[发明专利]汽缸套和制造其的方法

说明书

本发明涉及一种用于生产插入到汽缸曲轴箱的热喷射、薄壁汽缸套的方法，和用所述方法制造的汽缸套。

本申请是中国专利申请号为201380027301.7，申请日为2013年4月29日，发明名称为“汽缸套和制造其的方法”的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种方法，尤其是用于生产插入到汽缸曲轴箱的热喷射、薄壁汽缸套的方法，和用所述方法制造的汽缸套。

背景技术

对于没有汽缸套的发动机，用于发动机缸体的材料必须满足由活塞和活塞环的摩擦的直接接触所引起的主要要求。特别的，高耐磨性和低摩擦是必要的。次要的，如低重量、低材料成本、低制造成本和高热导率,是进一步的要求。上述要求仅在无缸套发动机中难以调和，如果有。

在内燃机中使用汽缸套，能使发动机缸体使用不同的材料仅满足同样关键要求。然而，汽缸套可以为耐磨性和低摩擦的要求进行特定优化。由于相比于发动机缸体，衬套材料部分相对较小，成本较高的高品质材料可以在此使用，而对总成本没有过大的负面影响。

在现有技术中，制造轻质金属汽缸套以热接合由铁或轻质金属构成的汽缸曲轴箱的方法是已知的(参见例如MSI发动机服务国际有限公司、期号03/99的小册子“检修铝发动机”)。这种衬套通过例如伴随后续加工的喷射压实工艺制造。然而这些以商品名销售的衬套具有在汽缸运行面不太高的耐磨性的缺点。此外，在汽缸运行面的最终处理，露出硅晶体的复杂工艺在这种情况是必需的。

以品牌名称销售的铝-硅汽缸套或由合金块组成的汽缸运行面具有高热导率。各汽缸运行面的耐磨性是由硅粒子呈现来确定，其在珩磨后向外伸出。用铸造材料，不超过约20％的硅含量可以通过该工艺来实现。较高的硅含量可以用喷射压实材料来实现，但这会导致因工艺工程原因而增加元件成本。由于新发动机(例如，具有直喷燃油的汽油发动机或现代柴油发动机)的高机械负荷，具有传统的铝-硅合金的机械强度值然而是勉强达到要求的。

此外，由灰铸铁构成的滑动配合衬套作为汽缸套是已知的。衬套由旋转灰铸铁管机械制成。为达到所需的表面粗糙度和衬套形状，外径是磨过的。为插入灰铸铁衬套，衬套具有在室温下比汽缸曲轴箱中的孔较大的直径是必需的。然后这两个被接合的主体的至少一个的直径必须由热膨胀改变，以这样的方式使衬套能够牢固地插入到汽缸曲轴箱。这通常通过加热汽缸曲轴箱发生，既然由于灰铸铁的不足的热膨胀系数，单独冷却衬套是不够的。这使得插入灰铸铁衬套复杂和昂贵。

喷层到汽缸的运行面是汽缸保护的另一已知形式。DE19733205A1公开了一种基于铁、铝或镁的活塞发动机的汽缸运行面的涂层，含有过共晶铝-硅合金和/或铝-硅复合材料，及制造所述涂层的方法。该涂层在这种情况是直接施加在发动机缸体的汽缸孔的内壁。

为此，无论是内部燃烧器，其被连到旋转组件并绕着汽缸孔的中心轴线旋转，被引入汽缸孔并轴向移动，或内部燃烧器被引入到旋转的曲轴箱的汽缸孔并沿汽缸孔的中心轴线轴向移动，以喷射涂层到汽缸壁。汽缸面一般必须在涂布前以复杂的方式制备，例如通过用高压水枪粗糙化或通过车削加工的手段引入具有底切部分的确定外形。

制造直接作用于汽缸孔的壁的涂层还或者需要具有内部燃烧器的复杂组件，其本身在孔的内部旋转以能均匀施加涂层，或者需要使具有汽缸孔的整个发动机缸体绕着不旋转的内部燃烧器旋转。这两种方法复杂、成本高。由于涂布组件的尺寸，仅具有大于80mm的孔径的汽缸孔能够被可靠地涂布。

因此，本发明的目的是消除或至少减小上面列出的缺点，提供一种制造改进的汽缸套的更简单的方法和相应的汽缸套。

发明内容