烧方法的应用(比如自然吸气或增压进气系统)来选择汽缸套使用的这些材料组合。另外地，可以由不同的材料构建复合材料汽缸体202和隔离插件226。例如，可以由金属(比如致密石墨铸铁(CGI)、粉末金属、铝等)构建隔离插件226。另外地，如此处说明的针对发动机系统应用来解决耐用性和使用寿命问题，在一个示例中可以由不同的材料构建隔离插件226和汽缸套222或者在其它示例中由相同材料构建。
[0024]复合材料汽缸体202包括水套室240。在一个示例中，如本说明书关于图2更详细地讨论的，两个汽缸盖回油室240与在环绕汽缸套222但仍然由复合材料成型汽缸体202隔开的分离通道或者腔室中从汽缸盖返回向下进入油底壳的机油流体连通。
[0025]汽缸套222的外表面可以具有不同的粗糙度。应理解当热成型时具有较高粗糙度的表面与复合材料汽缸体的连接强度增加。汽缸套222中第一外表面260的粗糙度高于第二外表面262。这样，可以改变汽缸套外表面的粗糙度以在汽缸套的特定区域提供较高的连接强度。如显不的，第一外表面260位于第二外表面262下面。此外，第一外表面260位于缸体连接唇缘300下面。应理解水套室350可以包围第二外表面262。在一种装配配置中汽缸体222第二外表面262的区域可以不与汽缸体202表面共享接触。另一方面，汽缸套第一外表面260的区域可以与汽缸体表面共享接触。另外地，汽缸套222的厚度在第一和第二外表面(260和262)周围的区域上沿垂直轴线没有变化。然而，可以预想其它汽缸套几何形状。此处更详细地描述缸体连接唇缘300。
[0026]图3显示汽缸套222和隔离插件226的细节视图。汽缸224也显示在图3中。汽缸套222包括具有半径大于缸体连接唇缘周围其它表面的缸体连接唇缘300。缸体连接唇缘300在汽缸套222的圆周面周围延伸。缸体连接唇缘300与复合材料汽缸体202的一部分表面共享接触。所以，可以直接成型复合材料汽缸和汽缸套222。缸体连接唇缘300能在汽缸套和复合汽缸体之间形成较强的连接。在一个示例中，缸体连接唇缘300可以在汽缸套222周围连续延伸。然而，在其它示例中，缸体连接唇缘可以分段。在一个示例中，缸体连接唇缘300可以形成水套室的边界(比如较低的边界)。这样，可以将水套与设置在缸体下面的曲轴箱中的机油隔开。
[0027]如上文讨论的，在图2中显示的，隔离插件226垂直延伸通过复合材料汽缸体202。如图2和3所示，每个隔离插件226包括延伸(例如垂直延伸)通过复合材料汽缸体202的两个支撑310。特别地，该支撑延伸至汽缸224的底部312上方。图3中还显示了隔离插件226的轴承盖228。
[0028]每个支撑310包括可以连接(例如直接连接)至从汽缸盖(比如图1中显示的汽缸盖59)延伸的连接装置的开口 311。将隔离插件226连接至汽缸盖使得可以更平均地将曲轴产生的力分配至整个发动机，从而减少发动机部件的断裂、弯曲等的可能性。此外，这部分支撑310位于汽缸套222的任一侧面。这样，隔离插件可以通过汽缸套的一部分而延伸穿过复合材料汽缸体。
[0029]每个隔离插件226包括轴承盖228。轴承盖228配置用于包围曲轴轴承。曲轴轴承能支撑曲轴的旋转。轴承盖228可以分开以便于安装曲轴轴承和曲轴。轴承盖228底部的开口 314配置用于接收连接装置。例如，轴承盖228可以分开使得能安装曲轴。所以，连接装置可以延伸穿过开口 314以将轴承盖的分开部分连接至隔离插件以实现曲轴和曲轴轴承的连接。
[0030]成型的汽缸体总成进一步包括至少部分包围汽缸套222的水套室350。水套室350可以包括在发动机冷却系统中。发动机冷却系统可以包括比如热交换器、泵等部件。
[0031]图4显示用于制造发动机的方法400。方法可以用于制造上文关于图1-3讨论的发动机或者可以用于制造另一种适当的发动机。
[0032]在402处方法包括铸造形成一个或多个燃烧室的一部分边界的汽缸套。随后在404处方法包括铸造包括曲轴轴承盖的隔离插件。应理解隔离插件可以包括支撑。此外，在其它示例中，可以铸造多个隔离插件。
[0033]在406处，方法包括在汽缸套和隔离插件的至少一部分周围成型热固性复合材料汽缸体，热固性复合材料汽缸体包括发动机前盖连接界面和变速器连接界面。随后在408处方法包括机加工位于热固性复合材料汽缸体中至少部分围绕汽缸的水套室。应理解在其它示例中方法可以不包括步骤408 ο在该示例中，在成型复合材料汽缸体之前可以将蜡芯设置在汽缸套周围。蜡芯可以形成至少部分包围汽缸套的水套室的形状。应理解在复合材料汽缸体中机加工水套室使得可以在制造程序的后期确定水套室设计。所以，可以改善发动机制造程序的适应性。
