[发明专利]铸造二冲程低压直喷缸体用砂芯及其制造方法

说明书

本发明公开了一种铸造二冲程低压直喷缸体用砂芯及其制备方法，其中砂芯主体芯和气道芯采用复合锥度定位连接。制造方法上包括以下步骤：1）在主体芯上连接气道芯的位置开设具有一定锥度的凹槽；2）在气道芯端部设置具有与步骤1）中凹槽对应的锥台；3）将所述锥台置于凹槽内，使主体芯外表面与气道芯连接处表面光顺连接，即可满足预设的尺寸及位置精度要求。采用本发明或本发明方法制备的砂芯铸造的二冲程低压直喷缸体能满足LPDI技术中对各扫气口、排气口位置精度的要求，位置精度高，同时加工简便，投入成本低。

技术领域

本发明涉及发动机低压直喷技术领域，特别是涉及一种铸造二冲程低压直喷缸体用砂芯及其制造方法。

背景技术

传统二冲程发动力因采用混合气体实现扫气循环，扫气过程中必然产生混合气体的逃逸，导致排放污染大，燃油消耗高。解决思路为采用纯空气扫气，能避免或大幅减少扫气过程中的燃料逃逸，工作燃料的注入采用直接喷射方式。根据此思路，目前发展出了两种燃油喷射方式，一种为奥地利的奥皮托公司发展的缸内高压直喷解决方案，另一种为奥地利格拉茨大学的罗兰教授，提出的缸内低压直喷解决方案，在中国200580031274.6号发明专利（此技术简称LPDI）中有所公开。LPDI由于采用缸内低压直喷方式，利用空气扫气过程中形成的高速涡流将喷射进缸内的雾状燃料在流动过程中与空气进行充分混合，以达到稳定燃烧的目的。鉴于此要求，一是需要通过扫气结构组织起良好的气流，将上次做功的废气尽量排出。二是缸内所需形成的空气循环流场，在排气口接近关闭时，要使喷油器所喷出的雾状燃料正好处于该空气流场的高速流动区，利于燃料和空气充分混合，从而活塞上升到临近点火位置时，达到分层燃烧的效果，以利于节约燃料。要达前述目的，需保证左右扫气道的开闭时间尽量一致和气流的进入角度精确，左右两侧进入的方位对称。经理论分析，要达到此目的，除了使所有气口（包括扫气口、排气口）相对位置稳定，误差不能超过±0.02mm，左右扫气口的高度误差也不能超过±0.2mm。传统的二冲程发动机一般只需要将误差控制在正负0.5mm内即可,不能达到此要求。

因此本领域技术人员致力于开发一种铸造二冲程低压直喷缸体用砂芯及其制造方法，能够满足LPDI发动机对前述气口位置精度的要求。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种铸造二冲程低压直喷缸体用砂芯及相应缸体制造方法，能够满足LPDI发动机对前述气口位置精度的要求。

为实现上述目的，本发明提供了一种铸造二冲程低压直喷缸体用砂芯，其主体芯和气道芯采用复合锥度定位连接。即主体芯和气道芯为分体式，而通过锥度定位，可使气道芯能准确地与主体芯连接，位置不会发生偏移，使浇铸后的气道位置符合设计要求。

较佳的，所述气道芯包括扫气道芯体和辅助排气道芯体，铸造完成后，扫气道芯位置形成扫气道，为缸体注入空气，辅助排气道芯体位置形成辅助排气道，与主排气道共同实现排气气流的引导。

较佳的，所述主体芯上设置有与所述扫气道芯体配合的具有锥度的第一凹槽，所述扫气道芯体端部设置有与所述第一凹槽配合的第一凸台。因此，为了使多个扫气道相对位置精度达到±0.2mm，只需控制各所述第一凹槽的开设位置，简单易控制，且精度高。

较佳的，所述第一凹槽为双向锥度凹槽，两侧长度方向和两侧宽度方向上的长度均向所述主体芯中心深度方向逐渐缩短，双向锥度凹槽的设置，使气道芯在6个自由度方向均能得到有效约束，定位准确，不会发生偏移。

较佳的，所述主体芯上设置有与所述辅助排气道芯体配合的具有锥度的第二凹槽和锥度孔，所述辅助排气道芯体一端设置有与所述第二凹槽配合的第二凸台，另一端设置有与所述锥度孔配合的圆柱锥体。通过控制锥度孔和第一凹槽的相对开设高度，即可控制二冲程缸体扫气口和辅助排气道口的相对位置关系，从而较为简便地达到设计要求。

较佳的，所述第二凹槽设置于所述主体芯的主排气道芯体上，为双向锥度凹槽，两侧长度方向和两侧宽度方向上的长度均向所述主排气道芯体中心深度方向逐渐缩短。