本發(fā)明涉及一種使用在內(nèi)燃機(jī)中的氣缸襯套，襯套設(shè)置有柱形主體，其包括沿著其縱向/軸向長(zhǎng)度分隔為至少兩個(gè)部分的內(nèi)表面，每個(gè)所述部分包括具體粗糙度值以及預(yù)定長(zhǎng)度值，目的是降低由于刮擦和摩擦發(fā)生的磨損。
背景技術(shù)：
：使用在內(nèi)燃機(jī)中的氣缸襯套是靜態(tài)部件，由氣缸體的結(jié)構(gòu)組成，向組件提供了用于膨脹氣體的封閉系統(tǒng)以及促進(jìn)燃燒產(chǎn)生的熱與在其周圍循環(huán)的水(濕式氣缸襯套)或者空氣(干式氣缸襯套)的熱交換。在不同類型的襯套的客體之中，需要強(qiáng)調(diào)的是要維持燃燒室密封，實(shí)現(xiàn)燃燒室內(nèi)生成的熱與冷卻介質(zhì)(水或者空氣)的熱交換以及再利用氣缸體的可能性。在其功能中，內(nèi)燃機(jī)允許空氣/燃料的混合物進(jìn)入氣缸，在壓縮混合物期間(酒精和/或汽油發(fā)動(dòng)機(jī))隨著被壓縮(柴油發(fā)動(dòng)機(jī))或者依靠在燃燒室內(nèi)創(chuàng)建的點(diǎn)火火花進(jìn)入自然燃燒。膨脹氣體的燃燒將發(fā)生在封閉系統(tǒng)內(nèi)，使得生成的一部分能量向下推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞，以這種方式，接連移動(dòng)曲柄軸，結(jié)果將能量轉(zhuǎn)換為移動(dòng)。因而氣缸襯套在發(fā)動(dòng)機(jī)的功能中起作用，向系統(tǒng)提供能量轉(zhuǎn)換過(guò)程必要的封閉條件。內(nèi)燃機(jī)持續(xù)的需求要求連續(xù)增強(qiáng)其各種部件以及其作業(yè)表面。氣缸襯套、活塞和活塞圈之間的精確關(guān)系導(dǎo)致改善發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。通常，用于使用在內(nèi)燃機(jī)中的氣缸襯套通過(guò)用鑄鐵添加合金元件來(lái)生產(chǎn)以改善其機(jī)械以及熱屬性。以及添加合金元件，鑄鐵的襯套還需要優(yōu)化作業(yè)表面，貢獻(xiàn)于降低油消耗以及氣體的再循環(huán)，由于磨損產(chǎn)生較少粒子以及允許較短運(yùn)行時(shí)間，因而，允許較長(zhǎng)作業(yè)壽命。結(jié)果，為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)化氣缸襯套的作業(yè)表面，通常執(zhí)行珩磨處理，珩磨處理是一種機(jī)加工方法，其中，工具實(shí)現(xiàn)往復(fù)移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，確保襯套的圓柱度以及其表面的一致性。適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)珩磨處理能夠確保對(duì)活塞圈的磨損、粒子的釋放、油的消耗以及摩擦的積極效果。已經(jīng)開(kāi)發(fā)了不同技術(shù)，目的是獲得通過(guò)變化的珩磨處理操作氣缸襯套的更好條件。第一種開(kāi)發(fā)見(jiàn)于本申請(qǐng)人的德國(guó)文獻(xiàn)de102006057111中，該文獻(xiàn)涉及一種氣缸襯套，其中，粗糙度沿著在其內(nèi)部的活塞的位移的方向而變化。更具體來(lái)說(shuō)，沿缸蓋的方向靠近活塞的最大行進(jìn)端部的部分擁有具有第一粗糙度的區(qū)域，在活塞的行進(jìn)方面，襯套的中央?yún)^(qū)域呈現(xiàn)第二粗糙度，其中，在襯套的作業(yè)表面的中間部分的粗糙度的值大于端點(diǎn)的粗糙度的值。