CN100587249C - 用于内燃机的汽缸体 - Google Patents

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Abstract

在一种用于内燃机的汽缸体(10)中，一个盖安装体部分(74)连接于在一个底平台(22)下方形成的一个曲轴箱(24)的第一和第二侧壁(25)。每个第一和第二体连接部分(83)分别地将所述第一和第二侧壁(25)与从相应的侧壁(25)向内凸出的所述盖安装体部分(74)连接。所述体连接部分(83)形成有在所述汽缸体(10)的垂直方向延伸的一个中空部分(84)。第一和第二体连接部分(83)分别与第一和第二有头螺栓销座(36)连接，有头螺栓销座(36)在围绕着发动机的气缸的上部的一个上壁形成，通过第一和第二连接肋在垂直方向上延伸。

Description

用于内燃机的汽缸体
技术领域
本发明总体上涉及一种用于水冷内燃机的汽缸体，更具体的是涉及用于增强盖安装体部分及其与汽缸体连接部分的刚度的技术。
背景技术
日本专利公开号2002-115600公开了一种用于内燃机的汽缸体结构。在内燃机中，盖安装体部分在一个汽缸体中形成。轴承盖不可动地紧固到盖安装体上，以将一个曲轴夹在中间。因此，盖安装体部分和轴承盖旋转地支撑曲轴。每个盖安装体部分的两端一体地连接于在一个底平台下方形成的曲轴箱的两个侧壁上。因此，盖安装体部分在曲轴箱的两个侧壁之间延伸。
发明内容
在上面描述的结构中，来自曲轴箱的大量的点火压力和惯性力容易在体连接部分上施加一个强度应力，每个体连接部分通过曲轴箱的任一侧壁连接于盖安装体部分，并且因此体连接部分需要通过增加体连接部分的壁厚来形成高强度和刚度，这会造成结构重量和尺寸的增加，或者造成铸造缺陷，比如收缩。
本发明的一个目的是提供用于增加盖安装体连接部分的刚度而不造成其重量或尺寸增加或者不造成其铸造缺陷的技术。
根据本发明的一个方面，用于内燃机的一个汽缸体，包括：一个上壁，围绕着所述发动机的气缸的上部，并且包括在所述气缸的第一和第二侧边上的第一和第二上侧壁；一个曲轴箱，包括分别形成在所述第一和第二侧边上的第一和第二侧壁；第一和第二有头螺栓销座，分别形成在第一和第二侧边上，每个有头螺栓销座从所述上侧壁凸出，并且包括在所述汽缸体的一个顶平台上开口的一个有头螺栓孔；一个盖安装体部分，在所述曲轴箱的所述第一和第二侧壁之间延伸，并且被排列，以与一个轴承盖一起旋转地支撑一个曲轴；第一和第二体连接部分，分别从所述曲轴箱的所述第一和第二侧壁凸出，以到达所述盖安装体部分，并且藉此将所述曲轴箱的所述第一和第二侧壁与所述盖安装体部分连接，所述第一和第二体连接部分的每一个都形成有在所述汽缸体的垂直方向上延伸的一个中空部分；以及第一和第二连接肋，在所述垂直方向上延伸，并且将所述第一和第二体连接部分分别同所述第一和第二有头螺栓销座连接。
本发明的其它目的和特征将通过随后参考了附图的描述而被理解。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的用于内燃机的汽缸体的底视图；
图2是图1的汽缸体的右视图；
图3是沿着图1的线III-III的剖视图；以及
图4是沿着图1的线IV-IV的剖视图。
具体实施方式
图1是根据本发明的一个实施例的用于内燃机的汽缸体的底视图。图2是图1的汽缸体的右视图。图3是沿着图1的线III-III的剖视图。图4是沿着图1的线IV-IV的剖视图。
这个例子的内燃机是直列式四气缸水冷内燃机，并且横向安装在一个车辆上，具有在车辆上向前设置的一个进气面和向后设置的一个排气面。这个例子的汽缸体10通过铝压铸而整体地形成，并且包括气缸壁12和围绕着气缸壁12的上部的一个侧套壁14。每个气缸壁12都形成一个缸膛11，以接收一个活塞并允许该活塞在其内部上下移动。因此，在相应的气缸壁12中形成的缸膛11在汽缸体10的纵向方向上排列成一条直线。汽缸体10还包括形成在气缸壁12的上圆周和侧套壁14之间的一个水套18，并且包括如图4所示的分别形成在上端和下端的气缸壁12的一个顶平台20和底平台22。每个顶平台20和底平台22形成凸缘形式，在汽缸体10的横向上向外突出。每个气缸壁12在汽缸体10的垂直方向从顶平台20延伸到底平台22。水套18形成一个铸孔，包括开口在一个开放平台形式上的顶平台20的一个顶端。水套18容纳冷却水以在其中循环，用以通过将其热量驱散从而冷却气缸壁12。
