支持歐Ⅳ排放標準的氣缸套及其氣缸套材質榮譽表彰

2009年，《支持歐Ⅳ排放標準的氣缸套及其氣缸套材質》獲得第六屆江蘇省專利項目獎優(yōu)秀獎。

支持歐Ⅳ排放標準的氣缸套及其氣缸套材質操作內容

如圖1所示，氣缸套的上端面1與下端面7之間的缸套外壁上設支承肩2、上腰帶3、水套壁4、下腰帶5和裙部6，在臨近上端面1的外壁處設支承肩2，上腰帶3位于外壁上靠近支承肩2，在臨近下端面7的外壁處設裙部6，下腰帶5位于外壁上靠近裙部6，在上腰帶3與下腰帶5之間的外壁上設水套壁4，其特征在于：在氣缸套內表面8上分布平臺網(wǎng)紋9，所述的平臺網(wǎng)紋9由小平臺10和深溝槽11組成。

所述的平臺網(wǎng)紋的技術參數(shù)為：粗糙度Rz0.5-1.0微米，核心粗糙度Rk0.3-0.7微米，網(wǎng)紋頂峰高度Rpk0.3微米，網(wǎng)紋溝槽深度Rvk1.2-2.1微米，網(wǎng)紋溝槽與核心粗糙度的比值Rvk/Rk＞3，1微米支承率Mr1＜7％，實際支承接觸面積Mr2＞70％。

該氣缸套材質由以下組份重量百分比組成：C2.8-3.0％，Si1.7-2.1％，Mn0.6-0.9％，P0-0.15％，S0-0.04％，M₀0.25-0.4％，Cu0.50-0.85％，Ni0.2-0.4％，Cr0.25-0.45％，F(xiàn)e91.71-93.7％。

《支持歐Ⅳ排放標準的氣缸套及其氣缸套材質》具有以下優(yōu)點：平臺網(wǎng)紋：由小平臺和深溝槽組成，小平臺主要起支承摩擦副往復運動作用和建立高強度均勻分布的油膜層，深溝槽起儲存潤滑油作用，適時釋放潤滑油供給摩擦副運動，減少摩擦，增強配附件的滑潤性能，顯著降低機油耗量，完全達到歐IV排放標準；氣缸套材質提高缸套的硬度和抗拉強度，增強耐磨性能，改善石墨形態(tài)，A型石墨＞80％，石墨裸露率＞45％，耐磨儲油，增強配附件的潤滑性能，延長發(fā)動機配件使用壽命。

支持歐Ⅳ排放標準的氣缸套及其氣缸套材質實施案例

實施例1

該氣缸套材質由以下組份重量百分比組成：C2.8％，Si1.7％，Mn0.6％，P0％，S0％，M₀0.25％，Cu0.50％，Ni0.2％，Cr0.25％，F(xiàn)e93.7％。

《支持歐Ⅳ排放標準的氣缸套及其氣缸套材質》依上述氣缸套材質生產(chǎn)氣缸套，該氣缸套的上端面1與下端面7之間的缸套外壁上設支承肩2、上腰帶3、水套壁4、下腰帶5和裙部6，在臨近上端面1的外壁處設支承肩2，上腰帶3位于外壁上靠近支承肩2，在臨近下端面7的外壁處設裙部6，下腰帶5位于外壁上靠近裙部6，在上腰帶3與下腰帶5之間的外壁上設水套壁4，其特征在于：在氣缸套內表面8上分布平臺網(wǎng)紋9，所述平臺網(wǎng)紋9由小平臺10和深溝槽11組成。

所述的平臺網(wǎng)紋的技術參數(shù)為：粗糙度Rz0.5-1.0微米，核心粗糙度Rk0.3-0.7微米，網(wǎng)紋頂峰高度Rpk0.3微米，網(wǎng)紋溝槽深度Rvk1.2-2.1微米，網(wǎng)紋溝槽與核心粗糙度的比值Rvk/Rk＞3，1μ以上支承率Mr1＜7％，實際支承接觸面積Mr2＞70％。

實施例2

該氣缸套材質由以下組份重量百分比組成：C2.9％，Si1.9％，Mn0.80％，P0.08％，S0.02％，M₀0.35％，Cu0.7％，Ni0.3％，Cr0.35％，F(xiàn)e92.6％。

