发动机汽缸和衬垫组件的制作方法
【专利说明】发动机汽缸和衬垫组件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2012年11月30日提交的美国临时专利申请第61/732，094号的权益，其通过引用并入本文。
[0003]领域
[0004]本公开内容大体上涉及内燃发动机，并且更具体地涉及内燃发动机的汽缸和相关联的衬垫。
[0005]背景
[0006]可更换的汽缸衬垫在内燃发动机的设计中的结合向这样的发动机的制造商和使用者提供多种优点，以及允许这样的衬垫在发动机的大修期间被更换的明显的益处。例如，汽缸衬垫消除在制造期间万一一个汽缸的内侧表面被不合适地机械加工的话报废整个的发动机缸体的必然性。虽然有这种和其他的优点，但是可更换的汽缸衬垫的使用存在多种问题，如由在之前被发动机制造商使用的很多种衬垫设计示例的。尽管之前已知的衬垫设计中的每个具有各种可论证的优点，但是没有单一的设计表现为是最优的。
[0007]某些常规的衬垫和汽缸配置采用在衬垫中形成的底座停靠在其上的中部停止部。虽然这样的中部停止部辅助在使用期间把衬垫保持就位，但是显著的汽缸扭曲可以在发动机的操作期间被在中部停止部和衬垫底座界面处经历。汽缸的扭曲可以撞击活塞的裙部区，导致活塞的磨损和变形。
[0008]所谓的湿润衬垫汽缸配置把冷却剂结合在衬垫和汽缸体之间。虽然冷却剂辅助减少衬垫和动力汽缸的工作温度，但是由于活塞推力推动功能，冷却剂可以空化并且侵蚀衬垫。
[0009]概述
[0010]响应于本现有技术水平，并且特别地，响应于发动机汽缸和衬垫的尚未被目前可用的发动机配置完全地解决的问题和需要，本申请的主题已经被开发。据此，本申请的主题已经被开发以提供克服现有技术的缺点中的许多的发动机汽缸和衬垫组件。
[0011]根据一个实施方案，内燃发动机包括具有中部停止部托架(mid-stop shelf)的汽缸以及被定位在汽缸内的衬垫。衬垫包括被支撑在中部停止部托架上的底座。此外，衬垫界定活塞通道。发动机还包括在汽缸和衬垫之间的冷却剂导管。冷却剂导管位于中部停止部托架和底座上方。此外，发动机包括具有头部部分和裙部部分的活塞。活塞是在活塞通道内在最上的位置和最下的位置之间可运动的。在最上的位置中，活塞的裙部部分被定位在中部停止部托架和底座下方。
[0012]在发动机的某些实施中，活塞在峰值推力地带内在衬垫上赋予峰值侧部推力。峰值推力地带位于中部停止部托架和底座下方。根据某些实施，冷却剂导管的整体被定位在中部停止部托架和底座上方。
[0013]在发动机的某些实施中，冷却剂导管可以包括围绕汽缸周向地延伸的环形空间。冷却剂导管可以至少部分地由被在衬垫中形成的通道界定。发动机还可以包括界定汽缸的发动机缸体。冷却剂导管可以至少部分地由被在发动机缸体中形成的通道界定。在某些实施中，冷却剂导管被界定在被在发动机缸体中形成的通道和被在衬垫中形成的通道之间。
[0014]根据发动机的某些实施，冷却剂导管的整体被定位在远离汽缸的顶部的距离，其中距离小于活塞的总长度的约60%。该距离可以小于活塞的总长度的约40%。在发动机的某些实施中，冷却剂导管的整体被定位在远离汽缸的顶部的距离，其中距离小于活塞的头部部分的高度。
[0015]在发动机的某些实施中，头部部分的圆周具有小于裙部部分的圆周的直径的直径。裙部部分的高度可以在活塞的总高度的约40%和约60%之间。
[0016]根据另一个实施方案，公开了一种用于内燃发动机的燃烧汽缸组件，内燃发动机具有在燃烧汽缸组件内振荡并且在峰值推力地带内赋予峰值侧部推力的活塞。组件包括具有中部停止部的汽缸以及被定位在汽缸内的衬垫。衬垫包括被支撑在中部停止部上的底座。组件还包括在汽缸和衬垫之间的冷却剂导管。冷却剂导管位于中部停止部和底座上方。峰值推力地带位于中部停止部和底座下方。
