各個實施例涉及內(nèi)燃發(fā)動機中的潤滑系統(tǒng)以及提供所述系統(tǒng)的方法。

背景技術(shù)：

內(nèi)燃發(fā)動機具有彼此相對運動的各種部件。這些部件會需要潤滑以減小部件之間的摩擦和磨損。潤滑過程還可為發(fā)動機和旋轉(zhuǎn)部件提供至少一些冷卻。發(fā)動機可包括內(nèi)部潤滑通道或潤滑回路，以將潤滑劑引導(dǎo)到發(fā)動機內(nèi)的各個所需的位置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)實施例，提供一種發(fā)動機，所述發(fā)動機具有由缸體材料形成并且限定至少一個汽缸的汽缸體。汽缸體限定具有流體通道的潤滑回路，所述流體通道包括入口通道、主油道、曲軸軸承潤滑通道和活塞環(huán)潤滑通道。流體通道由與缸體材料接觸并被缸體材料包圍的連續(xù)的金屬壁形成。流體通道中的至少一個是彎曲的。

根據(jù)另一實施例，提供一種部件，所述部件具有限定至少一個內(nèi)部流體通道的主體，所述內(nèi)部流體通道被構(gòu)造為將加壓的潤滑劑輸送到旋轉(zhuǎn)軸承。流體通道內(nèi)襯以金屬壁，金屬壁在流體通道和主體之間設(shè)置屏障。流體通道的金屬壁為流體通道提供連續(xù)彎曲的形狀，并提供用于改變通道的有效直徑的平滑的錐形部分。

根據(jù)又一實施例，提供一種形成具有內(nèi)部加壓的潤滑回路的部件的方法。將失芯嵌件定位在工具中，并且成形為形成潤滑回路。失芯嵌件具有總體上封裝在連續(xù)的金屬外殼內(nèi)的失芯材料，并且具有至少一個彎曲部分。將材料提供到工具中以形成包圍失芯嵌件的主體，從而形成部件的預(yù)成形件。

附圖說明

圖1示出了被構(gòu)造為實現(xiàn)所公開的實施例的內(nèi)燃發(fā)動機的示意圖；

圖2示出了具有傳統(tǒng)的潤滑回路的發(fā)動機缸體；

圖3示出了根據(jù)實施例用于發(fā)動機缸體內(nèi)的油回路的嵌件；

圖4示出了圖3的嵌件的局部剖視圖；

圖5示出了利用圖3的嵌件形成的發(fā)動機缸體的剖視圖；以及

圖6示出了形成圖5的發(fā)動機缸體的方法的流程圖。

具體實施方式

根據(jù)需要，在此公開詳細實施例；然而，應(yīng)理解公開的實施例僅為示例，并且可以采用各種和替代的形式實施。附圖無需按比例繪制；可夸大或最小化一些特征以顯示特定部件的細節(jié)。因此，在此所公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細節(jié)不應(yīng)解釋為限制，而僅為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種形式利用本公開的代表性基礎(chǔ)。

圖1示出了內(nèi)燃發(fā)動機20的示意圖。發(fā)動機20具有多個汽缸22，圖中示出了一個汽缸。發(fā)動機20可包括以各種方式(包括直列式構(gòu)造和V型構(gòu)造)布置的多個汽缸。發(fā)動機20可由金屬經(jīng)鑄造工藝形成。在一個示例中，發(fā)動機20由鋁或鋁合金經(jīng)鑄造工藝(比如高壓壓鑄工藝)形成。發(fā)動機還可由復(fù)合材料經(jīng)鑄造或模制工藝形成。在一個示例中，發(fā)動機由包括高達50％的碳纖維增強的熱固性復(fù)合樹脂(所述樹脂為酯類樹脂或聚酯類樹脂)的復(fù)合材料形成，并且可采用高壓注射成型工藝形成。在其它示例中，發(fā)動機可由其它合適的材料形成。

發(fā)動機20具有與每個汽缸22相關(guān)聯(lián)的燃燒室24。汽缸22由汽缸壁32和活塞34形成?；钊?4連接到曲軸36。燃燒室24與進氣歧管38和排氣歧管40流體連通。一個或更多個進氣門42控制從進氣歧管38到燃燒室24的流動。一個或更多個排氣門44控制從燃燒室24到排氣歧管40的流動。進氣門42和排氣門44可以以本領(lǐng)域中已知的各種方式操作以控制發(fā)動機運行。

燃料噴射器46將來自燃料系統(tǒng)的燃料直接輸送到燃燒室24中，因此發(fā)動機為直噴式發(fā)動機。發(fā)動機20可使用低壓或高壓燃料噴射系統(tǒng)，或者在其它示例中可使用進氣道噴射系統(tǒng)。點火系統(tǒng)包括被控制為以火花的形式提供能量來點燃燃燒室24中的燃料空氣混合物的火花塞48。在其它實施例中，可使用其它燃料輸送系統(tǒng)和點火系統(tǒng)或技術(shù)(包括壓縮點火)。

