用于发动机的气缸缸体及气缸总成的制作方法

1.本实用新型涉及发动机领域，特别涉及一种用于发动机的气缸缸体及气缸总成。

背景技术：

2.发动机油耗和排放日益升级，对发动机冷却和摩擦损失要求也日益提高，因此需要更好的设计气缸筒外壁冷却液的分配，以及气缸筒自身结构的强化，以便缓解发动机缸体的局部散热能力不足、缸孔变形大、拉缸、早燃、机油油耗高等问题。
3.针对上述存在的问题，从气缸筒结构以及水套结构上提高冷却能力、降低缸孔变形的措施一般有以下几种：
4.一是在缸体水套内放置水套隔板，通过隔板形状、放置位置来调节水套局部流量或流速，达到冷却目的。该方式仅能改善冷却能力，无法提高气缸筒刚度和强度。
5.二是增加气缸筒厚度、增大水套截面积，以达到改善缸孔变形、提高冷却能力的目的。但是该方式不利于发动机结构紧凑化和轻量化。
6.三是其它方式：例如缸间钻水孔、浅水套、波浪底部水套等。
7.铝合金气缸体水套一般有两种：开式水套和闭式水套，随着高圧铸造技术的成熟和广泛应用，开式水套应用越来越广泛。开式水套通俗来讲就是气缸体水套在气缸筒顶端位置全部敞开。传统开式水套气缸筒呈圆柱状，圆柱气缸筒内外侧为同心圆。由于是非封闭结构，开式水套气缸筒顶部刚度不足，导致缸孔变形较闭式水套大。以上措施一定程度上都可以改善开式水套气缸筒局部热负荷和缸孔变形问题，但大都额外增加了零部件、加工特征或重量，其经济性较差。
8.因此现有技术中在解决开式水套缸间热负荷及缸孔变形时存在的零部件结构改进较大、经济性较差等问题。

技术实现要素：

9.本实用新型的目的在于解决现有技术中在解决发动机气缸筒热负荷过高，以及缸孔变形过大问题时存在零部件结构改进较大、经济性较差等问题
10.为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式公开了一种用于发动机的气缸缸体，包括沿曲轴延伸方向依次排列的多个缸体，每个缸体包括内筒体、围绕内筒体的外筒体、以及内筒体与外筒体之间的冷却腔体；并且，相邻的两个缸体之间还设置有连接部。
11.在曲轴延伸方向上位于中间的每个缸体中，在沿曲轴延伸方向截取的截面图中，内筒体的内侧壁呈圆形，内筒体的外侧壁呈第一椭圆形状，第一椭圆的长轴沿着与曲轴延伸方向垂直的进/排气方向延伸，第一椭圆的短轴沿着曲轴延伸方向延伸，且第一椭圆的长轴和短轴的交点位于内筒体的圆心位置。
12.在沿曲轴延伸方向截取的截面图中，在曲轴延伸方向上位于最外侧的两个缸体中的每个缸体中，内筒体的内侧壁呈圆形，内筒体的外侧壁以经过内筒体的圆心位置、沿进/排气方向的平面所在直线为分割线，靠近气缸缸体内侧的一半外侧壁呈第一椭圆形状、靠
近外侧的一半呈半圆形，且半圆形的圆心与内筒体的圆心位置重合、半径与第一椭圆的长半轴的长度相等。并且每个内筒体的侧壁的厚度均匀变化，其中，在第一椭圆的长轴方向上具有最大壁厚值，并且，在曲轴延伸方向上相邻的两个内筒体的连接部位具有最小壁厚值。
13.采用上述技术方案，在沿曲轴延伸方向截取的截面图中，内筒体的外侧壁呈第一椭圆形状，从而使得内筒体的侧壁的薄厚不同，具体为每个内筒体的侧壁的厚度均匀变化，在第一椭圆的长轴方向上具有最大壁厚值，而在曲轴延伸方向上相邻的两个内筒体的连接部位具有最小壁厚值。
14.也即在和曲轴延伸方向垂直的进/排气方向上，内筒体的侧壁的壁厚值最大，目的是提高气缸缸体的内筒体在进/排气方向的刚度。相邻的两个内筒体的连接部位设置有最小壁厚的目的是加速该处的冷却，进一步从缸孔变形机理和热负荷分布来看，相邻的两个内筒体的连接部位因相互支撑作用所以使得气缸的内筒体具有较高的刚度，但是此处的热负荷很高，此处缸孔变形的主要原因是温度，因此适当降低靠近缸体相连接部位的内筒体的壁厚可以提高局部冷却性能，在不影响刚度的前提下改善了缸孔的热变形。
15.气缸的内筒体在进/排气方向因为没有外部支撑，所以刚度偏低，但是内筒体在该方向的冷却充足，所以热负荷很小，因而此处气缸的内筒体变形的主要原因是缸筒刚度，因此适当增加内筒体在进/排气方向的壁厚值，在不影响冷却前提下改善了内筒体在进/排气方向的变形，采用不等壁厚缸筒设计均衡了内筒体的缸筒刚度和热负荷两者的矛盾，并且对于缸体和冷却水套的结构改进较小，不需要设计复杂的结构即可解决开式水套缸间热负荷及缸孔变形的问题。