所述文獻(xiàn)的焦點(diǎn)僅僅在于說(shuō)明襯套的粗糙度的值，但是沒(méi)有具體指定在襯套內(nèi)部所述粗糙度沿著長(zhǎng)度的分配。專利文獻(xiàn)de102009010791揭露了一種氣缸襯套，相對(duì)于中央?yún)^(qū)域粗糙度值，其在端部處設(shè)置有更高粗糙度值。但是，為了獲得這種結(jié)構(gòu)所用的處理導(dǎo)致出現(xiàn)具有更大及更小深度(深度在很大程度上在其間變化)的凹槽，由于堆積潤(rùn)滑油的凹部而減小了該方案的潛在功效。再次，該文獻(xiàn)的焦點(diǎn)僅僅在于詳細(xì)描述襯套的粗糙度的值。專利文獻(xiàn)de19605588涉及一種氣缸襯套，其內(nèi)表面在端部相對(duì)于在第二部分呈現(xiàn)較大粗糙度值。但是，為了實(shí)現(xiàn)該結(jié)果，利用具有特定技術(shù)參數(shù)的珩磨處理來(lái)處理端部區(qū)域的表面，在中央?yún)^(qū)域中使用不同的參數(shù)。以相同方式，該文獻(xiàn)的焦點(diǎn)僅僅在于詳細(xì)描述襯套的粗糙度的值。最終，專利文獻(xiàn)fr2884889涉及一種氣缸襯套，其滑動(dòng)表面呈現(xiàn)三個(gè)粗糙度值，(i)第一值s1，在面向缸蓋的端部部分中、在第二部分以及在相反端部部分中是最低的(最不粗糙)，(ii)作為中間粗糙度的第二粗糙度值s2，施加在面向缸蓋的部分端部和第二部分之間，最后，(iii)較大值的第三粗糙度s3，施加在第二部分和與面向缸蓋的端部相反的端部部分之間。在該情況下，該文獻(xiàn)的焦點(diǎn)也僅僅在于詳細(xì)描述襯套的粗糙度的值。以這種方式，能夠觀察到，現(xiàn)有技術(shù)存在施加至用于氣缸襯套的珩磨處理的不同技術(shù)，具有的特定目的是詳細(xì)描述在其內(nèi)部?jī)?nèi)沿著活塞的位移長(zhǎng)度的粗糙度值。但是，經(jīng)發(fā)現(xiàn)文獻(xiàn)沒(méi)有證明，除了粗糙度值的量值之外，在襯套的作業(yè)表面的不同限定部分中所獲得的粗糙度的變化方面長(zhǎng)度的比率。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了降低在發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間因摩擦以及刮擦產(chǎn)生的磨損，提出用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸襯套設(shè)置有中空柱形主體，中空柱形主體包括內(nèi)作業(yè)表面，內(nèi)作業(yè)表面設(shè)置有縱向/軸向長(zhǎng)度并且沿著其縱向長(zhǎng)度分隔為至少兩個(gè)部分，每個(gè)所述部分在整個(gè)建立的間隔中包括具體粗糙度值以及預(yù)限定長(zhǎng)度。第一本發(fā)明的目的是提供一種用于使用在內(nèi)燃機(jī)中的氣缸襯套，其設(shè)置有柱形主體，柱形主體包括內(nèi)表面，根據(jù)該表面的分割部分，內(nèi)表面呈現(xiàn)具體值的粗糙度以及預(yù)定長(zhǎng)度，所述值確保對(duì)接觸活塞圈的襯套的磨損、粒子的釋放、油的消耗以及摩擦具有積極效果，因此，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的作業(yè)壽命具有積極效果。