БЛОК ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА БЛОКА ЦИЛИНДРОВ Российский патент 2018 года по МПК F02F1/18 C23C4/12 

Область техники

Настоящее изобретение относится к блоку цилиндров двигателя внутреннего сгорания и способу производства блока цилиндров.

Уровень техники

Публикация японской заявки на полезную модель № 6-22547 (JP 6-22547 U) раскрывает двигатель внутреннего сгорания, имеющий структуру тепловой защиты, которая предотвращает утечку тепла внутри камеры сгорания к нижней стороне блока цилиндров. В частности, в двигателе внутреннего сгорания из JP 6-22547 U, материал, имеющий низкую теплопроводность, располагается между прокладкой головки, расположенной на стороне головки цилиндра, и гильзой цилиндра, расположенной на стороне блока цилиндров.

Сущность изобретения

Когда это касается стенки ствола цилиндра блока цилиндров, конфигурация, описанная в JP 6-22547 U, может быть не в состоянии сдерживать теплопередачу от стороны, более близкой к головке цилиндра, к стороне, отдаленной от головки цилиндра в осевом направлении цилиндра.

Настоящее изобретение предоставляет блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания, в котором теплопередача внутри стенки гильзы цилиндра со стороны, более близкой к головке цилиндра, в сторону, отдаленную от головки цилиндра в осевом направлении цилиндра, может сдерживаться, и способ производства блока цилиндров.

Первый аспект настоящего изобретения является блоком цилиндров двигателя внутреннего сгорания. Блок цилиндров включает в себя стенку ствола цилиндра. Стенка ствола цилиндра способна удерживать поршень, так что поршень выполняет возвратно-поступательное движение. По меньшей мере, одна часть стенки ствола цилиндра в осевом направлении цилиндра включает в себя множество слоев, которые отличаются друг от друга по плотности. Множество слоев включает в себя первый слой и второй слой. Первый слой располагается ближе к головке цилиндров в осевом направлении цилиндра. Второй слой располагается дальше от головки цилиндра и имеет меньшую плотность, чем первый слой.

В блоке цилиндров стенка ствола цилиндра может включать в себя гильзу цилиндра. По меньшей мере, одна часть стенки ствола цилиндра может быть, по меньшей мере, одной частью гильзы цилиндра в осевом направлении цилиндра.

Блок цилиндров может иметь водяную рубашку, через которую протекает хладагент двигателя. Стенка ствола цилиндра может включать в себя гильзу цилиндра и основную стенку. Основная стенка может быть расположена на внешней круговой стороне гильзы цилиндра и на внутренней стороне водяной рубашки в радиальном направлении цилиндра. По меньшей мере, одна часть стенки ствола цилиндра может быть, по меньшей мере, одной частью основной стенки в осевом направлении цилиндра.

В блоке цилиндров, по меньшей мере, в одной части стенки ствола цилиндра в осевом направлении цилиндра, плотность может уменьшаться ступенчато, когда расстояние от головки цилиндра увеличивается.

В блоке цилиндров слой более высокой плотности может быть предусмотрен самым дальним на стороне, более близкой к головке цилиндра, по меньшей мере, в одной части в осевом направлении цилиндра. Стенка ствола цилиндра может включать в себя слой низкой плотности, который располагается дальше на стороне, более близкой к головке цилиндра, чем, по меньшей мере, одна часть в осевом направлении цилиндра. Слой низкой плотности может иметь более низкую плотность, чем слой наибольшей плотности. Слой низкой плотности может быть выполнен из того же материала, что и слой наибольшей плотности.

Второй аспект настоящего изобретения является способом производства блока цилиндров. Блок цилиндров включает в себя стенку ствола цилиндра, которая удерживает поршень так, чтобы предоставлять возможность возвратно-поступательного движения поршня. По меньшей мере, одна часть стенки ствола цилиндра в осевом направлении цилиндра включает в себя множество слоев, которые отличаются друг от друга по плотности. Множество слоев включает в себя первый слой и второй слой. Первый слой располагается ближе к головке цилиндров в осевом направлении цилиндра. Второй слой располагается дальше от головки цилиндра и имеет меньшую плотность, чем первый слой. Способ производства блока цилиндров включает в себя: формирование одного слоя стенки ствола цилиндра, в качестве этапа формирования одного слоя, повторяя действие перемещения формующей головки трехмерной формовочной машины назад и вперед в направлении оси X, в то же время перемещая формующую головку в направлении оси Y; и многократно выполняя этап формирования одного слоя, в качестве этапа наслоения, так, что слои стенки ствола цилиндра наслаиваются в направлении оси Z, и так, что плотность второго слоя ниже плотности первого слоя в участке, который должен изменяться по плотности слоев. Этап формирования одного слоя и этап наслоения являются этапом формования. Этап формования является этапом формования стенки ствола цилиндра в трехмерном пространстве, определенном осью X, осью Y и осью Z. Направление оси Z параллельно осевому направлению цилиндра.

Блок цилиндров согласно способу производства блока цилиндров может иметь водяную рубашку, через которую протекает хладагент двигателя. Стенка ствола цилиндра может включать в себя гильзу цилиндра. Участок стенки ствола цилиндра, для которого этап формования выполняется, может быть гильзой цилиндра. Способ производства блока цилиндров может дополнительно включать в себя внедрение гильзы цилиндра в стенку ствола цилиндра, этап внедрения гильзы, так что, когда гильза цилиндра рассматривается с осевого направления цилиндра, гильза цилиндра обращена к водяной рубашке в позициях двух точек, в которых прямая линия, проходящая через центр ствола цилиндра и параллельная оси X, и внешняя окружность гильзы цилиндра пересекаются друг с другом.

В блоке цилиндров согласно способу производства блока цилиндров, стенка ствола цилиндра может дополнительно включать в себя основную стенку. Основная стенка может быть расположена на внешней круговой стороне гильзы цилиндра и на внутренней стороне водяной рубашки в радиальном направлении цилиндра. Участок стенки ствола цилиндра, для которого этап формования выполняется, может быть основной стенкой. Направление оси X может быть задано так, что, когда основная стенка рассматривается с осевого направления цилиндра, основная стенка обращена к водяной рубашке в позициях двух точек, в которых прямая линия, проходящая через центр ствола цилиндра и параллельная оси X, и внешняя окружность основной стенки пересекаются друг с другом.

Если плотность стенки ствола цилиндра является низкой, тепловая проводимость стенки ствола цилиндра является низкой. В настоящем изобретении, по меньшей мере, одна часть стенки ствола цилиндра в осевом направлении цилиндра конфигурируется так, что плотность слоя, расположенного дальше от головки цилиндра, ниже плотности слоя, расположенного ближе к головке цилиндра в осевом направлении цилиндра. Согласно настоящему изобретению, представляется возможным сдерживать теплопередачу внутри стенки ствола цилиндра от стороны, более близкой к головке цилиндра, к стороне, отдаленной от головки цилиндра в осевом направлении цилиндра, таким образом, изменяя плотность стенки ствола цилиндра в осевом направлении цилиндра.

