CN101903634A

CN101903634A - 托架连接结构

Info

Publication number: CN101903634A
Application number: CN2008801219095A
Authority: CN
Inventors: 寺田竜启
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2028-12-19
Also published as: JP4475327B2; US8499883B2; WO2009087477A3; CN101903634B; JP2009150349A; WO2009087477A2; US20100269780A1

Abstract

用于使气缸体(20)和托架(50)彼此连接的第一连接部(100)和用于使曲轴箱(30)和托架(50)彼此连接的第二连接部(200)设置成使得用于使气缸体(20)和曲轴箱(30)彼此连接的连接螺栓(40)介于第一连接部(100)和第二连接部(200)之间。

Description

托架连接结构

技术领域

本发明涉及一种用于固定在内燃机的发动机机体上的托架的连接结构。

背景技术

通常，内燃机的发动机机体由诸如气缸盖、气缸体以及曲轴箱的多个分割体构成。此外，该发动机机体借助螺栓而使各种托架被牢固地连接到发动机机体上，诸如用于将内燃机本身固定在车辆上的发动机支承托架、用于将内燃机的辅助机械(用于空调器的压缩机、交流发电机等)固定在发动机机体上的托架等。

例如，日本专利申请公开第2003-49706号(JP-A-2003-49706)公开了一种结构，其中发动机支承托架横跨各个机体而被牢固地连接在上机体和下机体的侧壁上，上机体具有形成在其中的气缸，下机体支撑曲轴。

如在日本专利申请公开第2003-49706号(JP-A-2003-49706)中所公开的，在由多个分割体构成的发动机机体中，在每个托架横跨分割体中的两个相邻分割体即第一分割体和第二分割体而被牢固地连接的结构的情况下，可能存在下列不便。

例如，近年来，为了减轻重量，经常将铝合金用于发动机机体。另一方面，从成本、强度等的角度来看，经常将铁(铸铁等)用于托架。在用于发动机机体的材料与用于托架的材料彼此不同这种情况的情况下，在各个材料之间存在热膨胀系数(线膨胀系数)的差别。更具体地，托架的线膨胀系数小于构成发动机机体的气缸盖、气缸体和曲轴箱的线膨胀系数。因此，托架的热收缩量小于发动机机体的各个组成构件的热收缩量。例如，如图5所示，在低温环境下，由前述热收缩量的差别而引起的阻碍气缸体300和曲轴箱400收缩的力从托架500被直接施加到托架500所连接的气缸体300的第一连接部310和托架500所连接的曲轴箱400的第二连接部410上。当气缸体300在第一连接部310周围的收缩和曲轴箱400在第二连接部410周围的收缩被如上所述的阻碍时，相对于其他区域产生了收缩量的差别。因此，在低温环境下，气缸体300和曲轴箱400的配合面C张开，配合面C位于第一连接部310和第二连接部410之间。

如上所述的配合面的张开是在构成发动机机体的分割体和托架之间存在热膨胀量或热收缩量的差别时发生的一种现象。相应地，当托架的线膨胀系数大于构成发动机机体的分割体的线膨胀系数时，即，当托架的热膨胀量大于分割体的热膨胀量时，也会引起配合面的张开。在这种情况下，各个分割体在高温下被托架拉拽，结果，分割体的配合面张开。此外，即使在构成发动机机体的分割体的线膨胀系数和托架的线膨胀系数彼此相等的情况下，当分割体和托架之间存在温度的差别时，分割体和托架之间也会产生热膨胀量或热收缩量的差别。因此，分割体的配合面会以类似的方式张开。

发明内容

本发明的目的是提供一种托架连接结构，其能够适当地抑制在托架横跨分割体中的两个相邻分割体即第一分割体和第二分割体而被牢固地连接的情况下会引起的构成发动机机体的多个分割体的配合面的张开。

本发明的一个方案涉及一种托架连接结构。用这种托架连接结构，托架横跨构成发动机机体的多个分割体中的两个相邻分割体即第一分割体和第二分割体而被牢固地连接。在这种托架连接结构中，用于使第一分割体和托架彼此连接的第一连接部和用于使第二分割体和托架彼此连接的第二连接部设置成使得用于使第一分割体和第二分割体彼此连接的螺栓介于第一连接部和第二连接部之间。

