气缸体主轴承座及气缸体冷却系统的制作方法
【专利摘要】一种气缸体主轴承座，包括主轴承座本体，所述主轴承座本体内设置有用于承载主轴承运动副的主轴承孔，所述主轴承座本体内还设置有冷却管路及与所述冷却管路相连的进水孔和出水孔，所述冷却管路为非闭合的圆弧形或闭合的圆环形中空结构且围绕所述主轴承孔设置，所述进水孔与设置于发动机的气缸体内的气缸体冷却管路相连，所述出水孔与发动机的冷却循环系统回路中的散热器、发动机水箱及水泵相连。上述气缸体主轴承座包括设置于主轴承座本体内的冷却管路，可对主轴承座本体进行冷却降温，还可通过传导对主轴承运动副处及其中机油进行冷却降温，防止机油因温度升高而稀释、润滑度下降、主轴承座本体与主轴承运动副间磨损增加，避免机油因高温而变质。
【专利说明】气缸体主轴承座及气缸体冷却系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车发动机【技术领域】，尤其涉及一种发动机中带有冷却装置的气缸体主轴承座及气缸体冷却系统。
【背景技术】
[0002]随着人们生活水平的提高和汽车工业的快速发展，汽车越来越多的应用于人们的日常生活中。在汽车行业的不断发展过程中，人们一直比较关注汽车的质量、品质等因素，这也对汽车加工制造过程中所使用的每个零部件提出了更高的要求。
[0003]通常,发动机包括气缸体和设置于气缸体底部的气缸体主轴承座,气缸体主轴承座与气缸体连接在一起，气缸体主轴承座设置有用于承载主轴承运动副的圆形的主轴承孔,主轴承运动副在气缸体主轴承座的主轴承孔内进行转动。为了减少气缸体主轴承座与主轴承运动副间运动摩擦，主轴承座上设有油道，用于向主轴承运动副输送机油，以润滑并减少运动摩擦。
[0004]然而，传统的气缸体主轴承座会受到主轴承运动副的剧烈摩擦和挤压作用，主轴承座及主轴承座运动副的温度迅速升高，主轴承座与主轴承座运动副间的起润滑作用的机油温度也随之迅速升高，传统气缸体主轴承座上并没有设置相关的冷却装置，无法对主轴承座、主轴承座运动副及机油进行有效冷却,往往会带来如下问题:一方面,主轴承座与主轴承座运动副的温度过高，主轴承座与主轴承座运动副易于损坏；另一方面，机油因温度升高而变得稀释，主轴承座与主轴承运动副间的机油润滑度下降，主轴承座与主轴承运动副间的磨损增加；再一方面，机油长时间在高温条件下产生变质，甚至无法使用等。
【发明内容】
[0005]鉴于上述状况，有必要提供一种具有冷却装置的气缸体主轴承座。
[0006]一种气缸体主轴承座，包括主轴承座本体，所述主轴承座本体内设置有用于承载主轴承运动副的主轴承孔，所述主轴承座本体内还设置有冷却管路及与所述冷却管路相连的进水孔和出水孔，所述冷却管路为非闭合的圆弧形或闭合的圆环形中空结构且围绕所述主轴承孔设置，所述进水孔与设置于发动机的气缸体内的气缸体冷却管路相连，所述出水孔与发动机的冷却循环系统回路中的散热器、发动机水箱及水泵相连。
[0007]进一步地，所述冷却管路为非闭合的圆弧形中空结构，所述进水孔和所述出水孔分别与所述冷却管路的两端连通。
[0008]进一步地，所述冷却管路为闭合的圆环形中空结构，所述进水孔和所述出水孔呈180度错开布置。
[0009]进一步地，所述冷却管路的内壁为波浪形或锯齿形。
[0010]进一步地，所述主轴承座本体内设置有与所述主轴承孔连通的油道，所述油道与所述冷却管路不连通。
[0011]进一步地，所述主轴承座本体为一体式结构且与发动机的气缸体一体成型。[0012]进一步地，所述主轴承座本体为分体式结构，包括上座体和下座体，所述上座体与发动机的气缸体一体成型，所述下座体与所述上座体固定连接。
[0013]进一步地，所述主轴承座本体内还设置有真空腔体，所述真空腔体围绕所述冷却管路设置。
[0014]本发明还提供一种气缸体冷却系统，包括气缸体、气缸体主轴承座、水泵、发动机水箱及散热器，所述气缸体主轴承座设置在所述气缸体的底部，所述气缸体的缸壁内设置有气缸体冷却管路，所述气缸体主轴承座内的冷却管路与散热器、发动机水箱、水泵及气缸体冷却管路连接在一起形成发动机的冷却循环系统回路。