尤其，本發(fā)明具有的目的是提供一種氣缸襯套，其包括內(nèi)表面，內(nèi)表面分割為具有具體粗糙度的三個(gè)部分，即第一部分、第二部分和第三部分，使得由每個(gè)所述部分占據(jù)的長(zhǎng)度被預(yù)限定為具有建立的間隔，目的是降低尤其因第一和第三部分中的刮擦經(jīng)受的磨損，以及降低因第二部分中的摩擦經(jīng)受的磨損。本發(fā)明的目的通過(guò)用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸襯套而實(shí)現(xiàn)，其設(shè)置有中空柱形主體，中空柱形主體包括具有縱向/軸向長(zhǎng)度的內(nèi)表面，內(nèi)表面沿著其縱向/軸向長(zhǎng)度分隔為至少兩個(gè)部分，每個(gè)部分包括具體值的粗糙度以及預(yù)定長(zhǎng)度。本發(fā)明的目的還通過(guò)氣缸襯套而實(shí)現(xiàn)，氣缸襯套包括沿著其縱向/軸向長(zhǎng)度分隔為三個(gè)部分的內(nèi)表面，(i)第一部分，靠近活塞的位移行程的面向發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的極限端部，鄰近其上死點(diǎn)(tdc)，(ii)中央的第二部分，(iii)第三部分，靠近活塞的位移行程的面向發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄軸的極限端部，鄰近其下死點(diǎn)(bdc)，每個(gè)部分包括具體值的粗糙度以及預(yù)定長(zhǎng)度，預(yù)定長(zhǎng)度建立為使得(1)第一部分(z1)和第三部分(z3)的長(zhǎng)度的總和與氣缸襯套(1)的縱向/軸向長(zhǎng)度(l)之間的比率應(yīng)該大于0.31并且小于0.58(0.31<(z1+z3)/l<0.58)，(2)第一部分(z1)和第二部分(z2)的長(zhǎng)度之間的比率應(yīng)該大于0.15并且小于0.46(0.15<z1/z2<0.46)。此外，本發(fā)明的目的通過(guò)氣缸襯套而實(shí)現(xiàn)，氣缸襯套沿著其整個(gè)縱向/軸向長(zhǎng)度包括恒定珩磨角度，包括用于其每個(gè)部分的具體珩磨角度。此外，本發(fā)明的目的通過(guò)氣缸襯套而實(shí)現(xiàn)，氣缸襯套具有：第一部分，其包括的粗糙度值高達(dá)0.30rpk，在0.40和1.50rk之間，以及在1.10和2.80rvk之間；第二部分，其包括的粗糙度值高達(dá)0.30rpk，高達(dá)0.40rk，以及在0.30和1.00rvk，之間；以及第三部分，其包括的粗糙度值高達(dá)0.30rpk，高達(dá)1.50rk，以及在0.30和2.80rvk之間。附圖說(shuō)明基于圖示于附圖中的示例實(shí)施例，下文將更詳細(xì)地描述本發(fā)明，附圖示出了：圖1是顯示其構(gòu)成部分的氣缸襯套的截面圖；圖2是本發(fā)明的氣缸襯套的示意圖，圖示出其內(nèi)表面的粗糙度；圖3是呈現(xiàn)刻痕和刮擦磨損開(kāi)始的氣缸襯套的內(nèi)表面的照片；圖4是用于不同水平的折疊材料(fma/fmv)的磨損變化的示意圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明涉及一種氣缸襯套1，其用于使用在內(nèi)燃機(jī)中，其設(shè)置有中空柱形主體2，中空柱形主體2包括接觸活塞圈的內(nèi)表面4，內(nèi)表面4限定了三個(gè)重要部分，第一部分z1、第二部分z2和第三部分z3，內(nèi)表面4呈現(xiàn)用于其每個(gè)部分z1、z2、z3的具體粗糙度值，使得由每個(gè)部分z1、z2、z3占據(jù)的長(zhǎng)度以預(yù)定間隔建立，目的是優(yōu)化內(nèi)表面4的部分z1、z2、z3的長(zhǎng)度之間的比率，用于降低因刮擦及摩擦產(chǎn)生的磨損。