气缸结构、发动机和车辆的制作方法

1.本实用新型涉及发动机技术领域，特别涉及一种气缸结构。本实用新型还涉及具有上述气缸结构的发动机，以及设置有该发动机的车辆。


背景技术：

2.现有技术中的湿式缸套，缸套外壁与冷却液接触，且缸套利用缸套外壁上下定位环带与缸体的相应部件形成间隙配合，以实现两者间的径向定位，而轴向定位一般是依靠缸套上部支撑肩与缸体顶面相应的支撑面实现。同时，湿式缸套下部一般采用多道橡胶密封圈进行密封，防止水套冷却液泄漏，而缸套上部则凸出缸体顶面，并利用缸垫传递的缸盖螺栓轴力进行压紧密封，防止漏气漏水。
3.随着发动机节能减排要求越来越严格，提升发动机热效率的必要性越来越重要，而其中一条技术路线便是增加发动机的爆发压力。由于发动机爆发压力增加，使得活塞上止点部位温度较高，缸套受力受热明显增加，为满足受力要求，目前通常是增大缸体上部支撑肩及缸套壁厚，以及使得缸体、缸套选用高强度材料。但是，壁厚的增大势必导致缸心距增加，发动机增重，不利于气缸紧凑化设计，同时，活塞上止点部位温度升高，缸套受热变形也容易引起拉缸，而导致发动机故障。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种气缸结构，以可降低活塞上止点部位温度，并利于气缸的减重与紧凑化设计。
5.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
6.一种气缸结构，包括缸体，以及套装在所述缸体内的缸套，所述缸体与所述缸套之间形成有冷却水套，所述缸套内设有上止点冷却水道，所述上止点冷却水道靠近所述缸套的顶部设置，且所述上止点冷却水道的进水口与所述冷却水套的进水侧连通，所述上止点冷却水道的出水口与所述冷却水套的出水侧连通。
7.进一步的，所述缸体和所述缸套之间形成有与所述进水侧连通的进水道，以及与所述出水侧连通的出水道，所述缸套中设有连通所述进水口与所述进水道的进水连通通道，以及连通所述出水口与所述出水道的出水连通通道。
8.进一步的，所述缸体内壁的顶部形成有上肩部，底部形成有下肩部，所述上肩部和所述下肩部之间形成有凹槽，且所述凹槽被所述缸套封闭而构成至少部分所述冷却水套，所述进水道和所述出水道均形成在所述上肩部和所述缸套之间。
9.进一步的，所述上肩部上设有分别对应于所述进水侧和所述出水侧布置的槽口，所述进水道和所述出水道均由相应的所述槽口构成。
10.进一步的，所述槽口采用弧形槽。
11.进一步的，所述缸套外壁的顶部形成有径向外凸设置的缸套定位肩，所述上肩部位于所述缸套定位肩的下方，并轴向支撑所述缸套定位肩。
12.进一步的，所述进水连通通道和/或所述出水连通通道倾斜设置在所述缸套中。
13.进一步的，所述上止点冷却水道为沿所述缸套周向布置的环形。
14.相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：
15.本实用新型所述的气缸结构，通过在缸套顶部设置上止点冷却水道，可利用冷却水套中的冷却水对气缸中与活塞上止点部位对应的位置进行专门冷却，由此能够降低气缸中与活塞上止点部位对应的位置处的温度，可避免增大缸体上部支撑肩及缸套壁厚，以及使得缸体和缸套不用选用高强度材料，因而有利于气缸的减重和紧凑化设计。
16.此外，进水道和出水道，以及进水连通通道和出水连通通道的设置，利于上止点冷却水道与冷却水套之间的连通设计。通过在缸体上设置凹槽，并利用缸套的封闭形成冷却水套，不仅有利于形成冷却水套，也可保证缸套的结构强度。而使得进水道和出水道均由槽口构成，也能够便于两者的成型。槽口采用弧形槽，也能够避免出现应力集中，利于保证缸体顶部结构的稳定性。
17.另外，缸套顶部设置缸套定位肩，并由上肩部轴向支撑，可便于缸套的加工成型与装配。而进水连通通道与出水连通通道倾斜设置，可利于冷却水流进或流出上止点冷却水道，上止点冷却水道设置为沿缸套周向布置的环形，也能够保证对气缸中与活塞上止点部位对应的位置处的冷却效果。
18.本实用新型同时提出一种发动机，所述发动机中设有如上所述的气缸结构。
19.此外，本实用新型也提出一种车辆，所述车辆上设有上述的发动机。
20.本实用新型的发动机及车辆通过设置上述的气缸结构，能够降低活塞上止点部位温度，也有利于气缸的减重和紧凑化设计，而有着很好的实用性。
附图说明
21.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
22.图1为本实用新型实施例一所述的气缸结构的示意图；
