該公開涉及一種用于內(nèi)燃發(fā)動機尤其是二沖程十字頭式發(fā)動機的氣缸襯套,該發(fā)動機具有活塞,該活塞可在氣缸襯套內(nèi)在其縱向(軸向)方向上在下止點和上止點之間運動,在該下止點時,位于氣缸襯套的壁中的掃氣口暴露于活塞頂表面上方,而在該上止點時,活塞在氣缸襯套中位于其頂部位置。
背景技術:
在大型二沖程十字頭式壓縮點火內(nèi)燃發(fā)動機中,通常從氣缸座向上突出并且通過氣缸蓋夾緊在該氣缸座上的氣缸襯套的上部被燃燒過程產(chǎn)生的熱和壓力被加以非常沉重的熱負荷和機械負荷。氣缸襯套的用于活塞的內(nèi)部運行表面上的溫度水平對于氣缸襯套的使用壽命來說具有具有決定性意義,因而對于發(fā)動機的操作經(jīng)濟性也具有決定性意義。如果該運行表面的溫度太高,可能會在氣缸襯套中產(chǎn)生熱裂紋,而如果溫度過低,則來自燃燒產(chǎn)物的硫酸可能凝結(jié)在運行表面上,這由于對襯套材料的腐蝕性侵蝕而導致磨損增加,并且致使運行表面上的氣缸油的潤滑油膜分解而導致(昂貴的)氣缸油消耗增加。
運行表面溫度通常隨著發(fā)動機負荷而變化,并且由于發(fā)動機必須既能夠在高負荷下又能夠在低負荷下長期運行,傳統(tǒng)上將襯套制造成使得在發(fā)動機的最大負荷時運行表面溫度接近最高容許溫度。高溫度水平使得在部分負荷時可以維持足夠高的溫度以防止酸凝結(jié)在運行表面上。
氣缸潤滑油和氣缸襯套材料受到發(fā)動機全負荷時的高溫影響,并且該溫度增加可能導致潤滑劑分解而對氣缸襯套材料造成熱裂紋形式的持續(xù)損壞。
用于大缸孔發(fā)動機例如缸孔直徑大于50cm的發(fā)動機的已知氣缸襯套設置有包括冷卻缸孔的冷卻裝置,由于大型二沖程十字頭式發(fā)動機中的氣缸襯套總是以直立位置放置,因此該冷卻缸孔位于氣缸襯套的軸向范圍中最接近于氣缸蓋的部分中(即位于軸向范圍的上部中)。該氣缸襯套的軸向范圍中最接近于氣缸蓋的上部包圍燃燒室的其中壓縮比最高并且開始燃燒的部分,因此氣缸襯套的該上部在與氣缸襯套的軸向范圍中的其余部分相比時暴露于最高溫度和壓力。因而,氣缸襯套的上部必須應對最高壓力和溫度,而氣缸襯套的軸向范圍中的其余下部僅暴露于較低溫度和較低壓力。因此,氣缸襯套的上部的壁厚特別高并且需要最多冷卻。在遠離氣缸蓋的軸向方向上的溫度和壓力的下降是逐漸的,但是考慮到實踐上的原因,典型地將氣缸襯套的壁厚大致分成兩個或三個等級,其中最薄壁厚設置在氣缸襯套最接近于掃氣口的軸向端處,而最大壁厚設置在氣缸襯套的與氣缸蓋具有接口的軸向端處。
氣缸襯套的軸向范圍中的正好位于與氣缸蓋的接口下面的上部設置有從外部凹部鉆到氣缸襯套的相對較厚的壁內(nèi)的多個相對緊密間隔的冷卻孔,從而使得筆直冷卻孔的縱向軸線關于襯套的縱向軸線具有傾斜或歪斜路線。在每個冷卻孔中插入管或?qū)О逡詫⒘魅氲囊后w冷卻劑從凹部引導到缸孔的上止點端,液體冷卻劑從此處向下流出到一腔室內(nèi),液體冷卻劑從該腔室借助于管向上傳送到氣缸蓋內(nèi)。傾斜冷卻孔均勻地分布在氣缸襯套的上部的周向范圍上。盡管如此,襯套材料的溫度也不會同等地分布在氣缸襯套的上部的周向范圍上,這是因為最接近于冷卻孔的氣缸襯套材料不如兩個冷卻孔之間的材料熱。因而,當在周向上看時,氣缸襯套的上部中的材料溫度將波動。氣缸襯套的上部中的這種不均勻的圓周溫度分布由于氣缸襯套材料的不均勻溫度膨脹而在氣缸襯套材料中導致應力,這又導致氣缸襯套和活塞環(huán)的不均勻磨損,這是因為氣缸襯套的上部的運行表面將不是完整的圓形。在氣缸襯套試運轉(zhuǎn)之后其將變得略微更圓,但是由于任何新負荷下的新的變形而使得在已知氣缸襯套中將永遠不是完整的圓形。