發(fā)動機20包括控制器和被構(gòu)造為向控制器提供信號用于控制輸送至發(fā)動機的空氣和燃料、點火正時、發(fā)動機輸出的功率和扭矩等的各種傳感器。發(fā)動機傳感器可包括但不限于排氣歧管40中的氧傳感器、發(fā)動機冷卻劑溫度傳感器、加速踏板位置傳感器、發(fā)動機歧管壓力(MAP)傳感器、用于曲軸位置的發(fā)動機位置傳感器、進氣歧管38中的空氣質(zhì)量傳感器、節(jié)氣門位置傳感器等。

在一些實施例中，發(fā)動機20被用作車輛(比如傳統(tǒng)車輛或啟動-停止車輛)中唯一的原動機。在其它實施例中，發(fā)動機可用于混合動力車輛中，在混合動力車輛中，附加的原動機(比如電機)可用于提供額外的動力來推進車輛。

每個汽缸22可在包括進氣沖程、壓縮沖程、點火沖程和排氣沖程的四沖程循環(huán)下運行。在其它實施例中，發(fā)動機可利用二沖程循環(huán)運行。在進氣沖程期間，進氣門42打開且排氣門44關(guān)閉，同時活塞34從汽缸22的頂部向汽缸22的底部移動以將空氣從進氣歧管引入到燃燒室?；钊?4在汽缸22的頂部的位置通常被稱為上止點(TDC)?；钊?4在汽缸的底部的位置通常被稱為下止點(BDC)。

在壓縮沖程期間，進氣門42和排氣門44關(guān)閉?；钊?4從汽缸22的底部向頂部移動以壓縮燃燒室24內(nèi)的空氣。

燃料隨后被引入到燃燒室24中并被點燃。在示出的發(fā)動機20中，燃料被噴射到燃燒室24中，然后使用火花塞48被點燃。在其它示例中，可利用壓縮點火將燃料點燃。

在膨脹沖程期間，燃燒室24中被點燃的燃料空氣混合物膨脹，從而使活塞34從汽缸22的頂部向汽缸22的底部移動?；钊?4的運動使曲軸36產(chǎn)生相應(yīng)運動，并使發(fā)動機20輸出機械扭矩。

在排氣沖程期間，進氣門42保持關(guān)閉，排氣門44打開?；钊?4從汽缸22的底部向汽缸22的頂部移動，以通過減少燃燒室24的體積而將廢氣和燃燒產(chǎn)物從燃燒室24中去除。廢氣從燃燒室24和汽缸22流到排氣歧管40和后處理系統(tǒng)(比如催化轉(zhuǎn)換器)。

對于各個發(fā)動機沖程，進氣門42和排氣門44的位置和正時以及燃料噴射正時和點火正時可變化。

發(fā)動機20可具有汽缸體60。汽缸蓋62連接到汽缸體60，并與汽缸體協(xié)作以形成汽缸22和燃燒室24。汽缸蓋62封閉燃燒室24并且還支撐各個氣門42、44以及進氣系統(tǒng)38和排氣系統(tǒng)40。汽缸蓋墊片64或其它密封構(gòu)件可位于汽缸體60和汽缸蓋62之間以密封燃燒室24。

發(fā)動機20被示出為具有與進氣門42關(guān)聯(lián)的第一凸輪軸50并具有被構(gòu)造為致動氣門42的凸輪52。發(fā)動機20還具有與排氣門44關(guān)聯(lián)的第二凸輪軸54并具有被構(gòu)造為致動氣門44的凸輪56。凸輪軸50、54可作為雙頂置凸輪軸(DOHC，dual overhead camshaft)設(shè)置在汽缸蓋62內(nèi)。在替代實施例中，發(fā)動機20可僅具有單個凸輪軸來控制用于汽缸的氣門，針對V型構(gòu)造的發(fā)動機可具有四個凸輪軸，等。凸輪52、56可以相對于彼此以不同角度定向而在發(fā)動機運行期間的不同時間打開和關(guān)閉進氣門和排氣門。此外，對于可變凸輪正時或可變氣門正時，凸輪52、56相對于彼此的旋轉(zhuǎn)位置或凸輪軸50、54相對于彼此的旋轉(zhuǎn)位置可被控制。