汽缸体10具有二重联接的形式，其中在纵向方向成一直线排列的邻近气缸壁12的部分彼此接合，以缩短缸膛11之间的距离。在一个例子中的气缸壁12用作铸铁衬套，铸件一体地围绕着该铸铁衬套形成。在另一个例子中，气缸壁12由耐磨铝一体地铸成。
在这个例子中，侧套壁14形成汽缸体10的一个顶侧壁或者顶壁。在另一个实施例中，汽缸体10可以进一步包括在侧套壁14外面的一个顶侧壁或者顶壁。
汽缸体10还包括形成水套18的底部的一个套底壁16。如图4所示，套底壁16形成凸缘形式，在汽缸体10的横向上向外突出。套底壁16通过气缸壁12的中间部分与侧套壁14的底端相连。套底壁16在汽缸体10的垂直方向上与底平台22间隔开。因此，水套18仅仅是围绕着气缸壁I2的上部形成，并且在垂直方向上厚度很薄。通过这个薄的厚度，水套18能够有效地冷却气缸壁12的上部，该上部与发动机燃烧室接近。此外，因为侧套壁14没有围烧着气缸壁12的下部形成，所以汽缸体10在重量上可以减少，并且能够防止气缸壁12的过度冷却。因此，汽缸体10能够改善燃烧效率、发射物减少、加热器性能以及车辆的其它性质。
在顶平台20上提供有一个汽缸盖衬垫，并且一个气缸盖用有头螺栓不可移动地紧固到顶平台20上。因此，汽缸盖衬垫被夹持在气缸盖和顶平台20之间。如图2和3所示，侧套壁14包括位于每个缸膛11周围的四个方向上的有头螺栓销座36。换句话说，在侧套壁14中，有头螺栓销座36被设置在临近的缸膛11之间，并且在以一条直线排列在纵向方向上的一系列缸膛11的两端。有头螺栓每个都插入或螺旋进入有头螺栓销座36。每个有头螺栓销座36包括具有一个开口或者具有在顶平台20上的螺栓孔的一个上端，以及在汽缸体10的垂直方向延伸到套底壁16附近的一个下端。每个有头螺栓销座36以一个大体上的圆柱厚壁形式形成，并且在汽缸体10的纵向上向外凸出。
汽缸体10还包括在底平台22下的一个曲轴箱24。曲轴箱24具有从底平台22向下悬垂的一个半裙形，并且包括盖安装体部分74，每个盖安装体部分用来接收一个轴承盖76。轴承盖76是与汽缸体10分开形成的一个元件。轴承盖76和盖安装体部分74通过盖紧固螺栓而彼此紧固连接，将一个曲轴夹在中间，并且因此旋转地支撑该曲轴。每个盖安装体部分74包括螺栓孔75。盖紧固螺栓被旋入每个螺栓孔75内。
盖安装体部分74在汽缸体10的纵向方向上成一直线排列，如图1所示，在相邻气缸之间有规律地间隔，并且在以一条直线排列在纵向方向上的一系列气缸的两端。每个盖安装体部分74与在气缸壁12下端下方的曲轴箱24的左侧壁和右侧壁25一体形成。因此，每个盖安装体部分74具有在两个侧壁25的内表面之间延伸并与之连接的一个大体上的盘形。每个盖安装体部分74包括一个盖安装凹进部78，从盖安装体部分74的下表面的一个平面向上回收。如图4所示，轴承盖76包括在汽缸体10的横向上向外凸出的、与一上凸缘部分77一同形成的一个上端。上凸缘部分77被装配到盖安装凹进部78内。盖安装凹进部78和上凸缘部分77分别包括轴支撑半圆柱表面79和80。当盖安装凹进部78和上凸缘部分77被装配到一起的时候，轴支撑半圆柱表面79和80旋转地支撑曲轴。盖安装凹进部78包括在其每个外端具有一弧形垂直部分的一个圆角81，以与上凸缘部分77的相同的圆角相配合。曲轴箱24包括在曲轴箱24的下端整体形成的一个油盘轨82。一个油盘被安装到油盘轨82上。盖安装体部分74的下表面和油盘轨82位于一个大体上平的平面上，并且形成汽缸体10的最低表面。