16.更进一步地，在沿曲轴延伸方向截取的截面图中，在曲轴延伸方向上位于最外侧的两个缸体中的每个缸体中，沿曲轴延伸方向的两端部仅有单侧支撑，存在缸体的两端部的内筒体的刚度偏低的问题，因此需要重新设计位于曲轴延伸方向两端部的内筒体的形状。在曲轴延伸方向上位于最外侧的两个缸体中的每个缸体中，为便于理解，以经过内筒体的圆心位置、沿进/排气方向的平面所在直线为分割线，位于分割线一侧靠近气缸缸体内侧的一半外侧壁呈第一椭圆形状，位于分割线另一侧的外侧壁呈圆形，设置这种结构的优点在于，内筒体靠近气缸缸体内侧的一半厚度均匀变化，改善了缸孔的热变形，也均衡了内筒体的缸筒刚度和热负荷两者的矛盾。而位于分割线另一侧的外侧壁呈圆形，且圆形的半径等于椭圆长半轴，因此分割线另一侧的侧壁整体厚度较厚，弥补了该侧无支撑导致的缸筒刚度低的问题。因而解决了发动机气缸缸体的两端部的内筒体热负荷和缸孔容易变形的问题。
17.本实用新型的实施方式还公开了一种用于发动机的气缸缸体，内筒体的最大壁厚值和最小壁厚值均指缸体在其轴线方向的顶面处的内筒体的壁厚值，其中最大壁厚值在7mm～10mm范围内，最小壁厚值在5mm～8mm范围内。
18.采用上述技术方案，内筒的最大壁厚值在7mm～10mm范围内，最小壁厚值在5mm～8mm范围内，既保证了对缸体的冷却效果，同时也保证了缸体的刚度。
19.本实用新型的实施方式还公开了一种用于发动机的气缸缸体，椭圆的长轴与短轴的长度比值在1.03～1.15的数值范围内。
20.本实用新型的实施方式还公开了一种用于发动机的气缸缸体，其中在曲轴延伸方向上位于中间的每个缸体中，在沿曲轴延伸方向截取的截面图中，外筒体的内侧壁呈第二
椭圆形状、外侧壁呈第三椭圆形状。
21.第二椭圆的长轴与短轴均为第一椭圆的等比例放大，且第二椭圆的长轴和短轴的交点位于内筒体的圆心位置。并且第三椭圆的长轴与短轴均为第一椭圆的等比例放大，且第三椭圆的长轴和短轴的交点位于内筒体的圆心位置。
22.采用上述技术方案，外筒体的内侧壁呈第二椭圆形状、外侧壁呈第三椭圆形状。也即第二椭圆和第三椭圆的长轴与短轴均为第一椭圆的等比例放大，并且第三椭圆的放大比例大于第二椭圆的放大比例，外筒体的内侧壁和内筒体的外侧壁之间的宽度也即冷却腔体的宽度。
23.本实用新型的实施方式还公开了一种用于发动机的气缸缸体，其中在曲轴延伸方向上位于最外侧的两个缸体的每个缸体中，在沿曲轴延伸方向截取的截面图中。外筒体的内侧壁以经过内筒体的圆心位置、沿进/排气方向的平面所在直线为分割线，靠近气缸缸体内侧的一半的内侧壁呈第四椭圆形状、靠近外侧的一半呈半圆形，且半圆形的圆心与内筒体的圆心位置重合、半径与第四椭圆的长半轴的长度相等。
24.外筒体的外侧壁以经过内筒体的圆心位置、沿进/排气方向的平面所在直线为分割线，靠近气缸缸体内侧的一半的外侧壁呈第五椭圆形状、靠近外侧的一半呈半圆形，且半圆形的圆心与内筒体的圆心位置重合、半径与第五椭圆的长半轴的长度相等。其中第四椭圆的长轴与短轴均为第一椭圆的等比例放大，且第四椭圆的长轴和短轴的交点位于内筒体的圆心位置。并且第五椭圆的长轴与短轴均为第一椭圆的等比例放大，且第五椭圆的长轴和短轴的交点位于内筒体的圆心位置。
25.采用上述技术方案，以分割线为基准，外筒体的内侧壁靠近气缸缸体内侧的一半呈第四椭圆形状、靠近外侧的一半呈半圆形，外筒体的内侧壁和内筒体的外侧壁的形状适配。而外筒体的外侧壁则靠近气缸缸体内侧的一半呈第五椭圆形状、靠近外侧的一半呈半圆形外筒体，并且外筒体的外侧壁和内侧壁的形状相适配，使得外筒体的侧壁均匀变化，且保证了缸体的刚度。
26.本实用新型的实施方式还公开了一种用于发动机的气缸缸体，其中相邻的两个缸体之间的连接部包括：相邻的两个缸体各自内筒体彼此连接的第一连接部、各自外筒体彼此连接的第二连接部，并且两个缸体各自的冷却腔体在第一连接部与第二连接部之间连通。并且沿内筒体的轴线方向截取的截面图中，第一连接部沿内筒体的轴向方向具有依次设置的第一阶梯结构和第二阶梯结构，第一阶梯结构相比于第二阶梯结构更加靠近内筒体的顶端开口，并且，第二阶梯结构的壁厚大于第一阶梯结构的壁厚。
27.采用上述技术方案，相邻的两个缸体之间的连接部采用阶梯结构设计的目的是缸间位置分层冷却，第一连接部靠近燃烧室，采用壁厚变化的第一阶梯结构和第二阶梯结构，且第一阶梯结构的壁厚更薄，是因为气缸的内筒体的上部靠近火力面，热负荷高，为了改善缸孔热变形，需要更多的冷却液进行纵深冷却。第一阶梯结构的壁厚设置更薄，能够进一步提高冷却效果和冷却性能。从而提高了发动机的整体性能。
28.本实用新型的实施方式还公开了一种用于发动机的气缸缸体，第一阶梯结构沿内筒体的轴向方向具有依次设置的第一倒角部和纵深部，纵深部位于第一阶梯结构上的第一倒角部和第二阶梯结构之间。其中在内筒体的轴向方向上，第一倒角部的高度在2～15mm的范围内，第一倒角部呈圆倒角，且圆倒角的尺寸在r1～r3mm的范围内。
29.本实用新型的实施方式还公开了一种用于发动机的气缸缸体，第二阶梯结构的壁厚沿内筒体的轴向方向自纵深部逐渐增大。