發(fā)動機20包括潤滑系統(tǒng)70，以潤滑發(fā)動機20的各種運動部件、減小摩擦和磨損并防止過熱。系統(tǒng)70可由潤滑系統(tǒng)控制器或發(fā)動機控制器控制。如下所述，潤滑系統(tǒng)70可被集成到發(fā)動機20中且在缸體和/或缸蓋中具有各種通道。潤滑劑可從汽缸體60流動到汽缸蓋62，反之亦然，或者替代地，潤滑劑可被獨立地引導(dǎo)到缸體和缸蓋。潤滑系統(tǒng)70可包含油或其它潤滑劑作為工作流體。系統(tǒng)70具有一個或更多個泵74、油冷卻器76或其它換熱器以及過濾器。系統(tǒng)70還可具有儲液槽78。潤滑系統(tǒng)70還可包括閥、螺線管、旁路等，以在發(fā)動機運行、啟動或關(guān)閉程序期間控制潤滑劑的流動或壓力或引導(dǎo)系統(tǒng)70內(nèi)的潤滑劑。油系統(tǒng)70可以是加壓系統(tǒng)，可以是濕式油底殼或干式油底殼系統(tǒng)。

潤滑系統(tǒng)70可向發(fā)動機20中的接觸并相對運動的各種表面提供潤滑流體。例如，潤滑系統(tǒng)70可向各種軸承(包括曲軸36的主軸承)、在活塞34和汽缸22之間、向進氣門42和排氣門44以及相關(guān)的氣門機構(gòu)、凸輪軸等提供潤滑劑。潤滑系統(tǒng)70還可提供加壓流體以控制發(fā)動機20的各種系統(tǒng)，例如，氣門、可變凸輪或凸輪軸的正時控制等。潤滑系統(tǒng)70中的各個部分和通道可與發(fā)動機缸體和/或缸蓋一體地形成。系統(tǒng)70內(nèi)的流體通道或流體回路可位于汽缸體60內(nèi)。類似地，系統(tǒng)70中的流體通道可位于汽缸蓋62內(nèi)。潤滑系統(tǒng)70被構(gòu)造為在最小壓力下運行，以向各個發(fā)動機部件提供所需的潤滑和冷卻。通過改善潤滑系統(tǒng)的流動特性，可使用較小的泵，并且系統(tǒng)可以以更高的效率運行，從而提高發(fā)動機的效率和相關(guān)的燃料經(jīng)濟性。通道的大小(比如圓形通道的直徑或非圓形截面通道的有效直徑)和長度影響系統(tǒng)70中的壓力、流速和流動損失。同樣地，通道的形狀(比如通道中轉(zhuǎn)彎或彎曲的數(shù)量、轉(zhuǎn)彎的緊急程度以及直徑的變化)也影響系統(tǒng)70中的壓力、流速和流動損失。漸進的、平滑的或連續(xù)的直徑變化比離散的或階梯式的直徑變化產(chǎn)生更低的流動損失。類似地，平滑的、曲線形的彎曲或轉(zhuǎn)彎比具有拐角元素的有角度的轉(zhuǎn)彎或彎曲產(chǎn)生更低的流動損失。

隨著發(fā)動機為減輕重量而減小尺寸以及封裝限制變得更加受限，將用于潤滑系統(tǒng)70的流體通道布置在發(fā)動機內(nèi)可能會變得更加困難。此外，由于系統(tǒng)70中通道的形狀和結(jié)構(gòu)引起急劇的轉(zhuǎn)彎，因此在系統(tǒng)70中可能會出現(xiàn)損失(比如壓力損失)。本公開提供了一種減少損失同時滿足封裝因素并且設(shè)置有復(fù)雜形狀和結(jié)構(gòu)的通道的發(fā)動機20。

圖2示出了內(nèi)燃發(fā)動機(比如發(fā)動機20)的汽缸體中的傳統(tǒng)潤滑回路150。潤滑回路150包括具有恒定直徑的各種直線通道以及位于通道之間的具有拐角(比如直角彎曲)的接合部。

在一個示例中，缸體102是利用高壓鑄造工藝形成的壓鑄缸體。潤滑回路150的通道是使?jié)櫥瑒┩ㄟ^缸體102的直線通道?；芈?50中的通道可在形成缸體102時在模具或工具中利用芯釘銷技術(shù)形成。芯銷(core pin)可在鑄造或模制工藝期間使用，以提供額外的冷卻、成形部件更嚴格的公差等。芯銷在成形部件內(nèi)產(chǎn)生空隙。芯銷是直線元件并且設(shè)置有拔模角以將部件從芯銷排出。由于芯銷已經(jīng)產(chǎn)生空隙，因此芯銷可用于在成形部件內(nèi)提供油通道或油道。在部件形成后，可對由芯銷形成的通道進行機加工，以清理通道、增加額外的通道或流動接合部等。