汽缸体10还包括体连接部分83以及彼此一体形成的侧壁25，每个体连接部分连接于盖安装体部分74。每个体连接部分83从侧壁25向内凸出，并且具有向内凸出的一个厚壁轮廓，如图1所示。然而，每个体连接部分83包括在汽缸体10的垂直方向上延伸并因此形成中空的一个中空部分84。如图2和图3所示，中空部分84从底平台22的临近处向下延伸，并且形成开口于汽缸体10的下表面的一个铸孔。如图1所示，每个体连接部分83具有由从侧壁25横向向内延伸并在会合点或交叉点90相交的肋部86和87构成的V形或三角形肋。因此，体连接部分83的V形角肋形式具有从侧壁25横向向内倾斜的一个V形或三角形横截面。肋部86和87在交叉点90彼此相交，形成轻柔地连接于盖安装体部分74的一个支撑部分。中空部分84在肋部86和87与侧壁25之间形成。肋部86和87，或者由图1中的虚线所指的虚构的延伸线，在与盖安装凹进部78的两个外端的侧壁25邻近处的交叉点90彼此相交。因此交叉点90与盖安装凹进部78并不邻接或者重叠。
如图2和图3所示，汽缸体10还包括连接肋，每个连接肋具有一对在每个汽缸体10的纵向方向排列的连接肋部88。连接肋部88在每个边与有头螺栓销座36连接，同时体连接部分83在同一边在汽缸体10的垂直方向上彼此实质连接。每个连接肋部88具有大体上的盘形，如图2所示，从汽缸体10的侧壁横向向下展开，到达底平台22的外端。因此，每个连接肋部88具有从侧套壁14到底平台22横向变大的剖面尺寸。如图3所示，连接肋部88沿着汽缸体10的垂直方向上的有头螺栓销座36的前边缘和后边缘的向下虚构延伸部分彼此平行地垂直延伸。
每个连接肋部88具有连接于套底壁16的一个上端和连接于底平台22的一个下端。由连接肋部88、套底壁16和底平台22围绕的一个空间形成在汽缸体10的侧面开口的一个铸孔。如图3所示，水套18和有头螺栓销座36在套底壁16上方形成，曲轴箱24在底平台22下面形成。因此，在套底壁16和底平台22之间垂直延伸的一个中间部分，尤其是在如图3所示的缸腔11之间的部分，形成一个大的向内凹进。因此，在相应于该凹进的一个部分处提供的连接肋部88尺寸很大，如图3所示。
因此，在这个施例中，连接盖安装体部分74和侧壁25的每个体连接部分83向内凸出以具有一个壁厚，并且具有包括中空部分84的封闭横截面。此外，在侧套壁14上提供的每个这些体连接部分83和有头螺栓销座36通过连接肋部88在垂直方向上彼此连接。因此，这个实施例的汽缸体10能够通过利用现有的有头螺栓销座36来有效地增加体连接部分83的强度或刚度。如上面所提到的，体连接部分83容易遭受由来自曲轴的很大的点火压力和惯性力产生的强度应力。然而，通过增加的强度或刚度，体连接部分83能够承受这种强度应力。此外，因为每个体连接部分83包括中空部分84，所以这个实施例的汽缸体10与每个体连接部分具有实心结构没有中空部分84的结构相比能够减少重量，并且还能够防止铸造缺陷的发生，比如收缩。
因为每个体连接部分83是由肋部86和87所构成的V形角肋形式而形成，所以体连接部分83容易遭受集中在肋部86和87的交叉点90处的应力。如果交叉点90与盖安装凹进部78接合或重叠，应力将集中在盖安装凹进部78和轴承盖76彼此装配的部分。与此相比，这个实施例的汽缸体10将交叉点90设在盖安装凹进部78的外面，并且藉此防止了应力集中在盖安装凹进部78与轴承盖76装配在一起的那个部分上。
中空部分84的一部分被用作排油通道84A。因此，与包括不同元件的中空部分和排油通道的结构相比，这个实施例的汽缸体10具有简单的结构。用作排油通道的每个中空部分84A在汽缸体10的垂直方向上向上延伸，并且具有开口于顶平台20的一个上端，如图2中的虚线91所指代的。
如图1和3所示，盖安装体部分74和体连接部分83每个相对于容纳了曲轴的中心轴线的一个虚构中心平面L1都具有实质上对称的形式。因此，每个盖安装体部分74都是由在虚构的中心平面L1右边和左边具有同样体积的材料制成。因此，盖安装体部分74在虚构的中心平面L1的右边和左边遭受的热膨胀没有不同，并且没有造成由这种热膨胀的不同而产生的应力的集中。
这个实施例的汽缸体10根据轴承盖76的形式和尺寸来设定盖安装体部分74的形式和尺寸，以便于防止盖安装凹进部78和上凸缘部分77在装配到一起的时候它们之间发生热膨胀的不同。因此，这个实施例的汽缸体10能够防止应力集中在盖安装凹进部78与上凸缘部分77装配在一起的那个部分上。