Краткое описание чертежей

Признаки, преимущества и техническое и промышленное значение примерных вариантов осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых аналогичные номера обозначают аналогичные элементы, и на которых:

Фиг. 1 - вид блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания согласно варианту 1 осуществления, когда рассматривается со стороны головки цилиндра в осевом направлении цилиндра;

Фиг. 2 - вид, схематично представляющий форму сечения блока цилиндров, взятого по линии II-II, указанной на фиг. 1;

Фиг. 3 - вид в перспективе, представляющий гильзу цилиндра, показанную на фиг. 2;

Фиг. 4 - схема, иллюстрирующая последовательность этапа формования гильзы цилиндра;

Фиг. 5 - вид, представляющий форму сечения блока цилиндров, взятого по линии V-V, указанной на фиг. 2;

Фиг. 6 - вид, иллюстрирующий результаты блока цилиндров согласно варианту 1 осуществления;

Фиг. 7 - временная диаграмма, представляющая пример характеристик температур двигателя внутреннего сгорания, повышающихся из холодного состояния в гибридном электрическом транспортном средстве, которое может двигаться с помощью двигателя внутреннего сгорания под управлением периодической работой;

Фиг. 8 - вид в перспективе, представляющий гильзу цилиндра блока цилиндров согласно варианту 2 осуществления;

Фиг. 9 - вид в перспективе, представляющий гильзу цилиндра согласно модифицированному примеру варианта 2 осуществления;

Фиг. 10 - вид, представляющий форму сечения блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания согласно варианту 3 осуществления;

Фиг. 11 - вид блока цилиндров, когда рассматривается со стороны головки цилиндра в осевом направлении цилиндра;

Фиг. 12 - вид блока цилиндров, когда рассматривается с направления стрелки C на фиг. 11; и

Фиг. 13 - вид в перспективе, представляющий гильзу цилиндра блока цилиндров согласно варианту 4 осуществления.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылкой на чертежи. Настоящее изобретение не ограничивается вариантами осуществления, показанными ниже, но может быть реализовано с различными модификациями, выполненными в нем в рамках сути изобретения. Насколько возможно, примеры, описанные в вариантах осуществления, и другие модифицированные примеры могут надлежащим образом быть объединены иначе чем в сочетаниях, явно показанных в данном документе. На чертежах одинаковым или аналогичным компонентам даны одинаковые ссылочные знаки.

Вариант 1 осуществления изобретения

Конфигурация блока цилиндров варианта 1 осуществления

Фиг. 1 - это вид блока 10 цилиндров двигателя внутреннего сгорания согласно варианту 1 осуществления настоящего изобретения, когда рассматривается со стороны головки 18 цилиндра (см. фиг. 2) в осевом направлении цилиндра. Например, блок 10 цилиндров, показанный на фиг. 1, предназначается для рядного четырехцилиндрового двигателя и включает в себя четыре ствола 12 цилиндров, выстроенных в ряд.

Блок 10 цилиндров включает в себя стенку 14 ствола цилиндра, которая является участком, формирующим стволы 12 цилиндров. Стенка 14 ствола цилиндра удерживает поршень 2 (см. фиг. 2), вставленный в каждый ствол 12 цилиндра, так, чтобы предоставлять возможность возвратно-поступательного движения поршня 2. Блок 10 цилиндров дополнительно включает в себя водяную рубашку 16, которая формируется так, чтобы окружать стенку 14 ствола цилиндра, и через которую циркулирует хладагент двигателя. В этом варианте осуществления участок, расположенный с внутренней стороны водяной рубашки 16 в радиальном направлении цилиндра, когда блок 10 цилиндров рассматривается с осевого направления цилиндра, называется стенкой 14 ствола цилиндра.

Более конкретно, в примере, показанном на фиг. 1, стенка 14 ствола цилиндра имеет структуру, в которой части стенки, соответственно, формирующие четыре ствола 12 цилиндров, соединяются как одно целое друг с другом (так называемая сиамская структура). Когда блок 10 цилиндров рассматривается с осевого направления цилиндра, водяная рубашка 16 формируется так, чтобы окружать всю окружность стенки 14 ствола цилиндра, таким образом, соединяясь как одно целое, по форме стенки 14 ствола цилиндра. Соответственно, в примере, показанном на фиг. 1, водяная рубашка 16 формируется так, чтобы окружать участок в круговом направлении цилиндра, а не всю окружность, каждой части стенки 14 ствола цилиндра.

Фиг. 2 - это вид, схематично представляющий форму сечения блока 10 цилиндров, взятого по линии II-II, указанной на фиг. 1. Линия II-II проходит через центр ствола 12 цилиндра, когда рассматривается с осевого направления цилиндра.

Как показано на фиг. 2, стенка 14 ствола цилиндров этого варианта осуществления включает в себя цилиндрическую гильзу 20 цилиндра, чтобы формировать ствол 12 цилиндра. Соответственно, внутренняя круговая поверхность гильзы 20 цилиндра функционирует как круговая поверхность ствола 12 цилиндра. Гильза 20 цилиндра соответствует диапазону скольжения поршня 2 в осевом направлении цилиндра и формируется так, чтобы протягиваться почти по всему стволу 12 цилиндра. В примере, показанном на фиг. 2, водяная рубашка 16 формируется так, чтобы окружать участок стенки 14 ствола цилиндра (более конкретно, участок на стороне, ближней к головке 18 цилиндра) в осевом направлении цилиндра.

Фиг. 3 - это вид в перспективе, представляющий гильзу 20 цилиндра, показанную на фиг. 2. Как показано на фиг. 3, гильза 20 цилиндра имеет двухслойную структуру, состоящую из слоя 20a высокой плотности, имеющего более высокую плотность, и слоя 20b низкой плотности, имеющего более низкую плотность, чем слой 20a высокой плотности (другими словами, более высокую пористость, чем слой 20a высокой плотности). Слой 20a высокой плотности предусматривается на стороне, более близкой к головке 18 цилиндра в осевом направлении цилиндра, а слой 20b низкой плотности предусматривается на стороне, более отдаленной от головки 18 цилиндра относительно слоя 20a высокой плотности. Вследствие этой структуры, в гильзе 20 цилиндра в целом в осевом направлении цилиндра плотность слоя, расположенного дальше от головки 18 цилиндра (т.е., слоя 20b низкой плотности) ниже плотности слоя, расположенного ближе к головке 18 цилиндра (т.е., слоя 20a высокой плотности). Слой 20a высокой плотности и слой 20b низкой плотности формируются как одно целое. Слой 20a высокой плотности является примером первого слоя. Слой 20b низкой плотности является примером второго слоя.

Блок 10 цилиндров, включающий в себя участки, отличные от гильзы 20 цилиндра стенки 14 ствола цилиндра, изготавливается из металлического материала (например, алюминиевого сплава). Аналогично, гильза 20 цилиндра также изготавливается из металлического материала (например, алюминиевого сплава). Слой 20a высокой плотности и слой 20b низкой плотности формируются как два слоя, которые выполняются из одинакового материала, но отличаются друг от друга по плотности в осевом направлении цилиндра. Например, плотность слоя 20a высокой плотности равна плотности стенки 14 ствола цилиндра, расположенной на внешней круговой стороне гильзы 20 цилиндра.

