再制造发动机机体的方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及一种再制造发动机机体的方法，并且更具体地涉及通过替换气缸衬套而再制造发动机机体的方法。
【背景技术】
[0002]例如多缸柴油或汽油发动机的内燃发动机的许多部件在发动机运转期间经受高负荷和磨损。一种这样的部件例如是发动机机体，其会经受来自发生在由气缸盖、活塞和发动机机体的气缸孔所形成的燃烧室内的燃烧事件的负荷。这些事件会使发动机机体经受高负荷以及包括热应力和机械应力的应力，应力会传递给发动机机体，尤其是在安装到发动机机体的顶部平台的气缸盖以及气缸孔的位置。作为这些应力的结果，在发动机机体内，会形成小裂纹，或者会出现普通磨损，尤其是在发动机机体的顶部平台处的气缸孔内或附近。
[0003]内燃发动机的每个气缸孔可包括气缸衬套，活塞在气缸衬套中往复。通过简单地改变用于特殊配置的发动机的气缸衬套，气缸衬套允许具有特定的气缸孔配置尺寸的发动机机体与多个不同直径的活塞一起使用。在装配好的发动机中，衬套可以通过保持在机体与气缸盖之间的衬套上端处的凸缘保持就位。随着时间的过去，如果有使用引起的磨损，可以移除和替换气缸衬套。例如，美国专利N0.8，468，694公开了一种再制造带凸缘的气缸衬套的方法，其涉及机加工气缸衬套的顶部以移除气缸衬套凸缘并且形成凸缘座。使得替换带凸缘的套筒套环接合凸缘座并且固定到套环上。
[0004]—种维修或再制造发动机机体的方法涉及移除气缸孔附近的发动机机体的磨损部分，并且安装插件到发动机机体中形成的腔或凹槽中，使机体回到与原技术条件符合。该插件主要由不锈钢制成并且压配合到凹槽中。当发动机机体回来进行第二次再制造时，插件必须被移除和替换。这类插件的一个问题是，它们会难以提供气缸衬套与气缸孔之间的良好密封。
【发明内容】
[0005]在一个方面中，本发明描述一种再制造发动机机体的方法。从包围发动机机体中的气缸孔的发动机机体顶部平台中的凹口移除插件。从气缸孔移除使用的气缸衬套。使用的气缸衬套在其上边缘具有凸缘，该凸缘具有在凸缘的上表面与凸缘的下表面之间测量的第一厚度。清理发动机机体顶部平台中的凹口。清理的凹口具有从发动机机体顶部平台到凹口底面测量的深度。在气缸孔中安置替换气缸衬套。替换气缸衬套在其上边缘具有凸缘，该凸缘被接收在清理的凹口中。替换气缸衬套的凸缘具有在凸缘的上表面与凸缘的下表面之间测量的第二厚度。替换气缸衬套上的凸缘的第二厚度对应于第一厚度与清理的凹口的深度之和。
[0006]在另一方面，本发明描述一种发动机机体，其已经被再制造以替换使用的气缸衬套和插件。发动机机体包括顶部平台和发动机机体中的通过该顶部平台开口的气缸孔。顶部平台中的凹口包围气缸孔。凹口具有深度，其尺寸制定成容纳已经移除的插件。在气缸孔中安置替换气缸衬套。替换气缸衬套在其上边缘具有凸缘，凸缘被接收在凹口中。替换气缸衬套的凸缘具有厚度，该厚度对应于凹口的深度与已经从气缸孔移除的使用的气缸衬套上的凸缘的厚度之和。
[0007]在又一方面，本发明描述一种用于发动机机体气缸孔的替换气缸衬套，其替换布置在包围气缸孔的凹口中的插件和在其上边缘具有凸缘的使用的气缸衬套。该替换气缸衬套包括圆柱形壁和布置在该圆柱形壁的上边缘的环形凸缘。环形凸缘具有厚度，该厚度对应于凹口的深度与使用的气缸衬套的凸缘的厚度之和。
【附图说明】
[0008]图1是依照本发明的示范性发动机机体的立体图。
[0009]图2是图1的发动机机体的顶部平台的局部平面图。
[0010]图3是图1的发动机机体的局部剖面图，示出在发动机机体再制造期间，在移除之前，带有衬套插件的气缸衬套。
[0011]图4是依据本发明的示范性替换衬套的立体图，用于图1的发动机机体的再制造。
[0012]图5是图1的发动机机体的局部剖面图，其中安装图4的替换衬套。
[0013]图6是图1的发动机机体的放大局部剖面图，示出安装有分隔板和气缸盖的替换衬套。
[0014]图7是图1的发动机机体的放大局部剖面图，示出替换衬套的凸缘的替代实施例。
[0015]图8是流程图，示出再制造图1的发动机机体的方法。
【具体实施方式】