在托架的热收缩量小于第一分割体和第二分割体的热收缩量的情况下，或者在托架的热膨胀量大于第一分割体和第二分割体的热膨胀量的情况下，位于第一连接部和第二连接部之间的第一分割体和第二分割体的配合面会张开。在这方面，根据本发明的方案中的托架连接结构，第一连接部和第二连接部设置成使得用于使第一分割体和第二分割体彼此连接的螺栓介于第一连接部和第二连接部之间。因此，通过螺栓抑制了前述配合面的张开。因此，能够适当地抑制在托架横跨分割体中的两个相邻分割体即第一分割体和第二分割体而被牢固地连接的情况下会引起的构成发动机机体的多个分割体的配合面的张开。

用托架连接结构，托架可设置在第一分割体和第二分割体的端部处。

如在上述图5所示的示例中，在托架设置在第一分割体和第二分割体的端部处的情况下，与托架大体设置在第一分割体和第二分割体的中央部处的情况相比，配合面的张开量倾向于较大。这种倾向归因于下列事实：在托架设置在端部处时，当从连接部观察时在分割体的中央部的方向上存在用于使第一分割体和第二分割体彼此连接的螺栓，但当从连接部观察时在分割体的端部的方向上不存在这种螺栓，并且当从连接部观察时在分割体的端部的方向上分割体的连接刚度低。在这方面，根据本发明的方案中的托架连接结构，即使在托架被固定在端部的附近时，也能够适当地抑制第一分割体和第二分割体的配合面的张开。

托架可设置在第一分割体和第二分割体的中央部处。

第一分割体可以是气缸体，并且第二分割体可以是曲轴箱。此外，第一分割体可以是气缸体，并且第二分割体可以是气缸盖。

此外，前述托架可以是用于将发动机机体固定在车辆上的发动机支承托架，或者是用于固定在发动机机体上的辅助机械的托架。

发动机机体和托架可由热膨胀量或热收缩量彼此不同的材料制成。

发动机机体和托架可在彼此不同的温度环境下使用。

发动机机体和托架可由线膨胀系数彼此不同的材料制成。

附图说明

本发明上述和进一步的特征和优点将通过下面结合附图对示例性实施例的描述而变得清晰，其中相同的附图标记用于表示相同的元件，并且其中：

图1为应用根据本发明的实施例的托架连接结构的发动机机体的侧视图；

图2为图1中的区域II的放大的横截面图；

图3为图1中的区域III的放大的横截面图，其示出了应用根据本发明的实施例的变型例的托架连接结构的发动机机体；

图4为示出应用根据本发明的实施例的变型例的托架连接结构的发动机机体的气缸盖和气缸体的横截面结构的放大图；以及

图5为示出气缸体和曲轴箱的横截面的放大图。

具体实施方式

在下文中将结合图1和图2描述应用根据本发明的托架连接结构的发动机机体的实施例。如该图1所示，在本发明的该实施例中，内燃机的发动机机体1由气缸盖10、气缸体20以及曲轴箱30构成，在气缸盖10中，布置有气门分配机构；气缸体20形成有气缸，活塞在气缸中以往复方式运动；曲轴箱30支撑曲轴。发动机机体1通常由三个分割体构成。此外，发动机机体1由铝合金形成。

气缸体20和布置在气缸体20上部上的气缸盖10通过螺栓彼此牢固地连接。此外，气缸体20和布置在气缸体20下部上的曲轴箱30也通过多个连接螺栓40(在图1中只示出了连接螺栓40中的一些)彼此牢固地连接。

在该发动机机体1中，托架50横跨彼此相邻的气缸体20和曲轴箱30而被牢固地连接。此外，该托架50固定在气缸体20和曲轴箱30的端部的附近。托架50由铁(诸如，铸铁)制成。