[0015]进一步地，所述冷却循环系统回路中还包括节温器，所述节温器控制所述冷却循环系统回路的开启与关闭。
[0016]本发明实施例的技术方案带来的有益效果是:上述气缸体主轴承座，包括设置于主轴承座本体内的冷却管路，不仅可以对主轴承座本体进行冷却降温，还可以通过传导对气缸体主轴承运动副处及其中的机油进行冷却降温，因此防止机油因温度升高而稀释、润滑度下降、主轴承座本体与主轴承运动副间的磨损增加，以及避免机油因高温而变质等；其次，通过在气缸体主轴承座内增加一个预铸的冷却管路，将气缸体中的冷却水引入气缸体主轴承座内对机油进行冷却，充分利用了发动机的气缸体内的冷却系统，只需在气缸体主轴承座增设冷却管路，即可将气缸体内的气缸体冷却管路中的冷却液引入气缸体主轴承座内，从而使气缸体主轴承座内的机油温度能够控制在合适的水平，不需额外增加过多的成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1是本发明第一个实施例中气缸体主轴承座的剖视示意图；
[0019]图2是本发明第二个实施例中气缸体主轴承座的剖视示意图；
[0020]图3是本发明实施例中气缸体冷却系统的结构组成示意图。
【具体实施方式】
[0021]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明两个实施例作进一步地详细描述。
[0022]请参见图1，本发明第一个实施例的气缸体主轴承座100，包括主轴承座本体10以及冷却管路20。
[0023]主轴承座本体10为一体式结构且与发动机的气缸体(未示出)一体成型。主轴承座本体10中央设置有圆形的主轴承孔11，主轴承孔11是由主轴承座本体10的内壁13围绕而成的圆形的孔状结构，主轴承孔11用于承载主轴承运动副(未示出)。主轴承座本体10上部内设置有进水孔14，进水孔14与设置于发动机的气缸体内的气缸体冷却管路76相连。主轴承座本体10的外壁12上设置有出水孔15。主轴承座本体10上部内还设置有油道16，油道16方向为竖直方向或竖直斜向下方向，油道16与主轴承孔11连通，油道16与主轴承座本体10的外壁12形成有进油孔162，油道16与主轴承座本体10的内壁13形成有出油孔164。机油可通过进油孔162流入油道16，再流经出油孔164流入主轴承孔11及主轴承运动副间，机油随着主轴承座运动副的运动在主轴承孔11的内壁13上形成润滑作用的油膜。主轴承座本体10采用灰铸铁、球墨铸铁或粉末冶金铸造而成。
[0024]冷却管路20设置于主轴承座本体10内且围绕主轴承座本体10的主轴承孔11,冷却管路20在铸造气缸体主轴承座时铸造成型。在本实施例中，冷却管路20为非闭合的圆弧形中空结构，但并不限于此，冷却管路20也可以为闭合的圆环形中空结构。当冷却管路20为非闭合的圆弧形中空结构时，进水孔14与出水孔15设置在冷却管路20的两端且两者可以临近设置，冷却管路20的一端与主轴承座本体10上部内的进水孔14连通，冷却管路20的另一端与主轴承座本体10的外壁12上的出水孔15连通，如图1所示；当冷却管路20为闭合的圆环形中空结构，进水孔14与出水孔15最好选择呈180度错开布置，这样，冷却液从进水孔14进入冷却管路20后，可以从顺时针与逆时针两个方向各流过半圆路径后到达出水孔15处汇合，再从出水孔15流出。冷却管路20的内壁为波浪形或锯齿形，可增大冷却管路20与主轴承座本体10的内壁13间的换热面积，进而提升主轴承座本体10的内壁13对主轴承运动副及其中机油的冷却能力，有效降低主轴承运动副及其中机油的温度，提升冷却管路20的冷却能力。冷却管路20与油道16不连通。