《支持歐Ⅳ排放標準的氣缸套及其氣缸套材質》依上述氣缸套材質生產(chǎn)氣缸套，該氣缸套的上端面1與下端面7之間的缸套外壁上設支承肩2、上腰帶3、水套壁4、下腰帶5和裙部6，在臨近上端面1的外壁處設支承肩2，上腰帶3位于外壁上靠近支承肩2，在臨近下端面7的外壁處設裙部6，下腰帶5位于外壁上靠近裙部6，在上腰帶3與下腰帶5之間的外壁上設水套壁4，其特征在于：在氣缸套內表面8上分布平臺網(wǎng)紋9，所述的平臺網(wǎng)紋9由小平臺10和深溝槽11組成。

所述的平臺網(wǎng)紋的技術參數(shù)為：粗糙度Rz0.5-1.0微米，核心粗糙度Rk0.3-0.7微米，網(wǎng)紋頂峰高度Rpk0.3微米，網(wǎng)紋溝槽深度Rvk1.2-2.1微米，網(wǎng)紋溝槽與核心粗糙度的比值Rvk/Rk＞3，1微米以上支承率Mr1＜7％，實際支承接觸面積Mr2＞70％。

實施例3

該氣缸套材質由以下組份重量百分比組成：C3.0％，Si2.1％，Mn0.9％，P0.15％，S0.04％，M₀0.4％，Cu0.85％，Ni0.4％，Cr0.45％，F(xiàn)e91.71％。

《支持歐Ⅳ排放標準的氣缸套及其氣缸套材質》依上述氣缸套材質生產(chǎn)氣缸套，該氣缸套的上端面1與下端面7之間的缸套外壁上設支承肩2、上腰帶3、水套壁4、下腰帶5和裙部6，在臨近上端面1的外壁處設支承肩2，上腰帶3位于外壁上靠近支承肩2，在臨近下端面7的外壁處設裙部6，下腰帶5位于外壁上靠近裙部6，在上腰帶3與下腰帶5之間的外壁上設水套壁4，其特征在于：在氣缸套內表面8上分布平臺網(wǎng)紋9，所述的平臺網(wǎng)紋9由小平臺10和深溝槽11組成。

所述的平臺網(wǎng)紋的技術參數(shù)為：粗糙度Rz0.5-1.0微米，核心粗糙度Rk0.3-0.7微米，網(wǎng)紋頂峰高度Rpk0.3微米，網(wǎng)紋溝槽深度Rvk1.2-2.1微米，網(wǎng)紋溝槽與核心粗糙度的比值Rvk/Rk＞3，1微米以上支承率Mr1＜7％，實際支承接觸面積Mr2＞70％。

1.支持歐IV排放排準的氣缸套，該氣缸套的上端面（1）與下端面（7）的缸套外壁上設支承肩（2）、上腰帶（3）、水套壁（4）、下腰帶（5）和裙部（6），在臨近上端面（1）的外壁處設支承肩（2），上腰帶（3）位于外壁上靠近支承肩（2），在臨近下端面（7）的外壁處設裙部（6），下腰帶（5）位于外壁上靠近裙部（6），在上腰帶（3）與下腰帶（5）之間的外壁上設水套壁（4），其特征在于：在氣缸套內表面（8）上分布平臺網(wǎng)紋（9），所述平臺網(wǎng)紋（9）由小平臺（10）和深溝槽（11）組成；其特征在于：平臺網(wǎng)紋的技術參數(shù)為粗糙度Rz0.5-1.0微米，核心粗糙度Rk0.3-0.7微米，網(wǎng)紋頂峰高度Rpk0.3微米，網(wǎng)紋溝槽深度Rvk1.2-2.1微米，網(wǎng)紋溝槽與核心粗糙度的比值Rvk/Rk＞3，1微米以上支承率Mr1＜7％，實際支承接觸面積Mr2＞70％。

2.根據(jù)權利要求1所述的支持歐IV排放排準的氣缸套，其特征在于：該氣缸套材質由以下組份重量百分比組成：C2.8-3.0％，Si1.7-2.1％，Mn0.6-0.9％，P0-0.15％，S0-0.04％，M₀0.25-0.4％，Cu0.50-0.85％，Ni0.2-0.4％，Cr0.25-0.45％，F(xiàn)e91.71-93.7％。

《支持歐Ⅳ排放標準的氣缸套及其氣缸套材質》涉及氣缸套，具體涉及一種支技歐IV排放標準的氣缸套及其氣缸套材質，適用于大中型客車、小型轎車、載重汽車和船舶，發(fā)動機尾氣排放達歐IV排放標準。

