本申請(qǐng)要求2014年12月1日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2014-0169653號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此，以用于通過該引用的所有目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋁制整體式缸體發(fā)動(dòng)機(jī)，更具體而言，涉及使用缸孔間部集中流量供應(yīng)式水套的鋁制整體缸體發(fā)動(dòng)機(jī)(aluminum monoblock engine)，其適用于通過去掉由重型鑄鐵組成的缸套來減小發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸，并且可以增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻性能以及改進(jìn)燃料效率和性能。

背景技術(shù)：

用于車輛的鋁制缸體發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)是顯示出應(yīng)用渦輪增壓器的小型化趨勢(shì)的適用于發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)，并且使得可以實(shí)現(xiàn)符合發(fā)動(dòng)機(jī)小型化的技術(shù)走向的小而輕的發(fā)動(dòng)機(jī)。

一般而言，鋁制缸體發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用兩種類型的水套。

一種由整合有水套的鑄鐵缸套方案實(shí)施，另一種通過濕式缸套方案實(shí)施，濕式缸套方案使用連接了濕式缸套的濕式缸套水套。

然而，根據(jù)鑄鐵缸套方案，因?yàn)殇X制缸體發(fā)動(dòng)機(jī)中插入了鑄鐵缸套，所以降低了缸孔間部距(bore pitch)的空間可用性，使得必然要形成以橫向鉆孔方法鉆孔的水套孔。因此，盡管缸孔間部部分可以通過水套孔來冷卻，但是其間流動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的量對(duì)于實(shí)現(xiàn)充分冷卻來說太少。

另外，根據(jù)濕式缸套方案，缸體的內(nèi)部被挖出，且單獨(dú)制造的缸套插入其中，使得冷卻可以由于橫向流動(dòng)配置而增強(qiáng)。然而，該情況下，在缸體和缸蓋之間的部分的密封上存在困難，使得密封可能由于發(fā)動(dòng)機(jī)操作導(dǎo)致的缸體和缸蓋的變形而劣化。

公開于發(fā)明背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對(duì)本發(fā)明的一般背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示所述信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及具有缸孔間部集中流量供應(yīng)式水套的鋁制整體缸體發(fā)動(dòng)機(jī)，其配置為將通過冷卻水流入路徑引入的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水集中到缸孔間部冷卻水路徑(其設(shè)置在鐵涂覆缸套之間)，使得由于足量的冷卻水而缸孔間部的冷卻性能增強(qiáng)并且缸套之間的路徑減少，從而確保在缸孔間部距中具有10mm或更大厚度的鋁制部分。

本發(fā)明的特性和優(yōu)點(diǎn)通過以下描述能夠理解，并且參考本發(fā)明的實(shí)施方案而變得顯然。此外，對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，本發(fā)明的目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)可以通過權(quán)利要求及其組合的手段而實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面，具有缸孔間部集中流量供應(yīng)式水套的鋁制整體缸體包括：多個(gè)鐵涂覆缸套，其配置為通過在鋁制整體缸體的鋁表面上涂覆鐵而連續(xù)地形成；以及多個(gè)缸孔間部冷卻水路徑，其配置為將鐵涂覆缸套分開，并且使引入到多個(gè)鐵涂覆缸套的側(cè)表面的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水單獨(dú)地循環(huán)。

冷卻水流入路徑可以設(shè)置在多個(gè)鐵涂覆缸套的側(cè)表面上，并且可以配置為用于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水流入和流出多個(gè)缸孔間部冷卻水路徑。冷卻水流入路徑可以包括：冷卻水引入管，其配置為用于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水通過其引入；以及多個(gè)冷卻水供應(yīng)流動(dòng)路徑，其配置為連接到缸孔間部冷卻水路徑，并且使得已經(jīng)經(jīng)過冷卻水引入管的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水能夠通過其流動(dòng)。多個(gè)冷卻水供應(yīng)流動(dòng)路徑可以配置為連接到多個(gè)鐵涂覆缸套，并且使得發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水能夠流動(dòng)到多個(gè)鐵涂覆缸套。

多個(gè)鐵涂覆缸套中的每個(gè)可以配置為具有形成在其上的多個(gè)缸蓋冷卻水路徑，并且所述多個(gè)缸蓋冷卻水路徑可以配置為連接到多個(gè)冷卻水供應(yīng)流動(dòng)路徑。