这个实施例的汽缸体10被提供给直列四缸内燃机。然而，汽缸体10可以提供给其它类型的内燃机，比如直列六缸内燃机。
本申请是在2003年10月10日申请的申请号为2003-351579的在先日本专利为基础的。日本专利申请号2003-351579的全文在此被结合以供参考。
尽管本发明在上面已经参考一些实施例被描述，本发明并不限于上面所描述的实施例。本领域技术人员将通过上面技术所获得的启示而对上面描述的实施例进行修改和变化。本发明的范围是参考所附的权利要求限定的。

Claims (8)

1.一种用于内燃机的汽缸体(10)，包括：
一个上壁，围绕着所述发动机的气缸的上部，并且包括在所述气缸的第一和第二侧边上的第一和第二上侧壁；
一个曲轴箱(24)，包括分别形成在所述第一和第二侧边上的第一和第二侧壁(25)；
第一和第二有头螺栓销座(36)，分别形成在第一和第二侧边上，每个有头螺栓销座从所述上壁(14)凸出，并且包括在所述汽缸体(10)的一个顶平台(20)上开口的一个有头螺栓孔；
一个盖安装体部分(74)，在所述曲轴箱(24)的所述第一和第二侧壁(25)之间延伸，并且被排列成与一个轴承盖(76)一起旋转地支撑一个曲轴；
第一和第二体连接部分(83)，分别从所述曲轴箱(24)的所述第一和第二侧壁(25)凸出，以到达所述盖安装体(74)部分，并且藉此将所述曲轴箱(24)的所述第一和第二侧壁(25)与所述盖安装体部分(74)连接，所述第一和第二体连接部分(83)的每一个都形成有在所述汽缸体(10)的垂直方向上延伸的一个中空部分(84)；以及
第一和第二连接肋，从汽缸体(10)的侧壁侧向向外伸出，在所述垂直方向上延伸，并且将所述第一和第二体连接部分(83)分别同所述第一和第二有头螺栓销座(36)连接。
2.如权利要求1所述的汽缸体(10)，其中每个所述体连接部分(83)包括一个支撑部分和肋部(86，87)，支撑部分支撑所述盖安装体部分(74)的一端，肋部(86，87)从所述侧壁(25)之一倾斜地延伸到所述支撑部分以形成一个三角形横截面，并且在所述肋部(86，87)之间限定出所述中空部分(84)。
3.如权利要求2所述的汽缸体(10)，其中所述盖安装体部分(74)包括从所述盖安装体部分(74)的下表面向上凹进以接收所述轴承盖(76)的一个上凸缘部分(77)的一个盖安装凹进部(78)；并且所述肋部(86，87)彼此相交于在所述盖安装凹进部(78)外面的一个位置。
4.如权利要求1-3之一所述的汽缸体(10)，其中所述盖安装体部分(74)通过容纳了所述曲轴的中心线的一个虚构的中心面(L1)被分成左右两半，左右两半彼此体积相等。
5.如权利要求1-3之一所述的汽缸体(10)，其中所述上壁(14)，所述曲轴箱(24)、所述第一和第二有头螺栓销座(36)、所述盖安装体部分(74)，所述第一和第二体连接部分(83)以及所述第一和第二连接肋中的每一个都以相对于容纳了所述曲轴的中心线的一个虚构的中心面(L1)左右对称的方式呈实质上的对称。
6.如权利要求1-3之一所述的汽缸体(10)，其中所述中空部分(84)的至少一个被用作在所述垂直方向向上延伸的一个排油通道(84A)，并且具有到达所述顶平台(20)的一个开口。
7.如权利要求1所述的汽缸体(10)，其中所述第一和第二连接肋的每一个都包括在所述垂直方向上从所述上壁(14)彼此平行地延伸到位于所述曲轴箱(24)上方的一个底平台(22)的肋部(88)，每个所述肋部(88)具有从所述上壁(14)到所述底平台(22)变大的截面尺寸。
8.如权利要求7所述的汽缸体(10)，进一步包括一个水套(18)，在所述气缸的所述上部和所述上壁(14)之间形成，并且围绕着所述气缸的所述上部；以及一个套底壁(16)，在所述水套(18)的底部形成，并且连接于所述气缸的中间部分和所述上壁(14)的低端；其中所述肋部(88)在所述垂直方向上从所述套底壁(16)彼此平行地延伸到所述底平台(22)，每个所述肋部(88)具有从所述套底壁(16)到所述底平台(22)变大的截面尺寸。
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