[发明专利]一种两冲程柴油机用气缸套及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种两冲程柴油机用气缸套，还涉及缸套的加工方法。

背景技术

两冲程柴油机作为一种广泛应用的工程机械，其润滑与摩擦磨损、燃烧效率与能耗以及疲劳寿命等一直是业界非常关注的性能指标。缸套作为与上述研究命题密切相关的重要零件，其结构的设计与加工方法也一直是各柴油机零部件企业研究讨论的热点。

两冲程柴油机通常设有气缸空间的单向扫气，其扫气的效率以及扫气附近缸套内孔与活塞环的磨损直接关系到柴油机的使用和寿命。如何在提高扫气口扫气效率同时又减少缸套和活塞环在该区域的磨损是业界长久以来无法解决的难题。

同时，随着发动机不断向节能环保和高速重载方向发展，对于改善缸套-活塞环摩擦副的摩擦磨损问题更是日趋紧迫，而提高缸套表面摩擦磨损性能正是该问题的解决途径之一。

柴油机作为将燃烧热能转换为机械能的机构，其主要运动件(活塞、活塞环等)是否有效冷却决定着柴油机是否能正常运转。传统的一体式铸造冷却腔缸套或因清砂困难造成冷却通道堵塞，或因铸造壁厚不均导致冷却效果不良，均会因冷却问题导致柴油机使用异常，严重时会导致零部件报废。故优化缸套冷却腔的结构，简化加工制造方法也是业界普便关注的问题之一。

发明内容

本发明的目解决以上问题，提供的一种结构合理、使用寿命长、冷却效果好同时又加工方便、制作成本低的新型缸套及其加工方法。

实现本发明目的技术方案是一种两冲程柴油机用气缸套，包括缸套本体、水套、进水口法兰、分水器和连接螺柱；所述缸套本体的内孔分为上下连通的上直孔段、中鼓形孔段和下直孔段；所述水套为上水套和下水套，分别钎焊在缸套本体上形成上、下冷却水腔；所述进水口法兰焊接在下水套上；所述分水器装配在进水口法兰中；所述连接螺柱设置在缸套本体上端。

所述缸套本体对应中鼓形孔段的位置处设有多个扫气口和多个连接相邻扫气口的扫气口立柱。

所述扫气口和扫气口立柱均根据缸径大小均匀设有10～20个。

所述扫气口立柱中设置通水孔；所述上、下冷却腔通过通水孔连通。

所述缸套本体的上端设有出水孔和连接螺柱孔；所述连接螺柱设置在连接螺柱孔内。

所述上直孔段和下直孔段为圆柱孔，直径相同；所述中鼓形孔段最大处直径比上直孔段和下直孔段的直径大0.3mm，并与上直孔段和下直孔段光滑过渡。

所述缸套本体的缸盖垫表面设有波纹，波纹深度0.02～0.03mm，中心距0.3～0.5mm。

所述上直孔段、中鼓形孔段经激光淬火强化处理，表面硬化率100％，淬火带呈螺旋状交叉状，单个淬火带宽度5～15mm，淬火带中心深度0.3～0.8mm，淬火带重叠宽度0.5～2mm；所述内孔经平台网纹珩磨处理，网纹参数Rpk 0.3～0.8um，Rvk 1.3～4.0，Rk 1.5～4.0。

同时，提供一种两冲程柴油机气缸套的加工方法，包括以下步骤：

步骤一、铸造毛坯：砂型浇铸毛坯，铸出缸套本体；

步骤二、退火：加热到500～600℃，保温2～3小时，炉冷至200～300℃；

步骤三、加工：加工缸套本体外圆、加工出水孔和连接螺柱孔，精加工水套，水套包括上水套和下水套；

步骤四、钎焊：在缸套本体的钎焊接头部位刷涂钎剂填充钎料，将加热膨胀的上水套和下水套装配到缸套本体上；

步骤五、MAG焊：利用MAG焊将进水口法兰焊接到下水套上；

步骤六、激光淬火：对上直孔段、中鼓形孔段进行激光淬火，淬火带呈螺旋状交叉状，单个淬火带宽度5～15mm，淬火带中心深度0.3～0.8mm，淬火带重叠宽度0.5～2mm；

步骤七、精加工：精车缸盖垫表面，使其成波纹状，波纹深度0.02～0.03mm，中心距0.3～0.5mm；

步骤八、内孔珩磨：利用珩磨设备将缸套的内孔珩磨平台网纹；

步骤九、组装：装配连接螺柱和分水器；

步骤十、水压试验：利用打压设备密封缸套本体，将上、下水腔充满加热至高温的皂化液，打压到一定压力，保压一段时间无任何泄漏。

所述步骤四中，钎焊时上水套和下水套装配于缸套本体时的配合为过盈配合，过盈量0.3～0.4mm。

与现有两冲程柴油机用气缸套相比，本发明的缸套与加工方法具有以下优点：(1)本发明的缸套扫气口处的结构独特，可提高扫气效率，降低缸套和活塞环的磨损。

(2)本发明的冷却水腔壁厚均匀，上、下冷却水腔连通可靠，不会存在堵塞现象，冷却效果好。