CN100564853C - 简化的发动机结构和组件 - Google Patents
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Abstract
一模块化发动机组件包括气缸孔部件，设置在气缸孔部件上面的气缸盖，和设置在气缸孔部件下面的曲轴箱组件。曲轴箱组件包括上载体和下载体，每个都具有多个在其中是整合的、单元式的和单件的轴承部分。
Description
技术领域
[0001]本发明通常涉及发动机，并且尤其涉及一种用于内燃机的简化的模块化发动机组件。
发明背景
[0002]已知可提供诸如内燃机的发动机用于车辆，诸如机动车辆上。现今的二冲程和四冲程内燃机是上乘的和燃油效率越来越高的机器。由于车辆拥有者较宽范围的需求，必须制造出广泛不同的扭矩和功率输出的发动机。但是每个不同的发动机尺寸(或排量)的发动机具有复杂的结构并且需要较大的投资来设计和制造。
[0003]采用最简单的术语，这些内燃机通常包括多个在圆筒形缸孔内往复运动的活塞，并且这些活塞通过连杆连接到曲轴上。曲轴在气缸体中由单独的轴承盖进行支撑。在燃烧压力所引起的作功冲程中，每个活塞应用扭矩到曲轴上，以提供给发动机动力。通过曲轴所传递的扭矩和动力是活塞的压力面面积和作动冲程长度的函数。
[0004]活塞、连杆、曲轴和轴承盖的此组件安装在气缸体中。气缸体限定了活塞在其中往复运动的气缸，并且其定位和支撑着曲轴、连杆和轴承盖或者轴承座表面。气缸体在底部开口。在将气缸体倒置之后，活塞、连杆、曲轴和轴承盖或者轴承座表面从气缸体的底部进行装配。最后，气缸体的底部采用油底壳进行封闭。气缸体还包括发动机冷却剂和润滑油通道。气缸盖在气缸体中封闭气缸的顶部，从而与封闭的活塞顶部一起在其中限定每个相应的燃烧室。气缸盖还包括一个或多个空气或燃料/空气进气口和气门，一个或多个排气口和气门，火花塞以及经常包括的燃料喷射器。气缸盖也包括冷却剂和润滑油通道。气缸体和气缸盖两者都是复杂结构的金属铸件，因为具有诸如冷却剂和润滑油通道的综合特征。每个铸件必须被设计用于规定的发动机排量。
[0005]如所注意到的，制造具有特定地设计并铸造的发动机体和气缸盖的这样的发动机是非常昂贵的。复杂的铸件需要高投资的生产设备以用于铸造和机加工两者。因此，对气缸体的设计进行改变是较难实现的。
[0006]而且，轴承盖或轴承座表面被单独制造并且机加工到紧公差。轴承盖或者轴承座表面预先装配在曲轴箱中，以便于机加工，例如通过最后轴承面的冲洗研磨，然后被拆卸以便于插入曲轴和最终的曲轴装配。
[0007]因此，如果气缸体的结构和制造能够简化的话，在汽车发动机的制造方面可以实现所希望的大量的成本节约。还希望提供模块化方法来制造发动机结构部件，该发动机结构部件包括活塞、连杆、曲轴和轴承盖或轴承座表面。进一步希望将发动机结构中的气缸体部分与发动机中包含和装配曲轴箱的部分相分离。因此，在此领域中需要提供一种简化的模块化发动机组件来满足这些需要。
发明概要
[0008]因此，本发明的一个目的是提供一种新型的模块化发动机组件，该组件被简化以包括轴承盖或轴承座表面。
[0009]为了实现上述目的，本发明的模块化发动机组件包括气缸孔部件，设置在气缸孔部件上面的气缸盖，和设置在气缸孔部件下面的曲轴箱组件。曲轴箱组件包括上轴承座和下轴承座，每个都具有多个在其中是整合的，单元式的及单件的轴承盖或轴承座表面。
