一种机体气缸体和气缸套组合的抗穴蚀结构的制作方法

本技术涉及发动机，具体是一种机体气缸体和气缸套组合的抗穴蚀结构。

背景技术：

1、目前气缸套穴蚀问题发生在装有湿式气缸套的发动机上，该类型发动机在工作时，燃料在气缸套内燃烧爆炸推动活塞在气缸套内做上下往复运动，冷却水对气缸套外壁进行散热冷却，在燃烧爆发压力和气缸套壁内外温差作用下，气缸套受到相当大的机械应力和热应力，特别是活塞在上止点附近时受曲柄连杆机构的驱动在气缸套内横向摆动而撞击气缸套，该撞击引起气缸套高频振动，使冷却水发生交替膨胀与压缩，形成空泡并爆炸，爆破的高压波冲击气缸套外壁导致气缸套的横向侧壁的中上部位形成麻点凹坑，及气缸套的穴蚀；同时气缸套外部的冷却水流动方向无序突变也会产生空泡，在高压区爆破导致空泡腐蚀。随着发动机工作时间的延长，穴蚀逐步加重，直至气缸套外壁穿孔报废，从而影响发动机的性能和使用寿命。

2、现有的气缸套抗穴蚀结构主要采用以下三种技术方案：

3、一、采用上支撑和下支撑结构采用缩短气缸套中间部位与冷却水接触的尺寸长度(提高刚度)和增加气缸套的壁厚(延长被穴蚀的时间)；该方案无法满足长行程强化程度高采用薄壁缸套的发动机的使用要求；

4、二、气缸套采用中部台阶支撑法提高气缸套的刚度，该方法适用于短行程大缸径的发动机，其行程与缸径比小于1，该方法使整个气缸套在长度方向上受压应力，易使气缸套变形，同时气缸套在受热后不能上下膨胀；该方法不适用于行程与缸径比大于1的长行程壁厚小于0.05d(d为气缸直径)的薄壁结构的发动机；

5、三、气缸套环周增加竖条加强筋或圆弧加强筋的方法，增加气缸套与机体的接触面积提高气缸套的刚度，加强筋的增加同时使得气缸套与冷却水接触面积减少影响气缸套的冷却，特别是气缸套受侧向力方向的加强筋，将侧向力传到机体上，增加了发动机的振动，或者加强筋与机体内壁增加减震结构，该方法使气缸套结构更加复杂制造成本高。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种机体气缸体和气缸套组合的抗穴蚀结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种机体气缸体和气缸套组合的抗穴蚀结构，包括气缸体以及嵌入在气缸体内部的气缸套，所述气缸套为头部设置有凸肩的圆筒型结构，且在气缸套的外侧壁周向靠近凸肩的下端设置有一道具有定位支撑功能的气缸套第一凸起环带，并在气缸套的外侧壁周向的下部位设置一道具有定位支撑功能的气缸套第三凸起环带；在气缸套的外侧壁周向的中上部位设置有一道具有定位支撑功能的气缸套第二凸起环带；所述气缸套第一凸起环带外径大于气缸套第二凸起环带外径，气缸套第二凸起环带外径大于气缸套第三凸起环带外径；

4、所述气缸体为桶型孔道结构，且在孔道上口部的下方的内侧壁周向设置有一道凸起的气缸体上定位面，所述气缸体上定位面与孔道上口部形成一个台阶孔口；在孔道下口部的上方的内侧壁周向设置有一道凸起的气缸体下定位面，并在孔道的内侧壁在气缸体上定位面和气缸体下定位面之间形成环形凹槽；该环形凹槽与气缸套外壁构成腔体结构，该腔体结构与气缸套外的壁之间形成冷却水腔，所述冷却水腔的内侧设置有一道环形的节流凸带，所述节流凸带将冷却水腔分隔成上下两部分，其上部分结构为气缸体上定位面与环形的节流凸带之间形成凹型的上层冷却腔，且节流凸带与气缸套的外侧壁形成增加流速的节流通道；所述气缸套第二凸起环带将冷却水腔的下部分隔成上下两部分结构，其上部分结构为节流凸带与气缸套第二凸起环带之间形成中层冷却腔，其下部分结构为气缸套第二凸起环带与气缸体下定位面之间形成下层冷却腔。