圖1為《支持歐Ⅳ排放標準的氣缸套及其氣缸套材質》的結構示意圖。

圖中：1.上端面，2.支承肩，3.上腰帶，4.水套壁，5.下腰帶，6.裙部，7.下端面，8.內表面，9.平臺網(wǎng)紋，10小平臺，11.深溝槽。

支持歐Ⅳ排放標準的氣缸套及其氣缸套材質專利目的

《支持歐Ⅳ排放標準的氣缸套及其氣缸套材質》的目的在于：提供一種支持歐IV排放標準的氣缸套及其氣缸套材質，利用該發(fā)明的氣缸套材質制造氣缸套，提高缸套的機械性能和金相組織，增強耐磨性，加大儲油性能，減少機油損耗，改善汽車尾氣排放，減少污染。

支持歐Ⅳ排放標準的氣缸套及其氣缸套材質技術方案

《支持歐Ⅳ排放標準的氣缸套及其氣缸套材質》所述氣缸套的上端面與下端面之間的缸套外壁上設支承肩、上腰帶、水套壁、下腰帶和裙部，在臨近上端面之間的外壁處設支承肩，上腰帶位于外壁上靠近支承肩，在臨近下端面的外壁處設裙部，下腰帶位于外壁上靠近裙部，在上腰帶與下腰帶之間的外壁上設水套壁，其特征在于：在氣缸套內表面上分布平臺網(wǎng)紋，所述的平臺網(wǎng)紋由小平臺和深溝槽組成。

所述的平臺網(wǎng)紋的技術參數(shù)為：粗糙度Rz0.5-1.0微米，核心粗糙度Rk0.3-0.7微米，網(wǎng)紋頂峰高度Rpk0.3微米，網(wǎng)紋溝槽深度Rvk1.2-2.1微米，網(wǎng)紋溝槽與核心粗糙度的比值Rvk/Rk＞3，1微米以上支承率Mr1＜7％，實際支承接觸面積Mr2＞70％。

該氣缸套材質由以下組份重量百分比組成：C2.8-3.0％，Si1.7-2.1％，Mn0.6-0.9％，P0-0.15％，S0-0.04％，M₀0.25-0.4％，Cu0.50-0.85％，Ni0.2-0.4％，Cr0.25-0.45％，F(xiàn)e91.71-93.7％。

支持歐Ⅳ排放標準的氣缸套及其氣缸套材質有益效果

《支持歐Ⅳ排放標準的氣缸套及其氣缸套材質》通過氣缸套材質生產(chǎn)的氣缸套，可以減少機油耗量，改善汽車尾氣、支持歐IV排放標準，減少環(huán)境污染。

截至2006年4月，汽車排放污染物主要有：一氧化碳（CO），碳氫化合物（HC），氮氧化合物（NOx），顆粒物（PM）等，這些污染物散發(fā)到大氣低層中，對人體和動植物危害程度很大。隨著中國汽車保有量持續(xù)快速的增長，汽車對環(huán)境的污染日趨加重，尤其是對城市的污染更為突出。國家環(huán)?？偩?005年4月27日發(fā)布了中國輕型汽車III、IV號排放標準，新發(fā)布的標準法規(guī)要求2007年1月1日起執(zhí)行并列為強制性標準。為了減輕環(huán)境污染，達到尾氣排放標準，進一步改善發(fā)動機的氣缸套迫在眉捷。

氣缸套的功用有：

1．與缸蓋、活塞共同構成氣缸工作空間。

2．筒形活塞柴油機的氣缸套承受活塞側推力，成為活塞往復運動的導程。

3．將活塞組件及本身的熱量傳給冷卻水，使之工作溫度適當。

4．二沖程柴油機的氣缸套布置有氣口，由活塞啟閉，實現(xiàn)配氣。

氣缸內表面由于受高溫高壓燃氣的作用并與高速運動的活塞接觸而極易磨損。為提高氣缸的耐磨性和延長氣缸的使用壽命而又有不同的氣缸結構形式和表面處理方法。氣缸結構形式有三種：無氣缸套式、干氣缸套式、濕氣缸套式。