该托架50是用于将内燃机的辅助机械(例如，用于空调器的压缩机、交流发电机等)固定在发动机机体1上的构件，并且设置有用于安装辅助机械的多个固定部55。

该托架50和气缸体20通过第一气缸侧螺栓61和第二气缸侧螺栓62彼此牢固地连接。此外，托架50和曲轴箱30通过第一曲轴侧螺栓71和第二曲轴侧螺栓72彼此牢固地连接。

更具体地，第一气缸突起部51和第二气缸突起部52形成在托架50上，第一气缸突起部51具有穿过其形成的插入第一气缸侧螺栓61的插孔，第二气缸突起部52具有穿过其形成的插入第二气缸侧螺栓62的插孔。此外，第一曲轴突起部53和第二曲轴突起部54也形成在托架50上，第一曲轴突起部53具有穿过其形成的插入第一曲轴侧螺栓71的插孔，第二曲轴突起部54具有穿过其形成的插入第二曲轴侧螺栓72的插孔。

第一气缸侧阴螺纹部和第二气缸侧阴螺纹部形成在气缸体20中，第一气缸侧螺栓61拧紧在第一气缸侧阴螺纹部中，第二气缸侧阴螺纹部设置得比第一气缸侧阴螺纹部更靠近气缸体20的中央侧并且第二气缸侧螺栓62拧紧在第二气缸侧阴螺纹部中。此外，第一曲轴侧阴螺纹部和第二曲轴侧阴螺纹部形成在曲轴箱30中，第一曲轴侧螺栓71拧紧在第一曲轴侧阴螺纹部中，第二曲轴侧阴螺纹部设置得比第一曲轴侧阴螺纹部更靠近曲轴箱30的中央侧并且第二曲轴侧螺栓72拧紧在第二曲轴侧阴螺纹部中。

插入第一气缸突起部51的插孔中的第一气缸侧螺栓61被连接到第一气缸侧阴螺纹部上，并且插入第二气缸突起部52的插孔中的第二气缸侧螺栓62被连接到第二气缸侧阴螺纹部上。从而托架50和气缸体20彼此牢固地连接。

此外，插入第一曲轴突起部53的插孔中的第一曲轴侧螺栓71被连接到第一曲轴侧阴螺纹部上，并且插入第二曲轴突起部54的插孔中的第二曲轴侧螺栓72被连接到第二曲轴侧阴螺纹部上。从而托架50和曲轴箱30彼此牢固地连接。

如上所述，在本发明的该实施例中，作为用于将气缸体20连接到托架上的连接部，第一连接部100由第一气缸侧阴螺纹部和第一气缸突起部51构成，且第三连接部由第二气缸侧阴螺纹部和第二气缸突起部52构成。此外，作为用于将曲轴箱30连接到托架上的连接部，第二连接部200由第一曲轴侧阴螺纹部和第一曲轴突起部53构成，且第四连接部由第二曲轴侧阴螺纹部和第二曲轴突起部54构成。

图2为图1中的区域II即在第一连接部100和第二连接部200的附近的区域的放大的横截面图。如该图2所示，插入第一气缸突起部51中的第一气缸侧螺栓61拧紧在第一气缸侧阴螺纹部20a中。此外，插入第一曲轴突起部53中的第一曲轴侧螺栓71拧紧在第一曲轴侧阴螺纹部30a中。

在本发明的该实施例中，上文已描述的第一连接部100和第二连接部200设置成使得用于使气缸体20和曲轴箱30彼此连接的连接螺栓40介于第一连接部100和第二连接部200之间。也就是说，在连接螺栓40的附近分别与单独的连接螺栓40相邻设置的第一连接部100和第二连接部200设置成使得：穿过第一连接部100的中心(第一气缸侧阴螺纹部20a的中心)和第二连接部200的中心(第一曲轴侧阴螺纹部30a的中心)的线L1与连接螺栓40的中心线L2相交。

下面将描述通过如上所述布置第一连接部100和第二连接部200所获得的作用和效果。在本发明的该实施例中，在由三个分割体构成的由铝合金制成的发动机机体1中，铁托架50横跨彼此相邻的气缸体20和曲轴箱30而被牢固地连接。在这种托架连接结构中，如上述图5所示，如果第一连接部100和第二连接部200布置成连接螺栓40不介于第一连接部100和第二连接部200之间，则位于第一连接部100和第二连接部200之间的气缸体20和曲轴箱30的配合面C会张开，因为托架50的热收缩量小于气缸体20和曲轴箱30的热收缩量。

