CN103573463A - 内燃机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种内燃机，其减轻了作用于轴承盖的拉伸应力，在确保其耐久性的同时减轻了重量。通过沿气缸轴线（L2）方向贯通轴承盖（17）的两侧部的螺栓（13）将底座（12）紧固于气缸体（11），此时，通过将底座主体（16）夹持在轴承盖的波形的突起（17e）之间，使得轴承盖与底座主体牢固地一体化，但在突起之间的谷部（17g）会产生拉伸应力（S1）。此外，通过传递至曲轴（20）的爆发载荷（F3）而在轴承盖产生拉伸应力（S2），但由于将突起设置在从该拉伸应力的作用线（L3）偏离的位置，因此防止了由螺栓的紧固载荷（F1）引起的拉伸应力和由爆发载荷引起的拉伸应力重合，能够在确保轴承盖的耐久性的同时实现轻量化。

Description

内燃机

技术领域

本发明涉及内燃机，其中，将在两侧缘设置有波形的突起的、由铁系材料制成的轴承盖铸于由铝系材料制成的底座主体内，从而构成底座，在将曲轴的轴颈部夹持在所述轴承盖和气缸体的下表面之间的状态下，通过沿气缸轴线方向贯通所述轴承盖的两侧部的螺栓将所述底座紧固于所述气缸体。

背景技术

所述内燃机被下述专利文献1所公开。铸于该内燃机的由铝系材料制成的梯形车架（底座）的、由铁系材料制成的轴承盖在进气排气方向一方的侧缘具备上下2个小片状的伸出部，借助这些伸出部来将轴承盖牢固地结合于底座，以能够承受曲轴轴线方向的载荷。

专利文献1：日本特公平7-068970号公报。

并且，在将上述专利文献1中记载的发明的伸出部构成为两个突起成波形连接的形状的情况下，像在“具体实施方式”中详述的那样，通过将轴承盖紧固于气缸体的螺栓的紧固载荷来压缩两个突起以使它们相互接近，因此，能够将底座主体夹持在它们之间，使轴承盖和气缸体进一步牢固地结合。

但是，由于两个突起受到来自底座主体且向相互远离的方向的反作用力载荷，因此，在两个突起之间的谷部由于所述反作用力载荷而产生拉伸应力。此外，在由于混合气体的燃烧而引起的爆发载荷从活塞经由连杆作用于曲轴的轴颈部时，该爆发载荷将轴承盖向相对于气缸轴线倾斜的方向按下，因而在轴承盖产生拉伸应力。因此，当由所述螺栓的紧固载荷引起的拉伸应力和由所述爆发载荷引起的拉伸应力重叠时，存在以下问题：为了能够承受该重叠的拉伸应力，需要加强轴承盖，其重量增加。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于减轻作用于轴承盖的拉伸应力，在确保其耐久性的同时减轻重量。

为了达成上述目的，根据本发明的第1技术方案提供一种内燃机，其中，将在两侧缘设置有波形的突起的、由铁系材料制成的轴承盖铸于由铝系材料制成的底座主体内，从而构成底座，在将曲轴的轴颈部夹持在所述轴承盖和气缸体的下表面之间的状态下，通过沿气缸轴线方向贯通所述轴承盖的两侧部的螺栓将所述底座紧固于所述气缸体，其特征在于，所述突起设置在从拉伸应力的作用线偏离的位置，所述拉伸应力通过传递至所述曲轴的爆发载荷而产生于所述轴承盖。

此外，根据本发明的第2技术方案提供一种内燃机，在第1技术方案的结构基础上，其特征在于，所述轴承盖的所述突起设置为至少与配合面相邻，所述配合面与所述气缸体的下表面相对。

根据第1技术方案的结构，将在两侧缘设置有波形的突起的、由铁系材料制成的轴承盖铸于由铝系材料制成的底座主体内，从而构成底座，在将曲轴的轴颈部夹持在轴承盖和气缸体的下表面之间的状态下，通过沿气缸轴线方向贯通轴承盖的两侧部的螺栓将底座紧固于气缸体，此时，借助螺栓的紧固载荷来将底座主体夹持在轴承盖的波形的突起之间，由此使轴承盖与底座主体牢固地一体化，但在波形的突起之间的谷部会产生拉伸应力。此外，通过传递至曲轴的爆发载荷而在轴承盖产生了拉伸应力，但在从该拉伸应力的作用线偏离的位置设置有突起，因此，防止了由螺栓的紧固载荷引起的拉伸应力和由爆发载荷引起的拉伸应力的重合，能够在确保轴承盖的耐久性的同时实现轻量化。