30.第一阶梯结构靠近燃烧室，热负荷高，需要纵深冷却，所以设置的第一倒角部采用较小的圆倒角，结构上更纵深，冷却效果更佳；而第二阶梯结构远离燃烧室，热负荷较低，需要的冷却强度低于第一阶梯结构，因此设置的第二倒角部采用倒角值更大的变倒角，增加气缸连接刚度的同时，起到快速暖机和保温作用。
31.本实用新型的实施方式还公开了一种用于发动机的气缸缸体，其中第二阶梯结构沿内筒体的轴向方向自纵深部呈变倒角结构，其中，变倒角结构自纵深部的倒角尺寸逐渐变大。并且变倒角结构的倒角尺寸在r2～r10mm的范围内。
32.采用上述技术方案，从缸间温度场机理来看，越往下部热缸间负荷越低，需要的冷却量越小，因此第二阶梯结构沿内筒体的轴向方向自纵深部呈变倒角结构，在保证相接部位的缸体结构的强度和刚度，且起到了较好的保温系效果。
33.本实用新型的实施方式还公开了一种发动机的气缸总成，包括上述任意一项的用于发动机的气缸缸体，并且气缸缸体包括沿曲轴延伸方向依次排列的至少3个缸体。
34.本实用新型的有益效果是：
35.本实用新型公开了一种用于发动机的气缸缸体及气缸总成，在沿曲轴延伸方向截取的截面图中，发动机的气缸缸体采用内筒体的内壁面呈圆形，内筒体的外壁面呈椭圆形的结构，因此每个内筒体的侧壁的厚度均匀变化，在椭圆的长轴方向上具有最大壁厚值，在曲轴延伸方向上相邻的两个内筒体的连接部位具有最小壁厚值。从缸孔变形机理和热负荷分布情况进行改进，相邻的两个内筒体的连接部位的支撑较好、刚度较高，但是热负荷高，因此减小壁厚提高局部散热冷却性能；而气缸的内筒体在进/排气方向没有外部支撑，刚度较差、散热能力较好，因此增加壁厚以提高该方向的内筒刚度，采用不等壁厚缸筒设计均衡了内筒体的缸筒刚度和热负荷两者的矛盾，对于缸体和冷却水套的结构改进较小，不需要设计复杂的结构即可解决开式水套缸间热负荷及缸孔变形的问题。
36.进一步，在曲轴延伸方向上位于最外侧的两个缸体中的每个缸体中，也采用不等壁厚缸筒设计解决了缸体的两端部的内筒体的刚度偏低的问题。并且从缸间温度场机理方向进行改进，因为越往下部热缸间负荷越低，需要的冷却量越小，因此相邻的两个缸体之间的连接部采用阶梯结构设计，上部的壁厚设置更薄，下部的更厚，形成缸间位置上下方向差异化冷却，进一步提高发动机的冷却效果和冷却性能。均衡了发动机气缸筒缸孔变形和热负荷的矛盾，有效改善开式水套发动机缸间热负荷及缸孔变形，提高发动机整体性能。
附图说明
37.图1为本实用新型实施例1提供的用于发动机的气缸缸体沿曲轴方向截取的截面图；
38.图2为本实用新型实施例1提供的用于发动机的气缸缸体沿曲轴方向截取的截面图位于中间位置的缸体的局部截面图；
39.图3为本实用新型实施例1提供的用于发动机的气缸缸体沿内筒体的轴线方向的一种截面图；
40.图4为本实用新型实施例1提供的用于发动机的气缸缸体的连接部的局部结构示
意图；
41.图5为本实用新型实施例1提供的用于发动机的气缸缸体的连接部沿内筒体的轴线方向截取的截面图。
42.附图标记说明：
43.100、内筒体；
44.110、内筒体的内侧壁；120、第一椭圆；
45.130、半圆形；140、圆心；
46.200、外筒体；
47.210、第二椭圆；220、第三椭圆；
48.230、第四椭圆；240、第五椭圆；
49.300、冷却腔体；
50.400、连接部；
51.410、第一连接部；
52.411、第一倒角部；412、纵深部；
53.420、第二连接部；
54.w1、最大壁厚值；w2、最小壁厚值；
55.a、曲轴延伸方向；b、进/排气方向；c、分割线；h、第一倒角部的高度。
具体实施方式
56.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作实用新型介绍的目的是为了覆盖基于本实用新型的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本实用新型的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本实用新型也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本实用新型的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
57.应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
58.在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
59.术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
60.在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，