然而，在本发明的该实施例中，第一连接部100和第二连接部200设置成使得用于使气缸体20和曲轴箱30彼此连接的连接螺栓40介于第一连接部100和第二连接部200之间。在气缸体20和曲轴箱30中，布置有该连接螺栓40的区域被牢固地固定。因此，配合面C的张开被连接螺栓40抑制。

尤其在本发明的该实施例中，托架50设置在气缸体20和曲轴箱30的端部的附近。在托架50固定在该位置处的情况下，在本发明的该实施例中上文已描述的第一连接部100和第二连接部200的布置方式产生了特别有利的效果。

也就是说，如上述图5所示，在托架500设置在气缸体300和曲轴箱400的端部处的情况下，与托架500靠近气缸体300和曲轴箱400的中央部设置的情况相比，配合面C的张开量倾向于较大。这种倾向归因于下列事实。在托架500设置在那些端部处时，当从第一连接部310和第二连接部410观察时，在气缸体300和曲轴箱400的中央部的方向上存在用于使气缸体300和曲轴箱400彼此连接的螺栓。然而，当从第一连接部310和第二连接部410观察时，在气缸体300和曲轴箱400的端部的方向上不存在这种螺栓。因此，当分别从连接部310和410观察时，在气缸体300和曲轴箱400的端部的方向上气缸体300和曲轴箱400的连接刚度低。在这方面，根据本发明的该实施例，即使在托架500被固定在那些端部的附近的情况下，也能够抑制气缸体20和曲轴箱30的配合面C的张开。

如上所述，根据本发明的该实施例，能够获得下列作用和效果。(1)用于使气缸体20和托架50彼此连接的第一连接部100和用于使曲轴箱30和托架50彼此连接的第二连接部200设置成使得用于使气缸体20和曲轴箱30彼此连接的连接螺栓40介于第一连接部100和第二连接部200之间。因此，能够适当地抑制配在托架50横跨彼此相邻的气缸体20和曲轴箱30而被牢固地连接时会引起的配合面C的张开。

(2)托架50设置在气缸体20和曲轴箱30的端部处。当托架50设置在这些端部处时，气缸体20和曲轴箱30的配合面C的张开量倾向于为大。在这方面，根据本发明的该实施例，第一连接部100和第二连接部200根据前述方式适当地布置。因此，即使在托架50被固定在那些端部的附近的情况下，也能够适当地抑制配合面C的张开。

在本发明的前述实施例中，用于气缸盖10、气缸体20、曲轴箱30和托架50的相应材料能够以其他材料代替。

在本发明的前述实施例中，已经描述了构成托架50的材料的线膨胀系数小于构成发动机机体1的分割体的材料的线膨胀系数的情况。

应当注意的是，如上所述的配合面C的张开是当构成发动机机体1的分割体和托架50之间存在热膨胀量或热收缩量的差别时发生的一种现象。因此，在构成托架50的材料的线膨胀系数大于构成分割体的材料的线膨胀系数的情况下，即，在托架50的热膨胀量大于分割体的热膨胀量的情况下，也会引起配合面C的张开。在这种情况下，各个分割体在高温下被托架50拉拽，结果，分割体的配合面C张开。在这方面，根据本发明的前述实施例，第一连接部100和第二连接部200设置成使得用于使气缸体20和曲轴箱30彼此连接的连接螺栓40介于第一连接部100和第二连接部200之间，并且气缸体20和曲轴箱30的那些布置有该连接螺栓40的区域被牢固地固定。因此，即使在如上所述形成托架50的材料的线膨胀系数大于形成分割体的材料的线膨胀系数的情况下，也能够适当地抑制配合面C的张开。