[0034]注意本说明书中包括的示例控制和估算程序可以用于各种发动机和/或车辆系统配置。本说明书公开的控制方法和程序可以存储为非瞬态存储器中的可执行指令。本说明书中描述的具体程序代表任意数量处理策略中的一者或多者，比如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。这样，所描述的多个动作、操作和/或功能可以描述的序列、并行执行，或在某些情况下有所省略。同样，由于便于说明和描述，处理顺序并非达到本发明中示例实施例所描述的特征和优点所必需的，而提供用于说明和描述的方便。取决于使用的特定策略可以反复执行一个或多个描述的步骤动作、操作和/或功能。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以形象地代表编程进发动机控制系统中计算机可读存储器媒介的非瞬态存储器中的代码。
[0035]应理解本说明书公开的配置和程序实际是示例性的，并且那些具体的实施例不应当认为是限制，因为可以有多种变型。例如，上述技术可以应用到V6、直4、直6、V12、对置4缸或其它类型的发动机。本公开的主题包括本说明书中公开的多种系统和配置以及其它特征、功能和/或属性的新颖的和非显而易见的所有组合和子组合。
[0036]权利要求特别指出了某些认为是新颖的非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可提及“一个”要素或“第一”要素或其等同物。这样的权利要求应该理解为包括一个或多个这样的要素的合并，既不要求也不排除两个或更多这样的要素。公开的特征、功能、要素和/或属性的其它组合和子组合可通过修改当前的权利要求或在本申请或相关申请里通过正式提交的新权利要求来要求保护。这样的权利要求，不管在保护范围上和原始权利要求相比是宽、窄、同样的或不同的，也认为包括在本发明所公开的主题中。
【主权项】
1.一种发动机，包含: 包括发动机前盖连接界面和变速器连接界面的热固性复合材料汽缸体； 与所述复合材料汽缸体一体成型的汽缸套，所述汽缸套形成汽缸边界的一部分；以及 延伸穿过所述热固性复合材料汽缸体并且直接连接至从汽缸盖延伸的连接装置的隔离插件。
2.根据权利要求1所述的发动机，其中所述汽缸套包括粗糙度高于所述汽缸套的剩余外表面的外表面。
3.根据权利要求2所述的发动机，其中所述外表面位于包围所述汽缸的水套室的下面。
4.根据权利要求1所述的发动机，其中所述汽缸套包含粉末金属。
5.根据权利要求4所述的发动机，其中所述汽缸套包含汽缸和铸铁中的至少一者。
6.根据权利要求1所述的发动机，其中所述复合材料汽缸体包含树脂。
7.根据权利要求6所述的发动机，其中所述复合材料汽缸体包含碳纤维材料。
8.根据权利要求1所述的发动机，其中所述汽缸套喷涂有铁/氧化铁等离子喷射沉积涂层。
9.根据权利要求1所述的发动机，其中所述汽缸套包括形成包围所述汽缸套的水套室的较低边界并且与所述复合材料汽缸体的一部分表面共享接触的连接唇缘。
10.根据权利要求1所述的发动机，其中所述复合材料汽缸体配置用于以高达200°C的温度运转。
11.一种发动机，包含: 包括发动机前盖连接界面和变速器连接界面的热固性复合材料汽缸体；以及 包含不同于复合材料汽缸体的材料并且与所述复合材料汽缸体一体成型的汽缸套，所述汽缸套形成分汽缸边界的一部；以及 包括垂直延伸穿过所述复合材料汽缸体的两个支撑的隔离插件，并且每个所述支撑包括直接连接至从汽缸盖延伸的连接装置的汽缸盖连接开口。
12.根据权利要求11所述的发动机，其中所述汽缸套包括粗糙度高于第二外表面的第一外表面。
13.根据权利要求12所述的发动机，其中所述第一外表面垂直地位于所述第二外表面的下面。
14.根据权利要求13所述的发动机，其中所述第一外表面位于至少部分地包围所述汽缸套的水套室的下面。
15.根据权利要求12所述的发动机，其中所述汽缸套包括位于所述第一和第二外表面之间的缸体连接唇缘。
16.根据权利要求11所述的发动机，其中所述隔离插件包括曲轴轴承盖。
17.根据权利要求11所述的发动机，其中所述复合材料汽缸体包含聚合物材料。
18.—种成型汽缸体总成，包含: 包括发动机前盖连接界面和变速器连接界面的热固性复合材料汽缸体； 包含不同于复合材料汽缸体的材料并且与所述复合材料汽缸体一体成型的汽缸套，所述汽缸套形成汽缸边界的一部分并且包括粗糙度高于第二外表面的第一外表面；以及 与所述复合材料汽缸体一体成型的隔离插件，所述隔离插件包括垂直延伸穿过所述复合材料汽缸体的两个支撑并且每个所述支撑包括直接连接至从汽缸盖延伸的连接装置的汽缸盖连接开口。
19.根据权利要求18的成型汽缸体总成，其中所述汽缸套由连续的材料块形成。
20.根据权利要求18的成型汽缸体总成，其中第一表面位于所述第二外表面的下面。
【专利摘要】本发明公开了一种发动机。该发动机包括发动机前盖连接界面和变速器连接界面的热固性复合材料汽缸体以及与复合材料汽缸体一体成型的汽缸套，汽缸套形成汽缸边界的一部分。发动机进一步包括延伸穿过热固性复合材料汽缸体并且直接连接至汽缸盖的隔离插件。
【IPC分类】F02F1-18
【公开号】CN104696094
【申请号】CN201410737807
【发明人】R·L·威廉姆斯, C·E·马凯, R·G·伦奇勒
【申请人】福特环球技术公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年12月4日
【公告号】DE102014224888A1, US20150159582