В примере, показанном на фиг. 3, слой 20a высокой плотности и слой 20b низкой плотности предусматриваются одинаковой толщины (толщины в осевом направлении цилиндра). Однако, соотношение между толщинами слоя 20a высокой плотности и слоя 20b низкой плотности не ограничивается 1:1, и слой 20a высокой плотности может быть сформирован так, чтобы быть толще слоя 20b низкой плотности при необходимости. Наоборот, слой 20a высокой плотности может быть сформирован так, чтобы быть тоньше слоя 20b низкой плотности.

В примере, показанном на фиг. 3, толщина слоя 20a высокой плотности в радиальном направлении цилиндра является такой же, что и толщина слоя 20b низкой плотности. В этой связи, чтобы компенсировать уменьшенную прочность слоя 20b низкой плотности по сравнению со слоем 20a высокой плотности вследствие уменьшенной плотности, толщина слоя 20b низкой плотности в радиальном направлении цилиндра может быть задана больше толщины слоя 20a высокой плотности. Более конкретно, например, толщина слоя 20b низкой плотности в радиальном направлении цилиндра может быть задана большей, когда различие в плотности является более значительным. Чтобы улучшать сопротивление износу, по внутренней круговой поверхности гильзы 20 цилиндра может быть выполнена закаляющая обработка.

Способ производства блока цилиндров варианта 1 осуществления

Способ производства блока 10 цилиндров этого варианта осуществления использует трехмерную формовочную машину, чтобы производить гильзу 20 цилиндра с плотностью, изменяющейся в осевом направлении. Трехмерная формовочная машина делит трехмерные данные о трехмерном объекте, который должен быть отформован (в этом варианте осуществления, гильза 20 цилиндра), на множество слоев в предварительно определенном направлении (в этом варианте осуществления, направление оси Z, которое должно быть описано позже) и наслаивает слои формовочного материала (в этом варианте осуществления, алюминиевый сплав) с самого нижнего слоя на основе данных о форме по каждому слою. Таким образом, трехмерная формовочная машина формирует объект, который должен быть отформован, согласно трехмерным данным. С другой стороны, участки блока 10 цилиндров, отличные от гильзы 20 цилиндра, изготавливаются с помощью литья. Это означает, что, в этом варианте осуществления, участки стенки 14 ствола цилиндра, отличные от гильзы 20 цилиндра, не изготавливаются так, чтобы изменяться по плотности в осевом направлении цилиндра.

Способ производства этого варианта осуществления включает в себя этап формования для формования гильзы 20 цилиндра с помощью трехмерной формовочной машины и этап внедрения гильзы для внедрения гильзы 20 цилиндра в стенку 14 ствола цилиндра. Эти этапы будут описаны подробно ниже.

Этап формования гильзы цилиндра

Фиг. 4 - это схема, иллюстрирующая последовательность этапа формования гильзы 20 цилиндра. Фиг. 4 включает в себя вид в перспективе (слева), представляющий процесс формования гильзы 20 цилиндра, и вид (справа) гильзы 20 цилиндра на каждой стадии этапа формования, когда рассматривается с направления оси Y. Этап формования является этапом формования гильзы 20 цилиндра в трехмерном пространстве, определенном осями X, Y и Z, указанными на фиг. 4. Направление оси Z параллельно осевому направлению цилиндра.

Этап формования включает в себя этап формования одного слоя и этап наслоения. Сначала будет описан этап формования одного слоя. Хотя тип трехмерной формовочной машины, используемой на этапе формования, не ограничивается, например, следующий тип машины используется в этом варианте осуществления. Используемая трехмерная формовочная машина включает в себя формовочную головку 22 (см. фиг. 4), имеющее сопло для инжектирования металлического порошка, являющегося материалом гильзы 20 цилиндра, и источник лазерного луча для приложения лазерного луча, чтобы термически спрессовывать инжектированный металлический порошок.

На этапе формирования одного слоя формовочная головка 22 повторяет действие перемещения назад и вперед в направлении оси X, в то же время перемещаясь в направлении оси Y, что указано как "направление движения" на фиг. 4, в плоскости XY в предварительно определенной области, охватывающей гильзу 20 цилиндра. Когда формовочная головка 22 во время выполнения этого действия доходит до позиции, в которой гильза 20 цилиндра должна быть сформирована, формовочная головка 22 инжектирует металлический порошок через сопло и применяет лазерный луч к инжектированному металлическому порошку. Информация о позициях, в которых гильза 20 цилиндра должна быть сформирована, получается на основе трехмерных данных. Согласно этому участку формирования одного слоя один слой гильзы 20 цилиндра может быть сформирован. Вместо вышеописанного типа трехмерной формовочной машины, например, может быть использован другой тип трехмерной формовочной машины, который включает в себя устройство для распределения количества металлического порошка, соответствующего одному слою, слой за слоем, и формовочную головку, имеющую только источник лазерного излучения, и которая применяет лазерный луч только к тем позициям, в которых гильза 20 цилиндра должна быть сформирована.

Далее, этап наслоения является этапом многократного выполнения этапа формирования одного слоя следующим образом. На этапе наслоения, каждый раз, когда один слой был сформирован, формовочная головка 22 перемещается с предварительно определенным шагом подачи в направлении оси Z, и затем этап формирования одного слоя выполняется, чтобы формировать следующий слой. Шаг подачи соответствует толщине одного слоя. В примере, показанном на фиг. 4, наслоение продвигается со стороны, отдаленной от головки 18 цилиндра, в сторону, более близкую к головке 18 цилиндра в направлении оси Z (осевом направлении цилиндра). Здесь, наслоение на этапе наслоения выполняется так, что слои гильзы 20 цилиндра, сформированные посредством выполнения этапа формирования одного слоя, наслаиваются в направлении оси Z таким образом, что плотность слоя, расположенного дальше от головки 18 цилиндра (т.е., слоя 20b низкой плотности) ниже плотности слоя, расположенного ближе к головке 18 цилиндра (т.е., слоя 20a высокой плотности). Таким образом, согласно этому этапу наслоения, слой 20b низкой плотности формируется первым, а затем формируется слой 20a высокой плотности, как показано на фиг. 4. В гильзе 20 цилиндра этого варианта осуществления все слои гильзы 20 цилиндра, сформированные посредством выполнения этапа формирования одного слоя, являются примером "участка, который должен изменяться по плотности", как называется в настоящем изобретении.

Плотность слоев может изменяться в направлении оси Z посредством изменения коэффициента наполнения металлического порошка в сопле формовочной головки 22. Более конкретно, например, когда коэффициент наполнения в сопле уменьшается, коэффициент пустот (пористость), занимающих слой, созданный посредством термического прессования металлического порошка через применение лазерного луча, увеличивается, т.е., плотность слоя уменьшается. Следовательно, два слоя, которые отличаются друг от друга по плотности, могут быть сформированы посредством увеличения коэффициента наполнения в сопле, когда происходит наслоение, и объект, который должен быть сформирован, переходит от слоя 20b низкой плотности к слою 20a высокой плотности.

