CN102032245A - 发动机机架 - Google Patents
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Abstract
一种发动机机架(6),包括:第一板(21),其形成隔壁(20)的中心部分;第二板(22),其形成所述隔壁(20)的凸轮轴侧部分或排气侧部分;和滑板(31),其布置在所述第一板(21)和第二板(22)之间。滑板(31)对十字头(5)进行导向。第一板(21)和所述第二板(22)布置在一个平面(S1)上。所述第一板(21)和所述滑板(31)以T-形状布置。第二板(22)和所述滑板(31)以T-形状布置。滑板(31)的厚度A与第二板(22)的厚度B的比值A/B等于或大于1.5。
Description
技术领域
本发明涉及一种十字头(crosshead)发动机,尤其涉及一种十字头发动机的框架。
背景技术
日本已审实用新型申请出版物(JU-Y-Heisei06-48137)公开一种十字头内燃机的框架。如图1所示,该框架包括隔壁104。隔壁104通过浇铸用铸钢一体地形成。隔壁104包括中心板101、导向杆(滑板)102、夹板103、侧壁110、以及水平肋板112。凸台111分别形成在夹板103中。每个凸台111包括孔,系紧螺栓(未示出)穿过该孔。
日本公开专利申请(JP-P2001-289114A)、日本公开专利申请(JP-P2007-211786A)、日本专利第2977901号、日本专利第3226458号、日本专利第3538280号以及日本专利第4005550号分别公开十字头发动机。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种易于制造和检查的发动机机架。
在本发明的第一方面,发动机机架包括:第一板,其形成隔壁的中心部分;第二板,其形成所述隔壁的凸轮轴侧部分或排气侧部分;和滑板,其布置在所述第一板和第二板之间。滑板对十字头进行导向。第一板和第二板布置在一个平面上。第一板和滑板以T-形状布置。第二板和滑板以T-形状布置。滑板的厚度A与第二板的厚度B的比值A/B等于或大于1.5。
因为滑板的厚度使得比值A/B等于或大于1.5,在没有加强件(例如水平肋板)的情况下发动机机架的刚性得以保证。当不设置加强件,发动机机架具有简单的形状并且易于制造和检查发动机机架。
在本发明的第二方面,一种发动机机架包括:第一板,其形成隔壁的中心部分;第二板,其形成所述隔壁的凸轮轴侧部分或排气侧部分;和滑板,其布置在所述第一板和所述第二板之间。滑板对十字头进行导向。第一板和第二板布置在一个平面上。第一板和滑板以T-形状布置。第二板和滑板以T-形状布置。所述滑板的厚度A与所述第一板的厚度C的比值A/C等于或大于1.5。
因为滑板的厚度使得比值A/C等于或大于1.5,在没有加强件(例如水平肋板)的情况下发动机机架的刚性得以保证。当不设置加强件,发动机机架具有简单的形状并且易于制造和检查发动机机架。
在本发明的第三方面,一种发动机机架包括:第一板,其形成隔壁的中心部分;第二板,其形成所述隔壁的凸轮轴侧部分或排气侧部分;和滑板,其布置在所述第一板和所述第二板之间。滑板对十字头进行导向。第一板和第二板布置在一个平面上。第一板和滑板以T-形状布置。第二板和滑板以T-形状布置。滑板相对于所述平面对称地形成。从所述平面到所述滑板的端部沿所述平面的法线测量的距离D与所述滑板的厚度A的比值D/A等于或小于4.0。
因为距离D小使得值D/A等于或小于4.0,在受到来自十字头的侧向作用力的作用点和所述平面之间的距离与滑板厚度A的比值是小的。因此,在没有加强件(例如水平肋板)的情况下发动机机架的刚性得以保证。当不设置加强件,发动机机架具有简单的形状并且易于制造和检查发动机机架。