可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
61.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。
62.实施例1
63.本实施例旨在解决现有技术中发动机气缸筒的热负荷过高，发动机气缸筒的局部散热能力不足，并且缸孔变形大的问题。
64.作为本实施例的一个优选实施例，本实施例的实施方式公开了一种用于发动机的气缸缸体，包括沿曲轴延伸方向依次排列的多个缸体，如图1中设置4缸发动机为例，每个缸体包括内筒体100、围绕内筒体100的外筒体200、以及内筒体100与外筒体200之间的冷却腔体300，冷却腔体可以参见图3，并且，相邻的两个缸体之间还设置有连接部400。
65.具体的，如图1所示，以4缸发动机为例，曲轴延伸方向依次排列有4个缸体，但是本领域技术人员应该熟知，不仅仅只适用于直列式发动机，也适用于v型发动机。因此，可以应用于例如3缸、6缸、8缸发动机上。
66.在曲轴延伸方向上位于中间的每个缸体中，在沿曲轴延伸方向截取的截面图中，内筒体的内侧壁110呈圆形，内筒体100的外侧壁呈第一椭圆形状，第一椭圆120的长轴沿着与曲轴延伸方向垂直的进/排气方向延伸，第一椭圆120的短轴沿着曲轴延伸方向延伸，且第一椭圆120的长轴和短轴的交点位于内筒体100的圆心140位置。
67.具体的，如图1和图2所示，设置4缸发动机时，中间两个缸体中的每个缸体在延曲轴延伸方向截取的截面图中，内筒体的内侧壁110呈圆形，内筒体100的外侧壁呈第一椭圆120形状，并且第一椭圆120的长轴和短轴的交点位于内筒体100的圆心140位置，以3刚发动机为例，位于中间的发动机缸体为1个，以6缸发动机为例，位于中间的发动机则是4个，以此类推。
68.更为具体的，在本实施例中，如图2所示，第一椭圆120的长轴和短轴的交点位于内筒体100的圆心140位置。这样设置的作用在于，能够使得每个缸体的内筒体100的壁厚均匀变化，并保证内筒体100在第一椭圆120的长轴方向上具有最大壁厚值w1，在曲轴延伸方向上相邻的两个内筒体100的连接部400位具有最小壁厚值w2，满足缸孔变形机理和热负荷分布，均衡了内筒体100的缸筒刚度和热负荷两者的矛盾。
69.进一步地，如图1所示，在沿曲轴延伸方向截取的截面图中，在曲轴延伸方向上位于最外侧的两个缸体中的每个缸体中，内筒体的内侧壁110呈圆形，内筒体100的外侧壁以经过内筒体100的圆心140位置、沿进/排气方向的平面所在直线为分割线，靠近气缸缸体内侧的一半外侧壁呈第一椭圆120形状、靠近外侧的一半呈半圆形130，且半圆形130的圆心140与内筒体100的圆心140位置重合、半径与第一椭圆120的长半轴的长度相等。并且每个内筒体100的侧壁的厚度均匀变化，其中，在第一椭圆120的长轴方向上具有最大壁厚值w1，并且，在曲轴延伸方向上相邻的两个内筒体100的连接部400位具有最小壁厚值w2。
70.需要说明的是，分割线c如图1所示，分割线c并不是发动机缸体上实际存在的线条，而是在本实施例中，为方便理解而定义的经过内筒体100的圆心140位置、且沿进/排气方向的平面所在的一条直线。
71.具体的，如图1所示，以图中位于最右边的气缸的内筒体100为例，该内筒体的内侧
壁110呈圆形，以分割线为准，靠近气缸缸体内侧的一半的外侧壁呈第一椭圆120形状，靠近外侧的一半则呈圆形，也即以分割线为准，最右边的内筒体100的左半边的外侧壁呈圆形，而靠近其他内筒体100的右半边的外侧壁呈第一椭圆120形状，半圆形130的圆心140与内筒体100的圆心140位置重合、半径与第一椭圆120的长半轴的长度相等。位于最右端的内筒体100其原理与位于最左端的内筒体100相同，本实施例对此不再赘述。
72.更具体的，本实施例中对这种设置方式的具体结构和优点再进行详细说明：
73.如图1所示，在沿曲轴延伸方向截取的截面图中，位于中间的两个内筒体100的外侧壁呈第一椭圆120形状，从而使得内筒体100的侧壁的薄厚不同，具体为每个内筒体100的侧壁的厚度均匀变化，在第一椭圆120的长轴方向上具有最大壁厚值w1，而在曲轴延伸方向上相邻的两个内筒体100的连接部400位具有最小壁厚值w2。
74.也即中间的两个内筒体100中，在和曲轴延伸方向垂直的进/排气方向上，内筒体100的侧壁的壁厚值最大，目的是提高气缸缸体的内筒体100在进/排气方向的刚度。相邻的两个内筒体100的连接部400位设置有最小壁厚的目的是加速该处的冷却，进一步从缸孔变形机理和热负荷分布来看，相邻的两个内筒体100的连接部400位因相互支撑作用所以使得气缸的内筒体100具有较高的刚度，但是此处的热负荷很高，此处缸孔变形的主要原因是温度，因此适当降低靠近缸体相连接部400位的内筒体100的壁厚可以提高局部冷却性能，在不影响刚度的前提下改善了缸孔的热变形。