Этап внедрения гильзы

Этап внедрения гильзы является этапом внедрения гильзы 20 цилиндра, изготовленной посредством вышеописанного этапа формования, в стенку 14 ствола цилиндра. В этом варианте осуществления, например, гильза 20 цилиндра внедряется в стенку 14 ствола цилиндра посредством отливки внутри литейной формы блока 10 цилиндров, когда участки блока 10 цилиндров, отличные от гильзы 20 цилиндра, изготавливаются посредством литья. Однако, технология внедрения гильзы цилиндра в стенку ствола цилиндра не ограничивается этой технологией, и, например, гильза цилиндра может быть внедрена в стенку ствола цилиндра посредством прессовой посадки.

Фиг. 5 - это вид, представляющий форму сечения блока 10 цилиндров, взятого по линии V-V, указанной на фиг. 2. Этап внедрения гильзы этого варианта осуществления выполняется следующим образом. Согласно этому этапу внедрения гильзы, гильза 20 цилиндра внедряется в стенку 14 ствола цилиндра так, что, когда гильза 20 цилиндра рассматривается с осевого направления цилиндра, как показано на фиг. 5, гильза 20 цилиндра обращена к водяной рубашке 16 в позициях двух точек P1, P2, в которых прямая линия (воображаемая линия) L1, проходящая через центр P0 ствола цилиндра и параллельно оси X, и внешняя окружность гильзы 20 цилиндра пересекаются друг с другом.

Чтобы добавить дополнительные детали, пример, показанный на фиг. 5, является примером случая, когда гильза 20 цилиндра внедряется в стенку 14 ствола цилиндра вышеописанным образом. В этом примере гильза 20 цилиндра внедряется в стенку 14 ствола цилиндра, так что направление, соединяющее впускную сторону и выпускную сторону двигателя внутреннего сгорания (направление, ортогональное направлению выстраивания стволов 12 цилиндров, когда рассматривается с осевого направления цилиндра), и направление оси X во время формования гильзы 20 цилиндра параллельны друг другу.

Результаты варианта 1 осуществления

Фиг. 6 является видом, иллюстрирующим результаты блока 10 цилиндров согласно варианту 1 осуществления настоящего изобретения, и представляет то же сечение, что и фиг. 2. Гильза 20 цилиндра этого варианта осуществления имеет двухслойную структуру, состоящую из слоя 20a высокой плотности, предусмотренного на стороне, более близкой к головке 18 цилиндра, и слоя 20b низкой плотности, предусмотренного на стороне, более отдаленной от головки 18 цилиндра в осевом направлении цилиндра. Если плотность гильзы 20 цилиндра является низкой (т.е., пористость является высокой), тепловая проводимость гильзы 20 цилиндра является низкой. Тепло от газообразных продуктов сгорания переносится на стенку 14 ствола цилиндра, главным образом, на стороне, более близкой к головке 18 цилиндра. Согласно стенке 14 ствола цилиндра, включающей в себя гильзу 20 цилиндра, имеющую вышеописанную двухслойную структуру, теплопередача (см. стрелку на фиг. 6) от стороны, более близкой к головке 18 цилиндра, к стороне, более отдаленной от головки 18 цилиндра в осевом направлении цилиндра, может сдерживаться.

Кроме того, согласно блоку 10 цилиндров этого варианта осуществления, поскольку теплопередача в осевом направлении цилиндра может сдерживаться, температура Tk1 стенки ствола цилиндра на краю стороны, более близкой к головке 18 цилиндра, может быть легко повышена в ранний момент времени во время прогрева двигателя внутреннего сгорания. Поскольку температура масляной пленки между круговой поверхностью ствола 12 цилиндра (внутренней круговой поверхностью гильзы 20 цилиндра) и поршнем 2 повышается соответствующим образом, трение между ними может быть уменьшено. Кроме того, сдерживание теплопередачи в осевом направлении цилиндра также способствует стимулированию теплопереноса по направлению к внешней стороне в радиальном направлении цилиндра (т.е., теплопереноса от стенки 14 ствола цилиндра к водяной рубашке 16) в участке на стороне, более близкой к головке 18 цилиндра. Как было описано выше, согласно конфигурации этого варианта осуществления, может быть получена структура блока цилиндров, которая может улучшать способность двигателя внутреннего сгорания быстро прогреваться с помощью меньшей тепловой энергии.

Улучшающее воздействие на теплоперенос от стенки 14 ствола цилиндра к водяной рубашке 16 (т.е., к хладагенту двигателя) является полезным также после прогрева двигателя внутреннего сгорания в следующем отношении. Поскольку перенос тепла к хладагенту улучшается, температура Tk1 стенки цилиндра может быть более легко уменьшена во время работы двигателя внутреннего сгорания под высокой нагрузкой, так что сопротивление детонации может быть улучшено. Таким образом, структура блока цилиндров этого варианта осуществления может благоприятно добиваться улучшения как способности быстрого прогрева, так и характеристики охлаждения после прогрева.

Далее, пример ситуации, когда результаты структуры блока цилиндров этого варианта осуществления могут быть проявлены, будет описан со ссылкой на фиг. 7. Фиг. 7 - это временная диаграмма, представляющая пример характеристик температур двигателя внутреннего сгорания, повышающихся из холодного состояния в гибридном электрическом транспортном средстве (транспортном средстве, имеющем двигатель внутреннего сгорания и электромотор в качестве источников привода), которое может двигаться с помощью двигателя внутреннего сгорания под управлением периодической работой. Как показано на фиг. 6, ссылочный знак Tk2 обозначает температуру стенки ствола цилиндра на краю на стороне, более отдаленной от головки 18 цилиндра, а ссылочный знак Tw обозначает температуру хладагента внутри водяной рубашки 16. Сплошные линии на фиг. 7 соответствуют транспортному средству, которое использует структуру блока цилиндров этого варианта осуществления, а прерывистые линии на фиг. 7 соответствуют транспортному средству, которое не использует структуру блока цилиндров этого варианта осуществления.

Согласно управлению периодической работой, как показано на фиг. 7, работа двигателя внутреннего сгорания выполняется в течение периода ускорения транспортного средства, и прекращается в течение периода замедления транспортного средства. В течение периода, когда скорость транспортного средства равна нулю, и транспортное средство остановлено, также, работа двигателя внутреннего сгорания останавливается (стоп-старт). Следующие характеристики, свойственные эффекту сдерживания на теплопередачу в осевом направлении цилиндра, обусловленные применением структуры блока цилиндров этого варианта осуществления, могут быть видны из временной диаграммы, показанной на фиг. 7. Согласно кривой сплошной линии температуры Tk1 стенки ствола цилиндра на фиг. 7, по сравнению с ее кривой прерывистой линией, температура Tk1 растет легко во время работы двигателя, и температура Tk1 не уменьшается легко во время остановки двигателя. Те же характеристики могут также быть видны из сравнения между сплошной и прерывистой кривыми линиями температуры Tk2 на стороне, более отдаленной от блока 18 цилиндра. Согласно сплошной кривой линии температуры Tk2, по сравнению с ее прерывистой кривой линией, рост температуры Tk2 сдерживается во время работы двигателя и остановки двигателя. Кроме того, согласно сплошной кривой линии температуры Tw хладагента, по сравнению с ее прерывистой кривой линией, температура Tw охлаждающей линии растет легко во время работы двигателя, как и в случае с температурой Tk1. Этот эффект ускорения роста температуры Tw хладагента приносит с собой другие результаты, такие как стимулирование роста температуры компонентов двигателя внутреннего сгорания, которые требуют прогрева (например, EGR-охладителя), и улучшение характеристики обогрева салона транспортного средства. Кроме того, согласно структуре блока цилиндров этого варианта осуществления, уменьшение температуры Tk1 может сдерживаться также в случае, когда операция работы на холостом ходу, в которой формируется меньшее количество тепла, выполняется в отличие от примера, показанного на фиг. 7. Кроме того, структура блока цилиндров этого варианта осуществления также совместима с управлением остановкой циркуляции жидкости, которое подразумевает остановку циркуляции жидкости к блоку цилиндров во время прогрева двигателя. Т.е., остановка циркуляции жидкости может улучшать эффект ускорения роста температуры Tk1 во время прогрева двигателя.