如上所述，用于使用在內(nèi)燃機(jī)中的氣缸襯套是由氣缸體的結(jié)構(gòu)組成的靜態(tài)部件，向組件提供用于膨脹氣體的封閉系統(tǒng)，以及促進(jìn)因燃燒生成的熱與在其周圍循環(huán)的水(濕式氣缸襯套)或者空氣(干式氣缸襯套)的熱交換。氣缸襯套1基本地設(shè)置有管或中空/貫通柱形主體2，柱形主體2包括接觸冷卻流體的外表面3以及接觸至少一個(gè)活塞圈的內(nèi)表面4，該流體是水或者空氣，其中，發(fā)生活塞的軸向位移。能夠在本申請(qǐng)的圖1中觀察到該構(gòu)造結(jié)構(gòu)。通常，氣缸襯套1由含鐵合金、鑄鐵或者鋼生產(chǎn)，能夠包括在其制造中其他必要的或者期望的材料(諸如鋁合金)。類似地，襯套1能夠呈現(xiàn)任何必要或期望的形式，只要實(shí)現(xiàn)其功能即可。用于內(nèi)燃機(jī)正確起作用所需的條件之一是獲得氣缸襯套1、活塞和活塞圈之間的精確關(guān)系，所述起作用導(dǎo)致改善發(fā)動(dòng)機(jī)的性能?；谠撛?，氣缸襯套1需要優(yōu)化的作業(yè)表面，其主要貢獻(xiàn)是增加發(fā)動(dòng)機(jī)的作業(yè)壽命。因此，為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)化氣缸襯套1的內(nèi)部作業(yè)表面4，通常實(shí)施珩磨處理，目的是消除機(jī)加工不規(guī)則性，向襯套1提供均勻的最終拋光，使得具有受控的處理角度以及粗糙度值。適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)的珩磨處理能夠確保對(duì)活塞圈的磨損、粒子的釋放、油的消耗以及摩擦產(chǎn)生積極效果?，F(xiàn)有技術(shù)的一些方案對(duì)獨(dú)特的表面拋光處理具有幫助，以實(shí)現(xiàn)沿著襯套1的不同粗糙度標(biāo)準(zhǔn)；但是，本發(fā)明利用珩磨并且控制處理變量，使得除了確?？刂圃擃愋吞幚碇泄逃械陌疾劢嵌戎猓趦?nèi)表面4上獲得大致不同的粗糙度值。在第一構(gòu)造配置中，氣缸襯套1的內(nèi)表面4包括縱向/軸向長(zhǎng)度l，內(nèi)表面4沿著其縱向長(zhǎng)度/軸向長(zhǎng)度l被分隔為至少兩個(gè)部分z1、z2，部分z1、z2中的每個(gè)部分包括具體粗糙度值以及預(yù)定長(zhǎng)度。在優(yōu)選構(gòu)造配置中，氣缸襯套1的內(nèi)表面4包括縱向/軸向長(zhǎng)度l，其沿著其縱向/軸向長(zhǎng)度l被分隔為三個(gè)部分，圖2清楚地示出，三個(gè)部分為：(i)第一部分z1，對(duì)應(yīng)于靠近活塞的位移行程的面向發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋(上死點(diǎn)tdc)的極限端部的區(qū)域；(ii)第二中央部分z2；以及(iii)第三部分z3，對(duì)應(yīng)于靠近活塞的位移行程的極限端部的區(qū)域，該端部是對(duì)置的(面向發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄軸，下死點(diǎn)bdc)?，F(xiàn)有技術(shù)中存在不同技術(shù)，呈現(xiàn)襯套1的內(nèi)表面4的每個(gè)部分z1、z2、z3，包括具體粗糙度值以及珩磨角度。將內(nèi)表面4分隔為具有截然不同粗糙度和處理的部分z1、z2、z3具有的非常高的優(yōu)勢(shì)：其允許控制以及降低發(fā)生在襯套1與活塞圈接觸中的磨損。