根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)其他方面，鋁制整體缸體發(fā)動(dòng)機(jī)包括鋁制整體缸體，該鋁制整體缸體包括：冷卻水流入路徑，其設(shè)置在第一、第二、 第三和第四鐵涂覆缸套的側(cè)表面上，并且配置為使得發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水能夠通過其被引入，所述第一、第二、第三和第四鐵涂覆缸套通過將鐵涂覆在鋁制整體缸體的鋁表面上而形成；第一、第二和第三缸孔間部冷卻水路徑，其配置為分開第一、第二、第三和第四鐵涂覆缸套并且使通過冷卻水流入路徑引入的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水單獨(dú)地循環(huán)；以及第一和第二缸蓋冷卻水路徑，其配置為使得通過冷卻水流入路徑引入的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水能夠流動(dòng)到汽缸蓋。

鋁制整體缸體可以包括鋁制部分，其分開第一、第二、第三和第四鐵涂覆缸套，并且具有10mm或更大厚度，其中，第一、第二和第三缸孔間部冷卻水路徑形成在鋁制部分中。鋁制整體缸體可以通過使用鋯砂模的精密砂型重力鑄造來制造。

通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發(fā)明的某些原理的具體實(shí)施方式，本發(fā)明的方法和裝置所具有的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚或更為具體地得以闡明。

附圖說明

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的鋁制整體缸體的配置的視圖，所述鋁制整體缸體應(yīng)用了具有鐵涂覆缸套的缸孔間部集中流量供應(yīng)式水套；

圖2A是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的配置有鋁制整體缸體的發(fā)動(dòng)機(jī)的部分的配置的視圖，所述鋁制整體缸體應(yīng)用了具有鐵涂覆缸套的缸孔間部集中流量供應(yīng)式水套；

圖2B是圖2A沿著線A-A截取的立體圖；以及

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的通過在鋁制整體缸體發(fā)動(dòng)機(jī)中的具有鐵涂覆缸套的缸孔間部集中流量供應(yīng)式水套來實(shí)施的更加改進(jìn)冷卻性能的示例的視圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)地參考本發(fā)明的各種實(shí)施方案，這些實(shí)施方案的示例被圖示在附圖中并描述如下。盡管將結(jié)合示例性實(shí)施方案來描述本發(fā)明，但是將理解的是，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制于那些示例性 實(shí)施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實(shí)施方案，而且覆蓋可以包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種可替選形式、修改形式、等同形式及其它實(shí)施方案。

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的鋁制整體缸體的配置的視圖，該鋁制整體缸體應(yīng)用了具有鐵涂覆缸套的缸孔間部集中流量供應(yīng)式水套。如圖1所示，鋁制整體缸體包括缸體水套1，其中，缸體水套1包括多個(gè)缸孔間部冷卻水路徑50-1、50-2和50-3以及多個(gè)缸蓋冷卻水路徑40-1和40-2，其連接至形成汽缸體的缸孔的多個(gè)鐵涂覆缸套11、13、15和17。另外，缸體水套1包括冷卻水流入路徑20，其配置為將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水集中至多個(gè)鐵涂覆缸套11、13、15和17。

作為示例，在四汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，多個(gè)鐵涂覆缸套11、13、15和17分別由第一鐵涂覆缸套11、第二鐵涂覆缸套13、第三鐵涂覆缸套15和第四鐵涂覆缸套17構(gòu)成。因此，多個(gè)鐵涂覆缸套11、13、15和17依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸數(shù)量而變化。

在一些實(shí)施方案中，多個(gè)缸蓋冷卻水路徑40-1和40-2分為第一缸蓋冷卻水路徑40-1和第二缸蓋冷卻水路徑40-2。第一缸蓋冷卻水路徑40-1形成在第一、第二、第三和第四鐵涂覆缸套11、13、15和17的周圍，而第二缸蓋冷卻水路徑40-2形成為鄰近多個(gè)缸孔間部冷卻水路徑50-1、50-2和50-3中的每個(gè)。因此，第一缸蓋冷卻水路徑40-1和第二缸蓋冷卻水路徑40-2中的每個(gè)用作將已經(jīng)冷卻了第一、第二、第三和第四鐵涂覆缸套11、13、15和17的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水提升至每個(gè)相應(yīng)汽缸蓋的路徑。相反，考慮到用于冷卻的水量，第一缸蓋冷卻水路徑40-1和第二缸蓋冷卻水路徑40-2不用作如下的功能：通過選擇性的選擇來以缸蓋墊將孔關(guān)閉，以及通過調(diào)整汽缸蓋的冷卻水路徑孔的尺寸來將全部的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水發(fā)送至汽缸蓋。

在一些實(shí)施方案中，多個(gè)缸孔間部冷卻水路徑50-1、50-2和50-3與鐵涂覆缸套11、13、15和17的數(shù)量相符，使得第一、第二和第三缸孔間部冷卻水路徑50-1、50-2和50-3被應(yīng)用到第一、第二、第三和第四鐵涂覆缸套11、13、15和17。