氣缸襯套的正好位于上部下面的部分設置有一個或多個冷卻套管,這些冷卻套管完全包圍氣缸襯套的外表面并且為液體冷卻劑提供了周向地延展空間。典型地,冷卻套管從氣缸襯套具有冷卻孔的上部向下朝向氣缸座延伸相當長度,有時完全延伸到氣缸座。
從wo97/42406已知以上描述類型的氣缸襯套。
gb1219532公開了一種內(nèi)燃發(fā)動機氣缸,該氣缸具有設有環(huán)狀凹槽的上凸緣,該環(huán)狀凹槽用作水冷通道并且通過兩件式環(huán)在外部封閉,該兩件式環(huán)的高度略微大于該凹槽的對應部分。一鋼環(huán)收縮在該凸緣上,并且通過孔來供應和排放水。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是克服或至少減少以上提到的缺陷。
根據(jù)第一方面,該目的通過提供一種用于內(nèi)燃發(fā)動機特別是二沖程十字頭式發(fā)動機的氣缸襯套來實現(xiàn),所述氣缸襯套包括:適合于與氣缸蓋接合的第一端;掃氣口;在所述第一端附近位于所述氣缸襯套的壁中的用于液體冷卻劑的周向冷卻凹部,所述周向冷卻凹部具有位于所述氣缸襯套的壁的外表面中的周向延伸開口;軸向支撐構(gòu)件,該軸向支撐構(gòu)件至少部分地插入在所述周向凹部中,所述軸向支撐構(gòu)件將所述周向延伸開口橋接,并且所述軸向支撐構(gòu)件設置有冷卻劑通道孔。
通過使用周向延伸冷卻凹部,使得液體冷卻劑基本完全均勻地在周向上分布,并且基本消除了不均勻溫度分布以及帶來的應力和不均勻磨損的問題。在周向延伸冷卻凹部的周向開口內(nèi)設置軸向支撐構(gòu)件可使冷卻凹部較深并較大,并且可以獲得能夠處理施加至氣缸襯套頂部的巨大壓縮力的堅固構(gòu)造。
在第一方面的第一可能實現(xiàn)形式中,所述軸向支撐構(gòu)件被構(gòu)造成給所述周向冷卻凹部提供軸向支撐。
在第一方面的第二可能實現(xiàn)形式中,所述軸向支撐構(gòu)件填充所述開口的軸向相對朝向的表面之間的軸向空間。
在第一方面的第三可能實現(xiàn)形式中,在所述氣缸襯套的未加載狀態(tài)下,所述開口的所述軸向相對朝向的表面之間的所述軸向空間略微大于所述軸向支撐構(gòu)件的軸向相對表面之間的軸向距離h,從而在所述開口和所述軸向支撐構(gòu)件之間有微小軸向間隙。
在第一方面的第四可能實現(xiàn)形式中,所述軸向支撐構(gòu)件是由兩個或更多個區(qū)段形成的開口環(huán)。
在第一方面的第五可能實現(xiàn)形式中,所述周向冷卻凹部包括上凹窩和可選地下凹窩。
在第一方面的第六可能實現(xiàn)形式中,所述周向冷卻凹部包括將所述上凹窩與所述下凹窩連接的圓柱形表面。
在第一方面的第七四可能實現(xiàn)形式中,所述軸向支撐構(gòu)件包括朝內(nèi)的環(huán)狀凹部,并且其中在所述朝內(nèi)的環(huán)狀凹部和所述圓柱形表面之間限定用于冷卻劑的空間。
在第一方面的第八可能實現(xiàn)形式中,所述周向冷卻凹部深到足以收納所述軸向支撐構(gòu)件,而不會使該軸向支撐構(gòu)件從所述周向冷卻凹部突出。