無氣缸套式機體即不鑲嵌任何氣缸套的機體，在機體上直接加工出氣缸，優(yōu)點是可以縮短氣缸中心距，使機體尺寸和質量減小。但成本較高。

干式氣缸套不與冷卻液接觸，壁厚為2~3mm，外表面和氣缸套座孔內表面均須精加工，以保證必要的位型精度和便于拆裝。優(yōu)點是機體剛度大，氣缸中心距小，質量輕，加工工藝簡單。缺點是傳熱較差，溫度分布不均勻，容易發(fā)生局部形變。

濕式氣缸套外壁與冷卻液直接接觸，壁厚5~8mm，利用上下定位環(huán)帶實現(xiàn)徑向定位，軸向定位靠氣缸套上部凸緣與機體頂部相應的支承面配合實現(xiàn)。濕式氣缸套的優(yōu)點是機體上沒有密封水套，容易鑄造，傳熱好，溫度分布比較均勻，修理方便，不必將發(fā)動機從汽車上拆下就可更換氣缸套。缺點是機體剛度差，容易漏水。

氣缸套的工作環(huán)境十分惡劣，造成磨損的原因也很多。通常由于構造原因允許有正常的磨損，但使用和維修不當，就會造成非正常磨損。1構造原因引起的磨損

1)潤滑條件不好，使氣缸套上部磨損嚴重。氣缸套上部鄰近燃燒室，溫度很高，潤滑條件很差。新鮮空氣和未蒸發(fā)的燃料沖刷和稀釋，加劇了上部條件的惡化，使氣缸上都處于干摩擦或半干摩擦狀態(tài)，這是造成氣缸上部磨損嚴重的原因。

2)上部承受壓力大，使氣缸磨損呈上重下輕?；钊h(huán)在自身彈力和背壓的作用下緊壓在缸壁上，正壓力越大，潤滑油膜形成和保持越困難，機械磨損加劇。在作功行程中，隨著活塞下行，正壓力逐漸降低，因而氣缸磨損呈上重下輕。

3)礦物酸和有機酸使氣缸表面腐蝕剝落。氣缸內可燃混合氣燃燒后，產(chǎn)生水蒸氣和酸性氧化物，它們溶于水中生成礦物酸，加上燃燒中生成的有機酸，對氣缸表面產(chǎn)生腐蝕作用，腐蝕物在摩擦中逐步被活塞環(huán)刮掉，造成氣缸套變形。

4)進入機械雜質，使氣缸中部磨損加劇?？諝庵械幕覊m、潤滑油中的雜質等，進入活塞和缸壁間造成磨料磨損。灰塵或雜質隨活塞在氣缸中往復運動時，由于在氣缸中部位置的運動速度最大，故加劇了氣缸中部的磨損。

2使用不當引起的磨損

1)潤滑油濾清器濾清效果差。若潤滑油濾清器工作不正常，潤滑油得不到有效的過濾，含有大量硬質顆粒的潤滑油必然使氣缸套內璧磨損加劇。

2)空氣濾清器濾清效率低。空氣濾清器的作用是清除進入氣缸的空氣中所含的塵土和沙粒，以減少氣缸、活塞和活塞環(huán)等零件的磨損。實驗表明，發(fā)動機若不裝空氣濾清器，氣缸的磨損將增加6-8倍?？諝鉃V清器長期得不到清洗保養(yǎng)，濾清效果差，將加速氣缸套的磨損。

3)長時間低溫運轉。長時間地低溫運轉，一是造成燃燒不良，積碳從氣缸套上部開始蔓延，使氣缸套上部產(chǎn)生嚴重的磨料磨損;二是引起電化學腐蝕。

4)經(jīng)常使用劣質潤滑油。有的車主為圖省事省錢，常在路邊小店或向不法油販購買劣質潤滑油使用，結果造成缸套上部強烈腐蝕，其磨損量比正常值大1-2倍。

3維修不當引起的磨損

1)氣缸套安裝位置不當。在安裝氣缸套時，若存在安裝誤差，氣缸中心線和曲軸軸線不垂直，會造成氣缸套非正常磨損。

2)連桿銅套孔偏斜。在修理中，鉸削連桿小頭銅套時，鉸刀傾斜而造成連桿銅套孔偏斜，活塞銷中心線與連桿小頭中心線不平行，迫使活塞向氣缸套的某一邊傾斜，也會造成氣缸套非正常磨損。

3)連桿彎曲變形。由于飛車事故或其它原因，受撞擊的連桿會產(chǎn)生彎曲變形，若不及時校正而繼續(xù)使用，也會加速氣缸套的磨損。