75.中间的两个气缸的内筒体100在进/排气方向因为没有外部支撑，所以刚度偏低，但是内筒体100在该方向的冷却充足，所以热负荷很小，因而此处气缸的内筒体100变形的主要原因是缸筒刚度，因此适当增加内筒体100在进/排气方向的壁厚值，在不影响冷却前提下改善了内筒体100在进/排气方向的变形，采用不等壁厚缸筒设计均衡了内筒体100的缸筒刚度和热负荷两者的矛盾，并且对于缸体和冷却水套的结构改进较小，不需要设计复杂的结构即可解决开式水套缸间热负荷及缸孔变形的问题。
76.更进一步地，在沿曲轴延伸方向截取的截面图中，在曲轴延伸方向上位于最外侧的两个缸体中的每个缸体中，沿曲轴延伸方向的两端部仅有单侧支撑，存在缸体的两端部的内筒体100的刚度偏低的问题，因此需要重新设计位于曲轴延伸方向两端部的内筒体100的形状。进一步如图1所示，对最外侧的两个内筒体100进行解释说明，在曲轴延伸方向上位于最外侧的两个缸体中的每个缸体中，位于分割线一侧靠近气缸缸体内侧的一半外侧壁呈第一椭圆120形状，位于分割线另一侧的外侧壁呈圆形，设置这种结构的优点在于，内筒体100靠近气缸缸体内侧的一半厚度均匀变化，改善了缸孔的热变形，也均衡了内筒体100的缸筒刚度和热负荷两者的矛盾。而位于分割线另一侧的外侧壁呈圆形，且圆形的半径等于椭圆的长半轴，因此分割线另一侧的侧壁整体厚度较厚。故此种设置方式解决了发动机气缸缸体的两端部的内筒体100热负荷和缸孔容易变形的问题。
77.本实施例的实施方式还公开了一种用于发动机的气缸缸体，内筒体100的最大壁厚值w1和最小壁厚值w2均指缸体在其轴线方向的顶面处的内筒体100的壁厚值，其中最大壁厚值w1在7mm～10mm范围内，最小壁厚值w2在5mm～8mm范围内。
78.具体的，需要说明的是，无论最大壁厚值w1和最小壁厚值w2分别取何值，均需要保证最大壁厚值w1的厚度大于最小壁厚值w2的厚度，例如，最大壁厚值w1设置为7mm时，最小壁厚值w2只能小于7mm，例如设置为5mm、5.5mm、6mm等，最大壁厚值w1设置为8mm时，最小壁
厚值w2只能小于8mm，例如设置为5mm、5.9mm、6mm、7mm、7.5mm等，最大壁厚值w1设置为8mm～10mm范围内时，最小壁厚值w2能取5mm～8mm范围内任意值，例如设置为5mm、6.3mm、7.6mm、8mm等。并且在实际设计过程中，本领域技术人员还可以根据实际需求调整，使得最大壁厚略大或者略小于7mm～10mm范围值，最小壁厚值w2同样略大或者略小于5mm～8mm范围值，因为本实施例中的壁厚值只是相对最优值，对于不同型号发动机，本领域技术人员可以根据实际需求和数据进行微调，本实施例对此不做具体限定。
79.采用上述方案，既保证了对缸体的冷却效果，同时也保证了缸体的刚度。
80.本实施例的实施方式还公开了一种用于发动机的气缸缸体，椭圆的长轴与短轴的长度比值在1.03～1.15的数值范围内。
81.具体的，在本实施中，椭圆的长轴与短轴的长度比值较优地选在1.05～1.1的数值范围内，例如可以设置为1.03、1.05、1.08、1.10、1.13、1.15等值，具体可以根据实际试验取最佳值，本实施例对此不做具体限定。
82.需要说明的是，本实施例中所述的第一椭圆120、第二椭圆210、第三椭圆220、第四椭圆230、第五椭圆240的长轴与短轴的长度比值均在该范围内。
83.本实施例的实施方式还公开了一种用于发动机的气缸缸体，如图2所示，其中在曲轴延伸方向上位于中间的每个缸体中，在沿曲轴延伸方向截取的截面图中，外筒体200的内侧壁呈第二椭圆形状、外侧壁呈第三椭圆形状。
84.第二椭圆210的长轴与短轴均为第一椭圆120的等比例放大，且第二椭圆210的长轴和短轴的交点位于内筒体100的圆心140位置。并且第三椭圆220的长轴与短轴均为第一椭圆120的等比例放大，且第三椭圆220的长轴和短轴的交点位于内筒体100的圆心140位置。
85.如图1所示，在外筒体200和内筒体100之间围绕形成冷却腔体300，因此位于中间的两个缸体的外筒体200也呈椭圆形状，并且外筒体200的内侧壁呈第二椭圆210形状、外侧壁呈第三椭圆220形状。
86.具体的，第二椭圆210的长轴和短轴的放大比例小于第三椭圆220的放大比例，第二椭圆210的放大比例由冷却腔体300的宽度决定，第三椭圆220的放大比例由外筒体200的厚度决定。例如第二椭圆210相对于第一椭圆120的放大比例可以是1.1，第三椭圆220相对于第一椭圆120的放大比例可以是1.15、1.2、1.25等，也可以是例如第二椭圆210相对于第一椭圆120的放大比例为1.2，第三椭圆220相对于第一椭圆120的放大比例为1.25、1.3或者其他放大比例，本实施例对此不做具体限定。