在本发明的第四方面,一种发动机机架包括:第一板,其形成隔壁的中心部分;第二板,其形成所述隔壁的凸轮轴侧部分或排气侧部分;和滑板,其布置在所述第一板和所述第二板之间。滑板对十字头进行导向。第一板和第二板布置在一个平面上。第一板和滑板以T-形状布置。第二板和滑板以T-形状布置。第二板的厚度B与所述第一板的厚度C的比值B/C等于或大于1.5。
因为第二板厚度使得比值B/C等于或大于1.5,第二板加强滑板抵抗由十字头作用在滑板上的侧向作用力。因此,在没有加强件(例如水平肋板)的情况下发动机机架的刚性得以保证。当不设置加强件,发动机机架具有简单的形状并且易于制造和检查发动机机架。
滑板沿垂直方向引导十字头。优选地,顶板焊接到滑板的上侧,底板焊接到滑板的下侧,并且侧板焊接到第二板的侧部。第二板的侧部与第一板相对。优选地,不设置任何从第二板或侧板加强滑板的加强件。
因为不存在从第二板或侧板加强滑板的加强件,发动机机架具有简单的形状并且易于制造和检查发动机机架。
因为发动机机架具有简单形状,在第一板和第二板分别焊接到滑板的情形中焊接工时和检查工时减少。
因为发动机机架具有简单形状,在第一板和滑板一体地形成为铸件并且第二板焊接到滑板的情况下,用于浇铸的木制模型易于准备,铸件的可浇铸性改善,铸件易于检查,并且用于滑板和第二板之间的焊接的焊接工时和检查工时减少。
因为发动机机架具有简单形状,在第二板和滑板一体地形成为一个铸件并且第一板焊接到滑板的情形中,用于浇铸的木制模型易于准备,铸件的可浇铸性改善,铸件易于检查,用于滑板和第一板之间的焊接的焊接工时和检查工时减少。
因为发动机机架具有简单形状,在第一板、第二板和滑板一体地形成为一个铸件的情形中,用于浇铸的木制模型易于准备,铸件的可浇铸性改善,并且铸件易于检查。
滑板沿垂直方向引导十字头。优选地,发动机机架还包括:顶板,其焊接到滑板的上侧;底板,其焊接到滑板的下侧;和侧板,其焊接到第二板的侧部。第二板的侧部与第一板相对。因为发动机机架具有简单形状,在第一板、第二板、滑板、顶板、底板以及侧板一体地形成为一个铸件的情况下,用于浇铸的木制模型易于准备,铸件的可浇铸性改善,并且铸件易于检查。
滑板沿垂直方向引导十字头。优选地,发动机机架还包括:顶板,其焊接到滑板的上侧;底板,其焊接到滑板的下侧;和侧板,其焊接到第二板的侧部。第二板的侧部与第一板相对。因为发动机机架具有简单形状,在第一板的部分、第二板、滑板、顶板、底板以及侧板一体地形成为一个铸件的情况下,用于浇铸的木制模型易于准备,铸件的可浇铸性改善,并且铸件易于检查。因为发动机机架的形状简单,在发动机机架通过焊接板而不是以铸件到铸件形成的情况下,焊接工时和检查工时减少。
在本发明的第五方面,发动机包括:上述发动机机架;汽缸;活塞,其配置成在汽缸内移动;活塞杆,其连接到活塞;十字头,其连接到活塞杆;曲轴;连接杆,其将十字头连接到曲轴;套,汽缸布置在套内;底座,曲轴布置在底座内;和系紧螺栓,其紧固套、发动机机架以及底座。
根据本发明,提供一种易于制造并且检查的发动机。
附图说明
本发明上述和其他目标、优点以及特征通过下面结合附图对特定实施例的描述变得更加清楚,在附图中:
图1是常规框架的水平截面图;
图2是根据本发明第一实施例的发动机的纵向截面图;
图3是根据第一实施例的框架的正面图;
图4是根据第一实施例的框架的水平截面图;
图5是根据本发明第四实施例的框架的正面图;
图6是根据第四实施例的框架的水平截面图;
图7示出十字头的位置和侧向作用力大小之间的关系。
具体实施方式
下文中将参考附图描述根据本发明实施例的发动机机架。
(第一实施例)
参照图2,将描述根据本发明第一实施例的发动机。发动机包括汽缸2、在汽缸2内移动的活塞、连接到活塞3的活塞杆4、连接到活塞杆4的十字头5、曲轴8、将十字头5连接到曲轴8的连接杆7、汽缸2布置其内的套(jacket)1、曲轴8布置其内的底座9以及布置在套1和底座9之间的框架(发动机机架)6。在燃烧空间内(由汽缸2和活塞3包围的空间),燃烧燃料。由于燃烧引起的活塞3的平移运动通过连接杆7被转变成曲轴8的旋转运动。套1、框架6以及底座9通过系紧螺栓10彼此紧固。
