小型内燃机的焊接发动机缸体的制作方法_3

文档序号:9793654阅读:来源:国知局
制发动机的常规“盲目的(blind)”镗孔工艺不同,将发动机缸体和气缸盖焊接简化了装配,因为阀门等可在气缸盖内预装配,同时活塞、贮油槽等可在发动机缸体内预装配。焊接步骤可为装配过程的第一步或最后一步,这使得生产工艺的定制性和流线型更强。
[0058]发动机400还包括安装于发动机缸体402的通风机蜗壳410。和常规气冷式发动机一样,通风机蜗壳410包围安装于发动机曲轴(没有示出)的飞轮和风扇(也没有示出),以使冷却空气有效地传送到发动机的各个区域。围绕发动机缸体402的缸膛的多个散热片414还可使发动机缸体402散热。点火线圈415和位于飞轮内部的磁铁相互作用,以产生传递到安装在气缸盖416内的火花塞的点火讯号。常规顶板408和常规摇杆盖409安装于气缸盖416顶部。
[0059]发动机400也显示了安装于支架407的空气滤清器底座404,其中支架407还支撑其上的化油器406。虽然没有示出,空气滤清元件会过滤进入化油器406的环境空气,其中化油器406将按计量的空气/燃料混合物传送到由气缸盖416和发动机缸体402的接合面构成的燃烧室。化油器406通过具有整合通气阀腔415的推杆歧管412联接于气缸盖416,通气阀腔415与通气阀盖413连通,通气阀盖413又与空气滤清底座404相通。推杆歧管412的补充细节及其在发动机400内的功能会在下文进一步描述。
[0060]附图13和附图14图示了具有铝制发动机缸体402的铝制发动机的多个部分,铝制气缸体402依照示例性实施例通过焊接接头420联接于铝制气缸盖416。推杆歧管412附接于发动机缸体402和气缸盖416之间,使得推杆歧管412为发动机的单独的并可移除的构件。在这种配置下,在沿着焊接接头420将气缸盖416和发动机缸体402结合的焊接工艺之后,推杆歧管412可被插入和附接于发动机。这允许在发动机的装配过程期间(例如围绕发动机缸体402和气缸盖416之间的接头(连接处、接合面)激光焊接)制造连续的环形焊缝。在常规发动机铸件中,一对推杆管被浇铸到发动机缸体内,这会干扰到连续的环形焊接操作,由此使得气缸盖和发动机缸体的焊接更加麻烦并且减少了一致性,进而降低焊接的完整度。可选地,推杆歧管412的推杆管425可被压接到发动机缸体402。
[0061]推杆歧管412包括通气阀腔415、一对推杆管425,426、化油器适配器422,以及倾斜接合面424。通气阀腔415和发动机缸体402的曲轴箱相通以释放发动机缸体402内部形成的内压。通常,通气阀腔浇铸到发动机缸体内部并且通过软管或其他管路总成和空气滤清器相通。但是,依照示例性实施例,为了更加简易的生产和获得额外的变型,通气阀腔415可被整合入推杆歧管412 ο例如,弯曲路径可添加到通气阀腔415,其中这样的路径在常规铸件构件中(如果不是不可能的话)也是很难获得的。并且,将通气阀腔415形成为推杆歧管412的构件而非发动机缸体的构件,可保持通气阀腔415更冷,从而提高了其性能。如附图12所示,通气阀腔415通过通气阀盖413和空气滤清器底座404相通。通气阀盖413并入直接连接于空气滤清器底座404后部的通气阀管。但是,通气阀盖413也可仅通过常规的管连接至空气滤清器底座404。
[0062]推杆管425,426整体地形成在推杆歧管412内,以分别引导进气阀和排气阀(没有示出)的推杆。常规的发动机包括发动机气缸和气缸盖的铸件内的这些推杆导向槽。但是,如上所述,在独立推杆歧管412内提供这些推杆管使得气缸盖416更好和更有效地焊接于发动机缸体402。推杆歧管412优选地具有倾斜接合面424,其和气缸盖416的倾斜接合面接触。这种倾斜接合面424的一个目的是使推杆管425、426能够与已安装的气缸盖416和底座408装配。倾斜接合面424的另一个目的是允许推杆歧管412进行热膨胀。推杆歧管412优选由具有和铝制气缸盖416的热膨胀性能完全不同的热膨胀性能的塑料材料制成。倾斜接合面424允许塑料构件不用显著改变构件的密封性质而进行更大的膨胀。推杆歧管412可由例如30%玻璃填充的PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)构成。但是,推杆歧管412可为任何其他塑料或聚合物,或其他合适非塑料材料。在一些实施例中,推杆歧管412可制造(例如由铝压铸)为单件或双件或更多件。多件的推杆歧管412可焊接在一起。用铝制造的推杆歧管412使其能够焊接于发动机缸体402和气缸盖416的其中之一或二者。
[0063]推杆歧管412的另一个并入特征是化油器适配器422,其从歧管412伸出以将化油器406联接于燃烧室进气通路。通常,制作这种连接需要独立的歧管。因此,推杆歧管412将原本的多个独立构件(例如推杆管,通气阀,通气阀管,进气歧管)结合并且将它们并入为单个的塑料构件。