可選地，在缸體102已經(jīng)形成或鑄造成之后，回路150中的通道可通過機加工(例如鉆孔)而形成。機加工包括使用能產(chǎn)生直線通道的鉆機或類似的工具。機加工還產(chǎn)生單一恒定的直徑或階梯式直徑。由于缸體可限制鉆機或工具進入缸體或穿過缸體的各個區(qū)域的位置，因此機加工可限制通道的位置。機加工還可具有基于鉆機或工具的長度的有限的鉆孔或機加工深度，并且如果缸體被從相對兩側(cè)鉆孔在中心區(qū)域連通而形成通道，則可能出現(xiàn)通道未正確對齊的問題。

這兩種技術(shù)產(chǎn)生直線路徑或視距路徑(line of sight path)以在回路150中產(chǎn)生潤滑通道。這些方法無法產(chǎn)生彎曲通道。這些方法還在直線油通道的端部產(chǎn)生額外的管塞和蓋塞以便密封通道、拐彎等，這導(dǎo)致額外的制造步驟和增加的泄漏可能性。雖然本示例被描述為發(fā)動機缸體或曲軸箱，但是汽缸蓋也使用相同的傳統(tǒng)成型技術(shù)，并且也存在類似的局限性。

對于具有有限的封裝空間的發(fā)動機設(shè)計，通常選擇芯釘銷技術(shù)。所使用的硬化芯需要非常穩(wěn)健以在發(fā)動機的制造過程或高壓壓鑄過程中承受高壓，并且需要有較厚的橫截面(這是難以封裝的)。芯銷的拔模角度是芯銷的長度的函數(shù)，并且這導(dǎo)致油回路150的端部的密封特征比所期望的密封特征更大。對于高壓壓鑄部件和復(fù)合部件，可用于油潤滑回路的傳統(tǒng)制造技術(shù)為直的且不能彎曲。由于壓鑄工藝，這些通道也是直的。

芯銷可以與模具拉出(die pull)以相同的方向從鑄件中移除或者可以相比于模具拉出以不同的方向(例如，相對于模具拉出成一定角度)從鑄件中移除。該過程可使用用于該過程的一個或更多個芯銷。在一個示例中，芯銷的長度可為約100cm，底部直徑為約10mm且尖端直徑為約7mm。歸因于在鑄造工藝期間的運動，芯銷可能需要額外的長度，對于所描述的芯銷，該額外的長度可以為約3mm至5mm。在其它示例中，芯銷可具有位置和通道大小所要求的其它尺寸，并且可以具有小到約5mm的直徑和10mm的相關(guān)長度。由芯銷形成的通道具有大約+/-1mm的公差。在鑄造工藝中使用的任何芯銷需要拔?；虬文＝嵌龋栽试S在鑄件固化后移除芯銷。由于沒有銷需要移除，因此根據(jù)本公開的工藝和系統(tǒng)消除了與所產(chǎn)生的通道相關(guān)的拔模。此外，本公開消除了(例如，當銷為具有小直徑的長銷時)用于補償銷的運動的額外的公差，因為鋁包覆的鹽芯在鑄造工藝期間用作剛性結(jié)構(gòu)，從而消除和/或減少了芯的運動。

圖2示出了通道108的直線部分、離散的或階梯式的直徑改變部分110、具有拐角元素的尖角轉(zhuǎn)彎112以及由通道的角交叉處形成的接合部114。這些特征提供了受限的封裝和/或增加的流動損失。通道的端部116與缸體102的外表面相交，因此必須用蓋或塞封住以在使用期間將流體包含在潤滑回路中。

由嵌件100形成的潤滑回路150具有通過通道154從泵接收過濾的流體的主油道152。主油道152中的流體流過通道156以潤滑用于曲軸的主軸承。主油道152中的流體還通過接合部158而流到副油道160并流到向活塞環(huán)提供加壓潤滑的通道162。接合部158可裝配有螺線管或其它元件以控制加壓流體向活塞環(huán)的流動。

主油道152具有可裝配有螺線管或其它類似元件并允許流體流返回到泵的端口164，從而為系統(tǒng)提供高容量/低容量控制。

通道166連接到主油道152，并向汽缸蓋提供加壓流體，以特別地控制可變氣門正時(例如可變凸輪控制等)。

另一通道168接收來自主油道152的流體。通道170連接到通道168，并向汽缸蓋提供加壓流體，以特別地潤滑凸輪軸的軸承。鏈條張緊器主體172也流體連接到通道168，并用于潤滑發(fā)動機的正時鏈條。潤滑劑供給部174也連接到通道168，并向渦輪增壓器提供潤滑劑。