[0010]本发明的一个优点在于模块化发动机组件被提供用于内燃机。本发明的另一个优点在于模块化发动机组件具有轴承盖或轴承座表面，该轴承盖或轴承座表面铸造到分离的上铸件和下铸件上，或者到由模制、挤压或机加工物体制成的成形件上，该成形件形成蛤壳式。本发明的又一个优点在于模块化发动机组件消除了对单独的轴承盖或轴承座表面的需要，而这些单独的轴承盖或轴承座表面会在制造过程中增加一定的复杂性。本发明的又一个优点在于模块化发动机组件消除了中板，一个密封面和用于锁定轴承盖或轴承座表面的横栓。本发明的进一步的优点在于模块化发动机组件具有气缸体的更简单的固定和制造过程。本发明的又一个优点在于模块化发动机组件具有更快的制造生产能力，因为轴承盖或轴承座表面不需要预加工，装配，加工，和然后被拆卸以便于曲轴装配。本发明的又一个优点在于模块化发动机组件具有更快的发动机构成，因为轴承盖或轴承座表面不需要单独地进行装配。本发明的另一个优点在于由于具有更少的部件，模块化发动机组件具有更精确的尺寸控制。本发明的又一个优点在于由于具有更少的接触面，模块化发动机组件提供更大刚性的发动机。本发明的又一个优点没有单独的油底壳，该油底壳现在可结合到下载体上并且增加发动机结构的刚性。
[00011]本发明的其它的目的，特征和优点将可以轻易理解，当结合附图对随后的说明书进行阅读之后，将可以得到更透彻的理解。
附图说明
[00012]图1是根据本发明模块化发动机组件的透视图。
[00013]图2是图1的模块化发动机组件的分解的透视图。
[00014]图3是图1的模块化发动机组件的下载体的透视图。
[00015]图4是图1的模块化发动机组件的上载体的透视图。
优选实施例的说明
[00016]参见附图，尤其是图1，用于车辆(未示出)的、根据本发明的模块化发动机组件10的一个实施例被示出。该模块化发动机组件10是内燃型。模块发动机组件10包括压制的气缸孔部件12，其具有至少一个、优选多个沿着纵向隔开的圆柱形孔14。气缸孔部件12是通过铸造、模制、成形或者压制，由诸如铸铁、铝、镁或者经过表面处理的这些材料所制造的成形件。气缸孔部件12可以为在美国专利No.6,543,405中所公开的类型，该专利的公开内容在此作为参考进行结合。
[00017]模块化发动机组件10还包括设置在气缸孔部件12上面的气缸盖16。气缸盖16封闭气缸孔14的顶部，与在孔14中往复运动的对应活塞(未示出)协作，从而在每个孔14中提供一燃烧室。气缸盖16包含进气和排气口(未示出)，并且定位和支撑进气和排气门(未示出)。在火花点火发动机情况下，气缸盖16还包括火花塞(未示出)，并且其经常包含燃料喷射器(未示出)。需要理解的是，为了公开内容的简化，气缸盖16的部件没有示出，因为通过利用本发明的模块化发动机部件，它们的设计、结构和操作没必要发生改变。
[00018]模块化发动机组件10进一步包括设置在气缸孔部件12下面的曲轴箱组件，通常用18表示。气缸孔部件12和曲轴箱组件18通过垫圈20隔开。需要理解的是模块化发动机组件10具有简化的模块化结构，两个3缸模块可进行连接以提供直列的6缸发动机和可能的V-6发动机。
[00019]参见图1至图4，曲轴箱组件18包括上载体2 2和下载体24。上载体22是通过铸造、模制、成形或者压制，由诸如铸铁、铝、镁或者经过表面处理的这些材料的多种材料所制造的成形件。上载体22具有纵向延伸的上底板壁26，和从底板壁26向下和向外延伸的相对侧壁28。上载体22具有从每个侧壁28向外延伸的凸缘30。上载体22在其每个纵向端具有端壁32。上载体22具有由底板壁26、侧壁28和端壁32在其中形成的空腔34。上载体22具有设置在空腔34中并且纵向间隔设置在空腔34中的多个轴承部分36。轴承部分36从底板壁26和侧壁28延伸入空腔34之中。每个轴承部分36具有中心设置的并且通常为弓形的凹槽38，其延伸以形成支撑表面40。上载体22具有多个气缸内径孔42，其贯穿上底板壁26并且与气缸孔部件12的气缸孔14相对齐。上载体22还具有从气缸内径孔42间隔开的多个紧固件孔44，以容纳下述的紧固件66。上载体22为整合的，单元式的及单件的整块的结构。
