發(fā)動機的制作方法

專利名稱：發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，摩托車的發(fā)動機中的水冷式發(fā)動機在氣缸孔壁和氣缸體外壁之間形成有水套，并使冷卻水在水套的內(nèi)部和散熱器之間循環(huán)。通常，許多發(fā)動機具有其中氣缸體和氣缸蓋通過沿著軸向穿過的貫穿螺栓而被擰緊固定的結(jié)構(gòu)，并且前述水冷發(fā)動機在氣缸體外壁中設(shè)置有螺栓通孔。這種發(fā)動機的示例在以下專利文獻1中公開。
專利文獻JP-A-2006-144559

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題
現(xiàn)在，在摩托車的情況下，用于減小發(fā)動機尺寸的要求受到高度的關(guān)注，這是因為用于發(fā)動機的安裝空間受到很大的限制。因而，即使發(fā)動機的排氣量增大，即，即使氣缸孔壁的內(nèi)徑變大，氣缸體作為整體不能簡單地擴大。例如，如果氣缸孔壁擴大，則它直接影響在氣缸體外壁側(cè)中螺栓通孔的形成位置。螺栓通孔設(shè)置在繞氣缸孔壁的多個位置處，并且如果這些孔伴隨著氣缸孔壁的擴大一同向外后退，則氣缸體和氣缸蓋兩者的尺寸將將變大。由于這樣的情況，傳統(tǒng)地已經(jīng)難以容易地響應(yīng)于減小發(fā)動機尺寸的請求。
鑒于以上情況完成了本發(fā)明，并且其目的是減小發(fā)動機的尺寸。解決問題的手段
為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明具有這樣結(jié)構(gòu)，其包括氣缸體，其具有
氣缸孔壁、氣缸體外壁和冷卻劑存儲槽，所述氣缸孔壁的內(nèi)周表面形成為圓形，所述氣缸孔壁用于容納活塞以使所述活塞能滑動，所述氣缸體外壁設(shè)置成圍繞所述氣缸孔壁的整個圓周，并形成有沿著軸向方向的螺栓通孔，所述冷卻劑存儲槽在所述氣缸孔壁和所述氣缸體外壁之間；氣缸蓋，其安裝在所述氣缸體的在軸向方向上的一端上，并且形成有與所述氣缸體一側(cè)的所述螺栓通孔同軸連接通的螺栓孔；螺栓，其插在所述螺栓孔和所述螺栓通孔中，用于緊固所述氣缸體和所述氣缸蓋；突起，其被形成為使得所述氣缸體外壁中在所述螺栓通孔周圍的壁的一部分沿著軸向方向突出到所述冷卻劑存儲槽中；以及薄壁部分，其布置在所述氣缸孔壁的與所述突起在徑向方向上面對的部分中，并且形成為比所述氣缸孔壁的不與所述突起面對的部分薄。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，即使螺栓通孔周圍的壁的一部分突出到冷卻劑存儲槽中，也不需要伴隨著孔徑(氣缸孔壁的內(nèi)徑)的擴大而使設(shè)置螺栓通孔的位置向外移動。這是因為薄壁部分形成在氣缸孔壁一側(cè)的面對位置中。因而，可以減小發(fā)動機的尺寸。結(jié)果，可以在保持發(fā)動機尺寸(外形)原樣的同時增大發(fā)動機的排氣量。
優(yōu)選構(gòu)造的示例的特征在于所述突起的最大程度地膨凸到所述突起的最大程度地膨凸到所述冷卻劑存儲槽中的部分和所述薄壁部分的最薄部分在所述氣缸體的徑向方向上彼此面對。
根據(jù)此構(gòu)造，因為突起的最大程度地膨凸到冷卻劑存儲槽中的部分和薄壁部分的最薄部分在氣缸體的徑向方向上彼此面對的位置關(guān)系，可以有效地避免突起的膨凸。
另一優(yōu)選構(gòu)造的示例的特征在于所述薄壁部分和所述突起形成在所述冷卻劑存儲槽的整個深度上。
根據(jù)此構(gòu)造，因為突起和薄壁部分在冷卻劑存儲槽的整個深度范圍上彼此面對，所以可以有效地避免突起在冷卻劑存儲槽的深度方向上膨凸。
另一優(yōu)選構(gòu)造的示例的特征在于所述薄壁部分形成為具有與所述突起幾乎相同的寬度。
根據(jù)此構(gòu)造，可以有效地避免突起在寬度方向上的膨凸。
另一優(yōu)選構(gòu)造的示例的特征在于所述薄壁部分的與所述突起在徑向方向上面對的表面是平坦表面。
根據(jù)此構(gòu)造，可以簡化模具形狀，因為不管突起的輪廓形狀如何薄壁部分均具有平坦形狀。