圖3示出了根據(jù)實施例的用于油潤滑回路的嵌件200。缸體202以虛線示出作為參考。嵌件200可以以類似于如下所述的用于缸體的方式用于汽缸蓋。根據(jù)本公開的嵌件也可用于形成各種部件(包括汽缸體、汽缸蓋、變速器、發(fā)電機、曲軸、連桿或需要內(nèi)部潤滑通道的諸如具有壓力潤滑軸承的機械的其它部件)內(nèi)的潤滑通道或回路。如本文所描述的，潤滑通道可形成為復(fù)雜的形狀和結(jié)構(gòu)，并在部件鑄造、模制等時形成為不需要進一步的機加工或處理的凈成形(net shape)。

缸體202可由金屬(例如鋁或鋁合金)經(jīng)高壓壓鑄工藝形成。可替代地，缸體202可由塑料、尼龍或復(fù)合材料形成以提供“復(fù)合”缸體。復(fù)合材料可包括高達50％的碳纖維增強的熱固性復(fù)合樹脂，所述樹脂為酯類樹脂或聚酯類樹脂。在其它示例中，其它的纖維、顆粒或材料可與樹脂結(jié)合使用。復(fù)合材料可具有均勻的成分，或可由非均勻成分制成。

缸體202被示出為用于直列式三缸發(fā)動機，但是也可考慮其它構(gòu)造。缸體202在例如近凈形鑄造或模制工藝或者凈形鑄造或模制工藝中形成為需要最少的后處理(比如機加工，尤其對于潤滑通道而言)的整體式最終件。

潤滑回路通過嵌件200設(shè)置在缸體內(nèi)。出于比較的目的，在圖2和圖3中示出的缸體除了潤滑回路以外基本相同。為了進一步比較結(jié)構(gòu)上的差異，圖2和圖3所示出的潤滑回路向相同的端口或端點提供加壓潤滑劑或油。

由嵌件200形成的潤滑回路250具有通過通道254從泵接收過濾的流體的主油道252。主油道252中的流體流過通道256以潤滑用于曲軸的主軸承。主油道252中的流體還通過接合部258而流到副油道260，并流到向活塞環(huán)提供加壓潤滑的通道262。接合部258可裝配有螺線管或其它元件，以控制加壓流體向活塞環(huán)的流動。

主油道252具有可裝配有螺線管或其它類似元件并允許流體流返回到泵的端口264，從而為系統(tǒng)提供高容量/低容量控制。

通道266連接到主油道252，并向汽缸蓋提供加壓流體，以特別地控制可變氣門正時(例如可變凸輪控制等)。

另一通道268從主油道252接收流體。通道270連接到通道268，并向汽缸蓋提供加壓流體，以特別地對凸輪軸的軸承進行潤滑。鏈條張緊器主體272流體地連接到通道268，并用于對發(fā)動機的正時鏈條進行潤滑。潤滑劑供給部274也連接到通道268，并向渦輪增壓器提供潤滑劑。

注意，嵌件具有使流動擾動最小化的形狀。例如，流體接合部被設(shè)置為Y形接合部(比如接合部280)。流體通道(比如通道254)可具有連續(xù)的錐形截面。各個轉(zhuǎn)彎(比如曲線部282)使用平滑的曲線結(jié)構(gòu)制成。曲線部282可具有不超過九十度的彎曲，并且可具有比通道的直徑大若干倍的曲率半徑。嵌件可略有曲線或略微彎曲，以便在部件(例如，缸體)的限制范圍內(nèi)(例如，在區(qū)域284內(nèi))更好地封裝通道。

此外，雖然嵌件200以圓形截面示出，但是也可考慮其它截面，包括橢圓形、卵形、六角形、八角形、包含凸形和凹形區(qū)域的形狀(例如蕓豆形狀)以及其它規(guī)則及不規(guī)則的形狀。嵌件200的截面形狀可以是整個嵌件均相同，或者可以在嵌件內(nèi)的不同位置處變化。此外，嵌件內(nèi)的截面形狀具有可在嵌件的各個區(qū)域增加或減小的有效直徑或截面面積(例如，為增加或減小的錐形部分)。改變的截面面積可設(shè)置為逐漸的、連續(xù)的變化或者沒有任何階梯或不連續(xù)性，以減少流體回路中的流動損失。

另外要注意的是，嵌件200的使用消除了如圖2中所示的存在于傳統(tǒng)系統(tǒng)中的各種塞或端蓋。這通過減少可能出現(xiàn)流體泄漏的位置而提高了系統(tǒng)的完整性。由于減少了用于形成最終部件(比如發(fā)動機缸體)的步驟和工藝的數(shù)量，因此也提高了可制造性。

圖4示出了根據(jù)實施例的嵌件200的局部剖視圖。嵌件由被金屬外殼292封裝的失芯材料290形成。

圖5示出了缸體202和由嵌件200形成的通道的剖視圖。入口通道254將流體流提供至主油道252然后至流體通道256，流體通道256將潤滑劑引導(dǎo)到曲軸的主軸承。還在剖視圖中示出了用于潤滑活塞環(huán)的通道262。從圖中可以看出，通道252、254、256具有各種曲線和復(fù)雜的形狀，并且所述通道的截面由連續(xù)的錐形結(jié)構(gòu)形成。