在第一方面的第九可能實現(xiàn)形式中,該氣缸襯套進一步包括位于所述氣缸襯套的壁中的多個氣缸潤滑油供應孔,這些孔優(yōu)選在基本相同水平圍繞所述氣缸襯套的周邊分布。
根據(jù)第二方面,以上目的還通過提供一種二沖程十字頭式發(fā)動機來實現(xiàn),該發(fā)動機包括至少一個根據(jù)第一方面及其任一實現(xiàn)形式的氣缸襯套。
從以下描述的詳細說明和實施方式將清楚本發(fā)明的這些以及其它方面。
附圖說明
在本公開的如下詳細部分中,將參照附圖中所示的示例實施方式更詳細地說明本發(fā)明,其中:
圖1是根據(jù)一個示例實施方式的大型二沖程柴油發(fā)動機的前視圖;
圖2是圖1的大型二沖程發(fā)動機的側(cè)視圖;
圖3是根據(jù)圖1的大型二沖程發(fā)動機的示意性圖示;
圖4是根據(jù)一個示例實施方式的氣缸襯套和氣缸座的剖視圖,其中裝配有氣缸蓋和排氣閥;
圖5是根據(jù)示例實施方式的氣缸襯套的側(cè)視圖;
圖6是圖5的氣缸襯套的局部剖視圖;
圖7是圖5的氣缸襯套的上部的細節(jié)的剖視圖,示出了周向冷卻凹部;
圖8是圖7的細節(jié),其中軸向支撐構(gòu)件插入在周向冷卻凹部內(nèi);
圖9是圖8的細節(jié),其中周向支撐構(gòu)件包圍氣缸襯套的上部;
圖10示出了軸向支撐構(gòu)件的細節(jié);
圖11示出了圖9的細節(jié),其中管件用于將冷卻劑供應至周向冷卻凹部;
圖12示出了圖9的細節(jié),其中管件用于從冷卻凹部排出冷卻劑;
圖13以剖視圖示出了周向支撐構(gòu)件;
圖14示出了圖5的氣缸襯套的正分解圖,其中沒有周向支撐構(gòu)件;
圖15示出了圖5的氣缸襯套的正視圖,其中沒有周向支撐構(gòu)件;
圖16圖示了軸向支撐構(gòu)件;
圖17是圖5的氣缸襯套的頂部的剖視圖;以及
圖18是圖示了圖6的氣缸襯套和現(xiàn)有技術的氣缸襯套的運行表面的溫度的曲線圖。
具體實施方式
在如下詳細描述中,將參照示例實施方式中的大型二沖程渦輪增壓壓縮點火十字頭式內(nèi)燃發(fā)動機來描述內(nèi)燃發(fā)動機。圖1、2和3示出了具有曲軸8和十字頭9的大型低速渦輪增壓二沖程柴油發(fā)動機。圖3示出了具有其進氣和排氣系統(tǒng)的大型低速渦輪增壓二沖程柴油發(fā)動機的示意圖示。在該示例實施方式中,該發(fā)動機具有直列的四個氣缸。大型低速渦輪增壓二沖程柴油發(fā)動機通常具有由發(fā)動機框架11承載的四到十四個直列氣缸。該發(fā)動機例如可以用作船舶的主發(fā)動機或用作操作發(fā)電站中的發(fā)電機的固定發(fā)動機。該發(fā)動機的總輸出例如可以從1,000kw到110,000kw。
在該示例實施方式中,該發(fā)動機為二沖程單流式壓縮點火發(fā)動機,該電動機具有位于氣缸襯套1的下部區(qū)域處的掃氣口18和位于氣缸襯套1的頂部處的中央排氣閥4。掃氣空氣從掃氣空氣接收器2傳送到各個氣缸1的掃氣口18。氣缸襯套1中的活塞18壓縮掃氣空氣,并且從氣缸蓋22中的燃料噴射閥噴射燃料,接著發(fā)生燃燒并產(chǎn)生排氣。