Как описано выше, в этом варианте осуществления, гильза 20 цилиндра, имеющая двухслойную структуру с плотностью, изменяющейся в осевом направлении цилиндра, формируется посредством этапа формования с помощью трехмерной формовочной машины. Гильза 20 цилиндра, имеющая эту структуру, может также быть изготовлена, например, посредством спекания, без использования трехмерной формовочной машины. В частности, также представляется возможным изменять плотность гильзы цилиндра в осевом направлении цилиндра, изменяя степень наполнения для металлического порошка при термическом прессовании металлического порошка посредством спекания. Однако, гильза цилиндра может быть произведена более простым способом с помощью трехмерной формовочной машины, чем посредством спекания.

Согласно вышеописанному этапу формования, формовочная головка 22 перемещается назад и вперед в направлении оси X в каждом слое гильзы 20 цилиндра. В результате этого действия формовочной головки 22, когда гильза 20 цилиндра рассматривается в сечении в осевом направлении цилиндра, слои формируются в виде полосок, состоящих из прямых линий, параллельных оси X, как концептуально представлено на фиг. 5. В гильзе 20 цилиндра, имеющем такое сечение, теплопроводность от внутренней круговой стороны к внешней круговой стороне выше в направлении, параллельном оси X, чем в направлении, ортогональном оси X (т.е., тепло переносится так, чтобы пересекать каждую прямую линию на шаблоне в полоску). В этой связи, согласно этапу внедрения гильзы этого варианта осуществления, гильза 20 цилиндра внедряется в стенку 14 гильзы цилиндра таким образом, что гильза 20 цилиндра обращается к водяной рубашке 16 в позициях двух точек P1, P2, в которых прямая линия L1, проходящая через центр P0 ствола цилиндра и параллельная оси X, и внешняя окружность гильзы 20 цилиндра пересекаются друг с другом, как показано на фиг. 5. Таким образом, перенос тепла по направлению к внешней стороне в радиальном направлении цилиндра может эффективно стимулироваться в участке, где этот перенос тепла желательно должен стимулироваться (в гильзе 20 цилиндра), этот участок является слоем 20a высокой плотности, предусмотренным на стороне, более близкой к головке 18 цилиндра).

В варианте 1 осуществления, описанном выше, слой 20b низкой плотности и слой 20a высокой плотности наслаиваются в таком порядке на этапе наслоения. Однако, слой 20a высокой плотности и слой 20b низкой плотности могут быть наслоены в таком порядке посредством задания направления оси Z в направлении, противоположном направлению в вышеописанном примере. Плотность слоев гильзы 20 цилиндра может также быть изменена, например, посредством изменения шага подачи вместо коэффициента наполнения в сопле. В частности, например, плотность одного слоя может быть задана более высокой, чем плотность другого слоя посредством настройки шага подачи в одном слое более коротким, чем шага подачи в другом слое. Таким образом, чтобы изменять плотность, шаг подачи может быть отрегулирован в дополнение к или вместо регулировки коэффициента наполнения в сопле.

В варианте 1 осуществления, описанном выше, был показан пример, в котором слой 20a высокой плотности и слой 20b низкой плотности гильзы 20 цилиндра формируются как одно целое посредством трехмерной формовочной машины. Однако, например, множество слоев стенки ствола цилиндра настоящего изобретения, которые отличаются друг от друга по плотности, аналогично слою 20a высокой плотности и слою 20b низкой плотности, могут быть сформированы так, чтобы быть разделенными в единственные слои или группы из произвольного числа слоев в осевом направлении цилиндра. Множество слоев могут быть, в конечном счете, объединены, когда внедряются в блок цилиндров.

Вариант 2 осуществления изобретения

Далее, вариант 2 осуществления настоящего изобретения будет описан со ссылкой на фиг. 8. Фиг. 8 является видом в перспективе, представляющем гильзу 30 цилиндра блока цилиндров согласно варианту 2 осуществления настоящего изобретения. За исключением того, что гильза 20 цилиндра заменяется гильзой 30 цилиндра, блок цилиндров этого варианта осуществления имеет ту же конфигурацию, что и блок 10 цилиндров варианта 1 осуществления, описанного выше.

Как показано на фиг. 8, гильза 30 цилиндра имеет трехслойную структуру с плотностью, изменяющейся в осевом направлении цилиндра. В этом отношении, гильза 30 цилиндра отличается от гильзы 20 цилиндра, имеющей двухслойную структуру. В частности, гильза 30 цилиндра имеет слой 30a высокой плотности, слой 30b средней плотности и слой 30c низкой плотности в таком порядке со стороны, более близкой к головке 18 цилиндра в осевом направлении цилиндра. Слой 30a высокой плотности имеет наибольшую плотность, слой 30b средней плотности имеет вторую наибольшую плотность, и слой 30c низкой плотности имеет наименьшую плотность. Благодаря этой структуре, в гильзе 30 цилиндра этого варианта осуществления в целом в осевом направлении цилиндра, также, плотность слоя, расположенного дальше от головки 18 цилиндра, является более низкой, чем плотность слоя, расположенного ближе к головке 18 цилиндра. Более конкретно, плотность гильзы 30 цилиндра уменьшается ступенчато (например, в три шага), когда расстояние от головки 18 цилиндра увеличивается. Слой 30a высокой плотности является другим примером первого слоя. Слой 30b средней плотности и слой 30c низкой плотности является другим примером второго слоя.

Чтобы добавлять дополнительные подробности, слой 30a высокой плотности, слой 30b средней плотности и слой 30c низкой плотности выполняются из одинакового материала. Например, плотность слоя 30a высокой плотности равна плотности стенки ствола цилиндра, расположенной на внешней круговой стороне гильзы 30 цилиндра. В примере, показанном на фиг. 8, что касается толщин этих слоев, слой 30a высокой плотности является самым толстым, слой 30b средней плотности является вторым по толщине, а слой 30c низкой плотности является самым тонким. Однако, соотношение толщин этих трех слоев не ограничивается этим примером может быть задано соответствующим образом согласно различию в спецификации (например, распределению температуры в цилиндре) двигателя внутреннего сгорания, к которому настоящее изобретение применяется. Гильза 30 цилиндра, имеющая вышеописанную трехслойную структуру, может также быть изготовлена по той же технологии, что и гильза 20 цилиндра варианта 1 осуществления. В частности, этап наслоения варианта 1 осуществления может быть изменен так, что плотность изменяется дважды в осевом направлении цилиндра.