[0025]气缸体主轴承座100还包括真空腔体30。真空腔体30设置于主轴承座本体10内且围绕主轴承座本体10的冷却管路20，真空腔体30位于冷却管路20与主轴承座本体10的外壁12之间，真空腔体30为非闭合的圆弧形结构，在铸造气缸体主轴承座时铸造成型。真空腔体30是真空的封闭腔体。真空腔体30与冷却管路20均设置于主轴承座本体10内，且真空腔体30位于冷却管路20外侧，真空腔体30可以阻止主轴承座本体10的内壁13热量向主轴承座本体10的外壁12传递，此外由于真空腔体30为真空，真空腔体30还可以在一定程度上起到隔绝主轴承座本体10内部噪音向外部传递的作用，也就是说，真空腔体30既具有阻热的功效又具有隔音降噪的功效，具有安全性和环保性。
[0026]请参见图2，本发明第二个实施例的气缸体主轴承座200，包括主轴承座本体40以及冷却管路50。
[0027]主轴承座本体40为分体式结构,主轴承座本体40包括上座体48和下座体49。上座体48是在发动机的气缸体(未不出)上加工出来的,与发动机的气缸体为一体结构。主轴承座本体40中央设置有圆形的主轴承孔41，主轴承孔41是由主轴承座本体40的内壁43围绕而成的圆形的孔状结构，主轴承孔41用于承载主轴承运动副(未示出)。主轴承孔41包括上轴承孔412和下轴承孔414,上轴承孔412设置于上座体48的底部中央,下轴承孔414设置于下座体49的顶部中央，上轴承孔412与下轴承孔414的孔径大小相同、位置互相对应，二者闭合形成圆形的主轴承孔41。主轴承座本体40的上座体48内设置有进水孔44，进水孔14与设置于发动机的气缸体内的气缸体冷却管路76相连。主轴承座本体40的外壁42上设置出水孔45，出水孔45可设置于主轴承座本体40的上座体48的外壁482上或下座体49的外壁492上。主轴承座本体40的上座体48内还设置有油道46，油道46方向为竖直方向或竖直斜向下方向，油道46与主轴承座本体40的上座体48的外壁482形成有进油孔462，油道46与主轴承座本体40的上座体48的内壁484形成有出油孔464。机油可通过进油孔462流入油道46，再流经出油孔464流入主轴承孔41及主轴承运动副间，机油随着主轴承座运动副的运动在主轴承孔41的内壁43上形成润滑作用的油膜。进一步地，主轴承座本体40还设置有安装孔47，安装孔47包括设置于上座体48的上座体安装孔472和设置于下座体49的下座体安装孔474，上座体安装孔472和下座体安装孔474大小相同、位置互相对应，上座体安装孔472和下座体安装孔474用于将下座体49固定于上座体48上，上座体安装孔472和下座体安装孔474可以通过螺栓固定于连接发动机的气缸体底部。上座体48和下座体49可分别采用灰铸铁、球墨铸铁或粉末冶金铸造而成。
[0028]冷却管路50设置于主轴承座本体40中，且围绕主轴承座本体40的主轴承孔41，冷却管路50在铸造气缸体主轴承座时铸造成型。在本实施例中，冷却管路50为非闭合的圆弧形中空结构，但并不限于此，冷却管路50也可以为闭合的圆环形中空结构。冷却管路
50包括上座体冷却管路52和下座体冷却管路54,上座体冷却管路52设置于主轴承座本体40的上座体48内且围绕上座体48的内壁484，下座体冷却管路54设置于主轴承座本体40的下座体49内且围绕下座体49的内壁494，上座体冷却管路52与下座体冷却管路54连通为一体。当冷却管路50为非闭合的圆弧形中空结构时，进水孔44与出水孔45设置在冷却管路50的两端且两者可以临近设置，冷却管路50的一端与主轴承座本体40上部内的进水孔44连通，冷却管路50的另一端与主轴承座本体40的外壁42上的出水孔45连通，如图2所示；当冷却管路20为闭合的圆环形中空结构，进水孔44与出水孔45最好选择呈180度错开布置，这样，冷却液从进水孔44进入冷却管路50后，可以从顺时针与逆时针两个方向各流过半圆路径后到达出水孔45处汇合，再从出水孔45流出。冷却管路50的内壁为波浪形或锯齿形，可增大冷却管路50与主轴承座本体40的内壁43间的换热面积，进而提升主轴承座本体40的内壁43对主轴承运动副及其中机油的冷却能力，有效降低主轴承运动副及其中机油的温度，提升冷却管路50的冷却能力。冷却管路50与油道46不连通。
