车辆燃料经济性的重量减轻已经激发了各种轻质金属部件(诸如铝和镁合金的)使用以及轻质增强复合材料的使用。虽然使用这种轻质材料可用来降低总体重量并且通常可以提高燃料效率，但是由于与发动机组件相关联的高操作温度，在发动机组件中使用这种材料时可能会出现问题。例如，与传统的钢或陶瓷材料相比，轻质金属部件还可具有相对高的线性热膨胀系数。在发动机组件中，这种轻质金属的使用可能导致相对于具有较低线性热膨胀系数(例如钢或陶瓷材料)的相邻部件而言在某些热操作条件下的不均匀热膨胀，从而导致部件分离和降低分性能。此外，轻质增强复合材料可能具有强度限制，例如降低的拉伸强度，并且在连续暴露于高温之后它们可能会降解。因此，需要在高温操作条件下具有增强耐久性的轻质发动机组件，以进一步提高操作效率和燃料经济性。

发明内容

本部分提供本发明的总体概述，而不是对其全部范围或其全部特征的全面公开。

在某些方面，本发明提供了一种用于车辆的发动机组件。该发动机组件可以包括：多个金属衬套，每个金属衬套限定用于各自容纳活塞的开放式空心圆柱形区域；一体接合至多个金属衬套的金属气缸盖，其中金属气缸盖一体接合至多个金属衬套作为单个部件，或者，金属气缸盖和多个金属衬套是单独的部件，每个部件分别通过紧固件、存在于金属气缸盖和金属衬套上的螺纹、粘合剂和/或焊接一体接合；以及聚合物复合壳体，其围绕金属衬套的外表面的至少一部分且邻近金属气缸盖设置。聚合物复合壳体可以包括聚合物和多种增强纤维以及以下至少一种：用于接收加热和/或冷却发动机组件的流体的多个微通道；或用于加热发动机组件的至少一根丝线。

在其他方面，本发明提供了一种用于制造发动机组件的方法。该方法可以包括在模具中布置组件。该组件包括：多个金属衬套，每个金属衬套限定各自用于容纳活塞的开放式空心圆柱形区域；以及一体接合至多个金属衬套的金属气缸盖。该方法还可以包括在模具中邻近组件的至少一部分布置部件前体，其中部件前体形成围绕金属衬套的外表面的至少一部分且邻近金属气缸盖设置的聚合物复合壳体。该聚合物复合壳体可以包括聚合物和多种增强纤维。该方法还可以包括：将树脂引入模具中；以及固化树脂以形成聚合物复合壳体。

根据本文提供的描述，其他适用范围将变得显而易见。本发明内容中的描述和具体示例仅仅是为了说明的目的，并不旨在限制本发明的范围。

附图说明

本文描述的附图仅用于所选实施例的说明性目的，而不是所有可能的实现方式，并不旨在限制本发明的范围。

图1示出了根据本发明的某些方面的发动机组件的横截面图。

图2示出了根据本发明的某些方面的替代发动机组件的横截面图。

图3A和图3B示出了根据本发明的某些方面的替代发动机组件的横截面图。

图4示出了根据本发明的某些方面的替代发动机组件的横截面图。

图5示出了根据本发明的某些方面的发动机组件的横截面图。

图6示出了根据本发明的某些方面的替代发动机组件的横截面图。