[0017]在组件的某些实施中，活塞包括头部部分和裙部部分。活塞在燃烧汽缸组件内在最上的位置和最下的位置之间振荡。组件被配置为使得当活塞在最上的位置中时，裙部部分被定位在中部停止部和底座下方。
[0018]根据组件的某些实施，冷却剂导管至少部分地由被在衬垫中形成的通道界定。当衬垫的底座被支撑在汽缸的中部停止部上时，被在衬垫中形成的通道与被在内燃发动机的发动机缸体中形成的通道对准。
[0019]在组件的又某些实施中，冷却剂导管的整体被定位在远离汽缸的顶部的距离。该距离可以小于活塞的总长度的约40%。
[0020]在组件的某些实施中，冷却剂导管的整体被定位在远离汽缸的顶部的距离。该距离可以小于活塞的头部部分的高度。
[0021]根据组件的又某些实施，冷却剂导管的整体被定位在远离汽缸的顶部的距离。该距离可以小于活塞的总长度的约60%。
[0022]在另一个实施方案中，内燃发动机包括具有中部停止部托架的汽缸。中部停止部托架被定位在远离汽缸的顶部的距离。发动机还包括被定位在汽缸内的衬垫。衬垫包括被支撑在中部停止部托架上的底座。衬垫界定活塞通道。此外，发动机包括在汽缸和衬垫之间的冷却剂导管。冷却剂导管位于汽缸的顶部和中部停止部和底座之间。发动机还包括在活塞通道内可运动的活塞。活塞具有总长度。距离小于活塞的总长度的约60%。
[0023]本公开内容的主题的被描述的特征、结构、优点和/或特性可以被以任何合适的方式在一个或多个实施方案和/或实施中组合。在以下的描述中，多种具体的细节被提供以赋予本公开内容的主题的实施方案的彻底的理解。相关领域的技术人员将意识到本公开内容的主题可以在没有具体的实施方案或实施的具体的特征、细节、部件、材料和/或方法中的一个或多个的情况下被实践。在其它的例子中，另外的特征和优点可以被在某些实施方案和/或实施中被意识到，其可以不在所有的实施方案或实施中存在。此外，在某些例子中，熟知的结构、材料或操作不被详细地示出或描述以避免模糊本公开内容的主题的方面。本公开内容的主题的特征和优点将从以下的描述和所附的权利要求成为更完全地明显的，或可以通过如下文提出的主题的实践被学习。
[0024]附图简述
[0025]为了主题内容的优点可以被更容易地理解，在上文简要地描述的主题内容的更具体的描述将通过引用在附图中图示的具体的实施方案被获得。理解这些附图仅描绘了主题的典型的实施方案并且不因此被认为是其范围的限制，主题将通过附图的使用使用另外的特征和细节被描述和解释。
[0026]图1是根据一个实施方案的内燃发动机的汽缸和衬垫组件的横截面侧视图；
[0027]图2是根据又一个实施方案的内燃发动机的汽缸和衬垫组件的横截面侧视图；并且
[0028]图3是根据一个实施方案的内燃发动机的汽缸和衬垫组件的横截面透视图。
[0029]详细描述
[0030]在本说明书全文中对“一个实施方案”、“一实施方案”或相似的语言的指代意指关于该实施方案描述的具体的特征、结构或特性被包括在本公开内容的至少一个实施方案中。短语“在一个实施方案中”、“在一实施方案中”和相似的语言在本说明书全文中的出现可以，但是不一定，全部是指同一个实施方案。相似地，术语“实施”的使用意指具有关于本公开内容的一个或多个实施方案描述的具体特征、结构或特性的实施，然而，如果不存在对另有指示的明确相关，实施可以与一个或多个实施方案相关联。
[0031]一般地，根据某些实施方案，在本文中描述了发动机汽缸和衬垫组件，衬垫组件利用较短的冷却剂衬套以把被在发动机缸体中形成的中部停止部定位为高于常规的汽缸配置。中部停止部的更高的定位把中部停止部和衬垫底座的界面定位为高于活塞的裙部轮廓区。据此，活塞的裙部轮廓区不被在发动机的操作期间在中部停止部和衬垫底座界面处经历的汽缸扭曲影响。此外，冷却剂衬套(例如冷却剂衬套的最下的点)和中部停止部和衬垫底座界面的整体被定位为高于峰值活塞推力地带，这减少与常规的冷却剂衬套的实施异常地相关联的空化推动(cavitat1n forcing)。此外，通过缩短冷却剂衬套以及把中部停止部和衬垫底座界面定位为更高，活塞耐久