如图3所示,根据本实施例的框架6包括隔壁(bulkhead)20、布置在邻近套1的一侧的顶板23、布置在邻近底座9一侧的底板24以及侧板25。隔壁20包括形成隔壁20的中心部分的中心板21、分别形成隔壁20的凸轮轴侧部分和排气侧部分的夹板(interposing plate)22以及布置在中心板21和各个夹板22之间的滑板31。隔壁20的凸轮侧部分和排气侧部分的位置分别对应于发动机的凸轮侧和排气侧的位置。滑板31分别位于中心板21的沿图3中的横跨方向的两侧。夹板22分别位于两个滑板31的外侧,并且侧板25分别位于两个夹板22的外侧。要注意的是,图3中的纵向与十字头5的移动方向(垂直方向)一致,图3中的深度方向与曲轴8的旋转轴线一致,以及要注意的是图3中的横跨方向垂直于十字头5的移动方向和曲轴8的旋转轴线方向。滑板31的内侧表面焊接到中心板21。夹板22的内边缘焊接到滑板31的外侧表面。侧板25的内侧表面焊接到夹板22的外边缘。夹板22的外边缘是滑板31的相对侧。顶板23焊接到滑板31、夹板22以及侧板25的上侧。底板24焊接到滑板31、夹板22以及侧板25的下侧。
滑板31沿垂直方向设置。滑板31引导十字头5沿垂直方向移动。每个滑板31接收来自十字头5的侧向作用力。侧向作用力的方向平行于图3中的横跨方向。滑板31的厚度方向平行于图3中的横跨方向。中心板21和夹板23的厚度方向平行于图3的深度方向。
图4示出隔壁20沿图3的线A-A的水平截面图。系紧螺栓10分别布置在每个夹板22的两侧。中心板21和夹板22布置在隔壁20的中心平面S1上。中心平面S1的法线平行于曲轴8的旋转轴线方向。每个中心板21和夹板22被焊接到滑板31,使得中心板21和滑板31以T-形状进行布置并且夹板22和滑板31以T-形状进行布置。如图4所示,A表示每个滑板31的厚度,B表示夹板22的厚度,C表示中心板21的厚度,而D表示沿中心平面S1的法线测量的从中心平面S1到每个滑板31的端部的距离。每个滑板31相对于中心平面S1对称地形成。
在本实施例中,因为每个滑板31厚度使得滑板31的厚度A与夹板22的厚度B的比值A/B等于或大于1.5,因此在没有加强件(例如水平肋板)的情况下框架6的刚性得到保证。例如,不需要提供从夹板22加强滑板31的加强件和从侧板25加强滑板31的加强件。因为框架6的刚性得到保证,十字头5的移动轨迹是稳定的。当不设置加强件时,框架6具有简单的形状并且易于制造和检查。
当每个滑板31的厚度使得滑板31的厚度A与中心板21的厚度C的比值A/C等于或大于1.5时,可以获得类似的效果或优点。
然而滑板31的厚度A受到设计限制的影响,通常厚度A小于滑板31的宽度(例如,2D)。
(第二实施例)
根据本发明第二实施例的发动机配置成类似于根据第一实施例的发动机。在本实施例中,从中心平面S1到滑板31端部的距离D与滑板31的厚度A的比值D/A等于或小于4.0。侧向作用力作用在滑板31的端部或滑动板31的比端部更靠近中心平面S1的位置上。因此,通过将距离D设置小使得比值D/A等于或小于4.0,侧向作用力的作用点和中心平面S1之间的距离与滑板31的厚度A的比值是小的。因此,在没有加强件(例如水平肋)的情况下保证了框架6的刚性。例如,不需要提供从夹板22加强滑板31的加强件和从侧板25加强滑板31的加强件。当不设置加强件时,框架6具有简单的形状并且易于制造和检查。
然而从中心板S1到滑板31的端部的距离D受到设计限制的影响,通常距离D比中心板21的厚度C的一半和夹板22的厚度B的一半中较大的一个大。
(第三实施例)
根据本发明第三实施例的发动机配置成类似于根据第一实施例的发动机。
在本实施例中,因为每个夹板22的厚度使得夹板22的厚度B与中心板21的厚度C的比值B/C等于或大于1.5,每个夹板22加强滑板31抵抗侧向作用力。因此,在没有加强件(例如水平肋板)的情况下保证了框架6的刚性。例如,不需要提供从夹板22加强滑板31的加强件和从侧板25加强滑板31的加强件。当不设置加强件时,框架6具有简单的形状并且易于制造和检查。
