发动机气缸及发动机的制作方法

本实用新型涉及发动机应用技术领域，具体而言，尤其涉及一种发动机气缸及包含上述发动机气缸的发动机。

背景技术：

目前，现有的气缸盖和气缸体之间通过设置有气缸垫，用于填补气缸体和气缸盖之间的微观孔隙。气缸垫通过缸盖螺栓与气缸盖和气缸体进行固定，气缸垫作为密封元件，在高温、高压和变动负荷下对发动机气缸进行密封防止气缸漏水漏气漏油。发明人发现气缸的活塞运动时，所产生的爆发压力将全部加载到缸盖螺栓上，导致在气缸垫的不同位置产生有不同的面压，接近缸盖螺栓中心的区域压紧力大，密封好，在远离缸盖螺栓中心的区域，压紧力低密封差。由于缸盖螺栓周边压紧力不均匀，在远离缸盖螺栓中心区域的低压区域容易产生泄漏问题。

技术实现要素：

为了改善上述技术问题至少之一，本实用新型的一个目的在于提供一种发动机气缸。

本实用新型的再一个目的在于提供一种包括上述发动机气缸的发动机。

为了实现上述目的，本实用新型第一方面的技术方案提供的一种发动机气缸，包括：气缸体；气缸盖；汽缸垫，设置在所述气缸体和所述气缸盖之间，用于密封所述气缸体和所述气缸盖之间的区域；多个紧固件，穿设所述汽缸垫以实现所述气缸盖、所述汽缸垫与所述气缸体之间的紧固连接；多个永磁体，设置在所述气缸盖与所述气缸体之间，用于在所述气缸盖和所述气缸体之间产生吸附力，该吸附力使得所述气缸盖和所述气缸体之间具有相向运动的趋势，所述永磁体与所述紧固件间隔设置。

具体而言，所述气缸体的顶板上开设有螺栓孔，所述螺栓孔用于穿设紧固件比如缸盖螺栓，在发动机气缸的活塞运动时，缸盖螺栓通过提供压紧力，用于承受气缸中产生的冲击压力，以保证气缸盖与气缸体之间的密封性能，因此发动机的气缸盖和气缸体之间的连接和密封是需要通过缸盖螺栓来实现的。同时在气缸体和气缸盖之间设置汽缸垫，利用气缸垫在受到上下的挤压后，填充在气缸盖和气缸体之间的空隙中，起到防止气缸漏气、漏水的密封作用。可以理解的是，气缸垫上接近所述紧固件的区域的压紧力要大于远离所述紧固件的区域的压紧力，这样气缸垫上的压紧力并不平均，在压紧力小的地方密封性能就相对比较差，可能存在漏气、漏水或是漏油的隐患。可以通过在气缸口的周边布设更多的紧固件来平衡压紧力，但是空间小布置困难，且成本会大幅度提高，因此并不适于通过增加紧固件的数量来提高发动机气缸的密封性能。为此，本实用新型提供的发动机气缸通过在气缸盖和气缸体之间设置永磁体，利用永磁体对气缸盖和/或气缸体的吸附力来补偿远离所述紧固件的区域的压紧力，通过增大该区域的压紧力，提高发动机气缸的密封性能，从而提高发动机使用的安全可靠性。同时通过在紧固件的周边设置永磁铁来提供吸附力，可以使气缸口的周边的压紧力平衡，减少由于高低压力差交错导致气缸体内部件变形的可能性，从而提高发动机气缸的使用可靠性。

此外，永磁铁体积小、方便布设，且只需要设置在气缸盖和气缸体之间，不会与其它部件之间发生干涉，设计和安装难度小，可以有效替代紧固件，比如缸盖螺栓的作用，有利于节省成本。

另外，本实用新型提供的上述技术方案中的发动机气缸还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，多个所述永磁体与所述气缸体固定连接，所述气缸盖朝向多个所述永磁体的一面上设置有金属构件；或所述气缸体和所述气缸盖之间的相对面均包括金属构件。

在上述技术方案中，所述气缸体的顶板上开设有第一安装孔，所述汽缸垫的相应位置开设第二安装孔，一个所述第一安装孔和一个所述第二安装孔围合成容纳一个所述永磁体的容纳空间。

在上述技术方案中，所述第一安装孔的深度小于等于所述气缸体的顶板厚度的30％。

在上述技术方案中，至少部分相邻的所述紧固件之间设有所述永磁体；相邻的所述永磁体之间的间隔距离大于等于5mm，以及任意一个所述永磁体与所述紧固件、所述气缸体上的水道孔和油道孔中任意一个的间隔距离大于等于5mm。