另一優(yōu)選構(gòu)造的示例的特征在于所述冷卻劑存儲槽的整個圓周形成為朝向所述氣缸蓋一側(cè)開口。
根據(jù)此構(gòu)造，因為通過以簡單的結(jié)構(gòu)形成沿著冷卻劑存儲槽的開口方向開閉的模具來形成整個氣缸體，可以便于制造發(fā)動機。
另一優(yōu)選構(gòu)造的示例的特征在于所述突起與所述薄壁部分在徑向方向上彼此面向所在的多個部位沿圓周方向設(shè)置在所述冷卻劑存儲槽中。所述冷卻劑存儲槽的槽深度在至少一個部位中較淺，并且所述冷卻劑存儲槽中的其它部位形成得較深。
在此構(gòu)造中，冷卻劑存儲槽的槽深度在整個圓周上不相等。在與形成突起的部位對應(yīng)的區(qū)域中， 一些部位比其它區(qū)域設(shè)置得更淺。原因如下。當冷卻劑存儲槽被成形時，通常設(shè)定用于拔模的"拔模斜度"，使得冷卻劑存儲槽的底表面一側(cè)(即，形成模子的頂端一側(cè))較薄，而槽的開口一側(cè)(即，形成模的根部一側(cè))較厚。另一方面，即使當將薄壁部分設(shè)定在氣缸孔一側(cè)時，冷卻劑存儲槽的槽寬度(開口寬度)有時在形成突起的部位比其它部位略窄。在此情況下，如果在整個圓周上使槽深度相等，則根據(jù)拔模斜度的關(guān)系在形成突起且槽寬度比其他地方窄的部位，成形模具的尖端變得更尖，擔心該處強度不足。
然而，根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，在形成突起且槽寬度比其他地方窄的地方，使得槽深度較窄；因而，用于形成突起的模具結(jié)構(gòu)部分的尖端不會變得太窄。結(jié)果，可以保持用于成形突起的成形模具的強度。
另一優(yōu)選構(gòu)造的示例的特征在于用于容納能驅(qū)動凸輪軸的凸輪鏈條的中空鏈條容納部分以延續(xù)的方式設(shè)置在所述氣缸體外壁中，所述氣缸體外壁的一部分突伸到所述鏈條容納部分中而成為膨凸部分，并且所述膨凸部分設(shè)置成遠離所述凸輪鏈條的軌跡。
根據(jù)此構(gòu)造，氣缸體外壁的一部分(膨凸部分)設(shè)計成突伸到鏈條容納部分的內(nèi)部，凸輪鏈條的鏈條容納部分以延續(xù)的方式設(shè)置在氣缸體 壁中。由此，因為鏈條容納部分定位成與氣缸體外壁在兩者排列的方向上重 疊，所以有效地降低了發(fā)動機的尺寸。
另一優(yōu)選構(gòu)造的示例的特征在于冷卻劑的入口被形成為在所述氣缸體 外壁中的所述冷卻劑存儲槽內(nèi)開口 ，并且被布置在所述冷卻劑存儲槽的槽 深度相對較深的區(qū)域中。
根據(jù)此構(gòu)造，冷卻劑入口布置在槽深度較深的部分中。相反，如果冷 卻劑入口設(shè)置在槽深度的淺部中，則冷卻劑從冷卻劑入口的流入的阻力變 大；因而，會阻止冷卻劑的順暢循環(huán)運動。然而，利用如上所述的布置， 冷卻劑的流入阻力較小，因而可以使冷卻劑順暢地循環(huán)。
另一優(yōu)選構(gòu)造的示例的特征在于至少所述氣缸孔壁由鋁合金制成，并 且所述氣缸孔壁的內(nèi)表面形成有硬度比所述氣缸孔壁的基體層的硬度高的 硬質(zhì)層。
根據(jù)此構(gòu)造，可以提高氣缸孔壁與活塞的滑動接觸表面的耐磨性。 另一優(yōu)選構(gòu)造的示例的特征在于由鋁合金制成的襯套設(shè)置在所述氣缸 孔壁的所述內(nèi)表面上，并且所述硬質(zhì)層形成在所述襯套的內(nèi)表面上。
同樣，利用此構(gòu)造，可以提高氣缸孔壁與活塞的滑動接觸表面的耐磨性。
另一優(yōu)選構(gòu)造的示例的特征在于所述硬質(zhì)層是包含硅成分的鍍層。根 據(jù)此構(gòu)造，由于包含硅成分的鍍層，可以提高與活塞滑動接觸的表面的耐
另一優(yōu)選構(gòu)造的示例的特征在于所述硬質(zhì)層是包含鎳成分的鍍層。根 據(jù)此構(gòu)造，由于包含鎳成分的鍍層，可以提高與活塞滑動接觸的表面的耐 磨性。
另一優(yōu)選構(gòu)造的示例的特征在于所述硬質(zhì)層是Ni-P-SiC的散布鍍層。 根據(jù)此構(gòu)造，由于Ni-P-SiC的散布鍍層，可以提高與活塞滑動接觸的表面 的耐磨性。
