气缸体及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及气缸体及其制造方法。
【背景技术】
[0002]关于气缸体，已知以下技术:在相邻的缸膛之间形成缝隙，并且冷却水流动通过该缝隙，由此提高气缸体的冷却能力。日本专利申请公开N0.2012-097719( JP 2012-097719A)描述了相邻的缸膛之间形成有缝隙以便使冷却水在相邻的缸膛之间流动的这种气缸体。另外，在JP 2012-097719 A中，通过在向缝隙的上部供给金属粉末的同时执行激光束焊接来模制盖，由此提高气缸体的强度。
[0003]如JP2012-097719 A中描述的用以由金属粉末模制盖的技术加工费时且因而生产率低。因此，从生产率的角度来看，优选的是通过激光束焊接将板状盖熔接至气缸体。然而，当通过激光束焊接而将板状盖熔接至气缸体时，由气缸体的熔接部分产生的气体会以诸如气泡或气孔之类的缺陷的形式保留在熔接部分中。这个问题在盖较厚时，即激光束焊接被执行得更深时会表现得明显。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种强度优异且具有较少熔接缺陷的气缸体及其制造方法。
[0005]根据本发明的第一方面的气缸体制造方法，包括:在设置于气缸部分中的多个缸膛之中的相邻的缸膛之间形成冷却剂能够流动通过的缝隙；将第一盖置于缝隙中，并且通过激光束焊接将第一盖熔接至气缸部分；以及将第二盖置于第一盖上，并且通过摩擦搅拌焊接将第二盖连接至气缸部分。根据本发明的第一方面，能够提供强度优异且具有较少熔接缺陷的气缸体。
[0006]在根据本发明的第一方面的制造方法中，第二盖的宽度可以比第一盖的宽度大。根据这种构型，能够通过激光束焊接容易地将第一盖熔接至气缸部分。根据本发明的第一方面的制造方法还可以包括:在通过激光束焊接将第一盖熔接至气缸部分之前，在第一盖的每个侧表面上形成多个凹槽。所述多个凹槽沿缝隙的纵向方向延伸。另外，在通过激光束焊接将第一盖熔接至气缸部分时，第一盖的每个侧表面均可以通过激光束焊接被熔接至气缸部分。根据这种构型，激光束的吸收被限制，从而能够更深地执行焊接。
[0007]根据本发明的第一方面的制造方法还可以包括:通过对铝合金进行压铸来模制气缸体。另外，在根据本发明的第一方面的制造方法中，第一盖和第二盖可以由铝合金制成。
[0008]根据本发明的第二方面的气缸体包括气缸部分、第一盖和第二盖。气缸部分包括多个缸膛。第一盖设置在形成在气缸部分中的多个缸膛之中的相邻的缸膛之间的缝隙中，并且第一盖通过激光束焊接被熔接至气缸部分。第二盖设置在位于缝隙中的第一盖上，并且第二盖通过摩擦搅拌焊接被连接至气缸部分。冷却剂能够流动通过缝隙。根据本发明的第二方面，能够提供强度优异且具有较少熔接缺陷的气缸体。
[0009]在本发明的第二方面中，第二盖的宽度可以比第一盖的宽度大。根据这种构型，能够通过激光束焊接容易地将第一盖熔接至气缸部分。在本发明的第二方面中，第一盖的每个侧表面中可以形成有沿缝隙的纵向方向延伸的多个凹槽。根据这种构型，激光束的吸收被限制，从而能够更深地执行焊接。
[0010]在本发明的第二方面中，可以通过对铝合金进行压铸来模制气缸部分。另外，第一盖和第二盖可以由铝合金制成。
[0011]根据本发明的第一方面和第二方面，能够提供一种强度优异且能够限制出现熔接缺陷的气缸体。
【附图说明】
[0012]下面将参照附图对本发明的示例性实施方式的特征、优点和技术意义及工业意义进行描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中:
[0013]图1是根据本发明的实施方式的气缸体的立体图；
[0014]图2是沿着图1中的线I1-1I截取的截面图；
[0015]图3是沿着图1中的线II1-1II截取的截面图；
[0016]图4是内盖20a和外盖20b在彼此连接之前的立体图；
[0017]图5是根据比较性示例的气缸体的截面图；
[0018]图6是用以描述根据实施方式的气缸体的制造方法的截面图；
[0019]图7是用以描述根据实施方式的气缸体的制造方法的截面图；
[0020]图8是用以描述根据实施方式的气缸体的制造方法的截面图；以及
[0021]图9示出了根据实施方式的气缸体的截面观察图片，并且图9与图3对应。
【具体实施方式】
[0022]下面参照附图对本发明应用的【具体实施方式】进行描述。然而，本发明不限于以下实施方式。另外，为了描述清楚起见，适当地简化了以下描述和附图。