然而夹板22的厚度B受到设计限制的影响,通常厚度B小于滑板31的宽度(例如2D)。
此外,在上述实施例的每一个中在中心板21和滑板31一体形成为一个铸件的情况下,在上述实施例的每一个中夹板22和滑板31一体形成为一个铸件的情况下,在上述实施例的每一个中在中心板21、滑板31以及夹板22一体地形成为一个铸件的情况下,在上述实施例的每一个中在中心板21、夹板22、滑板31、顶板23、底板24以及侧板25全部一体地形成为铸件的情况下,在上述实施例的每一个中在中心板21、夹板22、滑板31、顶板23、底板24以及侧板25的部分形成为一个铸件的情况下,用于模型或浇铸的木制模型易于准备,模具的可浇铸性得以改善并且模具易于检查。在框架6通过焊接板来形成而不是以模具到模具来形成的情形中,焊接工时和检查工时减少。
(第四实施例)
根据本发明第四实施例的发动机类似根据第一到第三实施例中任一个的发动机进行配置,除了下面描述的几个方面。
参照图5,在根据本实施例的框架6的隔壁20中,加强件40加强凸轮轴侧滑板31和排气侧滑板31中的一个。加强件40设置在滑板31的上部和下部。加强件40是板形并且加强件40的厚度方向平行于垂直方向。
图6示出隔壁20沿图5中线B-B的水平截面图。设置到滑板31的下部的加强件40分别布置在隔壁20的中心板S1的两侧并焊接到滑板31和夹板22。设置到滑板31的下部的加强件40焊接到滑板31的下部。系紧螺栓10穿过由加强件40、滑板31以及夹板22围绕的空间。设置到滑板31的上部的加强件40类似设置到滑板31的下部的加强件40进行配置。
参照图7,将介绍设置加强件40的滑板31的上部和下部。正如图7所示,滑板31受到来自十字头5的侧向作用力的大小F沿垂直方向(Z轴线方向)根据十字头5的运动改变。侧向作用力的大小F在十字头5处于第一位置(Z1)时具有第一局部最大值并且在十字头5处于第二位置(Z2)时具有第二局部最大值。第二位置(Z2)低于第一位置(Z1)。当十字头5位于第一位置(Z1)时滑板31的上部受到侧向作用力。当十字头5位于第二位置(Z2)时滑板31的下部受到侧向作用力。
根据本实施例,因为没有提供加强件给位于凸轮轴侧的滑板31和位于排气侧的滑板31中的一个,框架6具有简单的形状。此外,至于设置加强件40的滑板31,加强件40仅设置到滑板31的上部和下部,使得框架6具有简单的形状。因此,框架6的焊接工时和检查工时减少,并且易于制造和检查框架6。
要注意的是,设置加强件40的滑板31的厚度A可以比根据第三实施例的厚度A更薄。加强件40可以仅设置到滑板31的上部和下部中的一个。
此外,在上述实施例中在中心板21和滑板31一体地形成为一个铸件的情况下,在上述实施例中夹板22和滑板31一体地形成为一个铸件的情况下,在上述实施例中在中心板21、滑板31以及夹板22一体地形成为一个铸件的情况下,在上述实施例中在中心板21、夹板22、滑板31、顶板23、底板24以及侧板25形成为一个铸件的情况下,在上述实施例中在中心板21、夹板22、滑板31、顶板23、底板24、侧板25以及加强件40全部形成为一个铸件的情况下,和在上述实施例中在中心板21的部分、夹板22、滑板31、顶板23、底板24、侧板25以及加强件40形成为一个铸件的情况下,铸件的可浇铸性得以改善,铸件易于检查。在框架6通过焊接板来形成而不是以铸件到铸件来形成的情形中,焊接工时和检查工时减少。
虽然已经通过本发明的几个实施例描述了本发明,但是本领域应该认识到,这些实施例仅是为了介绍本发明,并且不应该以限制的方式解释权利要求。
Claims (14)
1.一种发动机机架,包括:
第一板,其形成隔壁的中心部分;
第二板,其形成所述隔壁的凸轮轴侧部分或排气侧部分;和
滑板,其布置在所述第一板和第二板之间,
其中,所述滑板对十字头进行导向,
所述第一板和所述第二板布置在一个平面上,
所述第一板和所述滑板以T-形状布置,