另一優(yōu)選構(gòu)造的示例的特征在于至少所述氣缸孔壁是由包含13至 22wt^的硅的鋁合金制成的真空模鑄件。
根據(jù)此構(gòu)造，可以在不形成鍍層的情況下提高氣缸孔壁上的滑動接觸表面的耐磨性。
另一優(yōu)選構(gòu)造的示例的特征在于至少所述氣缸孔壁是由包含18至
22wt^的硅的鋁合金制成的真空模鑄件。此構(gòu)造能進一步增強耐磨性。
另一優(yōu)選構(gòu)造的示例的特征在于硅晶體從所述氣缸孔壁的所述內(nèi)表面
突起o
根據(jù)此構(gòu)造，從氣缸孔壁的內(nèi)壁突起的硅晶與活塞接觸并形成滑動接 觸表面，并且潤滑油能在硅晶體的相對凹入的周圍部分上鋪展開。因而， 能提高耐磨性。


圖l是發(fā)動機的剖視圖。
圖2是貫穿螺栓出現(xiàn)的位置的剖視圖。
圖3是氣缸體本身的平面視圖。
圖4是沿著圖3中的線IV-IV所取的剖視圖。
圖5是沿著圖3中的線V-V所取得剖視圖。
圖6是示出與水套的深部相關(guān)的成形狀況的剖視圖。
圖7是示出與水套的淺部相關(guān)的成形狀況的剖視圖。
圖8是根據(jù)第二實施例的氣缸襯套部分的放大剖視圖。
附圖標記說明
3:氣缸體
4:氣缸蓋
5:通孔
21:水套(冷卻劑存儲部分) 24:螺栓通孔 27:氣缸孔壁 29:鏈條容納部分 32A-32D:突起 33A-33D:薄壁部分 34:形成銷35:引入管
具體實施例方式
以下將描述根據(jù)本發(fā)明第一至第四實施例。 <第一實施例>
參照圖1至圖7對本發(fā)明的第一實施例進行描述。圖1圖示了摩托車
的發(fā)動機周圍的構(gòu)造。發(fā)動機是水冷四沖程單缸發(fā)動機，并且構(gòu)造成包括
用于支撐曲軸1旋轉(zhuǎn)的曲軸箱2、安裝到曲軸箱2的氣缸體3以及安裝到 氣缸體3的軸向前側(cè)的氣缸蓋4。這三個部件通過后述的貫穿螺栓5緊 固。
曲軸1構(gòu)造成包括對稱的一對曲柄臂6和用于將曲柄臂6彼此連接的 曲柄銷7?；钊?經(jīng)由連桿8連接到曲柄銷7。此外，用于驅(qū)動后輪的V 帶纏繞式自動變速機構(gòu)10設(shè)置在曲軸1的車身左端處。此外，凸輪鏈條 驅(qū)動鏈輪11裝配在連桿8和曲軸1的連接部分與自動變速機構(gòu)IO之間， 并可通過凸輪鏈條14使凸輪軸12轉(zhuǎn)動，凸輪鏈條14在凸輪鏈條鏈輪11 與裝配到凸輪12的凸輪鏈條從動鏈輪13之間延伸。
同時，用于發(fā)電的飛輪磁發(fā)電機15和風扇16彼此軸向并列布置在曲 軸11的車身右端處。此外，用于以冷卻水冷卻發(fā)動機的散熱器17設(shè)置在 風扇16的橫向側(cè)并從被蓋體從側(cè)向覆蓋。
第一冷卻水管18的一端連接到散熱器17的下箱體側(cè)，并且第一冷卻 水管18的另一端連接到水泵19的吸入側(cè)，水泵與凸輪軸12相關(guān)聯(lián)地驅(qū) 動。此外，第二冷卻水管20的一端連接到散熱器17的上箱體側(cè)，并且第 二冷卻水管20的另一端連接到氣缸蓋4中的水套37。此外，水泵19的排 出側(cè)和氣缸體3—側(cè)的水套21 (除非另有規(guī)定，以下氣缸體3—側(cè)的水套 將簡稱為水套21)由第三冷卻水管22連接。由此，冷卻水能在散熱器17 和水套21之間循環(huán)。
用于通過凸輪軸12驅(qū)動進氣門和排氣門的氣門操作裝置、火花塞等 組裝在氣缸蓋4中。此外，在氣缸蓋4中，用于使貫穿螺栓5穿過的多個 螺栓孔23沿著軸向形成。每個螺栓孔23與氣缸體3中的設(shè)置成數(shù)量與螺栓孔23相同的螺栓通孔24中相應(yīng)的一個裝配在一起并能同軸連接。如圖 3所示，螺栓通孔24布置在繞氣缸孔壁27的中心軸線大致等間隔的四個 位置處。然而，可根據(jù)周圍結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)這樣的角度間隔，并且不一定等間 隔地設(shè)置孔。