[0064]附图15显不发动机缸体402的内视图。一对推杆导向槽430、431位于发动机缸体402的铸件内,通气阀旋塞433也是。铸件内也制造了排泄孔434,这样所有进入推杆歧管412和推杆歧管412所包括的通气阀的油都可流回发动机缸体402的贮油槽内。
[0065]现在参见附图16到17,它们显示了依照示例性实施例的推杆歧管412的更多细节。如上所述,推杆歧管412包括通气阀腔415,一对推杆管425、426,化油器适配器422,以及倾斜接合面424。推杆歧管412也包括通气簧片阀428的位置,其中通气簧片阀428指向排泄管以使得油流回发动机缸体402。在推杆歧管412的底部,配置一对推杆管底座430、432以滑入发动机缸体402内形成的相关的凹部处,其中接头通过O形环或整体的垫圈密封。由于热膨胀/收缩,此接合面可允许推杆歧管412和发动机缸体402之间进行一些移动,并且由此设计为不用起封接合面就能进行这样的运动。附图18显示通气阀盖413,其具有从其伸出的通气阀管434。通气阀盖413安装于通气阀腔415之上,允许通气阀管434和空气滤清器底座相通。虽然通气阀管434显示为模塑到或以其它方式形成到通气阀盖413的一部分,但是通气阀管434也可为软管或连接于通气阀盖413中的孔的其它导管。
[0066]然后,对于附图19到21,它们显示了依照另一示例性实施例的铝制发动机500。如上描述的铝制发动机400,铝制发动机500包括通过焊接操作连接在一起的发动机缸体和气缸盖。但是,不像铝制发动机400,发动机500没有利用具有整合的通气阀腔和整合的化油器适配器的推杆歧管。而是,铝制发动机500包括仅仅具有形成在其上的一对推杆管504、506的推杆歧管502。推杆歧管502优选为塑料材料,但是可为任何适合的材料。在这种配置下,发动机的许多构件和传统气冷式立轴发动机配置的构件实质上保持相同。例如,通气阀腔508直接浇铸到发动机缸体510内,同时化油器适配器512浇铸到气缸盖514内。但是,因为推杆歧管502为独立构件,在发动机缸体510和气缸盖514通过例如激光焊接操作焊接在一起后,它可装配到铝制发动机500 ο用这种方法,焊接操作可在单个圆周通道内完成,这就简化了生产工艺并且极大地改良了焊接特性。
[0067]附图20和附图21显示了发动机500的附加视图。推杆歧管502安装在发动机缸体510和顶板516之间。推杆管504、506的端部插入顶板516并且随后固定于发动机缸体510上的倾斜凸缘接合面518。在气缸盖514焊接至发动机缸体510后,安装推杆歧管502。化油器适配器512从气缸盖514和推杆管504,506之间伸出以和发动机的化油器匹配。
[0068]现在参见附图22到24,它们显示了铝制发动机的另一个示例性实施例。这里图示了发动机600的局部视图,为清晰起见,移除了发动机600的一些构件。发动机600设置为V型双配置的双缸发动机。发动机600包括铝制发动机缸体602和两个气缸总成606和606。每个气缸总成包括缸膛608和气缸盖610。如上,铝制发动机缸体602和气缸总成606和606为通过焊接连接在一起的独立构件,如上所述,优选为激光焊接或搅拌摩擦焊接。相似地,参见附图23,对每个气缸总成604和606,铝制缸膛608和铝制气缸盖610为通过焊接连接在一起的独立构件,如上所述,优选为激光焊接或搅拌摩擦焊接。
[0069]独立发动机缸体602和气缸总成604和606提高了发动机600的可制造性。焊接缸膛608和气缸盖610涉及相对简单的焊接固定装置,因为固定装置不需额外的发动机构件。并且,可制造和库存大量的气缸总成604和606供以后用。在多个不同尺寸发动机之间甚至在一个和两个气缸发动机之间可能共用相同的气缸总成,这样通用气缸总成和多种发动机设计可一起使用。这会使得多种发动机设计的装配更加模块化,使得多个发动机,包括一个和两个气缸设计、横轴、立轴和/或不同排量(displacements)的发动机可在装配线上装配。将气缸总成604或606的其一焊接于发动机缸体还涉及相对简单的焊接固定装置,因为焊接固定装置仅需固定两个构件(例如发动机缸体和气缸总成)O可选地,气缸总成可通过在缸膛和气缸盖之间的与所显示的位置不同之处的接头或接合面形成。同样,缸膛和气缸盖可被浇铸为单个统一的构件。
[0070]如附图23所示,发动机膛608包括多个围绕其圆周延伸的散热片609。发动机膛608(例如本质上具有散热片的气缸)相对简单的设计使得其可被压铸入具有相对较小数量腔室(例如6个或更多的腔室)的钢模,并且简化发动机膛608的钻孔,珩磨和焊接。因为缸膛608与发动机缸体602和气缸盖610分离,因此缸膛在其被焊接于这些构件的任何一个之前可被机械加工和珩磨。这也使得缸膛608绕其外径被夹紧,这就有助于确定机械操作中气缸608的位置并且减少作为缸膛608部件的加工待锻(stock)铸件的数量。缸膛608的发动机缸体端部可包括导入腔室611以使得活塞环相对简易地安装到缸膛608。在气缸总成焊接于发动机缸体之前或之后可安装活塞环。
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