CN106089469B - 隧道式气缸体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种隧道式气缸体。该隧道式气缸体包括：该隧道式气缸体的第一档主轴孔开设在气缸体，其余各档的主轴孔均开设在轴承座上，该隧道式气缸体的轴承座孔分为上半圆和下半圆，所述下半圆与第一档主轴孔同心，所述上半圆与所述下半圆不同心，二者的中心距大于曲轴主轴颈与其对应的其余各档的主轴孔的间隙。该隧道式气缸体的轴承座孔分为不同心的上半圆和下半圆，上下半圆的中心距大于曲轴主轴颈与主轴孔的间隙，下半圆与第一档主轴孔同心，不需要手动调整轴承座的径向位置，装配效率快。另外，轴承座孔与对应的轴承座外圆不再需要从后端到前端逐级变小，提高了加工效率。

Description

隧道式气缸体
技术领域
本发明涉及发动机气缸体领域，特别涉及一种隧道式气缸体。
背景技术
发动机的气缸体通常分为一般式、龙门式、隧道式三种形式。一般式气缸体油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度，优点是机体高度小，重量轻，结构紧凑，便于加工，曲轴拆装方便；但其缺点是刚度和强度较差。龙门式气缸体油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心，优点是强度和刚度都好，能承受较大的机械负荷；缺点是工艺性较差，结构笨重，加工较困难。隧道式气缸体的主轴承孔为整体式，曲轴从气缸体后部装入。优点是结构紧凑、刚度和强度好，缺点是工艺性较差，曲轴拆装不方便。
如图1至图3所示(图1和图2为曲轴装配前状态，图3为曲轴装配后状态)，该型隧道式气缸体设计四个独立的轴承座1，与曲轴2一起部装，再将曲轴1和轴承座2整体从气缸体后部装入，然后用螺栓4将轴承座1与气缸体3固定在一起。曲轴前端第一档主轴孔32设计在气缸体，其余四档主轴孔11均在独立轴承座1上。
为避免发动机运行过程中轴承座1向上移动或晃动，气缸体轴承座孔31上下两侧需要与轴承座配合，而为兼顾装配性，曲轴1和轴承座2整体能够顺利从气缸体后部装入，轴承座孔31与轴承座外圆12的配合间隙δ1设定为小间隙配合，即+0.014～+0.064(H6/g6)。此外气缸体的轴承座孔31与对应的轴承座外圆12从后端到前端逐级变小，使曲轴2和轴承座1的前大半部分较为容易的进入气缸体轴承座孔31内。
现有隧道式气缸体的设计存在以下缺点：
1、由于气缸体3的轴承座孔31与对应的轴承座外圆12从后端到前端逐级变小，轴承座孔31不能一次同时加工，需要4次分别加工，加工效率、成本高。
2、而轴承座1成为了四个外圆不同的专用零件，四个轴承座1不能互换，加工刀具工艺不一致，加工、管理效率、成本高。
3、由于曲轴主轴颈21与主轴孔11这对运动副存在间隙，参照经验值间隙值δ2设定为+0.024～+0.082，这导致了水平装配时在轴承座1重力作用下轴承座主轴孔11中心相对曲轴主轴颈21向下偏心，偏心距e1为曲轴主轴颈21与主轴孔11间隙值δ2/2＝+0.012～+0.041，极有可能大于轴承座孔31与轴承座外圆12的单侧间隙δ1/2＝+0.007～+0.032，装配过程轴承座外圆12底部与轴承座孔31干涉，需要手动调整轴承座1的径向位置才能装配。而改为从上往下垂直装配可以消除重力作用导致的偏心e1，但由于间隙的存在，轴承座与曲轴也不能确保同心，装配可能存在干涉，也有可能需要手动调整轴承座1的径向位置才能装配。这导致批量化生产存在瓶颈。
4、装配完成后，由于螺栓4拉紧轴承座1贴向气缸体轴承座孔31下半圆，中间三档的轴承座主轴孔12相对曲轴主轴径21(曲轴中心)存在偏心e2＝δ1/2＝+0.007～+0.032，可能会导致主轴颈受力不均，主轴瓦过早磨损。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单合理的隧道式气缸体，该隧道式气缸体的轴承座孔分为不同心的上半圆和下半圆，上下半圆的中心距大于曲轴主轴颈与主轴孔的间隙，下半圆与第一档主轴孔同心，不需要手动调整轴承座的径向位置，装配效率快。另外，轴承座孔与对应的轴承座外圆不再需要从后端到前端逐级变小，提高了加工效率。