每個螺栓通孔24能與曲軸箱2 —側(cè)以類似于螺栓通孔24的方式形成 的螺紋孔25裝配在一起。兩端形成有螺紋部分5A的貫穿螺栓5松動地插 入在全部被同軸裝配在一起的螺栓孔23、螺栓通孔24和螺紋孔25中。一 個螺紋部分5A旋擰入螺紋孔25中，同時另一螺紋部分5A從曲軸箱2的 外表面突出并被螺母26擰緊。由此，氣缸蓋4和氣缸體3被緊固到曲軸箱 2。
氣缸體3與曲軸箱2在車身方向的前側(cè)重合，并且在本實施例中，由 鋁合金一體地形成。如圖3所示，用于容納活塞9以能進行滑動的氣缸孔 壁27形成在氣缸體3的內(nèi)部。氣缸孔壁27大致形成為圓筒形狀，并且其 軸向上的兩端均形成為開口。在氣缸孔壁27的周界，設(shè)置氣缸體外壁28 以同軸地圍繞氣缸孔壁27。用于容納凸輪鏈條14的鏈條容納部分29以延 續(xù)的方式設(shè)置在氣缸體外壁28的側(cè)部中。鏈條容納部分29還形成為中空 且其軸向的兩端開口，并且兩個開口端分別連接到曲軸箱2—側(cè)和氣缸蓋 4一側(cè)中的凸輪鏈條容納空間30。
此外，如圖3所示，氣缸體外壁28的側(cè)部被形成為使得側(cè)部的一部 分(膨凸部分31)突伸到鏈條容納部分29中。膨凸部分31的膨凸位置大 致設(shè)定在鏈條容納部分29的中心處，因而避免了與凸輪鏈條14的干涉。 以此方式，因為氣缸體外壁28的一部分(膨凸部分31)設(shè)置成相對于鏈 條容納部分29在兩者排列的方向上與鏈條容納部分29重疊，因而氣缸體 3作為整體的寬度測量通過重合部分而減小。
此外，在氣缸體3中，水套21 (冷卻劑存儲槽)以繞氣缸孔壁27和 氣缸體外壁28之間的整個圓周形成為同心環(huán)狀。此外，前述四個螺栓通 孔24繞氣缸體外壁28中的水套21等角度地設(shè)置(可相應(yīng)地調(diào)節(jié)角度間 隔，并且這些孔等角度地間隔不是必須的)。此外，每個螺栓通孔24被 布置成使得圍繞它的區(qū)域的一部分以弧形突出到水套2中，并且形成突起
ii32A至32D。每個突起32A至32D在水套21的整個深度范圍上形成。同 時，位于與鏈條容納部分29的相反側(cè)的兩個螺栓通孔24周圍的區(qū)域在平 面視圖中以弧形從氣缸體外壁28向徑向上的外側(cè)突出，而設(shè)置在鏈條容 納部分29 —側(cè)的其他兩個螺栓通孔24與鏈條容納部分29共用孔周圍的區(qū) 域。
另一方面，薄壁部分33A至33D形成在氣缸孔壁27的外表面的分別 面對突起32A至32D的部分中。每個薄壁部分33A至33D被形成為與氣 缸孔壁27的除了其面對每個突起32A至32D的部分之外的其它部分相 比，在徑向方向上更薄。每個薄壁部分33A至33D形成有沿著軸向方向延 伸的具有預(yù)定寬度的平坦表面，并如突起32A至32D那樣在水套21的整 個深度范圍上形成，并且以與突起32A至32D幾乎相同的寬度形成。此 外，如圖3所示，突起32A至32D的最大程度地膨凸到水套21中的頂端 和各個薄壁部分33A至33D的寬度方向的中心(即，氣缸孔壁27的外表 面上與水套21相對的最大凹入部分)處于在氣缸體3的徑向方向上彼此 面對的位置關(guān)系。
在每個突起32A至32D與薄壁部分33A至33D中相應(yīng)一個面對所在 的區(qū)域中，除了一處(突起32B面向薄壁部分33B的區(qū)域)之外，與并非 這些部分彼此面對所在的區(qū)域相比，水套21的槽寬度略窄。此外，關(guān)于 槽深度，如圖5所示，每個突起32A至32D與薄壁33A至33D中相應(yīng)一 個面對所在的區(qū)域，除了一處(突起32B面向薄壁部分33B的區(qū)域)之 外，與并非這些部分彼此面向的區(qū)域相比，形成得較淺。即，在每個突起 與薄壁部分中相應(yīng)一個面對所在的區(qū)域當中，槽寬度等于或者小于固定值 的部位相較于其它區(qū)域形成較淺(H1〉H2，參見圖4和圖5)。盡管未詳 細示出，但水套21的槽底部形狀被設(shè)定成使得槽深度的淺部和深部之間 的形狀逐漸變化。