87.本实施例的实施方式还公开了一种用于发动机的气缸缸体，其中在曲轴延伸方向上位于最外侧的两个缸体的每个缸体中，在沿曲轴延伸方向截取的截面图中。外筒体200的内侧壁以经过内筒体100的圆心140位置、沿进/排气方向的平面所在直线为分割线，靠近气缸缸体内侧的一半的内侧壁呈第四椭圆230形状、靠近外侧的一半呈半圆形130，且半圆形130的圆心140与内筒体100的圆心140位置重合、半径与第四椭圆230的长半轴的长度相等。
88.外筒体200的外侧壁以经过内筒体100的圆心140位置、沿进/排气方向的平面所在直线为分割线，靠近气缸缸体内侧的一半的外侧壁呈第五椭圆240形状、靠近外侧的一半呈半圆形130，且半圆形130的圆心140与内筒体100的圆心140位置重合、半径与第五椭圆240的长半轴的长度相等。其中第四椭圆230的长轴与短轴均为第一椭圆120的等比例放大，且
第四椭圆230的长轴和短轴的交点位于内筒体100的圆心140位置。并且第五椭圆240的长轴与短轴均为第一椭圆120的等比例放大，且第五椭圆240的长轴和短轴的交点位于内筒体100的圆心140位置。
89.具体的，本实施例中，以分割线为基准，外筒体200的内侧壁靠近气缸缸体内侧的一半呈第四椭圆230形状、靠近外侧的一半呈半圆形130，外筒体200的内侧壁和内筒体100的外侧壁的形状适配。而外筒体200的外侧壁则靠近气缸缸体内侧的一半呈第五椭圆240形状、靠近外侧的一半呈半圆形130外筒体200，并且外筒体200的外侧壁和内侧壁的形状相适配，使得外筒体200的侧壁均匀变化，且保证了缸体的刚度。
90.本实施例中在曲轴延伸方向上位于最外侧的两个缸体的外壁面与也呈等比例放大，这样设计的优点在于发动机的缸体的整体形变小，整体结构的变化小，并且位于内筒体100和外筒体200之间的冷却腔体300的宽度也近似相等，因而提高了对发动机的冷却效果，同时提高了发动机的整体性能。
91.本实施例的实施方式还公开了一种用于发动机的气缸缸体，如图4和图5所示，其中相邻的两个缸体之间的连接部400包括：相邻的两个缸体各自内筒体100彼此连接的第一连接部410、各自外筒体200彼此连接的第二连接部420，并且两个缸体各自的冷却腔体300在第一连接部410与第二连接部420之间连通。并且沿内筒体100的轴线方向截取的截面图中，第一连接部410沿内筒体100的轴向方向具有依次设置的第一阶梯结构和第二阶梯结构，第一阶梯结构相比于第二阶梯结构更加靠近内筒体100的顶端开口，并且，第二阶梯结构的壁厚大于第一阶梯结构的壁厚。
92.具体的，在本实施例中，相邻的两个缸体之间的连接部400采用阶梯结构设计的目的是缸间位置分层冷却，第一连接部410靠近燃烧室的上部，在燃烧室的上部要进行点火燃烧，气缸的内筒体100的上部靠近火力面，热负荷高，为了改善缸孔热变形，需要更多的冷却液进行纵深冷却，因此第一阶梯结构的壁厚设置更薄。能够进一步提高冷却效果和冷却性能。从而提高了发动机的整体性能。
93.而第二阶梯结构的壁厚大于第一阶梯结构的壁厚，是因为阶梯下部逐渐远离燃烧室，越往下部需要的冷却量越小，因此第二阶梯结构处的冷却需求小于第一阶梯结构处的冷却需求，此处增加壁厚有利于提高发动机相邻内筒体100之间的结构强度和刚度。
94.本实施例的实施方式还公开了一种用于发动机的气缸缸体，如图5所示，第一阶梯结构沿内筒体100的轴向方向具有依次设置的第一倒角部411和纵深部412，纵深部412位于第一倒角部411和第二阶梯结构之间。其中在内筒体100的轴向方向上，第一倒角部411的高度在2～15mm的范围内，第一倒角部411呈圆倒角，且圆倒角的尺寸在r1～r3mm的范围内。具体的，第一倒角部411的高度如图5中h方向所示。
95.具体的，如图5所示，第一倒角部411位于更靠近内筒体100的上部的位置，并且设置第一倒角部411可以提高局部的结构刚度。更具体的，第一倒角部411的高度和倒角尺寸均可以根据实际需求调整，例如第一倒角部411的高度可以是2mm、5mm、7mm、10mm、15mm等，圆倒角的尺寸，也即圆倒角的倒角半径可以是1mm、2mm、2.5mm、3mm等，本实施例对此不做具体限定。
96.本实施例的实施方式还公开了一种用于发动机的气缸缸体，如图5所示，第二阶梯结构的壁厚沿内筒体100的轴向方向自纵深部412逐渐增大。
