內燃機缸套的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及內燃機缸套，特別是涉及一種其內表面織構的內燃機缸套。
【背景技術】
[0002]內燃機作為一種廣泛應用的工程機械，其潤滑與摩擦磨損問題是一個重要的問題。缸套與活塞環(huán)摩擦副是內燃機中一對重要的摩擦副，隨著發(fā)動機不斷向節(jié)能環(huán)保和高速重載方向發(fā)展，對于改善缸套-活塞環(huán)摩擦副的摩擦磨損問題更是日趨緊迫。表面織構技術作為一種改變摩擦副表面摩擦學性能的簡單有效的技術手段，近年來正不斷被應用于改善發(fā)動機潤滑性能領域。目前已有在缸套內表面用噴丸方法加工出半球形凹腔的例子。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的是提出一種能改善缸套與活塞環(huán)摩擦副之間潤滑條件內燃機缸套，以改善缸套內表面動壓潤滑油膜壓力分布，進而改善內燃機缸套活塞環(huán)摩擦副的摩擦學性能。
[0004]本實用新型的內燃機缸套包括一個缸套本體，缸套本體的內表面上均勻分布有環(huán)槽，其中環(huán)槽的內圓半徑為缸套本體內徑的0.02%到0.08%，環(huán)槽的槽寬是缸套本體內徑的
0.03%至0.1%，環(huán)槽的深度是缸套本體厚度的0.05%至0.5%，環(huán)槽與內表面交界處形成的面積之和為內表面的理論表面積的2%至30%。
[0005]在內燃機缸套的示意性實施方式中，環(huán)槽的內圓半徑為30μπι至70μπι，槽寬為40μπι至ΙΟΟμπι，深度為2μηι至ΙΟμπι，環(huán)槽與內表面交界處形成的面積之和為內表面的理論表面積的2%至30%。
[0006]在缸套本體的內表面開設環(huán)槽，環(huán)槽產(chǎn)生的二次動壓潤滑效應能夠有效改善環(huán)形槽表面動壓潤滑油膜壓力分布，明顯改善了內燃機缸套活塞環(huán)摩擦副的摩擦學性能，改善了缸套與活塞環(huán)之間的潤滑，有效防止了由于潤滑不良而產(chǎn)生的拉缸現(xiàn)象，延長缸套使用壽命。由于本實用新型的缸套有效降低了缸套活塞環(huán)的摩擦功耗，進而降低發(fā)動機的燃油消耗。本實用新型無需改變缸套的其它結構，加工使用方便，適用與各種類型的內燃機缸套。
【附圖說明】
[0007]圖1用于說明內燃機缸套的一種示意性實施方式的剖視示意圖。
[0008]圖2是圖1所示II的局部放大的展開剖視示意圖。
[0009]圖3是在內燃機不同曲軸轉角下，在內燃機缸套的內表面開設環(huán)槽與開設普通半球形凹腔的最小油膜厚度對比結果曲線。
[0010]圖4是在內燃機不同曲軸轉角下，在內燃機缸套的內表面開設環(huán)槽開設普通半球形凹腔的無量綱摩擦功耗對比效果曲線。
[0011]標識說明
[0012]10缸套本體
[0013]12內表面
[0014]20 環(huán)槽
[0015]R環(huán)槽的內圓半徑
[0016]W環(huán)槽的槽寬
[0017]H環(huán)槽的深度。
【具體實施方式】
[0018]為了對實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】，在各圖中相同的標號表示相同或相似的部分。附圖僅用于說明本實用新型，不代表本實用新型的實際結構和真實比例。
[0019]參見圖1，圖1用于說明內燃機缸套的剖視示意圖，如圖所示內燃機缸套包括一個缸套本體1，缸套本體1的內表面12均勻分布有環(huán)槽20。
[0020]環(huán)槽20的具體結構如圖2所示。圖2為圖1中II所示局部放大的展開剖視示意圖。如圖所示，環(huán)槽20具有內圓半徑R、槽寬W、和深度H。在內燃機缸套的一種示意性實施方式中，缸套本體的內徑(直徑)為105mm，缸套本體的厚度為2.5mm，環(huán)槽的內圓半徑R為30μπι，槽寬W為60μπι，深度H為5μπι，環(huán)槽20與內表面12交界處形成的面積之和為內表面12的理論表面積的15%，每個環(huán)槽20與內表面12交界處形成的面積，是由環(huán)槽的槽寬所確定的圓環(huán)在內表面12上形成的投影面積。內表面12上的環(huán)槽20可以采用激光或其他微加工技術制作。
[0021 ]為達到良好潤滑的效果，環(huán)槽20的內圓半徑R可以是缸套本體10內徑的0.02%到
0.08%，環(huán)槽20的槽寬W可以是缸套本體1內徑的0.03%至0.1%，環(huán)槽20的深度H可以是缸套本體10厚度的0.05%至0.5%，環(huán)槽20與內表面12交界處形成的面積之和為內表面12的表面積的2%至30%。
[0022]例如，在內燃機缸套的示意性實施方式中，若缸套本體的內徑為95至I1mm，缸套本體10的厚度為2至4mm，環(huán)槽的內圓半徑R可以為30μηι至70μηι，槽寬W可以為40μηι至ΙΟΟμπι，深度H可以為2μπι至ΙΟμπι，環(huán)槽20與內表面12交界處形成的面積之和為內表面12的表面積的2%至30%。