Согласно гильзе 30 цилиндра этого варианта осуществления, описанной выше, число слоев, которые отличаются друг от друга по плотности, увеличивается от числа слоев гильзы 20 цилиндра, имеющей двухслойную структуру. Таким образом, представляется возможным более тонко (более гибко) управлять тем, как тепло передается от ствола 12 цилиндра стенке ствола цилиндра в каждом участке стенки ствола цилиндра в осевом направлении цилиндра. Равные участки, выполненные из одинакового материала, испытывают термическое расширение по-разному, когда эти участки отличаются друг от друга по плотности. В этой связи, предусматривается, что плотности слоев, расположенных на обоих концах ствола цилиндра в осевом направлении цилиндра, задаются равными, различие в плотности между соседними слоями может быть уменьшено посредством увеличения числа слоев, которые отличаются друг от друга по плотности. В результате, различие в термическом расширении на границе между соседними слоями может пресекаться.

В варианте 2 осуществления, описанном выше, гильза 30 цилиндра, имеющая трехслойную структуру с плотностью, изменяющейся в осевом направлении цилиндра, была показана в качестве примера. Однако, для увеличения числа слоев, которые отличаются друг от друга по плотности, число слоев гильзы цилиндра согласно настоящему изобретению не ограничивается тремя, а может быть четырьмя или более, предусматривается, что плотность уменьшается ступенчато, когда расстояние от головки цилиндра увеличивается. Например, конфигурация гильзы цилиндра, имеющей увеличенное число слоев, может быть такой, как показано на фиг. 9.

Фиг. 9 является видом в перспективе, представляющим гильзу 40 цилиндра согласно модифицированному примеру варианта 2 осуществления настоящего изобретения. Гильза 40 цилиндра, показанная на фиг. 9, имеет слой 40a высокой плотности, слой 40b средней плотности и слой 40c низкой плотности в таком порядке со стороны, более близкой к головке 18 цилиндра в осевом направлении цилиндра. Гильза 40 цилиндра отличается от гильзы 30 цилиндра варианта 2 осуществления в том, что состав слоя 40b средней плотности отличается от состава слоя 30b средней плотности. В частности, слой 40b средней плотности не является слоем, плотность которого является постоянной, как в случае со слоем 30b средней плотности, а является слоем, плотность которого уменьшается постепенно, когда расстояние от головки 18 цилиндра увеличивается в осевом направлении цилиндра. Согласно этапу формования, описанному в варианте 1 осуществления, который использует трехмерную формовочную машину, также представляется возможным изменять плотность каждого слоя с одним слоем в качестве минимальной единицы. Следовательно, также представляется возможным практически непрерывно изменять плотность гильзы цилиндра в осевом направлении цилиндра. Таким образом, например, слой 40b средней плотности может быть изготовлен с помощью вышеописанного этапа формования. Альтернативно, гильза цилиндра может быть сконфигурирована так, что плотность изменяется практически непрерывно, не только в слое средней плотности, но на протяжении всей гильзы цилиндра. Слой 40a высокой плотности является другим примером первого слоя. Слой 40b средней плотности и слой 40c низкой плотности является другим примером второго слоя.

Вариант 3 осуществления изобретения

Далее, вариант 3 осуществления настоящего изобретения будет описан со ссылкой на фиг. 10-12.

Конфигурация блока цилиндров варианта 3 осуществления

Фиг. 10 является видом, представляющим форму в разрезе (форму в разрезе в позиции, эквивалентной позиции на фиг. 2) блока 50 цилиндров двигателя внутреннего сгорания согласно варианту 3 осуществления настоящего изобретения. Блок 50 цилиндров этого варианта осуществления отличается от блока 10 цилиндров варианта 1 осуществления в конфигурации стенки 52 ствола цилиндра.

Стенка 52 ствола цилиндра этого варианта осуществления включает в себя гильзу 54 цилиндра и основную стенку 56, которая располагается на внешней круговой стороне гильзы 54 цилиндра, на внутренней стороне водяной рубашки 16 в радиальном направлении цилиндра. В этом варианте осуществления, например, гильза 54 цилиндра не состоит из множества слоев, которые отличаются друг от друга по плотности, а вместо этого основная стенка 56 конфигурируется так, что плотность слоя, расположенного дальше от головки 18 цилиндра, ниже плотности слоя, расположенного ближе к головке 18 цилиндра в осевом направлении цилиндра.

Более конкретно, например, основная стенка 56 имеет слой 56a высокой плотности, слой 56b средней плотности и слой 56c низкой плотности в таком порядке со стороны, более близкой к головке 18 цилиндра в осевом направлении цилиндра, с теми же параметрами плотности, что и в гильзе 40 цилиндра, показанной на фиг. 9. Слой 56a высокой плотности является другим примером первого слоя. Слой 56b средней плотности и слой 56c низкой плотности является другим примером второго слоя.

Способ производства блока цилиндров варианта 3 осуществления

Фиг. 11 является видом блока 50 цилиндров, когда рассматривается со стороны головки 18 цилиндра в осевом направлении цилиндра, а фиг. 12 является видом блока 50 цилиндров, когда рассматривается с направления стрелки C на фиг. 11 (т.е., с одной стороны в направлении выстраивания стволов 12 цилиндров). В этом варианте осуществления, также, направление оси Z является направлением, которое параллельно осевому направлению цилиндра и, например, ориентировано со стороны, отдаленной от головки 18 цилиндра, к стороне, более близкой к головке 18 цилиндра.

Для блока 50 цилиндров этого варианта осуществления участок, включающий в себя основную стенку 56 и исключающий гильзу 54 цилиндра, изготавливается с помощью трехмерной формовочной машины. Участок блока 50 цилиндров, исключающий гильзу 54 цилиндра, может быть, в основном, изготовлен посредством выполнения того же этапа формования, что и этап формования, описанный в варианте 1 осуществления, с объектом, который должен быть сформирован, измененным от гильзы цилиндра до этого участка. В этом варианте осуществления, однако, "участок, который должен изменяться по плотности" для блока 50 цилиндров, в котором плотность желательно должна изменяться в осевом направлении цилиндра, является основной стенкой 56, а не всем блоком 50 цилиндров, исключающим гильзу 54 цилиндра, как указано в качестве диапазона D на фиг. 12. Согласно трехмерной формовочной машине, включающей в себя формовочную головку 22, даже во время процесса формирования одного слоя объекта, который должен быть сформирован, представляется возможным изменять плотность участка одного слоя, изменяя коэффициент наполнения металлического порошка в сопле. В этом варианте осуществления, следовательно, для слоя, в котором участок, соответствующий основной стенке 56 в одном слое, и участок, соответствующий внешней окружности основной стенки 56, присутствуют, этап формования выполняется только с участком, соответствующим основной стенке 56, рассматриваемым в качестве объекта, который должен изменяться по плотности. Гильза 54 цилиндра, которая не является участком, который должен изменяться по плотности в этом варианте осуществления, может быть изготовлена посредством любого широко известного способа производства. Гильза 54 цилиндра может быть вставлена, например, посредством прессовой посадки, в основную стенку 56, изготовленную с помощью трехмерной формовочной машины.