为实现上述目的，本发明提供了一种隧道式气缸体，该隧道式气缸体包括：该隧道式气缸体的第一档主轴孔开设在气缸体，其余各档的主轴孔均开设在轴承座上，该隧道式气缸体的轴承座孔分为上半圆和下半圆，所述下半圆与第一档主轴孔同心，所述上半圆与所述下半圆不同心，二者的中心距大于曲轴主轴颈与其对应的其余各档的主轴孔的间隙。
优选地，上述技术方案中，下半圆与轴承座的配合为过渡配合。
优选地，上述技术方案中，轴承座通过螺栓拉紧贴向所示轴承座孔的下半圆。
优选地，上述技术方案中，下半圆的中心距大于3mm。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该隧道式气缸体的轴承座孔分为不同心的上半圆和下半圆，上下半圆的中心距大于曲轴主轴颈与主轴孔的间隙，下半圆与第一档主轴孔同心，不需要手动调整轴承座的径向位置，装配效率快。另外，轴承座孔与对应的轴承座外圆不再需要从后端到前端逐级变小，提高了加工效率。
附图说明
图1为现有隧道式气缸体的装配前结构示意图。
图2为现有隧道式气缸体的装配后主视方向的剖视结构示意图。
图3为现有隧道式气缸体的装配后侧视方向的剖视结构示意图。
图4为本发明的隧道式气缸体的侧视方向的剖视结构示意图。
图5为本发明的隧道式气缸体的侧视方向的装配剖视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
经过CAE理论受力分析、变形仿真计算以及试验验证，我们发现发动机在实际工作中轴承座1向上移动或晃动位移非常小，轴承座1与主轴承座孔31的上半部分并没有接触。因而本提案针对发动机隧道式气缸体的轴承座孔31进行优化。
如图1至图5所示，根据本发明具体实施方式的隧道式气缸体。该隧道式气缸体的轴承座孔31分为上半圆33和下半圆34，该上半圆33和下半圆34不同心，二者的中心距e3设计值大于δ2(曲轴主轴颈与主轴孔的间隙)，下半圆34与第一档主轴孔32同心(第一档主轴孔32位于曲轴前端的气缸体上，其余各档的主轴孔11均在独立轴承座1上)，下半圆34与轴承座1的配合间隙δ1改为过渡配合，例如-0.013～+0.038(H6/js6)。装配完成后，由于螺栓4拉紧轴承座1贴向气缸体轴承座孔31的下半圆34，中间各档的轴承座主轴孔12相对曲轴主轴径21(曲轴中心)存在的偏心为δ1/2＝0～+0.019，能够改善原方案的主轴颈受力不均，导致主轴瓦过早磨损的隐患。
进一步讲，在轴承座1与曲轴2整体装配进气缸体3时，气缸体3顶部朝下，轴承座1在重力作用下轴承座主轴孔11中心相对曲轴主轴颈21向下偏心，偏心距e1＝δ2/2＝+0.012～+0.041。轴承座1与气缸体轴承座孔上半圆33的间隙为e3-e1，轴承座1与气缸体轴承座孔下半圆34的间隙为e1，两者均大于0，不会存在干涉，可以顺利装配。轴承座孔31与对应的轴承座外圆12的直径相同，不再需要从后端到前端逐级变小，也就不需要手动调整轴承座1的径向位置，装配效率快。而且除第一档主轴孔32的其他各档轴承座孔31不再需要换刀依次加工，提高了加工效率。轴承座外圆一致之后成为一个专用件，减少了加工、管理成本。
此外，还可以考虑将气缸体的轴承座孔31的上、下半圆中心距e3设计大于3mm，此时由于余量空间大，气缸体的轴承座孔上半圆33可以直接铸造成型，减少机加工成本。
综上，该隧道式气缸体的轴承座孔分为不同心的上半圆和下半圆，上下半圆的中心距大于曲轴主轴颈与主轴孔的间隙，下半圆与第一档主轴孔同心，不需要手动调整轴承座的径向位置，装配效率快。另外，轴承座孔与对应的轴承座外圆不再需要从后端到前端逐级变小，提高了加工效率。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (4)

1.一种隧道式气缸体，其特征在于，该隧道式气缸体的第一档主轴孔开设在气缸体，其余各档的主轴孔均开设在轴承座上，该隧道式气缸体的轴承座孔分为上半圆和下半圆，所述下半圆与所述第一档主轴孔同心，所述上半圆与所述下半圆不同心，二者的中心距大于曲轴主轴颈与其对应的其余各档的主轴孔的间隙。
2.根据权利要求1所述的隧道式气缸体，其特征在于，所述下半圆与轴承座的配合为过渡配合。
3.根据权利要求1所述的隧道式气缸体，其特征在于，所述轴承座通过螺栓拉紧贴向所示轴承座孔的下半圆。
4.根据权利要求1所述的隧道式气缸体，其特征在于，所述上半圆与所述下半圆的中心距大于3mm。
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