[00020]下载体24是通过铸造、模制、成形或者压制，由诸如铸铁、铝、镁或者经过表面处理的这些材料的多种材料所制造的成形件。下载体24具有纵向延伸的下底板壁46，和从底板壁46向上和向外延伸的相对侧壁48。下载体24具有从每个侧壁48向外延伸的凸缘50。下载体24在其每个纵向端具有端壁52。下载体24具有由底板壁46、侧壁48和端壁52在其中形成的空腔54。下载体24具有设置在空腔54中和纵向间隔设置在空腔54中的多个轴承部分56。轴承部分56从底板壁46和侧壁48延伸入空腔54之中。每个轴承部分56具有中心设置的并且通常为弓形的凹槽58，以形成支撑表面60。下载体24还具有多个紧固件孔62以容纳下述的紧固件66。下载体24为整合的，单元式的及单件的整块结构。需要理解的是轴承部分36和56是相同的，以便于形成用于下述曲轴组件64的完整的轴承盖或轴承座表面。
[00021]曲轴箱组件18还包括设置在上载体22和下载体24之间的曲轴组件64。上载体22和下载体24形成蛤壳式，并且轴承部分36，56在其中支撑曲轴组件64。曲轴箱组件18还包括多个诸如螺栓的紧固件66，其贯穿在气缸盖16、气缸孔部件12和垫圈20中的孔(未示出)，和通过上载体22的紧固件孔44，并且与下载体24中的紧固件孔62螺纹接合。需要理解的是紧固件66将上载体22和下载体24固定到一起。还需要理解的是气缸孔部件12，气缸盖14和曲轴箱组件18为模块化发动机组件10的构件。
[00022]在制造期间，使上载体22和下载体24表面加工平整并保持在一起。支撑面40，60利用一次钻孔被机加工。上载体22和下载体24相分离，并且曲轴组件64装配在上载体22和下载体24之间。上载体22和下载体24结合到一起，并且紧固件66将上载体22和下载体24固定到一起。需要理解的是，当模块化发动机组件10处于装配情况时，气缸孔部件12、气缸盖16和曲轴箱组件18相协作以封闭曲轴64在曲轴箱组件18中四个活塞(未示出)在气缸孔14中和从气缸孔14中延伸的四个连杆(未示出)到曲轴箱组件18之中。
[00023]本发明已经以举例说明的方式进行了描述。需要理解的是在此所使用的术语意图是作为描述的文字，而不是用于限制。
[00024]根据上述的教导，本发明的许多修改和变化都是可能的。因此，在所附的权利要求的范围之内，本发明可以不同于具体描述地实施。
Claims (22)
1.一种模块化发动机组件，其包括：
气缸孔部件；
设置在所述气缸孔部件上方的气缸盖；和
设置在所述气缸孔部件下面的曲轴箱组件，其中所述曲轴箱组件包括上载体和下载体，上载体和下载体的每个在其中都具有整合的、单元式的和单件的多个轴承部分；
所述上载体和下载体的每个具有贯穿轴承部分的多个紧固件孔；
多个紧固件延伸入所述紧固件孔中，以将所述上载体和所述下载体固定到一起。
2.如权利要求1所述的模块化发动机组件，其中所述气缸孔部件为通过铸造、模制、成形和压制过程之一，由包括铸铁、铝、镁、或者经过表面处理的这些材料的一组材料中的一个所制成的成形件。
3.如权利要求1所述的模块化发动机组件，其中所述的上载体为通过铸造、模制、成形和压制过程之一，由包括铸铁、铝、镁或者经过表面处理的这些材料的一组材料中的一个所制成的成形件。
4.如权利要求1所述的模块化发动机组件，其中所述的下载体为通过铸造、模制、成形和压制过程之一，由包括铸铁、铝、镁或者经过表面处理的这些材料的一组材料中的一个所制成的成形件。
5.如权利要求1所述的模块化发动机组件，其中每个所述的轴承部分具有形成一支撑表面的凹槽。
6.如权利要求1所述的模块化发动机组件，其中所述上载体在其中具有空腔，并且所述轴承部分设置在所述空腔中，并且沿着纵向相隔开。