所述第二板和所述滑板以T-形状布置,和
所述滑板的厚度A与所述第二板的厚度B的比值A/B等于或大于1.5。
2.如权利要求1所述的发动机机架,其中所述滑板沿垂直方向引导所述十字头,
顶板被焊接到所述滑板的上侧,
底板被焊接到所述滑板的下侧,
侧板被焊接到所述第二板的侧部,
所述第二板的所述侧部与所述第一板相对,和
不设置任何从所述第二板或所述侧板加强所述滑板的加强件。
3.如权利要求1或2所述的发动机机架,其中,所述第一板和所述第二板分别焊接到所述滑板。
4.如权利要求1或2所述的发动机机架,其中,所述第一板和所述第二板一体地形成为铸件,和
所述第二板焊接到所述滑板。
5.如权利要求1或2所述的发动机机架,其中,所述第二板和所述滑板一体地形成为铸件,和
所述第一板焊接到所述滑板。
6.如权利要求1或2所述的发动机机架,其中,所述第一板、所述第二板以及所述滑板一体地形成为铸件。
7.如权利要求1所述的发动机机架,还包括:
顶板,其焊接到所述滑板的上侧;
底板,其焊接到所述滑板的下侧;和
侧板,其焊接到所述第二板的侧部,
其中,所述滑板沿垂直方向对十字头进行导向,
所述第二板的所述侧部与所述第一板相对,和
所述第一板、所述第二板、所述滑板、所述顶板、所述底板以及所述侧板一体地形成为铸件。
8.如权利要求1所述的发动机机架,还包括:
顶板,其焊接到所述滑板的上侧;
底板,其焊接到所述滑板的下侧;和
侧板,其焊接到所述第二板的侧部,
其中,所述滑板沿垂直方向对所述十字头进行导向,
所述第二板的所述侧部与所述第一板相对,和
所述第一板的部分、所述第二板、所述滑板、所述顶板、所述底板以及所述侧板形成为铸件。
9.如权利要求1所述的发动机机架,还包括设置于所述滑板的部分的加强件,
其中,来自所述十字头的侧向作用力的大小在所述十字头位于一位置时具有局部最大值,和
所述滑板的所述部分在所述十字头位于所述位置时受到所述侧向作用力。
10.如权利要求9所述的发动机机架,其中,所述加强件焊接到所述滑板的所述部分和所述第二板。
11.一种发动机,包括:
如权利要求1或2所述的发动机机架;
汽缸;
活塞,其配置成在所述汽缸内移动;
活塞杆,其连接到所述活塞;
所述十字头,其连接到所述活塞杆;
曲轴;
连接杆,其将所述十字头连接到所述曲轴;
套,所述汽缸布置在所述套内;
底座,所述曲轴布置在所述底座中;和
系紧螺栓,其紧固所述套、所述发动机机架和所述底座。
12.一种发动机机架,包括:
第一板,其形成隔壁的中心部分;
第二板,其形成所述隔壁的凸轮轴侧部分或排气侧部分;和
滑板,其布置在所述第一板和所述第二板之间,
其中,所述滑板对十字头进行导向,
所述第一板和所述第二板布置在一个平面上,
所述第一板和所述滑板以T-形状布置,
所述第二板和所述滑板以T-形状布置,和
所述滑板的厚度A与所述第一板的厚度C的比值A/C等于或大于1.5。
13.一种发动机机架,包括:
第一板,其形成隔壁的中心部分;
第二板,其形成所述隔壁的凸轮轴侧部分或排气侧部分;和
滑板,其布置在所述第一板和所述第二板之间,
其中,所述滑板对十字头进行导向,
所述第一板和所述第二板布置在一个平面上,
所述第一板和所述滑板以T-形状布置,
所述第二板和所述滑板以T-形状布置,
所述滑板相对于所述平面对称地形成,和
从所述平面到所述滑板的端部沿所述平面的法线测量的距离D与所述滑板的厚度A的比值D/A等于或小于4.0。
14.一种发动机机架,包括:
第一板,其形成隔壁的中心部分;
第二板,其形成所述隔壁的凸轮轴侧部分或排气侧部分;和
滑板,其布置在所述第一板和所述第二板之间,
其中,所述滑板对十字头进行导向,
所述第一板和所述第二板布置在一个平面上,
所述第一板和所述滑板以T-形状布置,
所述第二板和所述滑板以T-形状布置,
所述第二板的厚度B与所述第一板的厚度C的比值B/C等于或大于1.5。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20110427 |