例如，第一缸孔間部冷卻水路徑50-1可以形成在將第一鐵涂覆缸套11與第二鐵涂覆缸套13彼此分隔的缸孔間部中，第二缸孔間部冷 卻水路徑50-2可以形成在將第二鐵涂覆缸套13與第三鐵涂覆缸套15彼此分隔的缸孔間部中，以及第三缸孔間部冷卻水路徑50-3可以形成在將第三鐵涂覆缸套15與第四鐵涂覆缸套17彼此分隔的缸孔間部中。因此，第一、第二和第三缸孔間部冷卻水路徑50-1、50-2和50-3中的每個(gè)可以使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水沿著第一、第二、第三和第四鐵涂覆缸套11、13、15和17的周圍循環(huán)。

在一些實(shí)施方案中，冷卻水流入路徑20分為冷卻水引入管21以及冷卻水供應(yīng)流動(dòng)路徑23、25、27和29，其中，冷卻水供應(yīng)流動(dòng)路徑23、25、27和29與第一、第二、第三和第四鐵涂覆缸套11、13、15和17的數(shù)量相符，使得冷卻水供應(yīng)流動(dòng)路徑23、25、27和29被應(yīng)用到第一、第二、第三和第四鐵涂覆缸套11、13、15和17。

例如，冷卻水引入管21可以位于第一、第二、第三和第四鐵涂覆缸套11、13、15和17的一側(cè)部分，以將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水引入到汽缸體的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水流動(dòng)路徑。第一冷卻水供應(yīng)流動(dòng)路徑23可以連接到第一鐵涂覆缸套11和第一缸孔間部冷卻水路徑50-1，第二冷卻水供應(yīng)流動(dòng)路徑25可以連接到第二鐵涂覆缸套13和第二缸孔間部冷卻水路徑50-2，第三冷卻水供應(yīng)流動(dòng)路徑27可以連接到第三鐵涂覆缸套15和第三缸孔間部冷卻水路徑50-3，以及第四冷卻水供應(yīng)流動(dòng)路徑29可以連接到第四鐵涂覆缸套17。

此外，圖2A和圖2B顯示了將具有缸體水套1的鋁制整體缸體100應(yīng)用到發(fā)動(dòng)機(jī)的示例。如圖2A和2B中所示，鋁制整體缸體發(fā)動(dòng)機(jī)包括鋁制整體缸體100，其配置為通過第一、第二、第三和第四鐵涂覆缸套11、13、15和17來形成四個(gè)缸孔，其中，鋁制整體缸體100包括缸體水套1。

特別地，缸體水套1由參考圖1進(jìn)行描述的冷卻水流入路徑20、缸蓋冷卻水路徑40-1和40-2以及第一、第二和第三缸孔間部冷卻水路徑50-1、50-2和50-3構(gòu)成。因此，根據(jù)通過第一、第二和第三缸孔間部冷卻水路徑50-1、50-2和50-3改進(jìn)的冷卻效率，鋁制整體缸體100具有改進(jìn)的結(jié)構(gòu)和性能。

就結(jié)構(gòu)而言，鋁制整體缸體100不需要通過橫向鉆孔方法在缸孔間部部分上形成水套孔，而這在現(xiàn)有的鑄鐵缸套上是必需的，從而可 以確保具有大約10mm或更大厚度的鋁制部分，因?yàn)樵诟卓组g部距中不考慮鑄鐵缸套的厚度(其為5mm)。

就冷卻性能而言，因?yàn)殍F涂覆層等被應(yīng)用到了鋁制整體缸體100的鋁表面，所以鋁制整體缸體100具有比現(xiàn)有的鑄鐵缸套高兩倍的熱導(dǎo)率，從而最大化了整合有缸套的水套1的冷卻效率。

就制造方法而言，鋁制整體缸體100通過使用鋯砂模的精密砂型重力鑄造來制造，從而改進(jìn)了水套內(nèi)部的光滑度。

此外，圖3顯示了應(yīng)用到鋁制整體缸體發(fā)動(dòng)機(jī)的整合了缸套的水套1中的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水流動(dòng)的分配。