當排氣閥4打開時,排氣通過與氣缸1相關聯(lián)的排氣通道流入排氣接收器3內(nèi)并且通過第一排氣管道19向前流至渦輪增壓器5的渦輪機6,該排氣通過第二排氣管道經(jīng)由節(jié)能器20流出到出口21進入大氣。通過一軸,渦輪機6驅(qū)動壓縮機7,從而經(jīng)由進氣口12供應新鮮空氣。壓縮機7將加壓的掃氣空氣輸送到通向掃氣空氣接收器2的掃氣空氣管道13。管道13中的掃氣空氣經(jīng)過中間冷卻器14,該中間冷卻器14將以約200℃離開壓縮機的掃氣空氣冷卻至約36℃到80℃的溫度。
被冷卻的掃氣空氣通過由電馬達17驅(qū)動的輔助鼓風機16,當渦輪增壓器5的壓縮機7不能輸送用于掃氣接收器2的足夠壓力時,即在發(fā)動機的低負荷或局部負荷狀態(tài)下,該輔助鼓風機16對掃氣空氣流進行加壓。在發(fā)動機負荷較高時,渦輪增壓器的壓縮機7輸送被充分地壓縮的掃氣空氣,然后經(jīng)由單向閥15繞過輔助鼓風機16。
圖4、圖5和圖6示出了總體上表示為1的用于大型二沖程十字頭式發(fā)動機的氣缸襯套。根據(jù)發(fā)動機尺寸,該氣缸襯套1可以以不同尺寸制造,其中氣缸缸孔通常在從250mm到1000mm的范圍,并且相應的典型長度在從1000mm到4500mm的范圍內(nèi)。氣缸襯套1一般以鑄鐵制造,并且可以是一體的或者分成首尾相連地組裝的兩個或更多個部分。在分開式襯套的情況下,也可以用鋼制造上部。大型二沖程十字頭式發(fā)動機是針對非常高的有效壓縮比如1:16到1:20而開發(fā)的,這必然在需要承受燃燒室內(nèi)壓力的元件諸如例如氣缸襯套1、活塞10和活塞環(huán)(未示出)上作用沉重負荷。
在圖4中,氣缸襯套1被示出為安裝在氣缸座23中,其中氣缸蓋22放置在氣缸襯套1的頂部上,在氣缸蓋22和氣缸襯套1之間具有氣密接口。在圖4中,沒有示出活塞10,以便提供具有其氣缸潤滑孔25和氣缸潤滑線24的氣缸襯套1的清楚視圖,該氣缸潤滑孔25和氣缸潤滑線24允許在活塞10經(jīng)過潤滑線24時供應氣缸潤滑油,之后活塞環(huán)將氣缸潤滑油分布在氣缸襯套的運行表面上。
管件26用于向位于氣缸襯套1的上部處的冷卻和加強裝置30供應液體冷卻劑例如水。管件28用于將液體冷卻劑從冷卻和加強裝置30輸送到氣缸蓋22。管件27用于將液體冷卻劑從氣缸蓋22排出到冷卻系統(tǒng)。供應至冷卻和加強裝置30的液體冷卻劑由本身公知的冷卻系統(tǒng)(未示出)提供,該冷卻系統(tǒng)以受控供應溫度提供液體冷卻劑,并且從氣缸蓋22排出的冷卻劑返回到冷卻系統(tǒng)進行再調(diào)。氣缸襯套1的壁29在氣缸襯套的軸向范圍上具有變化厚度。在所示的實施方式中,壁29的最薄部分位于氣缸襯套1的底部處,即位于掃氣口18下方的部分處。氣缸襯套1的壁29的最厚部分位于氣缸襯套1的軸向范圍中的上部中。在氣缸襯套1的軸向范圍的中間附近,氣缸襯套1的厚度的急劇過渡用作允許氣缸安置在氣缸座23上的臺肩。氣缸蓋22利用由張緊螺栓施加的較大的力擠壓在氣缸襯套1的上表面上。
圖5和圖6更詳細地示出了氣缸襯套1,其中該氣缸襯套1的軸向軸線x以及冷卻和支撐裝置30被封閉在圖6中的矩形虛線框中。氣缸襯套1的最上面部分即氣缸襯套1最接近該氣缸襯套的、與氣缸蓋22形成接口的縱向端的部分從氣缸襯套1的頂部在一定距離上延伸,如箭頭u所示。該最接近氣缸襯套1的上端的區(qū)域為氣缸襯套暴露于燃燒過程的最高壓力和最高溫度的區(qū)域。因此,與氣缸襯套的剩余范圍相比,該區(qū)域必須具有最有效的冷卻和最堅固的構(gòu)造。
最上面部分u從臺肩89開始延伸,該臺肩89由氣缸襯套本體朝向該氣缸襯套1的上端向上增加的直徑段形成。