水套21中槽深度不均一的原因如下(參見圖6和圖7)。通過形成沿 著軸向的方向上可打開和可關(guān)閉的模具來形成水套21，并且在成形時，與 水套21對應(yīng)的成形銷34從模具之一突起。成形銷34構(gòu)造有拔模斜度，該 拔模斜度與成形后的"拔模"相關(guān)地被設(shè)計成尺寸逐漸減小。圖6示出了水套21的槽深度中的深部成形的狀況。在用于使水套21成型的成形銷34 中的形成上述區(qū)域的部分中，根部的厚度尺寸是W1，并且在成形銷34上 構(gòu)造的拔模斜度(與成形銷34的中心軸線平行繪制的線和成形銷34的外 周面的母線所成的角度)是01。另一方面，圖7示出了與水套21的槽深 度的淺部(突起32A、 32C和23D與相應(yīng)的薄壁部分33A、 33C、 33D彼 此面對所在的區(qū)域)相關(guān)的成形狀況。在成形銷34的用于形成所述區(qū)域 的部分中，根部的厚度尺寸設(shè)定成薄至W2 (W1>W2);然而，在關(guān)于拔 模斜度"方面可以構(gòu)造成大致相等(01=02)。因而，關(guān)于拔模斜度，成 形銷34的整個圓周構(gòu)造成大致相等；然而，厚度尺寸和長度尺寸在突起 32A、 32C、 32D與各個薄壁部分33A、 33C和33D面對所在的區(qū)域和其它 區(qū)域之間不同。如果長度尺寸在整個圓周上相等，則在用于形成突起 32A、 32C、 32D與各個薄壁部分33A、 33C、 33D面對所在的區(qū)域的部分 中，相較于其它部分，頂端的厚度會變成過薄，并且將會擔心成形銷34 的強度局部變?nèi)?。因此，在本實施例中，通過相較于其它部分縮短用于形 成突起32A、 32C、 32D與各個薄壁部分33A、 33C、 33D面對所在的區(qū)域 的尺寸來保持成形銷34的強度。
此外，突起32A至32D與各個薄壁部分33A至33D面對所在的四個 部位中的一個部位的槽寬度比其它部位寬的原因僅僅是因為在與突起32B 對應(yīng)的所述部位在氣缸體3的周圍空間中具有余地，并且相較于其它螺栓 通孔，將相應(yīng)螺栓通孔24的位置朝向氣缸孔壁27 —側(cè)推移的必要性較 小。因而，僅突起32B的周界的曲率半徑形成為比其它突起32A、 32C、 32D小。因而，取決于氣缸體3的周邊情況，水套12的槽深度可以在全部 形成有突起的部位中形成得較淺。
此外，與前述第三冷卻水管22連接的引入管35被一體地形成在氣缸 體外壁28上，以在徑向方向上向外突出，并且可以從在水套21中開口的 入口37導(dǎo)入冷卻水。更具體而言，引入管35布置在其中突起32A至32D 與各個薄壁部分33A至33D面對并且靠近鏈條容納部分29的區(qū)域中。 即，引入管35布置在水套21的槽深度較深的區(qū)域中。此外，在本實施例 中，如圖3所示，通過在布置引入管35的位置處使水套21的外壁在預(yù)定的寬度范圍上向外凹入而形成引入凹部36。由此，冷卻水被引導(dǎo)到水套
21的槽寬度較寬且槽深度較深的部分中。
接著，將具體地描述如上所述構(gòu)造的第一實施例的操作效果。如上所
述，在本實施例中，散熱器17不是設(shè)置在發(fā)動機的車身前方而是車身側(cè)
向。由此，縮短了縱向上的車輛長度。另外，車輛寬度被加寬了相應(yīng)的程
度；然而，散熱器17位于駕乘者的腳的后方或者位于與駕乘者的腳的干 涉不會變成問題的非使用空間中。因而，由于車輛寬度加寬而造成的干涉 不會變成問題。盡管其中側(cè)向設(shè)置散熱器17的車輛的前部必須避免與腳 的干涉，但是第一實施例的發(fā)動機中這部分的寬度盡可能地變窄。
艮口，在本實施例中，在氣缸體3中，構(gòu)造成使得設(shè)置有其中螺栓通 孔24周圍的區(qū)域突出到水套21中的部分(突起32A至32D)，并且薄壁 部分33A至33D設(shè)置在氣缸孔壁27 —側(cè)中，以在薄壁部分33A至33D與 突起32A至32D面對所在的部位形成凹部。通過采用這樣的構(gòu)造，相較于 不設(shè)置突起32A至32D的構(gòu)造，可以減小發(fā)動機的尺寸。因而，可靠地避 免與駕乘者的腳的干涉，并且此構(gòu)造有助于發(fā)動機周圍空間的擴大。換言 之，只要發(fā)動機的外部形式相同，則此構(gòu)造就可以擴大氣缸孔壁27，因 而，增大了發(fā)動機的排氣量。