此外，根据技术方案2的结构，轴承盖的突起设置为至少与同气缸体的下表面相对的配合面相邻，因此能够通过突起使轴承盖的配合面附近的刚性进一步提高。

附图说明

图1是内燃机的主要部分纵剖视图（图2的沿1-1线的剖视图）。（实施方式）

图2是图1的沿2-2线以箭头方向观察的图。（实施方式）

图3是轴承盖的主视图。（实施方式）

图4是与图1对应的图。（比较例）

图5是与图3对应的图。（比较例）

标号说明

12：底座；

13：螺栓；

16：底座主体；

17：轴承盖；

17a：配合面；

17e：突起；

20：曲轴；

20a：轴颈部；

F3：爆发载荷；

L2：气缸轴线；

L3：拉伸应力的作用线；

S2：拉伸应力。

具体实施方式

以下，根据图1～图5对本发明的实施方式和比较例进行说明。此外，在本说明书中，将曲轴轴线L1方向，气缸轴线L2（上下方向）和进气排气方向定义为图1～图3示出的方向。

如图1和图2所示，直列4缸内燃机E具备铝合金制成的气缸体11，在其下表面通过多根螺栓13…紧固有底座12。底座12具备由铝合金制成的梯状的底座主体16，所述底座主体16由一对侧梁14、14和五条横梁15…一体形成，所述一对侧梁14、14与曲轴轴线L1方向平行地延伸，所述五条横梁15…以连接所述侧梁14、14之间的方式沿进气排气方向延伸。在底座主体16的五个横梁15…分别铸有铁系材料制成的轴承盖17。

在轴承盖17的上部形成有平坦的配合面17a、17a和半圆状的凹部17b，配合面17a、17a沿进气排气方向延伸，凹部17b连接两个配合面17a、17a之间，在轴承盖17铸于底座主体16的状态下，轴承盖17的配合面17a、17a与底座主体16的配合面16a处在同一个面。在轴承盖17的凹部17b嵌合有半圆状的下部轴承半体18，并且在从气缸体11的配合面11a向上方延伸的轴颈壁11b的下表面的凹部11c嵌合有半圆状的上部轴承半体19，在下部轴承半体18和上部轴承半体19之间以旋转自如的方式支承有曲轴20的轴颈部20a。

在轴承盖17的进气排气方向两侧部，沿气缸轴线L2方向贯通有一对螺栓孔17c、17c，一对螺栓孔17c、17c之间被架桥部17d连接，所述架桥部17d沿凹部17b的下方在进气排气方向呈圆弧状地延伸。从下向上贯通轴承盖17的螺栓孔17c、17c的两根螺栓13、13与开设在气缸体11的配合面11a的两个内螺纹孔11d、11d螺合，由此将底座12紧固于气缸体11。此时，在轴承盖17的临近配合面17a、17a的螺栓孔17c、17c和气缸体11的临近配合面11a的内螺纹孔11d、11d中嵌合有共同的套环21、21。

在轴承盖17的进气侧的侧缘和排气侧的侧缘的上部及下部，分别向进气排气方向外侧突出设置有由一对突起17e、17e呈波形（W字状）连接而成的部件。上侧的一对突起17e、17e形成于轴承盖17的上端的配合面17a的附近，下侧的一对突起17e、17e形成于轴承盖17的下端的附近，上侧的一对突起17e、17e和下侧的一对突起17e、17e之间、即轴承盖17的侧缘的气缸轴线L2方向中间部为不存在突起17e…的直线部17f。突起17e、17e的曲轴轴线L1方向的宽度比底座主体16的横梁15的曲轴轴线L1方向的宽度小，由此，突起17e、17e完全埋设在横梁15内。

在通过压铸来铸造底座主体16的模具的内部，预先配置轴承盖17，由此，能够制造出与轴承盖17铸成一体的底座12。铁系材料制成的轴承盖17与铝系材料制成的底座主体16为不同种材料，因此接合部容易被剥落，但通过将轴承盖17的突起17e…作为锚栓埋入到底座主体16的内部，能够使轴承盖17和底座主体16牢固地一体化并提高强度。