圖7更詳細地示出了冷卻和支撐裝置30。該冷卻和支撐裝置30設置在氣缸襯套1的部分u處,該部分u最接近氣缸襯套1的與氣缸蓋22形成接口的軸向端。該部分u還是氣缸襯套的暴露于燃燒過程的最高壓力和溫度的部分。因此,氣缸襯套的壁29的厚度在氣缸襯套1的該部分中相對較高。
然而,需要進行強制冷卻,并且必須將強制冷卻布置成較接近于氣缸襯套1的該部分的運行表面,以便將氣缸襯套1的該部分的運行表面的溫度保持在可接受的水平(根據(jù)氣缸襯套1的材料類型,最大運行表面溫度必須低于例如約300℃或者在某些情況下低于約280℃)。關于此,在氣缸襯套1的上部u中設置周向凹部31以便提供用于接收液體冷卻劑的空間。凹部31朝向氣缸襯套1的外表面開口并且在一個實施方式中設置有上凹窩32和下凹窩33。該凹部的開口在朝下支撐表面34和朝上支撐表面35之間具有軸向高度h。
該凹部31可以通過銑削過程來形成,或者在襯套是鑄造產(chǎn)品的情況下可以作為該鑄造過程的一部分而形成。在后者情況下,應該在鑄造之后將該凹部加工成精確地限定的形狀。
上凹窩32和下凹窩33的曲面與計算出的形狀一致,該計算出的形狀使得氣缸襯套1的材料中的應力最小。
圖7中的箭頭f代表氣缸蓋22施加在氣缸襯套1的頂表面上的力。該力f的大小如此之大以致于如果在朝下支撐表面34和朝上支撐表面35之間的間隙中沒有軸向支撐則氣缸襯套1將變形。該軸向支撐在圖8中示出。軸向支撐構(gòu)件36被插入環(huán)狀凹部31內(nèi),從而基本填滿在朝下表面34和朝上表面35之間具有跨度h的間隙。如圖8所示,軸向支撐構(gòu)件36支撐氣缸襯套壁的結(jié)構(gòu),并且傳遞力f的相當大的部分,由此防止氣缸襯套1的上部變形,如豎直箭頭所示。圖10示出了軸向支撐構(gòu)件36的細節(jié)。該軸向支撐構(gòu)件可以采取環(huán)的形式,例如具有兩個或更多個部分的開口環(huán)(在圖中示出了具有兩個部分的開口環(huán),但是本領域技術人員清楚的是,該軸向支撐構(gòu)件可以由多于兩個的多個構(gòu)件形成,并且該多個部件不需要形成連續(xù)環(huán),并且可以索性是適合于給環(huán)狀凹部31提供軸向支撐的多個柱等)。軸向支撐構(gòu)件36在朝上表面39和朝下表面40之間具有軸向范圍h。軸向支撐構(gòu)件36的軸向范圍h優(yōu)選略微小于周向凹部31的開口中的間隙的軸向范圍h,從而在氣缸蓋22沒有施加力f時在軸向支撐構(gòu)件和該間隙之間存在間隙。該間隙將允許氣缸襯套1略微變形,直到朝下支撐表面34和朝上支撐表面35與軸向支撐構(gòu)件36的相應的朝上表面39和朝下表面40抵接。氣缸襯套1的上部的材料的這種略微變形致使上凹窩32周圍和下凹窩33周圍的襯套材料發(fā)生預張緊,這種預張緊抵消了在相應的凹窩31、32中形成裂紋的風險。
還可以利用零間隙或負間隙來以其它方式控制張力。
圖14、圖15和圖16更詳細地示出了周向支撐構(gòu)件36及其組件。在該示例實施方式中,軸向支撐構(gòu)件36包括一起形成環(huán)的2個半部48、49。兩個半部48、49被松動地插入到周向凹部31內(nèi),并且它們不彼此連接。圖14示出了組裝過程中的兩個半部48、49,圖15示出了組裝之后的兩個半部48、49。
每個半部48、49設置有在開口43中形成冷卻劑入口的狹槽和形成冷卻劑出口孔42的狹槽。形成冷卻劑出口孔42的狹槽為具有圓頭端的t形,以避免由于材料中的應力而產(chǎn)生裂紋。