在將失芯材料去除后，金屬外殼292內(nèi)襯于各個通道，使得流體通道具有位于由通道本身提供的敞開空隙和外部構(gòu)件202的結(jié)構(gòu)之間的金屬壁或金屬內(nèi)襯。內(nèi)襯中的金屬可以是鋁或鋁合金。

金屬外殼292可用作導(dǎo)熱通路，并且也可有助于將流體容納在部件內(nèi)。例如，金屬外殼292可防止?jié)櫥瑒┍煌ㄟ^毛細作用帶走或流動到周圍的缸體材料中，并且也可防止缸體內(nèi)的任何流體流動到通道中并與潤滑劑混合。這在缸體由多孔材料(比如復(fù)合材料或纖維增強復(fù)合材料)形成時會尤為重要。

出于比較的目的，以虛線示出了形成用于潤滑回路的通道。從圖中可以看出，通道152、154、156是線性的或直的，并且具有直徑恒定的截面。通道152、154、156利用視距工藝(比如機加工)形成，因此它們在缸體內(nèi)的位置是受限的。

圖6示出了使用嵌件形成具有潤滑回路的部件的過程或方法300的流程圖，其中，當部件形成時，潤滑回路中的通道以凈成形被提供。針對發(fā)動機缸體(比如具有由嵌件200形成的潤滑回路250的缸體202)來描述該過程；然而，該過程可采用具有在內(nèi)部形成的潤滑通道和回路的其它部件來實現(xiàn)。方法300的各種實施例可包括更多或更少的步驟，并且所述步驟可以以不同于示出的順序的另一順序來執(zhí)行。

在步驟302處，失芯嵌件200在與工具一起使用以形成部件之前而形成。為了形成嵌件，失芯材料290按照期望的形狀和大小形成，例如，按照通道的負空間的形狀形成失芯材料用于鑄造或模制工藝中。失芯材料290可形成為單個整體部件，或者可形成為多個部件或子部件，然后(例如，使用水溶性粘合劑材料)連接在一起。使用多個子部件可使得嵌件200具有更復(fù)雜的整體形狀。失芯材料可形成為需要鑄造或模制工藝的期望的形狀。在其它示例中，失芯材料可使用三維打印技術(shù)形成為期望的形狀。

然后在步驟304處，將外殼292設(shè)置在芯290周圍。在一個示例中，外殼292采用壓鑄或鑄造工藝形成，同時保持芯290的完整性。模子、模具或工具可設(shè)置為嵌件200的形狀。將芯290或連接的芯的子部件定位在模具內(nèi)，并且在芯290的周圍鑄造或以其它方式形成外殼292。外殼292可由低壓鑄造工藝通過將熔融金屬或其它材料注入到模具中而形成。可在2-10psi(磅每平方英寸)、2-5psi之間的低壓或其它類似的低壓范圍下利用重力供給注入熔融金屬。用于形成外殼292的材料可以是鋁或鋁合金，并且如果外部構(gòu)件或缸體202是由金屬材料形成的，那么用于形成外殼292的材料可以與用于壓鑄所述部件是相同的金屬或金屬合金。通過在低壓下提供熔融金屬，失芯290被保持在外殼292內(nèi)。通過將外殼292作為單個部件圍繞失芯290鑄造，外殼292沒有應(yīng)力點或?qū)⒂芍圃旃に嚠a(chǎn)生的其它缺點，并且外殼292隨后在部件202形成期間保持完整性。在外殼292冷卻之后，將嵌件200從工具中排出。

存在用于失芯嵌件的其它傳統(tǒng)的解決方案，其包括焊接或以其它方式將金屬管的多個部分連接在一起，所述金屬管填充有失芯材料。連接技術(shù)(例如，焊接)在嵌件內(nèi)提供應(yīng)力點，使得在部件的形成過程中嵌件的金屬外殼可能無法保持完整性，并且部件材料可能會破壞金屬管壁并流動到通路中且至少部分地阻礙通路。此外，由于金屬管是圓形的并且具有固定的直徑，因此使用金屬管可形成的形狀和結(jié)構(gòu)是受限的。此外，因為管必須切割、彎曲或以其它方式形成為期望的形狀，然后再焊接在一起，因此使用管形成嵌件是勞動密集和時間密集的。