Направление оси X, используемое на этапе формования этого варианта осуществления, задается так, что, когда основная стенка 56 рассматривается с осевого направления цилиндра, как показано на фиг. 11, основная стенка 56 обращается к водяной рубашке 16 в позициях двух точек P3, P4, в которых прямая линия L2, проходящая через центр P0 ствола цилиндра и параллельная оси X, и внешняя окружность основной стенки 56 пересекаются друг с другом. В примере, показанном на фиг. 11, как и в варианте 1 осуществления, направление оси X параллельно направлению, соединяющему впускную сторону и выпускную сторону двигателя внутреннего сгорания (направлению, ортогональному направлению выстраивания стволов 12 цилиндров, когда рассматривается с осевого направления цилиндра).

Результаты варианта 3 осуществления

Конфигурация, аналогичная конфигурации блока 50 цилиндров этого варианта осуществления, в которой плотность основной стенки 56 стенки 52 ствола цилиндра изменяется, как описано выше, может также сдерживать теплопередачу от стороны, более близкой к головке 18 цилиндра, к стороне, более отдаленной от головки 18 цилиндра в осевом направлении цилиндра.

Как описано выше, направление оси X, используемое на этапе формования этого варианта осуществления, задается так, что основная стенка 56 обращается к водяной рубашке 16 в позициях двух точек P3, P4, в которых прямая линия L2, проходящая через центр P0 ствола цилиндра и параллельная оси X, и внешняя окружность основной стенки 56 пересекаются друг с другом. Согласно этой настройке направления оси X, как уже описано в качестве результатов этапа внедрения гильзы варианта 1 осуществления, теплоперенос по направлению к внешней стороне в радиальном направлении цилиндра может эффективно стимулироваться в участке, где этот теплоперенос желательно должен быть стимулирован (в основной стенке 56, этот участок, главным образом, является слоем 56a высокой плотности).

В варианте 3 осуществления, описанном выше, был показан пример, в котором плотность основной стенки 56 для стенки 52 ствола цилиндра изменяется, как описано выше. Однако, в отличие от этого примера, плотности как гильзы цилиндра, так и основной стенки, могут изменяться, как описано выше.

В случае, когда плотность основной стенки изменяется, в отличие от примера основной стенки 56, основная стенка может быть сконфигурирована так, чтобы иметь два или более слоев, которые отличаются друг от друга по плотности в осевом направлении цилиндра, как и с гильзой 20 или 30 цилиндра варианта 1 или 2 осуществления.

В варианте 3 осуществления, описанном выше, весь участок блока 50 цилиндров, исключающий гильзу 54 цилиндра, изготавливается посредством трехмерной формовочной машины. Однако, в отличие от этого примера, может быть использован способ производства, в котором только основная стенка участка блока цилиндров, исключающего гильзу цилиндра, изготавливается с помощью трехмерной формовочной машины, например, и изготовленная основная стенка вставляется в основной корпус блока цилиндров, который изготавливается посредством литья.

Блок цилиндров, для которого настоящее изобретение предназначается, может быть блоком цилиндров, который имеет стенку ствола цилиндра без гильзы цилиндра и конфигурируется так, что плотность основной стенки этой стенки ствола цилиндра изменяется, как описано выше.

Вариант 4 осуществления изобретения

Далее, вариант 4 осуществления настоящего изобретения будет описан со ссылкой на фиг. 13. Фиг. 13 является видом в перспективе, представляющим гильзу 60 цилиндра блока цилиндров согласно варианту 4 осуществления настоящего изобретения. За исключением того, что гильза 20 цилиндра заменяется гильзой 60 цилиндра, блок цилиндров этого варианта осуществления имеет ту же конфигурацию, что и блок 10 цилиндров варианта 1 осуществления.

Как показано на фиг. 13, гильза 60 цилиндра имеет трехслойную структуру с плотностью, изменяющейся в осевом направлении цилиндра. В этом отношении, гильза 60 цилиндра отличается от гильзы 20 цилиндра, имеющей двухслойную структуру. В частности, гильза 60 цилиндра имеет два слоя, слой 60a высокой плотности и слой 60b низкой плотности, в таком порядке со стороны, более близкой к головке 18 цилиндра, в качестве множества слоев, которые конфигурируются так, что плотность слоя, расположенного дальше от головки 18 цилиндра, ниже плотности слоя, расположенного ближе к головке 18 цилиндра в осевом направлении цилиндра. Слой 60a высокой плотности является слоем наибольшей плотности с более высокой плотностью из этих двух слоев, а слой 60b низкой плотности является слоем, имеющим плотность ниже плотности слоя 60a высокой плотности.

Гильза 60 цилиндра дополнительно включает в себя слой 60c низкой плотности, имеющий более низкую плотность, чем слой 60a высокой плотности, в качестве слоя, соседнего со слоем 60a высокой плотности со стороны, более близкой к головке 18 цилиндра относительно слоя 60a высокой плотности в осевом направлении цилиндра. Таким образом, гильза 60 цилиндра этого варианта осуществления конфигурируется так, что плотность слоя, расположенного дальше от головки 18 цилиндра, ниже плотности слоя, расположенного ближе к головке 18 цилиндра, не во всей гильзе 60 цилиндра, а в одной части гильзы 60 цилиндра (т.е., слой 60a высокой плотности и слой 60b низкой плотности) в осевом направлении цилиндра. Слой 60c низкой плотности выполняется из того же материала, что и слой 60a высокой плотности и слой 60b низкой плотности.

Согласно гильзе 60 цилиндра этого варианта осуществления, описанной выше, для слоя 60a высокой плотности и слоя 60b низкой плотности, теплопередача от стороны, более близкой к головке 18 цилиндра, к стороне, более отдаленной от головки 18 цилиндра в осевом направлении цилиндра, может сдерживаться, как и в варианте 1 осуществления. Кроме того, гильза 60 цилиндра включает в себя слой 60c низкой плотности дальше на стороне, более близкой к головке 18 цилиндра, чем слой 60a высокой плотности в осевом направлении цилиндра. Согласно этой конфигурации, в двигателе внутреннего сгорания, которая требуется, чтобы сдерживать вышеупомянутую теплопередачу, а также сдерживать перенос тепла от головки 18 цилиндра к блоку цилиндров, оба этих требования могут быть удовлетворены.