7.如权利要求1所述的模块化发动机组件，其中所述下载体在其中具有空腔，并且所述轴承部分设置在所述空腔中，并且沿着纵向相隔开。
8.如权利要求1所述的模块化发动机组件，其中所述上载体具有贯穿其中的多个气缸内径孔。
9.如权利要求1所述的模块化发动机组件，其包括设置在所述上载体和所述下载体之间的曲轴组件。
10.一种模块化发动机组件，其包括：
气缸孔部件；
设置在所述气缸孔部件上方的气缸盖；
设置在所述气缸孔部件下面的曲轴箱组件，其中所述曲轴箱组件包括上载体和下载体；
所述上载体和所述下载体每个在其中都具有整合的，单元式的和单件的多个轴承部分；
所述上载体具有贯穿轴承部分的多个第一紧固件孔，并且所述下载体具有贯穿轴承部分的多个第二紧固件孔；
多个紧固件，其贯穿所述气缸盖、所述气缸孔部件和所述第一紧固件孔，并且延伸入所述第二紧固件孔中，以将所述气缸盖、所述气缸孔部件、所述上载体和所述下载体固定到一起。
11.如权利要求10所述的模块化发动机组件，其中所述气缸孔部件为通过铸造、模制、成形、和压制过程之一，由包括铸铁、铝、镁、或者经过表面处理的这些材料的一组材料中的一个所制成的成形件。
12.如权利要求10所述的模块化发动机组件，其中所述上载体为通过铸造、模制、成形、和压制过程之一，由包括铸铁、铝、镁或者经过表面处理的这些材料的一组材料中的一个所制成的成形件。
13.如权利要求10所述的模块化发动机组件，其中所述下载体为通过铸造、模制、成形、和压制过程之一，由包括铸铁、铝、镁或者经过表面处理的这些材料的一组材料中的一个所制成的成形件。
14.如权利要求10的模块化发动机组件，其中每个所述轴承部分具有形成一支撑表面的凹槽。
15.如权利要求10所述的模块化发动机组件，其中所述上载体在其中具有空腔，并且所述轴承部分设置在所述空腔中，并且沿着纵向相隔开。
16.如权利要求10所述的模块化发动机组件，其中所述下载体在其中具有空腔，并且所述轴承部分设置在所述空腔中，并且沿着纵向相隔开。
17.如权利要求10所述的模块化发动机组件，其中所述上载体具有贯穿其中的多个气缸内径孔。
18.如权利要求10所述的模块化发动机组件，其包括设置在所述上载体和所述下载体之间的曲轴组件。
19.一种模块化发动机组件，其包括：
气缸孔部件；
设置在所述气缸孔部件上方的气缸盖；
设置在所述气缸孔部件下面的曲轴箱组件，其中所述曲轴箱组件包括上载体和下载体；
所述上载体和所述下载体的每个在其中具有多个轴承部分；
所述轴承部分与所述上载体和所述下载体为整合的、单元式的和单件的，每个所述轴承部分具有形成一支撑表面的凹槽；
所述上载体具有贯穿轴承部分的多个第一紧固件孔，并且所述下载体具有贯穿轴承部分的多个第二紧固件孔；
设置在所述上载体和所述下载体之间的曲轴组件；和
多个紧固件，其贯穿所述气缸盖、所述气缸孔部件和所述第一紧固件孔，并且延伸入所述第二紧固件孔中，以将所述气缸盖、所述气缸孔部件、所述上载体和所述下载体固定到一起。
20.如权利要求19所述的模块化发动机组件，其中所述气缸孔部件为通过铸造、模制、成形、和压制过程之一，由包括铸铁、铝、镁、或者经过表面处理的这些材料的一组材料中的一个所制成的成形件。
21.如权利要求19所述的模块化发动机组件，其中所述的上载体为通过铸造、模制、成形、和压制过程之一，由包括铸铁、铝、镁或者经过表面处理的这些材料的一组材料中的一个所制成的成形件。
22.如权利要求19所述的模块化发动机组件，其中所述的下载体为通过铸造、模制、成形、和压制过程之一，由包括铸铁、铝、镁或者经过表面处理的这些材料的一组材料中的一个所制成的成形件。
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