[0016]本发明总体上涉及发动机机体的再制造。特别参照图1，示出发动机机体10(也称作气缸体)的示范性实施例。发动机机体10可以例如由铸铁或替代地招或镁或任何其他期望的材料构造而成，并且可以包括一个或多个圆柱形钻孔用于接收例如压燃式发动机或火花点火发动机的内燃发动机的活塞。这样的内燃发动机可以用来驱动公路机器或非公路机器、固定设备或任何其它已知机器或车辆。
[0017]发动机机体10可以是单体铸件并且通常可包括上段12和下段14。发动机机体10的上段12可以包括若干开口，例如气缸孔、流体通道和连接孔。在所示实施例中，上段12包括形成在发动机机体10内并通过发动机机体10的顶部平台18开口的多个气缸孔16。虽然示出六个气缸孔16，但是应当意识到，发动机机体10可以包括任意数量的气缸孔16。
[0018]气缸盖19 (例如如图3所示)可以连到发动机机体10，例如通过使用接收在相应数量的连接孔20内的多个连接螺栓。如技术中已知的，气缸盖19可以密封每个气缸孔16，因此在其中形成燃烧室，并且可以提供用于支撑进气和排气阀和/或口、燃料喷射器、必需连接装置和/或其它已知装置或结构的结构。
[0019]如图1和2所示，发动机机体10的上段12还可包括围绕每个气缸孔16沿圆周间隔的多个流体通道22，例如水通道。虽然示出八个流体通道22，但是，可以在整个发动机机体10上设置任何数量的流体通道22。每个流体通道22可以形成在发动机机体10内并且可以通过顶部平台18打开，如所示。如已知的，发动机机体10内的流体通道22和另外的流体通道和/或腔可以形成水套或其它类似的冷却系统，用于控制冷却剂的循环并且提供对发动机机体10的适当冷却。
[0020]每个气缸孔16可以包括气缸衬套24 (见图3)。气缸衬套10可以包括环形上凸缘26和大致圆柱形壁28。壁28可以从位于凸缘26与壁28的圆柱形外表面的接合部处的凸缘26的内部分沿轴向向下延伸。衬套24的内表面可以限定孔，其贯穿凸缘26和圆柱形壁28延伸以形成用于发动机机体10内的发动机活塞的合适的滑动表面。气缸衬套24可以由各种金属制成，例如铸铁，并且使用各种装置进行加热或热处理或涂覆。另外，气缸衬套24可以由单个实心材料铸件机加工而成。
[0021]发动机机体10的下段14 (见图1)也可以包括和/或限定如上所述水套的一部分。下段14可以是传统的形式，并且可以包括曲轴箱，曲轴在其中转动。虽然示出且描述具有特定配置的发动机机体10，但是将意识到，本发明适用于任何类型和/或配置的内燃发动机。
[0022]在图2中，示出发动机机体10的顶部平台18的一部分。详细地，示出了一个气缸孔16、相邻或周围的连接孔20和流体通道22。在内燃发动机运转期间，磨损或腐蚀会沿着顶部平台18发生在气缸孔16处或附近。另外，在发动机运转期间，或者甚至在其原始制造期间，一个或多个缺损或裂缝会形成在发动机机体10的顶部平台18内。发动机机体中的这些磨损区域、缺损和/或裂缝可以在可以称作再制造过程的过程中进行修补。在再制造过程期间，会从发动机机体10的顶部平台18移除气缸孔16及顶部平台18中的其它开口(例如流体通道22和连接孔20)周围的包括磨损材料、缺损和/或裂缝的材料，在顶部平台18中形成凹口。本文使用的"再制造"可以广泛地指代再制造、修补或与发动机机体10相关联的其它类似的过程。
[0023]可以使用任何已知的机加工过程(例如打磨或研磨)从发动机机体10的顶部平台18移除材料。这个过程可以是手动和/或自动的。根据一个实施例，例如，用于从发动机机体10移除材料的机加工工具可以由计算机数控(CNC)操作。然而，可以设想用于根据准确的规格来移除发动机机体材料的任何有用的工具。
[0024]在已知的方式中，在某些环境下，可以用一个或多个插件代替磨损材料。现在转向图3，插件30示为安置在包围发动机体10的一个气缸孔16的凹口 32内。插件30可以大体上包括环状主体，具有与气缸孔16匹配或对齐的中心开口。使用任何已知的保持方法，包括(根据一个实施例)过盈配合，插件30可以保持在凹口 32内。具体地说，插件30可以例如使用CNC过程机加工成包括稍大于凹口 32的尺寸的尺寸，从而，插件30可以压配合在顶部平台18的相应部分内。插件30可以由不锈钢或任何其他有用的材料制成，并且可以具有大致上均匀的厚度。
[0025]应当意识到，在安装了一个或多个插件30之后，磨损、腐蚀、缺损和/或裂缝可以发生在一个或多个气缸孔16周围。这样的区域可以使用另一再制造过程进行修补。在这样的过程中，要修补的每个气缸孔16