在步驟306處，將失芯嵌件200定位在工具或模具內(nèi)用于形成部件(比如，缸體202)。嵌件200可具有與工具的模具協(xié)作的各種定位特征，以將嵌件定位在工具中并使其對齊。也可在工具內(nèi)設(shè)置并布置其它額外的嵌件，例如，用于形成冷卻夾套通道的失芯嵌件、用于隔板的結(jié)構(gòu)嵌件等。其它嵌件可由失芯材料單獨地形成，或者可具有如本文所描述的由金屬外殼封裝的失芯材料。

在步驟308處，在工具中嵌件200的周圍形成部件。部件可由金屬、金屬合金、塑料、尼龍、復(fù)合材料、纖維增強復(fù)合材料或其它材料形成。部件也可利用各種技術(shù)形成，所述技術(shù)包括砂型鑄造、低壓壓鑄、高壓壓鑄、半永久性成型、壓縮成型、注射成型等。根據(jù)制造技術(shù)提供用于部件的工具，并且工具可包括各種模子、模具、滑塊、協(xié)作以形成模腔的定模(cover die)和動模(ejector die)，其中，所述模腔具有成形為形成部件的各種特征的表面。

在一個示例中，部件或缸體202利用高壓壓鑄工藝通過將熔融金屬注入到工具中形成。熔融金屬可以是鋁、鋁合金或其它合適的材料。熔融金屬在高壓(即，20000psi)下注入以形成發(fā)動機部件。熔融金屬可在大于或小于20000psi(例如在15000-30000psi的范圍內(nèi))的壓力下注入，并且可基于所使用的金屬或金屬合金、模腔的形狀以及其它考慮因素選擇壓力。失芯嵌件200的外殼292可以部分熔化以與注入的金屬融合，并與外部構(gòu)件202集成。鑄件表層和外殼形成缸體202中的潤滑回路250的壁。熔融金屬在嵌件的金屬外殼292周圍流動，并且與金屬外殼形成鑄件表層。鑄件表層提供沒有空隙或其它缺陷的改進的流體屏障。金屬表層在鑄造工藝期間保護失芯材料，使得失芯材料保持在部件內(nèi)。嵌件200的結(jié)構(gòu)允許失芯材料的小的尺寸和特征在鑄造工藝期間保持完整，而所述小的尺寸和特征在傳統(tǒng)的失芯高壓壓鑄工藝中將被破壞或變得不可用。熔融金屬冷卻以形成部件202。

在另一示例中，部件或缸體202使用注射成型工藝通過將復(fù)合混合物或材料注入到工具中而形成。復(fù)合材料在嵌件200的外殼292周圍流動，并與嵌件200的外殼292形成界面和/或結(jié)合。在模制工藝期間，部件可通過可用于固化復(fù)合材料的熱固工藝或高壓釜等而自固化。模制工藝可以是在生產(chǎn)時均進行熱固化的注射?；驂嚎s模的工藝。

通過提供外殼292，失芯290保持完整而用于后續(xù)處理以形成潤滑回路250中的通道。外殼292允許更小尺寸的通道并允許使用在高壓成型工藝中將變得不可用(這是由于失芯材料在所述工藝中可能無法保持其形狀)的表面特征。例如，失芯嵌件200可在潤滑回路250內(nèi)提供毫米級的通道或特征，通道尺寸小于10mm、5mm或2mm，表面特征的分辨率為1毫米級。由于這種尺度的失芯材料在高壓成型工藝中可能會被破壞，因此傳統(tǒng)的失芯材料鑄造或砂型鑄造無法分辨具有這些尺寸的表面特征或通道。

在步驟308結(jié)束時，部件作為未完成的部件或預(yù)成形件(preform)從工具中移除。

在步驟310處，對未完成的部件或預(yù)成形件進行后處理，以將失芯材料290從預(yù)成形件中去除。嵌件200的失芯材料290在工具中的整個形成過程中保持在部件中，并且需要被去除。在一個示例中，失芯290被去除以形成回路250中的通道?？衫眉訅毫黧w(比如高壓水射流)將失芯290去除。在其它示例中，可使用本領(lǐng)域中公知的其它技術(shù)將失芯290去除?；谠趬鸿T后處理或模制后處理中將芯去除的能力，失芯290在本公開中被稱為“失芯”。由于外殼292的包圍和保護，本公開中的失芯在壓鑄或模制工藝期間保持完整。

在步驟312處，還可進行其它的后處理機加工或制造步驟。例如，可針對螺線管控制或類似特征對潤滑回路250進行最少量的機加工。此外，可進行其它部件的機加工或精加工，例如，對發(fā)動機缸體202的平臺面進行銑削。在一些實施例中，可在模制或鑄造之后通過其它精加工或機加工提供其它通道或端口。

