专利名称：无机非金属缸套汽缸体及制成方法
技术领域：
本发明涉及一种在汽缸内加入无机非金属缸套提供空间并引导活 塞往复移动的汽缸体。属机械加工技术领域。
二背景技术：
目前，国内外用于内燃机及压缩机等往复活塞式机械装置，采用的 汽缸体其缸套均由合金铸铁如高磷铸铁、钩铸铁、硼铸铁和钛钒铸铁、 合金钢等金属材料进行制作。该汽缸体的缸套使用中除正常磨损外还会 出现熔着磨损和腐蚀磨损等现象。因而缩短了往复活塞式机械装置的使 用寿命，为了解决上述问题，多年来，人们提出以无机非金属材料(陶 瓷、玻璃、天然水晶、刚玉、石墨等)作为汽缸体缸套，因为上述无机 非金属材料耐磨、耐腐蚀、耐高温，应该是最好的缸套材料，但由于无 机非金属材料的缺点是，强度及刚性不好、易碎，所以至今无法实现该
方案，为了解决上述问题，中国专利号03278759，提供一种复合纳米 陶瓷汽缸套。"其特征是缸套内壁设有凹槽，凹槽内复合有纳米陶瓷层， 使用时，装在活塞上的活塞环仅与纳米陶瓷层产生磨擦，"该专利由于 纳米陶瓷具有良好的耐磨性，因而延长了缸体的寿命，降低了使用成本。 但实施具有一定难度，这是因为常规技术的金属缸套与汽缸体上的缸孔 要求以过盈配合压入，因而要求缸套要有一定的刚性，因陶资材料质脆、 易碎，只能采用在金属缸套内壁设有凹槽，凹槽内复合有纳米陶瓷层， 这种复合方式。但这种方式的缺点是在内然机的装置中，汽缸套内表面 直接与高温、高压的燃气环境下工作，因两种不同的材料共处一表面， 其热膨胀多数不同，很难保证汽缸套内表面平整光滑，因而该方案实现 有一定困难。
三、 发明内容本发明的目的在克服已有技术的不足，而提供一种实用性能好，易 于实现的新万案。
本发明的目的是这样实现的形式l，在汽缸体(l)的缸孔内所安 装的无机非金属缸套(2)是用无机非金属材料制成的圆筒套，先将无 机非金属缸套(2)装入在一个外金属套(3)内，再共同安装在汽缸体 (1)的缸孔内。形式2，在汽缸体(1)的缸孔内直接装入无机非金属 缸套(2)，不加外金属套(3)。上述两种形式的制作方法是无机非金属 缸套(2)这个圆筒套在制作时其外直径尺寸应大于、等于汽缸体(1) 上的缸孔的内直径尺寸或外金属套(3)的内直径尺寸，安装时，先将 汽缸体(1)或外金属套(3)加热，使其在受热的条件下膨胀，当汽缸 体(1)的缸孔或外金属套(3)的内直径膨胀大于无机非金属缸套(2) 外直径时，将其置入到汽缸体(1)的缸孔内或外金属套(3)内。当汽 缸体(1)或外金属套(3)经自然冷却或人工冷却后，被下入的无机非 金属缸套(2)与外金属套(3)或汽缸体(1)成为了一坚固的整体结 构。
本发明虽然结构与制成筒单，但确有效，它能解决带有无机非金属 缸套的汽缸体的实现。
本发明的优点是1、因为无机非金属材料缸套具有耐磨性及耐温 性，因而在正常磨损，熔着磨损及腐蚀磨损等方面，较常规技术的金属 型缸套制作的机体，机械性能有大幅度提高。2、因为这个圓筒状的无 机非金属缸套(2)是由汽缸体(1)或外金属套(3)冷缩后与其压缩 紧固在一起，并使其内部应力增大，因而其刚性增强，强度加大。因而 用本发明的制成的汽缸体(1)耐磨性、热稳定性及耐温性均好。
本发明主要应用在活塞式内燃发动机和活塞式压缩机上。
四、附图及图面"i兌明
图l:为本发明实施例1的结构示意图
图2:为本发明实施例2的干式缸套型结构示意图
图3:为本发明实施例2的温式缸套型结构示意图
图面^t明如下1、汽缸体 2、无机非金属缸套3、外金属套 五具体实施例方式
实施例1: 一种在缸孔内直接安装无机非金属缸套(2)的汽缸体。 下面结合
图1详细说明以据本发明提出的具体结构细节及使用情况。
本实施例1用铸4失制成汽缸体(1 )其缸孔的内直径为llOmm，高 度为100mm，用陶瓷制成的圆筒状的无机非金属套(2)，其高度为 100mm，外直径为110.2mm，厚度为8mm，未装配前，二者过盈配合 尺寸为0.2mm，将汽缸体(1 )进行加热至200。C以上，当汽缸体(1 ) 上的缸孔增加到110.6左右时将陶瓷制成的无机非金属缸套(2 )置入在 汽缸体(1 )的缸孔内，经自然冷却或人工冷却后，汽缸体(1 )降温收 缩，此时无机非金属缸套(2)被紧合在汽缸体(1)的缸孔内。用陶瓷 材料制成的无机非金属缸套(2)在汽缸体(1)紧合力的作用下，使其 内应力得到增强，刚性加大，因而在一定程度上改变了无机非金属材料 质脆、易碎的缺点。使其应用在高温、高压下环境下能够正常工作。汽 缸体(1)与无机非金属缸套(2)之间紧合力的大小与冷态时，二者之 间过盈配合尺寸的大小有关，当无机非金属缸套(2)的外径尺寸过盈 配合尺寸越大。在装配时，汽缸体(1)需要提高加热温度，才能保证 其缸孔经膨胀后的内直径尺寸增大。因而当汽缸体(1)冷却后其紧合 力越大。当紧合力超越极限时，容易造成汽缸体(1)开裂或无机非金 属缸套(2) ^^济压破碎。因而无机非金属缸套(2)的外径尺寸过盈量 应在0 10mm为宜。这也要纟艮据汽缸体(1)上的缸孔直径大小与无机 非金属缸套(2)所选用的材料及缸套壁的厚度来决定。无机非金属缸 套(2)的内直径尺寸与所需的活塞相配合，并经金刚磨头镗磨，用以 确保其内面光滑及配合尺寸的精确。无机非金属缸套(2)除选用陶瓷 外，碳化硅、氧化铝、玻璃及天然水晶、石墨、岩石等耐磨性较好的材 料均可选用，并能制成高质量的发动机及压缩机新产品。