此外，通過將氣缸體外壁28的一部分突伸到用于凸輪鏈條14的鏈條 容納部分29中，來將鏈條容納部分29與氣缸體外壁28排列成在車輛寬度 方向上彼此重疊，可以使以上效果更有效。
此外，在第一實施例中，盡力簡化發(fā)動機的制造。首先，因為水套21 的整個圓周形成為在氣缸蓋4一側(cè)開口，所以通過以簡單結(jié)構(gòu)形成在軸向 方向上開閉的模具，來使氣缸體3成形。此外，水套21的槽深度沿著整 個圓周不一致，而是在突起32A、 32C、 32D與各個薄壁部分33A、 33C、 33D面對(即，槽寬度比其它區(qū)域更窄)所在的區(qū)域中較淺。因而，可以 保持用于用于使水套21成型的成形銷34的強度。此外，在形成薄壁部分 33A至33D時，盡管可以考慮采納適合于突起32A至32D的輪廓形狀的 曲面形狀，但是這使成形模具的形狀復(fù)雜化。因而，在本實施例中，薄壁 部分33A至33D形成有平坦表面。結(jié)果，使成形模具的形狀保持簡單。此外，本實施例還帶來以下效果。即，因為用于將冷卻水引導(dǎo)到水套
21中的引入管35布置在水套21的槽深度的深部中，并且還因為由于在布 置有引入管35的部位處形成引入凹部36來使水套21的槽寬度加寬，使得 冷卻水被更順暢地引導(dǎo)到水套21中。 <第二實施例>
第二至第四實施例中的每個示出了用于提高由鋁合金制成的氣缸體 103的與活塞滑動接觸的表面的耐磨性的結(jié)構(gòu)的獨創(chuàng)性。在這些實施例 中，第二和第三實施例包括具有硬質(zhì)層的氣缸孔壁。
在第二實施例中，通過在氣缸孔壁127的內(nèi)表面上模制來形成圓筒形 狀的氣缸襯套140。氣缸襯套140由與氣缸體103大致相同成分的鋁合金 制成。此外，比氣缸孔壁127更高的硬度(洛氏硬度)的硬質(zhì)層形成在氣 缸襯套140的內(nèi)表面(與活塞的滑動接觸表面)上。由鍍膜(鍍層)來形 成此硬質(zhì)層。
防蝕鋁(ahimite)膜形成在氣缸襯套140的表面上作為鍍覆處理之前 的基體處理。然后，施加Ni-P-SiC的散布鍍覆處理，隨后進行珩磨。
在本實施例中，氣缸襯套140的熱膨脹系數(shù)被設(shè)定為比氣缸體103的 熱膨脹系數(shù)小10%或10%以上，并且氣缸體103對氣缸襯套140的緊固 力不會由于固化收縮或固化之后的熱收縮而松懈。因而，在氣缸襯套104 和氣缸孔壁127之間不會產(chǎn)生間隙。這有助于確保氣缸體103的高導(dǎo)熱 性。
<第三實施例>
在第二實施例中，鍍層形成在氣缸襯套上；然后，在本實施例中，沒 有使用氣缸襯套，而是在氣缸孔壁的內(nèi)表面上直接形成硬質(zhì)層。更具體 地，比基體層(基體材料部分)更硬的鍍層被形成在氣缸孔壁的內(nèi)表面層 上。即，以快速鍍覆方法(鍍覆溶液高速倒入氣缸孔中進行電鍍覆的方 法)對氣缸孔壁的內(nèi)表面(與活塞滑動接觸的區(qū)域)進行鍍覆。由此，Ni-P-SiC或Ni-SiC的鍍層形成在氣缸孔壁的內(nèi)表面上。然后，例如對鍍層的 表面施加使等于或小于1.0/miRz的平面粗糙度的珩磨。如果平面粗糙度這 樣小，則擔心潤滑油在鍍層的表面上的保持功能降低，并且耐燒性(seizing resistance)降低。然而，作為補償這個問題的方法，可以在活塞 環(huán)的表面上形成TiN等的沉積層。
在以上構(gòu)造的第二實施例中，不用將套筒等裝入氣缸孔壁中就能實現(xiàn) 耐磨性的提高。因而，有助于減小氣缸孔壁的尺寸，結(jié)果進一步減小了氣 缸體的尺寸。
在前述第二和第三實施例中，鍍層描述為硬質(zhì)層。作為鍍層，還可以 采用由鎳鍍覆或鉻鍍覆制成的鍍層。此外，作為以除了鍍覆處理之外的方 法形成硬質(zhì)層的手段，諸如線爆噴涂和等離子體噴涂之類的熱噴涂方法也 是可行的，并且包括在本發(fā)明中。
<第四實施例>
在本實施例中，通過使硅晶從氣缸孔的內(nèi)表面突起而不在其上進行鍍 覆處理來提高對活塞的耐磨性。換言之，由包含73.4wt^至79.6wt^的 鋁、13wt^至22wtQ% (優(yōu)選地18wt^至22wt%)的硅以及2.0wtX至3.0 %的銅的鋁合金來形成本實施例中的氣缸體。
