稳定的发动机铸造芯组件的制作方法
【专利说明】稳定的发动机铸造芯组件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2012年11月27日提交的以及名称为“STABILIZED ENGINE CASTINGCORE ASSEMBLY, METHOD FOR MAKING AN ENGINE BODY, AND ENGINE BODY FORMED THEREBY”的美国临时申请第61/730，398号的优先权，该申请通过引用以其整体并入本文。
技术领域
[0003]本申请总体上涉及用于形成发动机缸体(engine block)的芯组件、用于形成发动机缸体的方法，以及由此形成的所得到的发动机缸体和相关的部件。
[0004]背景
[0005]发动机缸体芯和发动机汽缸盖芯设计通常包括从芯的侧部和/或端部向外地或外部地延伸的“座”或突出部。座可以用于稳定芯并且使芯例如冷却剂芯和润滑芯的清洗成为可能。然而，这些座通常延伸穿过所形成的发动机缸体的侧部壁和/或端部壁并且在铸造的发动机缸体的外部表面中产生的所得到的开口降低了缸体的结构刚性。因此，通过在发动机缸体的壁上延伸的穿透所生成的外部开口在发动机制造期间通常要求机械加工和堵住，由此增加了制造工艺的成本和时间。
[0006]概述
[0007]各种实施方案提供了发动机缸体以及制造发动机缸体和相关的部件的方法。
[0008]根据各种实施方案，提供了一种铸造发动机缸体的方法。该方法包括提供用于发动机缸体的铸型(mold)。铸型包括多个汽缸筒芯节段。多个汽缸筒芯节段中的每一个汽缸筒芯节段包括从汽缸筒芯节段壁径向地向外地突出并且围绕汽缸筒芯节段的周向部分的至少一部分延伸的至少一个弯曲的突出部。该至少一个弯曲的突出部包括一个或多个从其延伸的芯座(core print)。该一个或多个芯座把该一个或多个芯座从其延伸的至少一个弯曲的突出部连接至该多个汽缸筒芯节段中的毗邻的汽缸筒芯节段。在铸型中并且围绕多个汽缸筒芯节段铸造熔融的材料使得具有在汽缸体凸缘部分和汽缸体曲轴箱部分之间延伸的多个汽缸体壁的发动机缸体被形成。汽缸体壁围绕多个汽缸体开口定位。多个汽缸体壁容纳围绕每个汽缸体开口的周向部分的至少一部分延伸的至少一个内部通道。该至少一个内部通道通过该至少一个弯曲的突出部和该一个或多个芯座形成。
[0009]该方法可以还包括在发动机缸体的任何机械加工(例如钻孔)之前从发动机缸体移除多个汽缸筒芯节段。在具体的实施方案中，多个汽缸筒芯节段通过冲洗流体从发动机缸体移除。冷却剂流体可以穿过围绕每个汽缸体开口的周向部分的至少一部分延伸的至少一个内部通道流动，而无穿过汽缸体壁进入至少一个内部通道中的机械加工。润滑流体可以穿过围绕每个汽缸体开口的周向部分的至少一部分延伸的至少一个内部通道流动，而无穿过汽缸体壁进入至少一个内部通道中的机械加工。汽缸衬套可以插入多个汽缸体开口中的每个汽缸体开口中。汽缸筒芯节段中的至少一个包括至少一个芯座，该至少一个芯座从多个汽缸筒芯节段中的至少一个汽缸筒芯节段延伸出来，使得相应的开口被形成在该多个汽缸体壁中的汽缸体壁中的至少一个，该汽缸体壁在汽缸体凸缘部分和汽缸体曲轴箱部分之间延伸。在具体的实施方案中，该方法包括在相应的开口中定位功能性的发动机部件的至少一部分。在具体的实施方案中，该方法包括通过经由相应的开口进入发动机缸体的冲洗流体冲洗围绕每个汽缸体开口的周向部分的至少一部分延伸的至少一个内部通道。其他的各种实施方案提供一种铸造发动机缸体的方法，其包括铸造汽缸体部分，该汽缸体部分包括布置在其中的多个汽缸体开口。该方法还包括铸造定位在汽缸体部分的顶部的汽缸体凸缘部分。汽缸体凸缘部分配置为用于把汽缸体联接至汽缸盖。该方法还包括铸造布置在汽缸体的基部处的汽缸体曲轴箱部分。汽缸体部分铸造成包括多个在汽缸体凸缘部分和汽缸体曲轴箱部分之间延伸并且围绕多个汽缸体开口定位的汽缸体壁。汽缸体部分还被铸造成包括在多个汽缸体壁内围绕每个汽缸体开口的周向部分的至少一部分延伸的至少一个内部通道。该至少一个内部通道通过多个芯节段形成，该多个芯阶段具有连接芯节段的一个或多个芯座。该至少一个内部通道可以被冲洗，而不机械加工缸体，并且使冷却剂在该至少一个内部通道内流动，而不机械加工。