实施例2: —种在无机非金属缸套(2)外带有外金属套(3)的汽 缸体。下面结合图2、图3详细说明依据本发明提出的具体结构细节及使
用情况。
本实施例采用了常规技术的汽缸套作为外金属套(3)，干式缸套型 如图2所示，外金属套(3)材料是合金铸铁，壁厚为2 3mm，若选用 钢或合金钢材料厚度为0.5 1.5mm，无机非金属套(2 )采用陶瓷、石英 玻璃、天然水晶均可，将无机非金属缸套(2)制成圆筒状，其外直径 尺寸要大于或等于外金属套(3)的内直径尺寸，两者配合尺寸掌握在 0 10mm的范围之间为宜，先将外金属套(3)加热至200T:以上，当外 金属套(3)受热膨胀后，其内直径尺寸将大于无机非金属缸套(2)的 外直径尺寸，此时将无机非金属缸套(2)插入在外金属套(3)内，经 人工冷却或自然冷却后，两者紧合为牢固一体，再将这结合后两者用常 规方式装入汽缸体(1)的缸孔内。为了保证外金属套(3)与无机非金 属套(2 )之间在安装紧合时质量的稳定性，最好先将无机非金属套(2 ) 的外部面涂抹一层高温胶或经水调和的粘稠状无机混合物。它的作用是 当外金属套(2)在冷却紧合时无机非金属套(2)外表面带有的高温胶 或水调粘稠状无机混合物在受压情况下，有流淌现象它能自动调整受力 点，使无机非金属套(2)均勻受压。湿式缸套型如图3所示，所采用 的材料与制作方法与干式缸套型基本一致，不同点仅在于外金属套(3) 的外部带有与汽缸体(1)配合的防水密封圈。本实施例2较实施例1 在制作上更为方便快捷。这是因为仅把外金属套(3)与无机非金属缸 套(2)用本发明进行处理成牢固整结构即可。外金属套(3)与汽缸体 (1)的装配与常规技术相同。本实施例2技术主要应用在活塞式发动 机上。
权利要求
1、一种提供空间并引导活塞复移动的汽缸体，在汽缸体(1)的缸孔内直接装入圆筒状，用无机非金属材料制成的无机非金属缸套(2)或先将无机非金属缸套(2)装在外金属套(3)后，再共同装入在汽缸体(1)的缸孔内，其特征是无机非金属缸套(2)在制作时其外直径尺寸应大于、等于汽缸体(1)上的缸孔的内直径尺寸，若带有外金属套(3)时，无机非金属缸套(2)的外直径尺寸应大于、等于外金属套(3)内直径尺寸，制成的方法是先将汽缸体(1)或外金属套(3)加热，使汽缸体(1)上的缸孔或外金属套(3)的内直径膨胀扩大后，再将无机非金属缸套(2)置入在汽缸体(1)或外金属套(3)内，当汽缸体(1)或外金属套(3)冷却后被下入的无机非金属缸套(2)被紧缩在汽缸体(1)内或外金属套(3)内，使其成为一坚固整体的结构。
2、 根据权利要求1所述的一种无机非金属缸套的汽缸体，其特征 是所说的先将汽缸体(1 )或外金属套(3)加热，加热温度在200T,以 上再将无机非金属缸套(2 )置入在汽缸体(1 )的缸孔内或置入在外金 属套(3)内。
3、 根据权利要求1所述的一种无机非金属釭套的汽缸体，其特征 是所说的置入前无机非金属缸套(2)的外直径尺寸比将安置入的汽缸 体(1)上的缸孔或外金属套的内直径大于、等于的范围是0 10mm。
4、 根据权利要求1所述的一种无机非金属缸套的汽缸体，其特征 是所说无机非金属缸套(2)的材料采用的是陶瓷、玻璃、水晶、石墨 及耐磨性好的无机非金属材料。
全文摘要
本发明涉及一种无机非金属套的汽缸体及制成方法，属机械加工领域。其特征是圆筒状的无机非金属套(2)的外直径尺寸在制作时应大于、等于汽缸体(1)上的缸孔或外金属套(3)的内直径尺寸，安装时，先将汽缸体(1)或外金属套(3)加热至200℃以上，使其膨胀后直接置入无机非金属套(2)或置入在外金属套(3)内再装入汽缸体(1)的缸孔内。用本发明制作的汽缸体(1)，坚固耐用、抗磨性能好，本发明应用于发动机、压缩机等提供空间引导活塞往复移动的机械设备上。
文档编号F16J10/00GK101285524SQ200710100598
公开日2008年10月15日 申请日期2007年4月13日 优先权日2007年4月13日
发明者范圣太 申请人:范圣太