在将曲轴20的轴颈部20a挟持在安装于以上述方式制造出的轴承盖17的凹部17b的下部轴承半体18、和安装于气缸体11的凹部11c的上部轴承半体19之间的状态下，将从下向上贯通轴承盖17的螺栓孔17c、17c的螺栓13、13螺合于气缸体11的内螺纹孔11d、11d，由此，将底座12紧固于气缸体11。

像图3明确示出的那样，借助将轴承盖17沿气缸轴线L2方向紧固的螺栓13的紧固载荷F1，设置于轴承盖17的4个位置的各2个突起17e、17e被向相互接近的方向压缩，将底座主体16的壁夹入所述突起17e、17e之间，由此，使轴承盖17与底座主体16进一步牢固地一体化。此时，2个突起17e、17e由于受到来自底座主体16的反作用力载荷F2而向相互远离的方向扩张，因此，在两个突起17e、17e之间的谷部17g局部产生拉伸应力S1。

此外，在内燃机E的膨胀行程中，混合气体的爆发载荷F3经由活塞和连杆22传递至曲轴20的曲轴销部20b，但曲轴20的曲轴销部20b相对于气缸轴线L2偏向排气侧，所述爆发载荷F3进行作用，以将轴承盖17的进气侧的侧部相对于排气侧的侧部拉开，因此，在沿着轴承盖17的架桥部17d的作用线L3上产生拉伸应力S2。此时，所述拉伸应力S2的作用线L3指向被轴承盖17的排气侧的侧缘的上侧的两个突起17e、17e和下侧的两个突起17e、17e挟持的直线部17f。

如图4和图5的比较例所示，当轴承盖17的突起17e…之间的谷部17g存在于由爆发载荷F3引起的拉伸应力S2的作用线L3上时，通过螺栓13的紧固载荷F1而作用于突起17e…之间的谷部17g的拉伸应力S1和由爆发载荷F3引起的拉伸应力S2重叠，因此，为了使轴承盖17能够承受重叠的拉伸应力S1、S2，需要加强轴承盖17，存在重量增加的可能性。

但是，根据本实施方式，由于在从由爆发载荷F3引起的拉伸应力S2的作用线L3向上下偏离的位置配置有突起17e…之间的谷部17g、17g，因此，能够避免由螺栓13的紧固载荷F1引起的拉伸应力S1和由爆发载荷F3引起的拉伸应力S2在轴承盖17的谷部17g重叠，由此，不需要对轴承盖17进行加强，能够减轻重量。

如以上所述，仅通过设定轴承盖17的进气排气方向两侧缘的突起17e…的位置，就能够降低作用于轴承盖17的拉伸应力的最大值，不仅如此，通过将上侧的突起17e、17e配置在轴承盖17的配合面17a、17a的附近，防止了底座主体16和轴承盖17从所述配合面17a、17a的剥离，能够提高轴承盖17的刚性。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明能够在不脱离其主旨的范围内进行各种设计变更。

例如，在实施方式中例示出了直列4缸内燃机E，但本发明可以应用于其它任意形态的内燃机。

此外，在实施方式中，轴承盖17的进气侧的侧部和排气侧的侧部分别在上部具备2个突起17e、17e，并在下部具备2个突起17e、17e，但突起17e、17e的个数并不限定于实施方式。

此外，在实施方式中，2个突起17e、17e成对形成，但也可以为3个以上的突起17e…成群形成。

此外，在实施方式中，在轴承盖17的进气侧的侧部和排气侧的侧部双方应用有本发明，但也可以仅在由爆发载荷F3产生拉伸应力S2的排气侧的侧部应用本发明。

Claims (2)

1.一种内燃机，其中，将在两侧缘设置有波形的突起（17e）的、由铁系材料制成的轴承盖（17）铸于由铝系材料制成的底座主体（16）内，从而构成底座（12），在将曲轴（20）的轴颈部（20a）夹持在所述轴承盖（17）和气缸体（11）的下表面之间的状态下，通过沿气缸轴线（L2）方向贯通所述轴承盖（17）的两侧部的螺栓（13）将所述底座（12）紧固于所述气缸体（11），所述内燃机的特征在于，

所述突起（17e）设置在从拉伸应力（S2）的作用线（L3）偏离的位置，所述拉伸应力（S2）通过传递至所述曲轴（20）的爆发载荷（F3）而产生于所述轴承盖（17）。

2.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，

所述轴承盖（17）的所述突起（17e）设置为至少与配合面（17a）相邻，所述配合面（17a）与所述气缸体（11）的下表面相对。

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