[0010]其他的各种具体的实施方案提供一种铸造的发动机缸体，其包括汽缸体部分，该汽缸体部分包括布置在其中的多个汽缸体开口。发动机缸体还包括定位在汽缸体部分的顶部的汽缸体凸缘部分，汽缸体凸缘部分配置为用于把汽缸体联接至汽缸盖。汽缸体曲轴箱部分布置在汽缸体的基部处。汽缸体部分包括在汽缸体凸缘部分和汽缸体曲轴箱部分之间延伸的多个汽缸体壁。汽缸体壁围绕多个汽缸体开口定位。多个汽缸体壁容纳围绕每个汽缸体开口的周向部分的至少一部分延伸的至少一个内部通道。该至少一个内部通道通过多个芯节段形成，该多个芯阶段具有连接芯节段的一个或多个芯座。该至少一个通道是未被机械加工的通道。在具体的实施方案中，该至少一个通道是未被钻孔的通道。
[0011]在具体的实施方案中，铸造的发动机缸体组件包括:汽缸体部分，该汽缸体部分包括布置在其中的多个汽缸体开口 ；定位在汽缸体部分的顶部的汽缸体凸缘部分；以及布置在汽缸体的基部处的汽缸体曲轴箱部分。汽缸体凸缘部分配置为用于把汽缸体联接至汽缸盖。汽缸体部分包括在汽缸体凸缘部分和汽缸体曲轴箱部分之间延伸并且围绕多个汽缸体开口定位的多个汽缸体壁。该多个汽缸体壁容纳多个内部通道。多个汽缸体壁没有延伸穿过多个汽缸体壁中的汽缸体壁中的至少一个的封闭的开口。
[0012]在具体的实施方案中，铸造的发动机缸体组件还包括第一多个流体通道，第一多个流体通道在具有从汽缸盖凸缘部分至曲轴箱部分的竖直分量的方向上延伸并且定位在多个汽缸壁内。根据具体的实施方案，铸造的发动机缸体组件可以还包括第二多个流体通道，第二多个流体通道在具有在第一多个通道之间的水平分量的方向上延伸使得第一多个流体通道中的每个流体通道处于流体连通中。在一个具体的实施方案中，铸造的发动机缸体中的多个汽缸体开口以单一的列布置。在具体的实施方案中，多个汽缸体开口以多个列布置。根据具体的实施方案，铸造的发动机缸体可以是整体件。在具体的实施方案中，发动机缸体可以由铸铁构成。在具体的实施方案中，铸造的发动机缸体组件包括至少一个油套通道，该至少一个油套通道包括多个弯曲的通道节段。该多个弯曲的通道节段中的弯曲的通道节段中的每一个围绕多个汽缸体开口的相应的汽缸的周向部分的至少一部分延伸。该至少一个油套通道在发动机缸体组件中的多个汽缸体开口的毗邻的汽缸体开口之间延伸。在具体的实施方案中，该至少一个油套通道包括第一油套通道和第二油套通道。第一油套通道布置在多个汽缸体开口的第一半部分上并且第二油套通道布置在多个汽缸体开口的与第一半部分相对的第二半部分上。
[0013]其他的各种实施方案提供一种铸造的发动机缸体组件，包括汽缸体，汽缸体包括布置在其中的多个汽缸体开口。发动机缸体组件还包括定位在汽缸体部分的顶部的汽缸体凸缘部分。汽缸体凸缘部分配置为用于把汽缸体联接至汽缸盖。发动机缸体组件还包括布置在汽缸体的基部处的汽缸体曲轴箱部分。发动机缸体包括在汽缸体凸缘部分和汽缸体曲轴箱部分之间延伸并且围绕多个汽缸体开口定位的多个汽缸体壁。多个汽缸体壁容纳多个内部通道。多个汽缸壁通过具有单独地内部芯座的汽缸芯形成，使得由此形成的汽缸体没有从汽缸体的外侧延伸穿过多个汽缸体壁中的汽缸体壁中的至少一个并且进入汽缸体的内部容积中的一个或多个孔。
[0014]其他的各种实施方案提供一种制造发动机缸体组件的方法。该方法包括提供用于发动机缸体组件的铸型。铸型包括多个汽缸筒芯节段。多个汽缸筒芯节段中的每个汽缸筒芯节段包括配置为保持在发动机缸体组件内的一个或多个座。该一个或多个座从多个汽缸筒芯节段中的汽缸筒芯节段中的每一个延伸并且该一个或多个座把