97.具体的，在本实施例中，第一阶梯结构靠近燃烧室，热负荷高，需要纵深冷却，所以设置的第一倒角部411采用较小的圆倒角，结构上更纵深，冷却效果更佳；而第二阶梯结构远离燃烧室，热负荷较低，需要的冷却强度低于第一阶梯结构，因此设置的第二倒角部采用倒角值更大的变倒角，增加气缸连接刚度的同时，起到快速暖机和保温作用。
98.更为具体的，如图5所示，第二阶梯结构的壁厚沿内筒体100的轴向方向自纵深部412逐渐增大时，第二阶梯结构的壁厚呈连续且平滑的曲线形，因此第二阶梯结构的壁厚沿内筒体100的轴向方向自纵深部412连续且均匀增大。
99.本实施例的实施方式还公开了一种用于发动机的气缸缸体，其中第二阶梯结构沿内筒体100的轴向方向自纵深部412呈变倒角结构，其中，变倒角结构自纵深部412的倒角尺寸逐渐变大。并且变倒角结构的倒角尺寸在r2～r10mm的范围内。
100.具体的，在本实施例中，从缸间温度场机理来看，越往下部热缸间负荷越低，需要的冷却量越小，因此第二阶梯结构沿内筒体100的轴向方向自纵深部412呈变倒角结构，在保证相接部位的缸体结构的强度和刚度，且起到了较好的保温系效果。
101.更为具体的，变倒角结构的倒角尺寸，也即可以是从2mm到10mm逐渐递增，也可以是从4mm到8mm、10mm逐渐递增，本领域技术人员可以根据实际需求进行调整设计，本实施例对此不做具体限定。
102.综上，本实施例公开了一种用于发动机的气缸缸体及气缸总成，在沿曲轴延伸方向截取的截面图中，发动机的气缸缸体采用内筒体100的内壁面呈圆形，内筒体100的外壁面呈椭圆形的结构，因此每个内筒体100的侧壁的厚度均匀变化，在椭圆的长轴方向上具有最大壁厚值w1，在曲轴延伸方向上相邻的两个内筒体100的连接部400位具有最小壁厚值w2。从缸孔变形机理和热负荷分布情况进行改进，相邻的两个内筒体100的连接部400位的支撑较好、刚度较高，但是热负荷高，因此减小壁厚提高局部散热冷却性能；而气缸的内筒体100在进/排气方向没有外部支撑，刚度较差、散热能力较好，因此增加壁厚以提高该方向的内筒刚度，采用不等壁厚缸筒设计均衡了内筒体100的缸筒刚度和热负荷两者的矛盾，对于缸体和冷却水套的结构改进较小，不需要设计复杂的结构即可解决开式水套缸间热负荷及缸孔变形的问题。
103.进一步，在曲轴延伸方向上位于最外侧的两个缸体中的每个缸体中，也采用不等壁厚缸筒设计解决了缸体的两端部的内筒体100的刚度偏低的问题。并且从缸间温度场机理方向进行改进，因为越往下部热缸间负荷越低，需要的冷却量越小，因此相邻的两个缸体之间的连接部400采用阶梯结构设计，上部的壁厚设置更薄，下部的更厚，形成缸间位置上下方向差异化冷却，进一步提高发动机的冷却效果和冷却性能。均衡了发动机气缸筒缸孔变形和热负荷的矛盾，有效改善开式水套发动机缸间热负荷及缸孔变形，提高发动机整体性能。
104.实施例2
105.本实施例的实施方式还公开了一种发动机的气缸总成，包括上述任意一项的用于发动机的气缸缸体，并且气缸缸体包括沿曲轴延伸方向依次排列的至少3个缸体。
106.具体的，在本实施例中，气缸缸体可以设置沿曲轴延伸方向依次排列的3个、4个、6个或者其他数目的缸体，因为发动机气缸位于中间的位置的内筒体100和外筒体200的结构和位于两端部的缸体的内筒体100和外筒体200结构不同，因此本实施例提供的气缸缸体包
括沿曲轴延伸方向依次排列的至少3个缸体。
107.但是本领域技术人员可以理解，设置2缸或者1缸时，2个缸体的内筒体100和外筒体200的结构和实施例1中位于最外端的两个缸体的结构相同，从而均衡了内筒体100的缸筒刚度和热负荷两者的矛盾，有效改善开式水套发动机缸间热负荷及缸孔变形，提高发动机整体性能。
108.虽然通过参照本实用新型的某些优选实施方式，已经对本实用新型进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本实用新型的精神和范围。

技术特征：

1.一种用于发动机的气缸缸体，包括沿曲轴延伸方向依次排列的多个缸体，每个所述缸体包括内筒体、围绕所述内筒体的外筒体、以及所述内筒体与所述外筒体之间的冷却腔体；并且，相邻的两个所述缸体之间还设置有连接部；其特征在于，其中在所述曲轴延伸方向上位于中间的每个所述缸体中，在沿所述曲轴延伸方向截取的截面图中，所述内筒体的内侧壁呈圆形，所述内筒体的外侧壁呈第一椭圆形状，所述第一椭圆的长轴沿着与所述曲轴延伸方向垂直的进/排气方向延伸，所述第一椭圆的短轴沿着所述曲轴延伸方向延伸，且所述第一椭圆的长轴和短轴的交点位于所述内筒体的圆心位置；并且在沿所述曲轴延伸方向截取的截面图中，在所述曲轴延伸方向上位于最外侧的两个所述缸体中的每个缸体中，所述内筒体的内侧壁呈圆形，所述内筒体的外侧壁以经过所述内筒体的圆心位置、沿所述进/排气方向的平面所在直线为分割线，靠近所述气缸缸体内侧的一半外侧壁呈第一椭圆形状、靠近外侧的一半呈半圆形，且所述半圆形的圆心与所述内筒体的圆心位置重合、半径与所述第一椭圆的长半轴的长度相等；并且每个所述内筒体的侧壁的厚度均匀变化，其中，在所述第一椭圆的长轴方向上具有最大壁厚值，并且，在所述曲轴延伸方向上相邻的两个所述内筒体的连接部位具有最小壁厚值。