[0023]首先参照图1对根据实施方式的气缸体进行描述。图1是根据实施方式的气缸体的立体图。如图1中示出的，根据实施方式的气缸体1包括气缸部分11、缸膛CB和水套WJ。气缸体10和气缸盖(未示出)构成发动机。通过对铝合金进行压铸来模制气缸体10的大多数部件。
[0024]为了便于对组成部件的位置关系进行描述，示出了图1中的xyz右手坐标系。图1中的xy平面构成水平平面，并且z轴线方向为竖向方向。更具体地，z轴线的正向方向是竖向方向上的向上的方向。另外，图1中示出的气缸体1用于包括四个缸膛CB的四缸发动机，但可以适当地改变气缸的个数。
[0025]气缸部分11包括压铸部分Ila和缸套(liner)部分lib。通过对铝合金进行压铸来模制压铸部分11a。压铸部分Ila形成为以便围绕在X轴线方向上以规则的间隔大致成直线设置的四个缸膛CB。此处，压铸部分Ila延伸横跨相邻的缸膛CB。即，围绕四个缸膛CB的压铸部分I Ia以一体的方式形成。
[0026]缸套部分Ilb是筒状构件，其设置成使得活塞(未示出)在缸膛CB中滑动同时保持缸膛CB中的气密性。缸套部分I Ib例如由耐磨性优异的铸铁制成。在图1中示出的气缸体1中，四个缸套部分Ilb被包括到压铸部分Ila中，以便构成四个缸膛CB的相应的侧壁。
[0027]此处，在压铸部分Ila的顶面(平台表面:相对于气缸盖的匹配表面)上在相邻的缸膛CB之间设置有缝隙14，冷却水(冷却剂)流动通过该缝隙14。如图1中示出的，三个缝隙14均沿y轴线方向延伸，并且三个缝隙14均构造成使得其两端都与水套WJ连通。通过使冷却水流动通过缝隙14，能够提高气缸部分11的冷却能力。
[0028]另外，缝隙14上方设置有盖20。盖20连接至压铸部分11a，使得能够提高压铸部分Ila的强度。另外，盖20具有沿z轴线方向延伸的通孔22。冷却水在通孔22内流动。根据实施方式的气缸体10在盖20中具有一个特征。随后将对盖20进行详细的描述。
[0029]水套WJ是用以使气缸部分11冷却的冷却槽道。如图1中示出的，水套WJ形成为以便围绕气缸部分11。另外，水套WJ在气缸体10的顶面(平台表面)上敞开。即，根据实施方式的气缸体10是平台敞开式气缸体。
[0030]现在参照图2至图4，下面对盖20进行更具体的描述。如图2至图4中示出的，盖20包括连接至压铸部分Ila的内盖(第一盖)20a、以及外盖(第二盖)20b。图2是沿着图1中的线I1-1I截取的截面图。图3是沿着图1中的线II1-1II截取的截面图。图4是内盖20a和外盖20b在彼此连接之前的立体图。
[0031]如图2中示出的，缝隙14的上部从其在y轴线方向上的一端至另一端(S卩，其整个区域)覆盖有盖20。此处，内盖20a在其位于y轴线方向上的负向侧的端部中包括向下(朝向z轴线方向上的负向侧)凸出的凸出部分24。因此，如图2中示出的，缝隙14的位于y轴线方向上的负向侧的一端由盖20封闭。同时，穿过内盖20a和外盖20b的通孔22形成在凸出部分24的在y轴线方向上的正向侧。因此，从水套WJ流动到缝隙14中的冷却水朝向y轴线方向上的负向侧流动通过缝隙14，并且经由通孔22流出。应当指出的是，凸出部分24和通孔22可以不形成在盖20中。另外，如图4中用虚线表示的，通孔22在内盖20a与外盖20b彼此连接之后形成。SP，在内盖20a与外盖20b彼此连接之前，内盖20a和外盖20b中并未形成通孔22。
[0032]如图3、图4中示出的，内盖20a是板状构件，其宽度为wl，宽度wl与缝隙14中的冷却槽道的宽度大致相同。例如，内盖20a的宽度wl约为1mm。另外，内盖20a的连接部分的高度hi约为3.5_。优选的是，内盖20a由与压铸部分Ila相似的铝合金制成。
[0033]如图3、图4中示出的，内盖20a的侧表面上形成有沿缝隙14的纵向方向(y轴线方向)延伸的多个凹槽26。每个凹槽26形成为从内盖20a的一端至内盖20a的另一端。在图3、图4的示例中，内盖20a的每个侧表面上形成有四个呈半圆形截面的凹槽26。应当指出的是，能够适当地确定凹槽26的个数。另外，凹槽26的截面形状并不特别受限，并且可以是V形形状、矩形形状、多边形形状、半椭圆形形状及类似形状。
[0034]图3中示出的内盖20a的两个侧表面通过激光束焊接被熔接至缝隙14的侧壁(SP，压铸部分11a)。由于凹槽26(8卩，空气间隙)，激光束的吸收被限制，由此使得能够甚至熔接内盖20a的底端(水槽的上端)。例如，图4的放大图中示出的凹槽26的节距PI约为0.5mm，凹槽26之间的间隔Dl约为0.1mm，并且凹槽26的深度D2约为0.2mm。应当指出的是，近年来随着发动机的尺寸的减小和发动机的高输出，图3中示出的缸膛之间的距离D变得越来越小。更具体地，缸膛之间的距离D例如约为7mm至8_。
[0035]如图3、图4