[0029]可以理解地，在满足冷却效果的前提下，冷却管路50可以仅包括上座体冷却管路52，上座体冷却管路52设置于主轴承座本体40的上座体48内且围绕上座体48的内壁484，上座体冷却管路52的两端分别与进水孔44、出水孔45连通。还可以理解地，在满足冷却效果的前提下，冷却管路50可以仅包括下座体冷却管路54，下座体冷却管路54设置于主轴承座本体40的下座体49内且围绕下座体49的内壁494，下座体冷却管路54的两端分别与进水孔44、出水孔45连通。
[0030]气缸体主轴承座200还包括真空腔体60。真空腔体60设置于主轴承座本体40内且围绕主轴承座本体40的冷却管路50，真空腔体60位于冷却管路50与主轴承座本体40的外壁42间，真空腔体60为非闭合的圆弧形结构，在铸造气缸体主轴承座时铸造成型。真空腔体60可以分别设置于上座体48和下座体49内，在本实施例中，真空腔体60包括分别设置于上座体48和下座体49内的两个腔体。真空腔体60是真空的封闭腔体。真空腔体60既具有阻热的功效又具有隔音降噪的功效，具有安全性和环保性。
[0031]基于本发明第一、第二实施例中的冷却管路20、50，以下再给出气缸体主轴承座100,200的冷却循环系统的工作流程。
[0032]请参见图3，冷却循环系统包括水泵71、节温器72、散热器73、发动机水箱74、气缸体冷却管路76及主轴承座冷却管路20、50，其中气缸体冷却管路76设置于发动机的气缸体(未示出)的缸壁内，主轴承座冷却管路20、50设置于气缸体主轴承座100、200内(如上述两个实施例所述)，上述各部件通过连接管75连接在一起形成冷却循环系统回路。在图3所示的实施例中，水泵71与气缸体冷却管路76连接，气缸体冷却管路76与冷却管路20、50连接，主轴承座冷却管路20、50与节温器72连接，节温器72与散热器73连接，散热器73与发动机水箱74连接，发动机水箱74与水泵71连接，但本发明并不限于此，上述各部件在该冷却循环系统回路的连接顺序可以依实际需要进行适当调整，在此不赘述。
[0033]冷却循环过程:冷却液(一般为水)从发动机水箱74中经水泵71抽出后，先流入气缸体内的气缸体冷却管路76对发动机的气缸体进行冷却，再流入冷却管路20、50的进水孔14、44，从冷却管路20、50的出水孔15、45流出，以对气缸体主轴承座100、200内的主轴承运动副及其中的机油进行冷却，然后流向节温器72和散热器73，经过散热器73将冷却液因受热携带的热量释放后，流回发动机水箱74，完成整个冷却循环。
[0034]控制原理:由于冷却循环系统回路中设置有节温器72，可以通过节温器72控制该冷却循环系统的开启与关闭。当气缸体主轴承运动副刚开始运动时，节温器72关闭，冷却循环系统关闭，此时气缸体主轴承运动副对气缸体主轴承座的摩擦和挤压作用较小，气缸体主轴承运动副处的机油温度不高；当气缸体主轴承运动副剧烈摩擦、挤压作用增大时，气缸体主轴承运动副处的机油温度随之不断升高，节温器72开启，冷却循环系统开启，冷却管路20、50对气缸体主轴承运动副的机油进行冷却降温，避免机油因温度升高而稀释、润滑度下降、主轴承座与主轴承运动副间的磨损增加，以及避免机油因高温而变质等。[0035]本发明实施例的技术方案带来的有益效果是:上述气缸体主轴承座100、200，包括设置于主轴承座本体10、40内的冷却管路20、50，不仅可以对主轴承座本体10、40进行冷却降温，还可以通过传导对气缸体主轴承运动副处及其中的机油进行冷却降温，因此防止机油因温度升高而稀释、润滑度下降、主轴承座本体10、40与主轴承运动副间的磨损增加，以及避免机油因高温而变质等；其次,通过在气缸体主轴承座100、200内增加一个预铸的冷却管路20、50，将气缸体中的冷却水引入气缸体主轴承座100、200内对机油进行冷却，充分利用了发动机的气缸体内的冷却系统，只需在气缸体主轴承座100、200增设冷却管路20,50,即可将气缸体内的气缸体冷却管路76中的冷却液引入气缸体主轴承座100、200内，从而使气缸体主轴承座100、200内的机油温度能够控制在合适的水平，不需额外增加过多的成本。