以這種方式，無(wú)論襯套1的規(guī)格如何，考慮內(nèi)表面4限定的三個(gè)部分z1、z2、z3，其構(gòu)造將為：(a)第一部分z1，其呈現(xiàn)表面拋光，具有由凹槽和突起(波谷和波峰)的結(jié)構(gòu)限定的第一粗糙度值；(b)第二部分z2，其呈現(xiàn)表面拋光，具有由凹槽和突起(波谷和波峰)的結(jié)構(gòu)限定的第二粗糙度值；以及(c)第三部分z3，其呈現(xiàn)表面拋光，具有由凹槽和突起(波谷和波峰)的結(jié)構(gòu)限定的第三粗糙度值。襯套1的另一特性，本發(fā)明的目的是控制在每個(gè)部分z1、z2、z3中的其珩磨處理，諸如為了確保其每個(gè)部分的凹槽和突起(波谷和波峰)的結(jié)構(gòu)在其分布的整個(gè)區(qū)域中是大致均勻的。以這種方式，能夠確保的是，在凹槽方面，呈現(xiàn)的深度和體積理想的用于存儲(chǔ)潤(rùn)滑油，在突起方面，除了導(dǎo)致不期望的增加燃料消耗以及溫度升高之外，還能夠?qū)崿F(xiàn)防止非常高的突起，這增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行周期。以下表格示出了用于本發(fā)明的目的襯套1的優(yōu)選實(shí)施例：粗糙度[μm]第一部分z1第二部分z2第三部分z3rpk0.30(max.)0.30(max.)0.30(max.)rk0.40至1.500.40(max.)1.50(max.)rvk1.10至2.800.30至1.000.30至2.80以這種方式，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例呈現(xiàn)以微米為單位的以下值：(1)第一部分z1的粗糙度包括的值高達(dá)0.30rpk，在0.40和1.50rk之間，以及在1.10和2.80rvk之間。(2)第二部分z2的粗糙度包括的值高達(dá)0.30rpk，高達(dá)0.40rk，以及在0.30和1.00rvk之間。(3)第三部分z3的粗糙度包括的值高達(dá)0.30rpk，高達(dá)1.50rk，以及在0.30和2.80rvk之間。此外，在其優(yōu)選實(shí)施例中，襯套1包括根據(jù)提出的粗糙度的變化要修改的珩磨的角度的關(guān)系。在第一可行構(gòu)造中，珩磨角度沿著襯套1的整個(gè)縱向/軸向長(zhǎng)度l恒定，也即是說(shuō)，第一部分z1、第二部分z2和第三部分z3呈現(xiàn)相同珩磨角度(珩磨角度＝z1＝z2＝z3)。在第二可行構(gòu)造中，珩磨角度在第一部分z1、第二部分z2和第三部分z3之間變化，第一部分z1的珩磨角度等于第三部分z3的珩磨角度，相對(duì)于第二部分z2的珩磨角度改變(珩磨角度＝z1＝z3≠z2或者z1≠z2＝z3)。根據(jù)應(yīng)用的發(fā)動(dòng)機(jī)以及利用的油的黏性，用于部分z1、z2、z3的珩磨角度的典型角度范圍為30°至60°以及120°至160°。除了提出的特性，本發(fā)明的氣缸襯套1包括迄今為止的創(chuàng)新性構(gòu)造配置，除了控制粗糙度值以及限定了珩磨角度的關(guān)系之外，其還提議由每個(gè)部分z1、z2、z3占據(jù)的長(zhǎng)度以預(yù)定間隔限定，目的是降低因尤其發(fā)生在第一部分z1和第三部分z3中的刮擦產(chǎn)生的磨損，以及降低因發(fā)生在第二部分z2中的摩擦產(chǎn)生的磨損。在本領(lǐng)域中，由每個(gè)部分z1、z2、z3占據(jù)的長(zhǎng)度和面積能夠根據(jù)活塞的行程、襯套1的直徑及縱向/軸向長(zhǎng)度l以及其他變量而自由改變。