5、作为本实用新型再进一步的方案：所述气缸套第一凸起环带与凸肩之间形成一道上部密封圈沟槽，并在气缸套的外侧靠近气缸套第三凸起环带的上方设置多道下部密封圈沟槽，所述下部密封圈沟槽的凸起部分的外径小于气缸套第三凸起环带的外径。

6、作为本实用新型再进一步的方案：所述气缸体内部的冷却水腔整体的内壁孔道的内径大于气缸套整体的外径，所述气缸体上的气缸体上定位面的内径大于节流凸带的内径，节流凸带的内径大于气缸体下定位面的内径，所述气缸套嵌入在孔道中，所述节流凸带的内径大于气缸套对应位置处的外径。

7、作为本实用新型再进一步的方案：所述气缸体的纵向外侧的中部开设有进水口，所述进水口的口部向上止于气缸套第二凸起环带的下边缘，向下止于气缸体下定位面的上边缘，且在气缸体的内侧的上端靠近节流凸带的位置处开设有出水口，所述出水口由下出水口和上出水口组成，所述下出水口的口部向上止于气缸体上定位面的下边缘，向下止于气缸体节流凸带的上边缘，且上出水口位于气缸体孔道周边顶面与下出水口垂直贯通。

8、作为本实用新型再进一步的方案：所述节流凸带的下端在冷却水腔的纵向两侧各形成一个与节流凸带底面相连且在同一内圆表面的呈倒梯形的限流面，在每个所述限流面的外侧下方开设一个倒u型槽腔，所述倒u型槽腔的上端远高于气缸套第二凸起环带的上边缘，并使得两侧限流面的下部各形成两个定位窄面，共四个定位窄面。

9、作为本实用新型再进一步的方案：所述气缸套第二凸起环带与四个定位窄面组合形成对称的两个小冷却水通道和两个大冷却水通道；且两个小冷却水通道和两个大冷却水通道连通中层冷却腔和下层冷却腔。

10、作为本实用新型再进一步的方案：所述节流凸带在横向两侧对称向下各延伸一道导流筋条，所述导流筋条与节流凸带形成t型结构，且导流筋条的下方位置与气缸套第二凸起环带的上边缘之间留有一段距离。

11、与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

12、本实用新型通过在气缸套外壁的气缸套第一凸起环带和气缸套第三凸起环带之间设置一道气缸套第二凸起环带，对气缸套形成三道支撑，增强气缸套的刚度，减轻活塞横向摆动撞击气缸套产生的振动频率，减少冷却水的空泡爆炸，提高气缸套的抗穴蚀能力；通过气缸体内设置节流凸带、导流筋条和限流面，且气缸体上的节流凸带和气缸套上的气缸套第二凸起环带将冷却水腔分隔成三层连通水腔，针对气缸套不同部位的冷却的要求进行分区冷却，快速引流向上，优化冷却水循环系统，改善因水流的无序流向引起的空泡腐蚀。

技术特征：

1.一种机体气缸体和气缸套组合的抗穴蚀结构，包括气缸体(10)以及嵌入在气缸体(10)内部的气缸套(20)，其特征在于，所述气缸套(20)为头部设置有凸肩的圆筒型结构，且在气缸套(20)的外侧壁周向靠近凸肩的下端设置有一道具有定位支撑功能的气缸套第一凸起环带(21)，并在气缸套(20)的外侧壁周向的下部位设置一道具有定位支撑功能的气缸套第三凸起环带(23)；在气缸套(20)的外侧壁周向的中上部位设置有一道具有定位支撑功能的气缸套第二凸起环带(22)；所述气缸套第一凸起环带(21)外径大于气缸套第二凸起环带(22)外径，气缸套第二凸起环带(22)外径大于气缸套第三凸起环带(23)外径；