[0036]需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0037]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种气缸体主轴承座(100、200)，包括主轴承座本体(10、40)，所述主轴承座本体(10,40)内设置有用于承载主轴承运动副的主轴承孔(11、41)，其特征在于:所述主轴承座本体(10、40 )内还设置有冷却管路(20、50 )及与所述冷却管路(20、50 )相连的进水孔(14、44)和出水孔(15、45)，所述冷却管路(20、50)为非闭合的圆弧形或闭合的圆环形中空结构且围绕所述主轴承孔(11、41)设置，所述进水孔(14、44)与设置于发动机的气缸体内的气缸体冷却管路(76)相连，所述出水孔(15、45)与发动机的冷却循环系统回路中的散热器(73),发动机水箱(74)及水泵(71)相连。
2.如权利要求1所述的气缸体主轴承座，其特征在于:所述冷却管路(20、50)为非闭合的圆弧形中空结构，所述进水孔(14、44)和所述出水孔(15、45)分别与所述冷却管路(20、50)的两端连通。
3.如权利要求1所述的气缸体主轴承座，其特征在于:所述冷却管路(20、50)为闭合的圆环形中空结构，所述进水孔(14、44)和所述出水孔(15、45)呈180度错开布置。
4.如权利要求1所述的气缸体主轴承座，其特征在于:所述冷却管路(20、50)的内壁为波浪形或锯齿形。
5.如权利要求1所述的气缸体主轴承座,其特征在于:所述主轴承座本体(10、40)内设置有与所述主轴承孔(11、41)连通的油道(16、46)，所述油道(16、46)与所述冷却管路(20、50)不连通。
6.如权利要求1所述的气缸体主轴承座,其特征在于:所述主轴承座本体(10)为一体式结构且与发动机的气缸体一体成型。
7.如权利要求1所述的气缸体主轴承座,其特征在于:所述主轴承座本体(40)为分体式结构，包括上座体(48)和下座体(49)，所述上座体(48)与发动机的气缸体一体成型，所述下座体(49)与所述上座体(48)固定连接。
8.如权利要求1所述的气缸体主轴承座,其特征在于:所述主轴承座本体(10、40)内还设置有真空腔体(30、60)，所述真空腔体(30、60)围绕所述冷却管路(20、50)设置。
9.一种气缸体冷却系统，包括气缸体、气缸体主轴承座(100、200)、水泵(71)、发动机水箱(74)及散热器(73)，所述气缸体主轴承座(100、200)设置在所述气缸体的底部，所述气缸体的缸壁内设置有气缸体冷却管路(76)，其特征在于:所述气缸体主轴承座(100、200)为权利要求1至8任意一项所述的气缸体主轴承座(100、200)，所述气缸体主轴承座(100、200 )内的冷却管路(20、50 )与散热器(73 )、发动机水箱(74 )、水泵(71)及气缸体冷却管路(76)连接在一起形成发动机的冷却循环系统回路。
10.如权利要求9所述的气缸体冷却系统，其特征在于:所述冷却循环系统回路中还包括节温器(72)，所述节温器(72)控制所述冷却循环系统回路的开启与关闭。
【文档编号】F01P3/02GK103498734SQ201310450000
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】郭晓瑞, 马文亮, 李慧军, 由毅, 冯擎峰 申请人:浙江吉利控股集团有限公司, 浙江吉利汽车研究院有限公司