在上述任一技术方案中，所述气缸体上设有多个依次排列的气缸口，所述气缸口呈圆形；所述永磁体沿所述气缸口的周向设置。

在上述任一技术方案中，所述紧固件的数量为六个，呈六角形布设在所述气缸口的外沿；所述永磁体的数量为四个；其中，呈对角设置的两个所述紧固件的两侧分别设置有一个所述永磁体，呈对角设置的两个所述紧固件到与所述气缸口相邻的另一所述气缸口的距离相等。

在上述任一技术方案中，所述永磁体包括钕磁铁构件。

在上述任一技术方案中，所述永磁体与所述气缸盖之间间隔设置，且间隔距离在0.05mm～0.25mm的范围内。

本实用新型第二方面的技术方案提供了一种发动机，包括：如第一方面技术方案中任一项所述的发动机气缸。

本实用新型第二方面的技术方案提供的发动机，因包括第一方面技术方案中任一项所述的发动机气缸，因而具有上述任一技术方案所具有的一切有益效果，在此不再赘述。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型一些实施例所述的发动机气缸的结构示意图；

图2是本实用新型一些实施例所述的发动机气缸的剖面示意图；

图3是本实用新型一些实施例所述的发动机气缸局部结构的剖面示意图；

图4是图3中a部分的放大结构示意图。

其中，图1至图4中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1气缸体；2气缸盖；3气缸垫；4永磁体；5气缸套；11顶板；12气缸口；13水道孔；14油道孔；15第一安装孔；16螺栓孔；31第二安装孔。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图4描述根据本实用新型一些实施例所述的发动机气缸。

实施例一

本实用新型的一个技术方案所提供的发动机气缸包括：气缸体1、气缸垫3和气缸盖2，在气缸盖2与气缸体1之间间隔设置有多个紧固件和多个永磁体4。

如图1所示，气缸体1的顶板11上间隔设置有永磁体4的安装位(可以是安装孔15)和螺栓孔16；螺栓孔16用于穿设连接气缸体1、气缸盖2与气缸垫3的紧固件(可以是缸盖螺栓)；安装位上设置有永磁铁，永磁铁能够在气缸盖2和气缸体1之间产生吸附力，以使气缸盖2和气缸体1向中间压紧，以挤压在气缸盖2与气缸体1之间的气缸垫3，从而增强气缸垫3该处的密封性能。相对于现有技术气缸盖2与气缸体1之间仅通过多个紧固件相连接，本实施例所提供的发动机气缸增设了与紧固件间隔设置永磁体4，通过永磁体4提供吸附力，使气缸盖2与气缸体1具有相向运动的趋势，向中间压紧，以弥补紧固件周边压紧力比较小的情况。

具体而言，在接近缸盖螺栓中心的区域压紧力大，称之为高压区，在远离缸盖螺栓中心的区域压力减弱，称之为低压区。如图1所示，本实施所提供的发动机气缸，通过设置缸盖螺栓和永磁体4相配合围设在气缸口12的周边，使得气缸口12的周边的压紧力均衡，从而使得在发动机气缸的活塞运动时，气缸口12的周边区域的受力均衡，既增强了现有技术中低压区的压紧力，又减少了高压区和低压区之间的压差，从而减少由此因素导致气缸内的部件产生形变的可能性，起到加强密封的作用。

另一方面，如图3所示，在气缸盖2与气缸体1之间设置有气缸垫3。通常情况下在气缸垫3上开有定位销孔，定位销对气缸盖2、气缸体1、气缸垫3定位，再使用缸盖螺栓将三者压紧，这样气缸盖2和气缸体1从上下两侧对气缸垫3进行压紧，使气缸垫3填充在气缸盖2和气缸体1之间的空隙中，起到防止气缸漏气、漏水的密封作用。同样可以理解的是，在气缸垫3上接近缸盖螺栓中心的区域压紧力大，在气缸垫3上远离缸盖螺栓中心的区域压紧力小，这样气缸垫3在压紧力小的区域容易产生缝隙，导致密封效果下降。通过设置与缸盖螺栓间隔设置的永磁体4可以增加压紧力小的区域的压紧力，进而加强气缸盖2和气缸体1之间的密封性能，起到更好的密封效果。同时通过紧固件和永磁体4所在区域多处共同挤压气缸垫3，进一步增强了发动机气缸的密封性能。可选地，气缸垫3的结构可以是包覆型、复合型、单层金属板型、多层金属板型和高强度膨胀石墨型等多种类型的气缸垫3。