如圖9所示,周向支撐構(gòu)件37圍繞氣缸襯套1的上部放置。周向支撐構(gòu)件37的朝下表面擱置在氣缸襯套1的上部u中的朝上臺肩38上。周向支撐構(gòu)件37給氣缸襯套1的上部分u提供徑向支撐,這在圖9中由水平箭頭表示。在一個示例實施方式中,周向支撐構(gòu)件37為高強度鋼的一體式環(huán)狀體。為了提高周向支撐構(gòu)件37提供徑向支撐的能力,其收縮配合在氣缸襯套1的上部周圍以由此在氣缸襯套材料中以及在周向支撐構(gòu)件37的材料中產(chǎn)生預張緊。如圖9中的上部的一對相反箭頭所示,周向支撐構(gòu)件37在周向冷卻凹部31上方預張緊在氣缸襯套的軸向范圍周圍,并且如圖9中的下部的一對相反箭頭所示,周向支撐構(gòu)件37在周向冷卻凹部31下面預張緊在氣缸襯套1的所述軸向范圍周圍。
在另一個實施方式中,使用了松動安裝的周向支撐構(gòu)件37(堅固支承件)。來自于氣缸襯套的熱膨脹將產(chǎn)生與周向支撐構(gòu)件(堅固支承件)的接觸。
在一個實施方式中,周向支撐構(gòu)件37具有相當大的壁厚,并且可以被認為是堅固支承件。
如圖9中的上部的一對水平箭頭所示在周向支撐構(gòu)件37的上部處以及如圖9中的下部的一對水平箭頭所示在周向支撐構(gòu)件37的下部處,徑向力在氣缸襯套1和周向支撐構(gòu)件37之間傳遞。周向支撐構(gòu)件37的中間區(qū)段不處理任何顯著的徑向力,并且在軸向支撐構(gòu)件36和周向支撐構(gòu)件37之間沒有任何顯著大小的徑向力。
周向支撐構(gòu)件37設置有環(huán)狀凹部47以提供供液體冷卻劑通過的空間。設置了用于將氣缸襯套1和周向支撐構(gòu)件37之間的過渡密封的墊片(未示出)以確保液密密封。圖13以剖視圖更詳細地示出了周向支撐構(gòu)件37。
如圖11中所示,流入口孔46設置在周向支撐構(gòu)件37中。該流入口孔46基本被放置在周向支撐構(gòu)件的低應力水平的區(qū)域(諸如例如中間高度)中,即放置在周向支撐構(gòu)件37的不處理任何顯著徑向力的部分中。流入口孔46連接至周向支撐構(gòu)件37中的朝內(nèi)周向凹部47??梢杂卸嘤谝粋€的流入口孔46,但是并不認為這是必須或有利的。流入口孔46連接至從冷卻系統(tǒng)供應冷卻劑的液體冷卻劑供應管道26。液體冷卻劑能夠經(jīng)由軸向支撐構(gòu)件36中的流入口孔43流入周向凹部31內(nèi)。經(jīng)由流入口孔43,液體冷卻劑能夠直接進入下凹窩33,并且該液體冷卻劑能夠軸向支撐構(gòu)件36中的向內(nèi)指向的周向凹部41而流向上凹窩41。圖11中的箭頭大致表示出了液體冷卻劑的流動方向。
如圖12所示,傾斜流出口管44從上凹窩32延伸到位于周向支撐構(gòu)件37的外側(cè)的連接塊50。傾斜流出口管44延伸穿過軸向支撐構(gòu)件36中的出口孔42并進一步延伸穿過基本布置在周向支撐構(gòu)件37的中間高度的傾斜孔45。流出口管44的傾斜布置確保流出口管44的入口位于周向凹部31的最高部分處,即位于上凹窩32中;并且流出口管44的傾斜方向允許將傾斜孔45放置在周向支撐構(gòu)件37的中間高度,即放置在周向支撐構(gòu)件37的不處理任何顯著徑向力的部分中。傾斜流出口管44的出口,例如經(jīng)由位于流出口管44的一端的焊接凸緣,而連接至連接塊50。