如圖3中所示，從鋁制整體缸體100的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水流動(dòng)路徑供應(yīng)到冷卻水流入路徑20的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水流動(dòng)通過冷卻水引入管21，并且分配到相應(yīng)的冷卻水供應(yīng)流動(dòng)路徑23、25、27和29。然后，經(jīng)過第一冷卻水供應(yīng)流動(dòng)路徑23的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水首先自然地流入第一缸孔間部冷卻水路徑50-1中，并且同時(shí)，其剩余的流量由于流動(dòng)慣性而流入第一和第二缸蓋冷卻水路徑40-1和40-2的每個(gè)中。經(jīng)過第二冷卻水供應(yīng)流動(dòng)路徑25的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水首先自然地流入第二缸孔間部冷卻水路徑50-2中，并且同時(shí)，其剩余的流量由于流動(dòng)慣性而流入第一和第二缸蓋冷卻水路徑40-1和40-2的每個(gè)中。經(jīng)過第三冷卻水供應(yīng)流動(dòng)路徑27的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水首先自然地流入第三缸孔間部冷卻水路徑50-3中，并且同時(shí)，其剩余的流量由于流動(dòng)慣性而流入第一和第二缸蓋冷卻水路徑40-1和40-2的每個(gè)中。另外，經(jīng)過第四冷卻水供應(yīng)流動(dòng)路徑29的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水自然地流入第一和第二缸蓋冷卻水路徑40-1和40-2的每個(gè)中。

在該情況下，已經(jīng)流入第一和第二缸蓋冷卻水路徑40-1和40-2的每個(gè)中的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水在鋁制整體缸體100中匯合，然后或者全部發(fā)送到構(gòu)成鋁制整體缸體發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸蓋，或者由于缸蓋墊的阻礙或由于汽缸蓋的冷卻水路徑孔的尺寸而僅部分地發(fā)送到汽缸蓋。

作為測(cè)試的結(jié)果，所確認(rèn)的是，除了發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水通過第一、第二、第三和第四冷卻水供應(yīng)流動(dòng)路徑23、25、27和29以及第一和第二缸蓋冷卻水路徑40-1和40-2流動(dòng)之外，特別地因?yàn)榧械陌l(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水通過第一、第二和第三缸孔間部冷卻水路徑50-1、50-2和50-3流 動(dòng)至缸孔間部，所以相比于具有應(yīng)用了鑄鐵缸套的鋁制整體缸體的現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)而言，具有鋁制整體缸體100的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了大約10度的溫度下降，并且特別地，相比于應(yīng)用了濕式缸套的現(xiàn)有的鋁制整體缸體發(fā)動(dòng)機(jī)而言，實(shí)現(xiàn)了大約20度的溫度下降。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的具有缸孔間部集中流量供應(yīng)式水套的鋁制整體缸體發(fā)動(dòng)機(jī)，配置了具有第一、第二和第三缸孔間部冷卻水路徑50-1、50-2和50-3的鋁制整體缸體100，第一、第二和第三缸孔間部冷卻水路徑50-1、50-2和50-3分隔了具有與缸孔相同數(shù)量的連續(xù)的第一、第二、第三和第四鐵涂覆缸套11、13、15和17。從而，可以將從發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水流動(dòng)路徑流入冷卻水流入路徑20(其設(shè)置在第一、第二、第三和第四鐵涂覆缸套11、13、15和17的側(cè)表面上)中的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水充分地供應(yīng)到缸孔間部。特別地，足量的冷卻水增強(qiáng)了缸孔間部的冷卻性能，使得能夠減少第一、第二、第三和第四鐵涂覆缸套11、13、15和17之間的路徑，并且使得在缸孔間部距中能夠確保具有10mm或更大厚度的鋁制部分。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案，具有缸孔間部集中流量供應(yīng)式水套的鋁制整體缸體發(fā)動(dòng)機(jī)配置有具有鐵涂覆缸套的水套，從而具有如下的優(yōu)點(diǎn)。首先，增強(qiáng)了缸孔間部部分的冷卻，以改善抗爆震(anti-knocking)特性，使得燃料效率和性能得到改善。第二，相比于現(xiàn)有的濕式缸套方案，不存在泄漏問題，并且穩(wěn)定性提升。第三，不需要分開的缸套，使得生產(chǎn)成本下降。第四，因?yàn)槿サ袅爽F(xiàn)有的鑄鐵缸套，所以缸體的重量降低。

前述對(duì)本發(fā)明的具體示例性實(shí)施方式的描述是為了說明和例證的目的。前面的描述并非旨在窮舉，或者將本發(fā)明限制為所公開的精確形式，而顯然的是，根據(jù)上述教導(dǎo)若干修改和變化都是可能的。選擇示例性實(shí)施方案并進(jìn)行描述是為了解釋本發(fā)明的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠利用并實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方案及其各種可替選形式和修改形式。本發(fā)明的范圍旨在由所附權(quán)利要求及其等同形式來限定。