另外值得一提的是，如图2所示，高低压紧力的交错也会直接影响到气缸内的气缸套5，可能导致气缸套5的微变形，通过设置永磁体4可以减少气缸套5的微变形的可能性，以减少活塞和气缸之间产生剧烈摩擦的可能性，从而降低发动机由此因素导致损坏的概率，进而提高发动机的使用可靠性与使用稳定性。

进一步地，永磁体4包括钕磁铁构件。

钕磁铁也称为钕铁硼磁体，是人工制造的一种永磁铁，磁性仅次于绝对零度地磁铁的永久磁铁。钕磁铁构件通过对气缸体1和气缸盖2的吸附，弥补低压区域的压力，从而使气缸周围的压紧力均衡，可以起到加强缸垫密封的作用。其中永磁体4也可以是橡胶磁构件、铝镍钴磁铁构件等。

实施例二

在实施例一的基础上，进一步地，多个永磁体4与气缸体1固定连接，气缸盖2朝向多个永磁体4的一面上设置有金属构件。

永磁体用于在气缸盖2和气缸体1之间产生吸附力，以使得气缸盖2和气缸体1之间具有相向运动的趋势。该吸附力既可以是从气缸盖2至气缸体1方向的吸附力，也可以是从气缸体1至气缸盖2方向的吸附力，还可以是气缸盖2和气缸体1之间相互的吸附力。可以永磁体4是既可以设置在气缸体1上的也可以设置在气缸盖2的，永磁体4设置在气缸体1上时，气缸盖2朝向多个永磁体4的一面上设置有金属构件。本实施例以永磁体4设置在气缸体1上进行举例说明，可以理解的是下述实施例同样可以适用于永磁体4设置在气缸盖2上的情况。

对于永磁体4设在气缸体1的情况，气缸盖2朝向多个永磁体4的相对面包括金属构件，而不需要气缸体1具有金属结构，同样道理如果永磁体4设置在气缸盖2上，则需要气缸体1的顶板为金属构件。可选地，在永磁体4的对应位置设置金属构件，以在气缸体1和气缸盖2之间提供吸附力。这样对于一些特殊材质制成的发动机气缸也可以使用，扩大了适用范围。比如对于一些陶瓷制成的发动机气缸而言，也不需要对发动机气缸进行大幅度的改造，即可达到提高密封性能的效果。

进一步地，如图2和图4所示，所述气缸体的顶板上开设有第一安装孔，所述汽缸垫的相应位置开设第二安装孔，一个第一安装孔和一个第二安装孔围合成容纳一个永磁体的容纳空间。

本实施例在气缸体1的顶板11上开设有第一安装孔15，第一安装孔15能够起到对永磁体4的定位作用，防止永磁体4在顶板11水平方向上的位移。另外通过将永磁体4设置在第一安装孔15内使得在实际工作中，永磁体4更加牢固，防止永磁体4脱离气缸体1而与气缸盖2相接触，失去或减少对气缸体1和气缸盖2的吸附力作用。另外，第一安装孔15的形状不限于图中所示的形状，可以为圆形、矩形等其它形状。汽缸垫与第一安装孔15对应的位置上开设有第二安装孔31，永磁体4同样置于第二安装孔31所形成的容纳空间，第二安装孔31除了提供容纳空间外，还可以避免永磁体4对气缸垫3的挤压，防止气缸垫3产生不当的变形，比如局部拱起，而影响密封效果，从而提高汽缸垫3的使用可靠性。

进一步地，如图2和图3所示，第一安装孔15的深度小于等于气缸体的顶板11厚度的30％。

设置用于安装永磁体4的第一安装孔15能够提高永磁体4的牢固性，可以理解的是第一安装孔15越深永磁体4越紧固，但为了保证气缸体顶板11的结构强度，不宜将第一安装孔15设置的过深。可选地，将第一安装孔15的深度设置在小于等于顶板11厚度的30％的范围内，既能保证永磁体4与顶板11之间的连接强度，又可以保证顶板11自身的结构强度，从而提高发动机气缸在实际工作过程中的使用可靠性。