連接塊50被固定至周向支撐構(gòu)件37的外周表面。連接塊50設置有成角度孔,并且向上延伸的冷卻水轉(zhuǎn)移管道28連接至連接塊50的上側(cè)。冷卻水轉(zhuǎn)移管道28用于將液體冷卻劑向氣缸蓋22引導以對后者進行冷卻。圖12中的箭頭大體表示出了液體冷卻劑的流動方向。
圖17是氣缸襯套1的上部u的剖視圖,示出了冷卻和支撐裝置30的入口和出口布置。與現(xiàn)有技術設計中在氣缸襯套的上部中氣缸襯套材料的劇烈波動溫度相比,該冷卻和支撐裝置30的構(gòu)造在氣缸襯套1的上部u中提供了氣缸壁材料的在周向上基本均勻的溫度分布。
圖18是示出了相對于與氣缸蓋22的配合表面(頂表面)的距離測定的氣缸襯套1的運行表面的溫度的曲線圖。未中斷線表示本發(fā)明設計即根據(jù)在該文件中描述的實施方式的氣缸蓋的溫度曲線。中斷曲線表示現(xiàn)有技術氣缸襯套諸如例如從wo97/42406已知的氣缸襯套的溫度曲線。在氣缸襯套1的上部u中,用于本發(fā)明設計和現(xiàn)有技術設計的溫度曲線在實踐上是重疊的即相同的。這是預期到的,因為無論在本發(fā)明的設計中還是在現(xiàn)有技術設計中,氣缸襯套1的上部u都被強制冷卻。不同之處在于,本發(fā)明設計利用周向冷卻凹部提供了在周向上完全均勻的冷卻,而現(xiàn)有技術設計的多個傾斜孔不能提供在周向上的均勻冷卻,從而導致溫度沿著氣缸襯套1的上部的周向范圍波動。然而,這無法在圖18中看到,因為圖18是關于軸向方向而不是周向來繪制溫度的。這兩個曲線在氣缸襯套1的軸向范圍的正好在上部u下方的部分顯著不同(在該曲線圖中,上部從0延伸至約0.3m,并且該上部下面的具有顯著不同溫度的部分從約0.3m延伸至1.3m,但是應該指出,這些數(shù)字僅僅對于具體形狀和尺寸的氣缸襯套1有效,并且在其他設計中可能非常不同)。
在正好在本發(fā)明設計的氣缸襯套1的上部下面的軸向范圍中的部分中沒有強制冷卻致使運行表面的溫度明顯更高,溫度差高達50℃。在正好在氣缸襯套1的上部u下面的區(qū)域中的運行表面的溫度增加使得酸性燃燒產(chǎn)物的凝結(jié)更少,因而使得氣缸襯套1的腐蝕減少并且使得氣缸油的消耗減少(氣缸油具有用于補償燃燒產(chǎn)物中的酸度的基本成分)。沿著運行表面進一步向下,即從氣缸蓋大于約1.3m處,本發(fā)明設計和現(xiàn)有技術設計的運行表面的溫度相同,同樣無需增加溫度,這是因為由于燃燒室的膨脹,高濃度的酸性燃燒產(chǎn)物不到達氣缸襯套的運行表面的該部分。在最大連續(xù)額定功率的100%以下的發(fā)動機負荷下,除了氣缸襯套的上部u之外不對氣缸襯套進行強制冷卻的優(yōu)點同樣重要。正好在氣缸襯套的上部u下面在軸向氣缸襯套1中的運行表面得到更高溫度同樣適合于較低發(fā)動機負荷。
已經(jīng)結(jié)合這里的各種實施方式描述了本發(fā)明。然而,經(jīng)過研究附圖、該公開以及所附權利要求,在實踐所要求保護的發(fā)明時,本領域技術人員可以理解并執(zhí)行對所公開實施方式進行的各種改動。在權利要求中,措辭“包括”并不排除其它元件或步驟,并且不定冠詞“一”也不排除多個。在彼此不同的從屬權利要求中引述的一些測量的唯一事實并不表明這些測量的組合不能用來突出優(yōu)點。在權利要求中使用的附圖標記不應該被解釋為對范圍進行限制。