[0023]采用本實用新型的內燃機缸套，缸套本體的內表面上均勻分布的環(huán)槽能產(chǎn)生二次動壓潤滑效應，有效改善了環(huán)槽表面動壓潤滑油膜壓力分布，從而明顯改善內燃機缸套活塞環(huán)摩擦副的摩擦學性能。
[0024]圖3是在不同曲軸轉角條件下，采用如圖1所示的本實用新型內燃機缸套與開設普通半球形凹腔的缸套的最小油膜厚度對比結果曲線。用于對比試驗的一個是本實用新型內燃機缸套，另一個是開設普通半球形凹腔的缸套。本實用新型的缸套本體10的內表面12開設環(huán)槽20，環(huán)槽12的內圓半徑R為30μπι、槽寬W為60μπι、深度H為5μπι，環(huán)槽與內表面交界處形成的面積之和為內表面理論表面積的15%。在開設普通半球形凹腔的缸套中，半球形凹腔的半徑為50μηι，半球形凹腔的最大深度為5μηι，半球形凹腔與內表面交界處形成的面積之和為內表面的理論表面積的15%。圖4是在與圖3相同的對比試驗條件下，采用如圖1所示的本實用新型內燃機缸套與開設普通半球形凹腔的缸套的無量綱摩擦功耗對比效果圖。
[0025]圖3和圖4所示的表面最小油膜厚度和無量綱摩擦功耗均采用Matlab軟件自編程完成。在仿真計算過程中，以某單缸柴油第一道活塞環(huán)為研究對象，其中柴油機的標定功率為181^，標定轉速為230017/111；[11，計算工況為標定工況，缸徑為1151]11]1，行程為12()1]11]1;燃燒室壓力為實測缸壓。
[0026]從圖3可見，缸套本體10的內表面12具有環(huán)槽20時，內表面12的滑油膜厚度明顯大于具有普通半球形凹腔的缸套。例如，當曲軸轉角為-270度時，具有環(huán)槽20的內表面的最小油膜厚度比采用普通半球形凹腔時增加了約49%。從圖4可見，缸套本體10的內表面12具有環(huán)槽20時，內表面的摩擦功耗有明顯降低，平均摩擦功耗比采用普通半球形凹腔時降低了約30%。產(chǎn)生這種效果主要是因為環(huán)槽20產(chǎn)生的二次動壓潤滑效應使油膜壓力分布范圍較大且分布較均勻，油膜的壓力梯度小，并且對于微凸體接觸摩擦力也有較好的降低作用，有效的改善了缸套內表面與活塞環(huán)之間的潤滑條件。
[0027]綜上所述，本實用新型的內燃機缸套能夠明顯改善內燃機缸套活塞環(huán)摩擦副的摩擦學性能，有效防止由于潤滑不良而產(chǎn)生的拉缸現(xiàn)象，延長缸套使用壽命;另外由于降低了發(fā)動機的摩擦功耗，進而降低發(fā)動機的燃油消耗。采用本實用新型的內燃機缸套無需改變缸套的其它結構，加工使用方便，適用與各種類型的內燃機缸套。
[0028]應當理解，雖然本說明書是按照各個實施例描述的，但并非每個實施例僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
[0029]上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本實用新型的可行性實施例的具體說明，它們并非用以限制本實用新型的保護范圍，凡未脫離本實用新型技藝精神所作的等效實施例或變更均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.內燃機缸套，它包括一個缸套本體(10)，其特征在于:所述缸套本體(10)的內表面(12 )均勻分布有環(huán)槽(20 )，所述環(huán)槽(20)的內圓半徑(R)為所述缸套本體(1 )內徑的0.0 2%至Ij0.08%，所述環(huán)槽(20)的槽寬(W)為所述缸套本體(10)內徑的0.03%至0.1%，所述環(huán)槽(20)的深度(H)為所述缸套本體(10)厚度的0.05%至0.5%，所述環(huán)槽(20)與所述內表面(12)交界處形成的面積之和為所述內表面(12)的理論表面積的2%至30%。2.根據(jù)權利要求1所述的內燃機缸套，其中，所述環(huán)槽(20)的內圓半徑(R)為30μπι至70μm，所述環(huán)槽(20)的槽寬(W)為40μπι至ΙΟΟμπι，所述環(huán)槽(20)的深度(H)為2μπι至ΙΟμπι。
【專利摘要】內燃機缸套，包括一個缸套本體（10），缸套本體的內表面（12）上均勻分布有環(huán)槽（20），其中環(huán)槽的內圓半徑（R）為缸套本體內徑的0.02到0.08%，槽寬（W）是缸套本體內徑的0.03至0.1%，深度（H）是缸套本體厚度的0.05至0.5%，環(huán)槽與內表面交界處形成的面積之和為內表面的理論表面積的2%至30%。本實用新型的內燃機缸套能改善缸套與活塞環(huán)摩擦副之間潤滑條件，改善缸套內表面動壓潤滑油膜壓力分布，進而提高使用壽命，降低能耗。
【IPC分類】F02F1/00
【公開號】CN205260149
【申請?zhí)枴緾N201520893824
【發(fā)明人】尹必峰, 俞升浩, 賈和坤, 董非, 孫建中, 何建光, 徐毅
【申請人】江蘇大學, 常柴股份有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年11月11日