В варианте 4 осуществления, описанном выше, был показан пример, в котором только одна часть гильзы 60 цилиндра в осевом направлении цилиндра (т.е., слой 60a высокой плотности и слой 60b низкой плотности) конфигурируется так, что плотность слоя, расположенного дальше от головки 18 цилиндра, ниже плотности слоя, расположенного ближе к головке 18 цилиндра. Однако, в отличие от этого примера, только одна часть в осевом направлении цилиндра основной стенки (например, основной стенки 56), расположенная на внешней круговой стороне гильзы цилиндра, на внутренней стороне водяной рубашки в радиальном направлении цилиндра, может быть сконфигурирована так, что плотность слоя, расположенного дальше от головки цилиндра, ниже плотности слоя, расположенного ближе к головке цилиндра. Эта основная стенка может включать в себя слой низкой плотности, имеющий более низкую плотность, чем слой наибольшей плотности, который располагается наиболее отдаленно на стороне, более близкой к головке цилиндра, внутри этой одной части, и этот слой низкой плотности может быть предусмотрен дальше на стороне, более близкой к головке цилиндра, чем эта одна часть в осевом направлении цилиндра. Этот слой низкой плотности может быть выполнен из того же материала, что и слой наибольшей плотности.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания содержит стенку ствола (12) цилиндра, способную удерживать поршень для выполнения поршнем возвратно-поступательного движения. По меньшей мере одна часть стенки ствола (12) цилиндра в осевом направлении цилиндра включает в себя множество слоев (30a), (30b), (30c), которые отличаются друг от друга по плотности. Множество слоев (30a), (30b), (30c) включает в себя первый слой (30a) и второй слой (30b). Первый слой (30a) располагается ближе к головке цилиндра в осевом направлении цилиндра. Второй слой (30b) располагается дальше от головки цилиндра и имеет меньшую плотность, чем первый слой. Блок цилиндров имеет водяную рубашку, через которую протекает хладагент двигателя. Стенка ствола (12) цилиндра включает в себя гильзу (30) цилиндра и основную стенку. Основная стенка расположена на внешней круговой стороне гильзы (30) цилиндра и на внутренней стороне водяной рубашки в радиальном направлении цилиндра. По меньшей мере одна часть стенки ствола (12) цилиндра является по меньшей мере одной частью основной стенки в осевом направлении цилиндра. Раскрыт способ производства блока цилиндров. Технический результат заключается в сдерживании теплопередачи внутри стенки гильзы цилиндра со стороны, более близкой к головке цилиндра, в сторону, отдаленную от головки цилиндра в осевом направлении цилиндра. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания, содержащий стенку ствола цилиндра, способную удерживать поршень таким образом, что поршень выполняет возвратно-поступательное движение,

при этом по меньшей мере одна часть стенки ствола цилиндра в осевом направлении цилиндра включает в себя множество слоев, которые отличаются друг от друга по плотности,

причем множество слоев включает в себя первый слой и второй слой,

при этом первый слой располагается ближе к головке цилиндра в осевом направлении цилиндра, а

второй слой располагается дальше от головки цилиндра и имеет меньшую плотность, чем первый слой,

причем блок цилиндров имеет водяную рубашку, через которую протекает хладагент двигателя,

при этом стенка ствола цилиндра включает в себя гильзу цилиндра и основную стенку,

причем основная стенка расположена на внешней круговой стороне гильзы цилиндра и на внутренней стороне водяной рубашки в радиальном направлении цилиндра,

при этом по меньшей мере одна часть стенки ствола цилиндра является по меньшей мере одной частью основной стенки в осевом направлении цилиндра.

2. Блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания по п. 1, в котором

стенка ствола цилиндра включает в себя гильзу цилиндра и

по меньшей мере одна часть стенки ствола цилиндра является по меньшей мере одной частью гильзы цилиндра в осевом направлении цилиндра.

3. Блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания по п. 1 или 2, в котором в по меньшей мере одной части стенки ствола цилиндра в осевом направлении цилиндра плотность стенки ствола цилиндра уменьшается ступенчато, когда расстояние от головки цилиндра увеличивается.

4. Блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания по п. 1 или 2, в котором слой наибольшей плотности предусматривается наиболее отдаленным на стороне, более близкой к головке цилиндра в по меньшей мере одной части в осевом направлении цилиндра,

стенка ствола цилиндра включает в себя слой низкой плотности, который располагается дальше на стороне, более близкой к головке цилиндра, чем по меньшей мере одна часть в осевом направлении цилиндра,

слой низкой плотности имеет более низкую плотность, чем слой наибольшей плотности, и

слой низкой плотности выполняется из того же материала, что и слой наибольшей плотности.

5. Способ производства блока цилиндров,

причем блок цилиндров включает в себя стенку ствола цилиндра, которая удерживает поршень таким образом, чтобы обеспечивать возможность возвратно-поступательного движения поршня,

при этом по меньшей мере одна часть стенки ствола цилиндра в осевом направлении цилиндра включает в себя множество слоев, которые отличаются друг от друга по плотности,

причем множество слоев включает в себя первый слой и второй слой,

при этом первый слой располагается ближе к головке цилиндров в осевом направлении цилиндра, а

второй слой располагается дальше от головки цилиндра и имеет меньшую плотность, чем первый слой,

причем способ производства блока цилиндров включает этапы, на которых:

формируют один слой стенки ствола цилиндра, в качестве этапа формирования одного слоя, повторяя действие перемещения формовочной головки трехмерной формовочной машины назад и вперед в направлении оси X, в то же время перемещая формовочную головку в направлении оси Y; и

многократно выполняют этап формирования одного слоя в качестве этапа наслоения так, что слои стенки ствола цилиндра наслаиваются в направлении оси Z, и так, что плотность второго слоя ниже плотности первого слоя на участке, который должен изменяться по плотности слоев, при этом

этап формирования одного слоя и этап наслоения являются этапом формования,

этап формования является этапом формования стенки ствола цилиндра в трехмерном пространстве, определенном осью X, осью Y и осью Z, и

направление оси Z параллельно осевому направлению цилиндра.

6. Способ производства блока цилиндров по п. 5, при котором

блок цилиндров включает в себя водяную рубашку, через которую протекает хладагент двигателя,

стенка ствола цилиндра включает в себя гильзу цилиндра,

участок стенки ствола цилиндра, для которого выполняется этап формования, является гильзой цилиндра, и

способ производства блока цилиндров дополнительно включает этап, на котором:

внедряют гильзу цилиндра в стенку ствола цилиндра в качестве этапа внедрения гильзы таким образом, что если на гильзу цилиндра смотреть с осевого направления цилиндра, то гильза цилиндра обращена к водяной рубашке в позициях двух точек, в которых прямая линия, проходящая через центр ствола цилиндра и параллельная оси X, и внешняя окружность гильзы цилиндра пересекаются друг с другом.

7. Способ производства блока цилиндров по п. 5, при котором

блок цилиндров имеет водяную рубашку, через которую протекает хладагент двигателя,

стенка ствола цилиндра включает в себя гильзу цилиндра и основную стенку,

основная стенка расположена на внешней круговой стороне гильзы цилиндра, на внутренней стороне водяной рубашки в радиальном направлении цилиндра,

участок стенки ствола цилиндра, для которого выполняется этап формования, является основной стенкой, и

направление оси X задается таким образом, что если на основную стенку смотреть с осевого направления цилиндра, то основная стенка обращена к водяной рубашке в позициях двух точек, в которых прямая линия, проходящая через центр ствола цилиндра и параллельная оси X, и внешняя окружность основной стенки пересекаются друг с другом.