通常，因為含硅量較高(等于或者高于9wt%，尤其是等于或者高于 16wt%)的鋁合金在鑄造時不穩(wěn)定，所以認為通過模鑄進行量產(chǎn)是困難 的。然而，根據(jù)在WO/2004/002658小冊子(由本申請的發(fā)明人提交)中 公開的模鑄技術(shù)，可以有效地制造由這種含有大量硅的鋁合金的氣缸體。
在以上方法中獲得的氣缸體包含構(gòu)成了與活塞接觸的滑動表面的多個 初晶硅晶粒和位于多個初晶硅晶粒之間的多個共晶硅晶粒。多個初晶硅晶 粒的平均晶粒半徑在12/mi和50/xm之間，并且多個共晶硅晶粒的平均晶 粒半徑等于或小于7.5/mi?；瑒颖砻娴慕j(luò)氏硬度(HRB)在60和80之 間。
在本實施例中，如在第三實施例中那樣，可以在不使用氣缸襯套的情 況下，提高耐磨性；因而，這有助于減小氣缸孔壁的尺寸，結(jié)果進一步減 小氣缸體的尺寸。此外，因為硅結(jié)晶顆粒出現(xiàn)并且從氣缸孔壁的內(nèi)表面突 出，所以這些出現(xiàn)的晶體硅晶粒與活塞接觸以形成滑動接觸表面，并且能 將潤滑油鋪展在滑動接觸表面周圍的整個凹入鋁合金基體表面上。因而， 從這個角度來看，還可以提高耐磨性。作為提高氣缸孔壁與活塞的滑動接觸表面的耐磨性的手段，可以使用 鐵制套筒來取代以上實施例。在此情況下，鐵套筒位于形成氣缸體的成形 模具內(nèi)的預(yù)定位置處，并伴隨著成形而被鑄造。因而，可以獲得與鐵套筒 一體化的氣缸體，并且鐵套筒的整個周邊與內(nèi)孔壁的內(nèi)表面緊密接觸。
<其它實施例>
本發(fā)明不限于以上參照附圖所述的實施例。例如，以下實施例可以被 包括在本發(fā)明的技術(shù)范圍中。此外，除了以下所述的實施例以外，在不脫 離本發(fā)明范圍的情況下可以進行各種改變。
(1) 在本實施例中，描述了本發(fā)明適用于摩托車的示例；然而，本 發(fā)明可適用于摩托艇、雪地摩托車等的發(fā)動機。
(2) 在本實施例中，將水作為冷卻介質(zhì)來進行描述，然而冷卻介質(zhì) 也可以是油基的。
(3) 在本實施例中，每個薄壁部分33A至33D形成有平坦的表面， 但是它可以形成有與各個突起32A至32D的形狀對應(yīng)的圓弧形凹部的形 狀。
(4) 氣缸體和曲軸箱不必分立地形成，并且曲軸箱能與氣缸體一體 地形成。
1權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機，包括氣缸體，其具有氣缸孔壁、氣缸體外壁和冷卻劑存儲槽，所述氣缸孔壁的內(nèi)周表面是圓形的，所述氣缸孔壁用于容納活塞以使所述活塞可滑動，所述氣缸體外壁設(shè)置成圍繞所述氣缸孔壁的整個圓周，并形成有沿著軸向方向的螺栓通孔，所述冷卻劑存儲槽位于所述氣缸孔壁和所述氣缸體外壁之間；氣缸蓋，其安裝在所述氣缸體的在軸向方向上的一端上，并形成有與所述氣缸體一側(cè)的所述螺栓通孔同軸連接通的螺栓孔；螺栓，其被插入在所述螺栓孔和所述螺栓通孔中，用于緊固所述氣缸體和所述氣缸蓋；突起，其被形成為使得所述氣缸體外壁中在所述螺栓通孔周圍的壁的一部分沿著軸向方向突出到所述冷卻劑存儲槽中；以及薄壁部分，其被布置在所述氣缸孔壁的與所述突起在徑向方向上面對的部分中，并且形成為比所述氣缸孔壁的不與所述突起面對的部分薄。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其中所述突起的最大程度地膨凸到所述冷卻劑存儲槽中的部分和所述薄壁 部分的最薄部分在所述氣缸體的徑向方向上彼此面對。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其中所述薄壁部分和所述突起形成在所述冷卻劑存儲槽的整個深度上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其中 所述薄壁部分形成為具有與所述突起幾乎相同的寬度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其中所述薄壁部分的與所述突起在徑向方向上面對的表面是平坦表面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其中所述冷卻劑存儲槽的整個圓周形成為朝向所述氣缸蓋一側(cè)開口。