进一步地，相邻的永磁体4之间的间隔距离大于等于5mm、以及任意一个永磁体4与紧固件、缸体上的水道孔13和油道孔14中任意一个的间隔距离大于等于5mm。

具体而言，气缸体1上设有水道孔13和油道孔14，永磁体4与水道孔13间隔设置，间隔的距离大于等于5mm；永磁体4与油道孔14间隔设置，间隔的距离大于等于5mm；永磁体4与紧固件间隔设置，间隔的距离大于等于5mm；永磁体4之间间隔设置，间隔的距离大于等于5mm。通过将永磁体4与水道孔13和油道孔14设置一定的距离，可以减少永磁体4与水道孔13之间或安装孔15与油道孔14之间相互连通的可能性，从而提高气缸的整体密封性能。同时可以理解的是，在气缸垫3上需要开设水道孔13、油道孔14和安装孔15、穿设紧固件的螺栓孔等相应的孔位，通过加大相邻孔位间的距离，可以在发动机工作时减少由于气缸的冲击压力和永磁体4的吸附力之间的拉扯作用，而降低气缸垫3损坏的可能性，从而增加气缸垫3的使用可靠性，以及提高气缸垫3的使用寿命。

进一步地，如图4所示，永磁体4与气缸盖2之间间隔设置，且间隔距离在0.05mm～0.25mm的范围内。

为了能够补充低压区的压紧力，使整个气缸体顶板11所在平面或气缸垫3所在平面的压紧力趋于平衡，需要永磁体4对气缸盖2提供持续的吸附力。通过将永磁体4与气缸盖2之间的间隙距离设置在一定范围内既可以保证永磁体4未与气缸盖2接触，也可以通过缩短距离尽量提高吸附力作用的大小，从而既提高了永磁体4的使用可靠性，也增强了发动机气缸的密封性能。优选地，将永磁体4与气缸盖2之间的间隙距离设置为0.1mm。综上，可见永磁铁的厚度根据气缸垫3的厚度、气缸体1上安装孔15的深度和与气缸盖2下表面的间隙值决定。

实施例三

与实施例二的区别在于，气缸体1和气缸盖2之间的相对面均包括金属构件。

在气缸体1和气缸盖2之间的相对面设置有金属构件，使得气缸体1和气缸盖2之间的吸附力更强，可以相应减少永磁体4的设置数量，并达到相同的提高发动机气缸的密封效果。尤其对于尺寸较小的发动机油缸，可以通过在气缸体1和气缸盖2的相对面均设置金属构件，更加合理的布置永磁体4的位置，以起到更加有效的密封效果。

实施例四

在上述实施例的基础上，进一步地，气缸体1上设有多个依次排列的气缸口12，气缸口12呈圆形；永磁体4沿气缸口12的周向设置。

如图1所示，由于盖体螺栓沿气缸口12的周向，同样将永磁体4同样沿气缸口12的周向设置，从而使多个盖体螺栓对于气缸体1和气缸盖2的压紧力和多个永磁体4对于气缸体1和气缸盖2的吸附力连成近似环形的作用力形式。存在的压紧力和吸附力越多，环形结构越圆，气缸口12周向的密封性能就越好。通过将永磁体4沿气缸口12的周向设置，使多个作用力均匀分散在所形成的环形空间内，从而使该发动机气缸具有更好地密封效果。

进一步地，至少部分相邻的紧固件之间设有永磁体4。

为了弥补低压区的压紧力，因此将永磁体4设置在低压区。而本领域人员知道离紧固件最远的距离的压紧力最小，在该点设置永磁体4可以起到更好的弥补压紧力的作用和密封效果。而在两个紧固件之间设置永磁体4，由于同时距离两个紧固件都比较远，可以起到更好的弥补作用和密封效果。另外可以理解的是，两个紧固件之间设有永磁体4的数量可以不止是一个，也可以是两个、三个或是多个，需要更具两个紧固件之间的距离而定，其中永磁体4的数量为一个的时候，可以减少成本，降低设计难度。另外，如果两个紧固件之间并不存在低压区，或是不方便设置永磁体4，则相邻的两个紧固件之间可以不设置永磁体4。

可选地，紧固件的数量为六个，呈六角形布设在气缸口12的外沿；永磁体4的数量为四个；其中，呈对角设置的两个紧固件的两侧分别设置有一个永磁体4，呈对角设置的两个紧固件到与气缸口12相邻的另一气缸口12的距离相等。

如图1所示，左侧气缸口12是未增加永磁体4时的状态示意图，左侧气缸口12是增加四个永磁体4时的状态示意图。通常在气缸周边成六角形布置六个缸盖螺栓，由于气缸体的排气侧为密封的薄弱区也就是图中的上侧或下侧，通过在上下两侧分别设置两个永磁体4，有助于提高发动机气缸的气密性。同样未增加设置过多数量的永磁体4，通过合理设置永磁体的数量和位置既节省了成本，也使发动机气缸具有良好的密封性能。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。