2.如权利要求1所述的用于发动机的气缸缸体，其特征在于，所述内筒体的所述最大壁厚值和所述最小壁厚值均指所述缸体在其轴线方向的顶面处的所述内筒体的壁厚值；其中所述最大壁厚值在7mm～10mm范围内，所述最小壁厚值在5mm～8mm范围内。3.如权利要求2所述的用于发动机的气缸缸体，其特征在于，所述椭圆的长轴与短轴的长度比值在1.03～1.15的数值范围内。4.如权利要求3所述的用于发动机的气缸缸体，其特征在于，其中在所述曲轴延伸方向上位于中间的每个所述缸体中，在沿所述曲轴延伸方向截取的截面图中，所述外筒体的内侧壁呈第二椭圆形状、外侧壁呈第三椭圆形状；其中所述第二椭圆的长轴与短轴均为所述第一椭圆的等比例放大，且所述第二椭圆的长轴和短轴的交点位于所述内筒体的圆心位置；并且所述第三椭圆的长轴与短轴均为所述第一椭圆的等比例放大，且所述第三椭圆的长轴和短轴的交点位于所述内筒体的圆心位置。5.如权利要求4所述的用于发动机的气缸缸体，其特征在于，其中在所述曲轴延伸方向上位于最外侧的两个所述缸体的每个缸体中，在沿所述曲轴延伸方向截取的截面图中，所述外筒体的内侧壁以经过所述内筒体的圆心位置、沿所述进/排气方向的平面所在直线为分割线，靠近所述气缸缸体内侧的一半的内侧壁呈第四椭圆形状、靠近外侧的一半呈半圆形，且所述半圆形的圆心与所述内筒体的圆心位置重合、半径与所述第四椭圆的长半轴长度相等；并且所述外筒体的外侧壁以经过所述内筒体的圆心位置、沿所述进/排气方向的平面所在直线为分割线，靠近所述气缸缸体内侧的一半的外侧壁呈第五椭圆形状、靠近外侧的一半呈半圆形，且所述半圆形的圆心与所述内筒体的圆心位置重合、半径与所述第五椭圆的长半轴长度相等；其中
所述第四椭圆的长轴与短轴均为所述第一椭圆的等比例放大，且所述第四椭圆的长轴和短轴的交点位于所述内筒体的圆心位置；并且所述第五椭圆的长轴与短轴均为所述第一椭圆的等比例放大，且所述第五椭圆的长轴和短轴的交点位于所述内筒体的圆心位置。6.如权利要求1-5中任一项所述的用于发动机的气缸缸体，其特征在于，其中相邻的两个所述缸体之间的连接部包括：相邻的两个所述缸体各自内筒体彼此连接的第一连接部、各自外筒体彼此连接的第二连接部，并且两个所述缸体各自的冷却腔体在所述第一连接部与所述第二连接部之间连通；并且沿所述内筒体的轴线方向截取的截面图中，所述第一连接部沿所述内筒体的轴向方向具有依次设置的第一阶梯结构和第二阶梯结构，所述第一阶梯结构相比于所述第二阶梯结构更加靠近所述内筒体的顶端开口，并且，所述第二阶梯结构的壁厚大于所述第一阶梯结构的壁厚。7.如权利要求6所述的用于发动机的气缸缸体，其特征在于，所述第一阶梯结构沿所述内筒体的轴向方向具有依次设置的第一倒角部和纵深部，所述纵深部位于所述第一倒角部和所述第二阶梯结构之间；其中在所述内筒体的轴向方向上，所述第一倒角部的高度在2～15mm的范围内，所述第一倒角部呈圆倒角，且所述圆倒角的尺寸在r1～r3mm的范围内。8.如权利要求7所述的用于发动机的气缸缸体，其特征在于，所述第二阶梯结构的壁厚沿所述内筒体的轴向方向自所述纵深部逐渐增大。9.如权利要求8所述的用于发动机的气缸缸体，其特征在于，其中所述第二阶梯结构沿所述内筒体的轴向方向自所述纵深部呈变倒角结构，其中，所述变倒角结构自所述纵深部的倒角尺寸逐渐变大；并且所述变倒角结构的倒角尺寸在r2～r10mm的范围内。10.一种发动机的气缸总成，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的用于发动机的气缸缸体，并且所述气缸缸体包括沿曲轴延伸方向依次排列的至少3个缸体。

技术总结

本实用新型公开了一种用于发动机的气缸缸体及气缸总成，气缸缸体包括沿曲轴延伸方向依次排列的多个缸体，每个缸体包括内筒体和外筒体、以及内筒体与外筒体之间的冷却腔体。相邻的两个缸体之间还设置有连接部。在曲轴延伸方向上位于中间的每个缸体中，内筒体的内侧壁呈圆形，内筒体的外侧壁呈第一椭圆形状，第一椭圆的长轴沿着与曲轴延伸方向垂直的进排气方向延伸，第一椭圆的短轴沿着曲轴延伸方向延伸，且在第一椭圆的长轴方向上具有最大壁厚值，并且，在曲轴延伸方向上相邻的两个内筒体的连接部位具有最小壁厚值。采用不等壁厚缸筒设计均衡了内筒体的缸筒刚度和热负荷两者的矛盾，改善了发动机缸间热负荷及缸孔变形。改善了发动机缸间热负荷及缸孔变形。改善了发动机缸间热负荷及缸孔变形。