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其中所述突起與所述薄壁部分在徑向方向上彼此面向所在的多個部位沿圓周方向設(shè)置在所述冷卻劑存儲槽中，所述冷卻劑存儲槽的槽深度在至少一個部位中較淺，并且 所述冷卻劑存儲槽中的其它部位形成得較深。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其中用于容納能驅(qū)動凸輪軸的凸輪鏈條的中空鏈條容納部分以延續(xù)的方式 設(shè)置在所述氣缸體外壁中，所述氣缸體外壁的一部分突伸到所述鏈條容納部分中而成為膨凸部 分，并且所述膨凸部分設(shè)置成遠離所述凸輪鏈條的軌跡。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)動機，其中冷卻劑的入口被形成為在所述氣缸體外壁中的所述冷卻劑存儲槽內(nèi)開 口 ，并且被布置在所述冷卻劑存儲槽的槽深度較深的區(qū)域中。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其中 至少所述氣缸孔壁由鋁合金制成，并且所述氣缸孔壁的內(nèi)表面形成有硬度比所述氣缸孔壁的基體層的硬度高 的硬質(zhì)層。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其中由鋁合金制成的襯套設(shè)置在所述氣缸孔壁的所述內(nèi)表面上，并且 所述硬質(zhì)層形成在所述襯套的內(nèi)表面上。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的發(fā)動機，其中 所述硬質(zhì)層是包含硅成分的鍍層。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的發(fā)動機，其中 所述硬質(zhì)層是包含鎳成分的鍍層。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的發(fā)動機，其中 所述硬質(zhì)層是Ni-P-SiC的散布鍍層。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其中至少所述氣缸孔壁是由包含13至22wt^的硅的鋁合金制成的真空模 鑄件。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)動機，其中至少所述氣缸孔壁是由包含18至22wt^的硅的鋁合金制成的真空模 鑄件。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的發(fā)動機，其中 硅晶體從所述氣缸孔壁的所述內(nèi)表面突起。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)動機，其得到了小型化。水冷單缸發(fā)動機具有在氣缸孔壁(27)和氣缸體外壁(28)之間沿著圓周形成的水套(21)，其中用于將氣缸體(3)和氣缸蓋(4)連接的貫穿螺栓(5)所穿過的螺栓孔(24)形成在氣缸體外壁(28)中。繞螺栓孔(24)的壁的一部分突出到水套(21)中以成為突起(32A-32D)。氣缸孔壁(27)的與突起(32A-32D)面對的那些區(qū)域在軸向方向上被切出薄壁部分(33A-33D)。由此，可以在不減小發(fā)動機的排氣量的情況下減小發(fā)動機的尺寸。
文檔編號F02F1/10GK101652554SQ20088001149
公開日2010年2月17日 申請日期2008年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月5日
發(fā)明者豐 峰 申請人:雅馬哈發(fā)動機株式會社