2.根据权利要求1所述的一种机体气缸体和气缸套组合的抗穴蚀结构，其特征在于，所述气缸套第一凸起环带(21)与凸肩之间形成一道上部密封圈沟槽(24)，并在气缸套(20)的外侧靠近气缸套第三凸起环带(23)的上方设置多道下部密封圈沟槽(25)，所述下部密封圈沟槽(25)的凸起部分的外径小于气缸套第三凸起环带(23)的外径。

3.根据权利要求1所述的一种机体气缸体和气缸套组合的抗穴蚀结构，其特征在于，所述气缸体(10)内部的冷却水腔(30)整体的内壁孔道的内径大于气缸套(20)整体的外径，所述气缸体(10)上的气缸体上定位面(11)的内径大于节流凸带(12)的内径，节流凸带(12)的内径大于气缸体下定位面(16)的内径，所述气缸套(20)嵌入在孔道中，所述节流凸带(12)的内径大于气缸套(20)对应位置处的外径。

4.根据权利要求1所述的一种机体气缸体和气缸套组合的抗穴蚀结构，其特征在于，所述气缸体(10)的纵向外侧的中部开设有进水口(18)，所述进水口(18)的口部向上止于气缸套第二凸起环带(22)的下边缘，向下止于气缸体下定位面(16)的上边缘，且在气缸体(10)的内侧的上端靠近节流凸带(12)的位置处开设有出水口(19)，所述出水口(19)由下出水口(19-1)和上出水口(19-2)组成，所述下出水口(19-1)的口部向上止于气缸体上定位面(11)的下边缘，向下止于气缸体节流凸带(12)的上边缘，且上出水口(19-2)位于气缸体孔道周边顶面与下出水口(19-1)垂直贯通。

5.根据权利要求1所述的一种机体气缸体和气缸套组合的抗穴蚀结构，其特征在于，所述节流凸带(12)的下端在冷却水腔(30)的纵向两侧各形成一个与节流凸带(12)底面相连且在同一内圆表面的呈倒梯形的限流面(13)，在每个所述限流面(13)的外侧下方开设一个倒u型槽腔(17)，所述倒u型槽腔(17)的上端远高于气缸套第二凸起环带(22)的上边缘，并使得两侧限流面(13)的下部各形成两个定位窄面(14)，共四个定位窄面(14)。

6.根据权利要求5所述的一种机体气缸体和气缸套组合的抗穴蚀结构，其特征在于，所述气缸套第二凸起环带(22)与四个定位窄面(14)组合形成对称的两个小冷却水通道(34)和两个大冷却水通道(35)；且两个小冷却水通道(34)和两个大冷却水通道(35)连通中层冷却腔(32)和下层冷却腔(33)。

7.根据权利要求5所述的一种机体气缸体和气缸套组合的抗穴蚀结构，其特征在于，所述节流凸带(12)在横向两侧对称向下各延伸一道导流筋条(15)，所述导流筋条(15)与节流凸带(12)形成t型结构，且导流筋条(15)的下方位置与气缸套第二凸起环带(22)的上边缘之间留有一段距离。

技术总结本技术涉及发动机技术领域，公开了一种机体气缸体和气缸套组合的抗穴蚀结构，在气缸套的外侧壁周向的中上部位设置有一道具有定位支撑功能的气缸套第二凸起环带。本技术通过对气缸套形成三道支撑，增强气缸套的刚度，减轻活塞横向摆动撞击气缸套产生的振动频率，减少冷却水的空泡爆炸，提高气缸套的抗穴蚀能力；通过气缸体内设置节流凸带、导流筋条和限流面，且气缸体上的节流凸带和气缸套上的气缸套第二凸起环带将冷却水腔分隔成三层连通水腔，针对气缸套不同部位的冷却的要求进行分区冷却，快速引流向上，优化冷却水循环系统，改善因水流的无序流向引起的空泡腐蚀。技术研发人员：王海波,谢兴松受保护的技术使用者：湖南法泽尔动力再制造有限公司技术研发日：20231214技术公布日：2024/6/20