此外，即使在构成发动机机体1的分割体的线膨胀系数和托架50的线膨胀系数彼此相等的情况下，当分割体和托架50之间存在温度的差别时，分割体和托架50之间也会产生热膨胀量或热收缩量的差别。因此，即使在分割体的线膨胀系数和托架50的线膨胀系数彼此相等的情况下，分割体的配合面C也会以如上所述的相同的方式张开。在这方面，根据本发明的前述实施例，即使在托架50的热收缩量小于分割体的热收缩量的情况下或者在托架50的热膨胀量大于分割体的热膨胀量的情况下，也能够适当地抑制各个分割体的配合面C的张开。因此，在本发明的前述实施例中，也能够适当地抑制当托架50所连接的发动机机体1的分割体的线膨胀系数和托架50的线膨胀系数彼此相等时，由于分割体和托架50之间温度的差别所引起的配合面C的张开。

在本发明的前述实施例中，托架50设置在气缸体20和曲轴箱30的端部的附近。然而，托架50例如可靠近气缸体20和曲轴箱30的中央部(在上述图1示出的区域III的附近)设置。同样在这种情况下，如作为区域III的放大的横截面图的图3所示，通过设置第一连接部100和第二连接部200使得用于使气缸体20和曲轴箱30彼此连接的连接螺栓40介于第一连接部100和第二连接部200之间，能够获得相似的作用和效果。

在本发明的前述实施例中，已经描述了作为构成发动机机体1的多个分割体的气缸体20和曲轴箱30分别是第一分割体和第二分割体的情况。另外，在气缸盖10是第二分割体并且托架50横跨彼此相邻的气缸体20和气缸盖10而被牢固地连接的情况下，根据本发明的托架连接结构也同样地适用。在这种情况下，如图4所示，类似于第一连接部100的第一连接部100′和类似于第二连接部200的第二连接部200′可设置成使得用于使气缸盖10和气缸体20彼此连接的连接螺栓80介于第一连接部100′和第二连接部200′之间。

前述托架50是用于固定在发动机机体1上的辅助机械的托架。然而，托架50可以是用于其他目的的托架，例如，用于将内燃机本身固定在车辆上的发动机支承托架。

虽然本发明已结合其示例性实施例进行了描述，但应当理解的是，本发明不限于所描述的实施例或结构。相反地，本发明旨在覆盖各种变型和等同的布局。另外，虽然在各种示例性组合和构造中示出了所公开的本发明的各种元件，但包括更多、更少或仅单一元件的其他组合和构造也在随附的权利要求的范围内。

Claims

1.一种托架连接结构，托架横跨构成发动机机体的多个分割体中的两个相邻分割体即第一分割体和第二分割体而被牢固地连接，所述托架连接结构包括：

第一连接部，其用于使所述第一分割体和所述托架彼此连接；

第二连接部，其用于使所述第二分割体和所述托架彼此连接，其中

所述第一连接部和所述第二连接部设置成使得用于使所述第一分割体和所述第二分割体彼此连接的螺栓介于所述第一连接部和所述第二连接部之间。

2.根据权利要求1所述的托架连接结构，其中所述托架设置在所述第一分割体和所述第二分割体的端部处。

3.根据权利要求1所述的托架连接结构，其中所述托架设置在所述第一分割体和所述第二分割体的中央部处。

4.根据权利要求1至3中的任何一项所述的托架连接结构，其中所述第一分割体是气缸体，并且所述第二分割体是曲轴箱。

5.根据权利要求1至3中的任何一项所述的托架连接结构，其中所述第一分割体是气缸体，并且所述第二分割体是气缸盖。

6.根据权利要求1至5中的任何一项所述的托架连接结构，其中所述托架是用于固定在所述发动机机体上的辅助机械的托架。

7.根据权利要求1至5中的任何一项所述的托架连接结构，其中所述托架是用于将所述发动机机体固定在车辆上的托架。

8.根据权利要求1至7中的任何一项所述的托架连接结构，其中所述发动机机体和所述托架由热膨胀量或热收缩量彼此不同的材料制成。

9.根据权利要求1至8中的任何一项所述的托架连接结构，其中所述发动机机体和所述托架在彼此不同的温度环境下使用。

10.根据权利要求1至9中的任何一项所述的托架连接结构，其中所述发动机机体和所述托架由线膨胀系数彼此不同的材料制成。