在部件202已經(jīng)被后處理之后，可通過將汽缸蓋連接到缸體而組裝發(fā)動機20，并且可將發(fā)動機20放置到車輛中。

用于潤滑回路250的通道可在如上面參照圖3至圖6所描述的制造工藝期間通過一個或更多個嵌件(包括失芯嵌件)形成在部件202中。嵌件200被示出為用于形成潤滑回路250中的流體通道的嵌件。嵌件200在與工具一起使用以形成部件之前形成。嵌件200包括失芯區(qū)域290。失芯290可以是鹽芯、砂芯、玻璃芯、泡沫芯或其它合適材料的失芯。外殼292包圍或封裝失芯290，使得其覆蓋失芯290的外表面的至少一部分。外殼292可由金屬(包括鋁或鋁合金)形成。芯290通常按照流體通道的一部分或基本上通道的全部的形狀和大小而設(shè)置。在示出的示例中，失芯290形成缸體202中潤滑回路的流體通道的形狀。

潤滑回路250形成在部件或缸體202內(nèi)。潤滑回路250由將加壓的潤滑劑引導(dǎo)到部件的用于潤滑和/或熱管理的各個區(qū)域的一系列互連的流體通道形成。潤滑回路250由嵌件200形成。失芯材料290由薄壁金屬外殼292包圍或封裝。失芯材料290可設(shè)置為各種彎曲的形狀和結(jié)構(gòu)，截面面積和方向上的平穩(wěn)變化使流動損失減少。薄壁金屬外殼292在厚度上可以是毫米級的。在去除失芯材料290之后，外殼292保持在部件202中，使得外殼292內(nèi)襯于潤滑回路250的通道。

外殼292被設(shè)置為回路250中的潤滑劑和部件202的材料之間的屏障，并防止?jié)櫥瑒┻M入部件202的材料中以及部件202中的流體(例如，冷卻劑或水)進入潤滑回路250中并與潤滑劑混合。歸因于纖維以及在模制過程期間形成的任何空隙或缺陷，由復(fù)合材料(例如，碳纖維樹脂復(fù)合材料)制成的部件有一定的孔隙度。因此，外殼292用作內(nèi)襯，以防止泄漏或流體流到部件202中，反之亦然。

外殼292還用于提高部件202和潤滑回路250中的流體之間的熱傳遞。由復(fù)合材料(例如，碳纖維樹脂復(fù)合材料)制成的部件具有比金屬外殼低得多的導(dǎo)熱率。這樣，外殼292充當熱導(dǎo)管，并且使與潤滑劑的熱傳遞提高，以在運行期間更有效和更高效地使部件202熱穩(wěn)定或冷卻。在進一步的示例中，外殼292可在與流體接觸的內(nèi)壁上或者在與部件202接觸的外壁上設(shè)置有各種表面特征(例如翅片、渦旋或渦流誘導(dǎo)特征、各種表面粗糙度等)，以通過增加表面積和/或產(chǎn)生期望的流動模式來提高熱傳遞。

本公開的各個實施例具有相關(guān)聯(lián)的非限制性的優(yōu)點。例如，緊湊的潤滑回路可用于減少實現(xiàn)流動要求所需的封裝空間。提供了獨特的波狀的潤滑回路，其具有緊密包裹否則將限制布置的功能特征的能力。嵌件設(shè)置有用作潤滑劑的輸送工具的獨立的空心鋁外殼。在部件的形成期間，嵌件包含失芯材料。這種外殼可包含多個彎曲和交叉部以實現(xiàn)用于潤滑劑通道的復(fù)雜的路線。在內(nèi)燃發(fā)動機中，汽缸體或汽缸蓋優(yōu)先于需要高壓油來維持功能的子系統(tǒng)。根據(jù)本公開的嵌件提供了緊湊且優(yōu)化的潤滑回路，所述潤滑回路使其流體通道比傳統(tǒng)的流體通道更薄或更小，并減少了機加工步驟。限定油回路的嵌件提供了嵌套在功能性特征周圍的緊密的封裝。此外，在部件的形成過程中，嵌件提供了復(fù)雜的形狀和結(jié)構(gòu)(比如，彎曲的且具有多個平滑的交叉部或接合部的通道)，從而最大限度地減少額外的制造步驟。歸因于平滑的波狀形狀，潤滑回路可形成為既適合在有限的封裝空間內(nèi)，還具有降低的壓降和改善的流動特性。因此，潤滑回路可具有改善的流動效率，從而提高泵的效率和整體的燃油經(jīng)濟性。

雖然以上描述了示例性實施例，但并不意味著這些實施例描述了本發(fā)明的所有可能的形式。更確切地，在說明書中使用的詞語是描述性詞語而非限制性詞語，并且應(yīng)該理解，在不脫離本公開的精神和范圍的情況下可以做出各種變化。此外，可以組合各個實現(xiàn)的實施例的特征以形成本公開的進一步的實施例。