在本領(lǐng)域中，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N氣缸襯套1，在其內(nèi)表面4上包括的每個(gè)部分z1、z2、z3占據(jù)呈預(yù)定間隔的長(zhǎng)度，使得：(i)第一部分z1和第三部分z3的長(zhǎng)度的總和與氣缸襯套1的縱向/軸向長(zhǎng)度l之間的比率應(yīng)該大于0.31并且小于0.58，因此：0.31<(z1+z3)/l<0.58；(ii)第一部分z1和第二部分z2的長(zhǎng)度之間的比率應(yīng)該大于0.15并且小于0.46，因此：0.15<z1/z2<0.46。以這種方式，在第一部分z1和第三部分z3之間獲得優(yōu)化的比率以增加刮擦阻力，在第一部分z1和第二部分z2之間獲得優(yōu)化的比率以增加摩擦阻力。在可替換構(gòu)造中，氣缸襯套1的內(nèi)表面4沿著其縱向/軸向長(zhǎng)度l分隔為2或3或4或5或6或多個(gè)部分，2個(gè)至高達(dá)6個(gè)或多個(gè)部分中的每個(gè)以類似于建立的用于其優(yōu)選構(gòu)造的方式包括具體粗糙度值以及預(yù)定長(zhǎng)度。依靠在不同發(fā)動(dòng)機(jī)上實(shí)現(xiàn)的測(cè)試已經(jīng)獲得了限定部分z1、z2、z3的長(zhǎng)度的間隔值。在實(shí)現(xiàn)的測(cè)試之一中，能夠觀察到，襯套1的內(nèi)表面4具有的部分z1、z2、z3的長(zhǎng)度限定在建立的值的間隔之外，(z1+z3)/l＝0.27和/或z1/z2＝0.18呈現(xiàn)較強(qiáng)刻痕以及具有刮擦的磨損的開(kāi)始。圖3圖示了具有磨損標(biāo)記的氣缸襯套1。除了增加氣缸襯套1的磨損阻力的優(yōu)勢(shì)，改善本發(fā)明的襯套1的內(nèi)表面4還允許能夠調(diào)節(jié)參數(shù)，諸如通過(guò)活塞圈組件施加的切向力，通過(guò)高達(dá)0.6n/mm(每毫米的牛頓數(shù))，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的操作期間襯套/圈組件的摩擦。此外，優(yōu)化襯套1的內(nèi)表面4還允許調(diào)節(jié)對(duì)消除因刮擦產(chǎn)生的磨損重要的參數(shù)，諸如折疊材料面積(折疊金屬面積，fma)和折疊材料體積(折疊金屬體積，fmv)。參數(shù)fma和fmv越小，材料的顆粒之間油的流動(dòng)性將越好，以這種方式促進(jìn)更好地潤(rùn)滑組件，結(jié)果可降低磨損。在該情況下，獲得的fma的值高達(dá)10％(最大)以及fmv的值高達(dá)50000μm3/mm2(每平方毫米的立方微米數(shù))。已經(jīng)通過(guò)100小時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試獲得本申請(qǐng)的圖4示出的圖形，證明了不同水平的折疊材料(fma/fmv)的磨損的變化。能夠觀察到的是，對(duì)于高水平折疊材料，氣缸襯套1呈現(xiàn)出的磨損d1為約0.14微米，而對(duì)于低水平折疊材料，磨損d2顯著降低，為約0.04微米。從這個(gè)意義上來(lái)講，由于氣缸襯套1的內(nèi)表面4的珩磨凹槽內(nèi)油的較低流動(dòng)性，襯套1的磨損水平d1、d2越大，刮擦阻力越小。已經(jīng)描述了優(yōu)選實(shí)施例的例子，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的范圍覆蓋僅由附隨的權(quán)利要求的內(nèi)容限定的其他可能變型，此處包括可能的等同結(jié)構(gòu)。當(dāng)前第1頁(yè)12