23.图2为图1中a-a位置的断面图；
24.图3为图1中b-b位置的断面图；
25.图4为图3中进水道位置的局部放大图；
26.图5为图3中出水道位置的局部放大图；
27.图6为本实用新型实施例一所述的缸体的结构示意图；
28.图7为图6中c-c位置的断面图；
29.图8为本实用新型实施例一所述的缸套的结构示意图；
30.图9为图8中d-d位置的断面图；
31.附图标记说明：
32.1、缸体；101、上肩部；102、下肩部；103、凹槽；104、进水道；105、出水道；
33.2、缸套；201、缸套定位肩；202、上止点冷却水道；203、进水口；204、出水口；205、进水连通通道；206、出水连通通道；
34.3、冷却水套；301、进水侧；302、出水侧。
具体实施方式
35.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.此外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
39.实施例一
40.本实用新型涉及一种气缸结构，其设置在为内燃机形式的发动机中，该发动机可为现有的汽油发动机、柴油发动机等，并且本实施例的气缸结构在设计上，能够降低活塞上止点部位温度，并有利于气缸的减重与紧凑化设计。
41.整体结构上，如图1至图5中所示的，本实施例的气缸结构包括缸体1，以及套装在缸体1内的缸套2，并且在缸体1与缸套2之间形成有冷却水套3，在缸套2内也设置有上止点冷却水道202。同时，上止点冷却水道202具体靠近缸套2的顶部设置，并且该上止点冷却水道202的进水口203与冷却水套3 的进水侧301连通，上止点冷却水道202的出水口204则与冷却水套3的出水侧302连通。
42.通过在缸套2的顶部设置上止点冷却水道202，本实施例便可利用冷却水套3中的冷却水对气缸中与活塞上止点部位对应的位置进行冷却，由此能够降低活塞上止点部位的温度，而可避免增大缸体1上部的厚度与缸套2的壁厚，同时，也使得缸体1和缸套2不用选用高强度材料，以利于本实施例的气缸的减重和紧凑化设计。
43.其中，具体来说，作为一种优选的实施形式，在缸体1和缸套2之间形成有与进水侧301连通的进水道104，以及与出水侧302连通的出水道105。与此同时，在缸套2中设置有进水连通通道205和出水连通通道206，上止点冷却水道202的进水口203即通过进水连通通道205与进水道104连通，上止点冷却水道202的出水口204则通过出水连通通道206和出水道105连通。
44.通过设置进水道104和出水道105，以及经由进水连通通道205将进水道 104和上止点冷却水道202的进水口203连通，经由出水连通通道206将上止点冷却水道202的出水口204和出水道105连通。如此，可便于通过机加工方式在缸体1及缸套2上设置各连通结构，从而能够有利于上止点冷却水道202 与冷却水套3之间的连通设计。
45.本实施例中，再结合图6和图7中所示，在缸体1内壁的顶部形成有上肩部101，缸体1内壁的底部也形成有下肩部102。上肩部101和下肩部102均为沿缸体1周向布置的环形，并且在上肩部101和下肩部102之间形成有位于缸体1内壁上的凹槽103。此时，继续参考图2或
图3所示的，该凹槽103被缸套2封闭，并由此构成了冷却水套3，而还需要说明的是，与冷却水套3的进水侧301连通的水套进水口，以及与冷却水套3的出水侧302连通的水套出水口则设置在缸体1上。以上水套进水口和水套出水口在缸体1上的设置参见现有技术中的常规设置方式便可，在此不再赘述。
46.此外，需要指出的是，通过在缸体1上设置凹槽103，并利用缸套2外周壁对该凹槽103的封闭以形成冷却水套3，其不仅有利于形成冷却水套3，也可保证缸套2的壁厚，从而保证缸套2的结构强度。当然，除了仅在缸体1中设置凹槽103，在缸套2的材质或壁厚满足要求时，也可对应地在缸套2的外周壁上形成类似的内凹结构，并由该内凹结构与凹槽103共同拼合构成冷却水套 3。
47.本实施例中，基于缸体1上的上肩部101的设置，上述进水道104和出水道105即均形成在上肩部101和缸套2之间。并且，作为一种优选实施形式，仍由图6和图7所示，在上肩部101上设有分别对应于进水侧301和出水侧302 布置的槽口，进水道104和出水道105也便均由相应的槽口构成。使得进水道 104和出水道105均由槽口构成，此时仅需在上肩部101上进行槽口结构的加工即可，这样也能够便于进水道104与出水道105的成型，从而降低加工成本。
48.此外，需要注意的是，具体实施时设置在上肩部101上的各槽口一般可采用弧形槽，由此可利用弧形结构所具有的圆弧过渡的特点，避免在上肩部101 处产生应力集中，以保证缸体1的结构稳定性。
49.本实施例中，针对于缸套2，结合图8和图9中所示的，在缸套2外壁的顶部形成有径向外凸设置的缸套定位肩201。而在缸套2套装至缸体1中时，缸体1中的上肩部101即位于缸套定位肩201的下方，并且上肩部101也用于轴向支撑缸套定位肩201，以实现缸套2在缸体1中的轴向定位。缸套2在缸体1中的径向定位则通过缸套2外周壁与缸体1内壁之间形成间隙配合来实现。
50.通过在缸套2的顶部设置缸套定位肩201，并由上肩部101对其进行轴向支撑，本实施例可利用缸套定位肩201位于缸套2一端的特点，便于缸套2的加工成型，同时也能够利于缸套2在缸体1中的装配。
51.另外，还需要说明的是，在通过上肩部101对缸套定位肩201进行支撑的基础上，当气缸置于发动机下缸体中，且气缸盖连接于下缸体上时，利用气缸盖螺栓的轴向力，便能够对缸套2进行压紧，同时也可实现缸套2与缸体1之间，以及缸套2和气缸盖等之间的密封。
52.本实施例作为一种优选实施形式，对于位于缸套2顶部的上止点冷却水道 202，其可设置为沿缸套2周向布置的环形，以能够保证上止点位置的冷却效果。而且缸套2的截面形状一般可采用圆形，其截面尺寸则根据气缸整体尺寸，以及气缸中与活塞上止点部位对应的位置处的整体冷却需求进行设计便可。而在上止点冷却水道202为沿缸套2周向布置的环形时，上述进水口203与出水口 204具体形成在上止点冷却水道202的侧壁位置，使得进水连通通道205能够通过进水口203和上止点冷却水道202连通，同时也使得出水连通通道206能够通过出水口204与上止点冷却水道202连通即可。
53.当然，除了将上止点冷却水道202设置为沿缸套2周向布置的环形，在满足冷却需求时，使得上止点冷却水道202为沿缸套2周向布置的其它长度，例如为沿缸套2周向布置的弧形，其也是可以的。当上止点冷却水道202不为环形结构时，进水口203与出水口204一般
分设在上止点冷却水道202的两端即可。
54.继续参考图4和图5中所示，作为一种优选实施形式，本实施例的进水连通通道205与出水连通通道206均可为倾斜地设置在缸套2中。此时，使得进水连通通道205与出水连通通道206倾斜设置，可利于冷却水流进或流出上止点冷却水道202，进而能够保证上止点冷却水道202的冷却效果。
55.而除了使得进水连通通道205和出水连通通道206均倾斜地设置，当然两者也可以其它可行的方式设置在缸套2中。同时，具体实施时，缸体1和缸套 2一般均可采用铸造方式成型，以保证其结构的可靠性，且也有着制造成本较低的优势。而在具体制造过程中，上止点冷却水道202即通过铸造方式成型在缸套2中，在铸造完成后再进一步通过机加工方式成型上述的槽口以及进水连通通道205和出水连通通道206。当然，通过机加工方式也实现对缸体1及缸套2的表面处理，以满足其表面质量要求。
56.本实施例的气缸结构在装配时，缸套2从缸体1的顶部插入缸体1内，直至使得缸套定位肩201支撑在上肩部101的顶面上便可。并且，在缸套2插入缸体1中时，应注意使得进水连通通道205正对用于构成进水道104的槽口，出水连通通道206正对用于构成出水道105的槽口，以在缸套2套装至缸体1 中后，进水连通通道205恰好和形成的进水道104连通，出水连通通道206也恰与形成的出水道105连通。
57.此外，本实施例的气缸结构通过在缸套2顶部设置上止点冷却水道202，可利用冷却水套3中的冷却水对气缸中与活塞上止点部位对应的位置进行专门冷却，由此能够降低气缸中与活塞上止点部位对应的位置处的温度，可避免增大缸体1上部支撑肩及缸套2的壁厚，以及使得缸体1和缸套2不用选用高强度材料，因而有利于气缸的减重和紧凑化设计。
58.实施例二
59.本实施例涉及一种发动机，该发动机中即设置有实施例一中的气缸结构。本实施例的发动机采用实施例一中的气缸结构，能够降低气缸中与活塞上止点部位对应的位置处温度，有利于气缸的减重和紧凑化设计，而有着很好的实用性。
60.实施例三
61.本实施例涉及一种车辆，该车辆上设置有实施例二中的发动机。
62.本实施例的车辆通过设置实施例二中的发动机，不仅能够降低发动机的气缸中与活塞上止点部位对应的位置处的温度，也有利于气缸的减重和紧凑化设计，而有着很好的实用性。
63.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。