CN109937295A - 用于汽车内燃机的发动机机体和用于汽车内燃机的发动机机体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于汽车内燃机的发动机机体，具有至少一个气缸(12)和一个气缸工作面(18)，所述至少一个气缸内以在上止点(OT)与下止点(UT)之间可动的方式可容置有活塞(14)，所述气缸工作面的气缸内径(D)朝所述下止点(UT)有所扩展。所述气缸内径(D)在用来在所述内燃机运行期间实施活塞设备更换的区域(X)下方才会扩展，其中所述气缸内径(D)从所述上止点(OT)至所述区域(X)逐渐变细。本发明还涉及一种用于制造汽车内燃机的发动机机体的方法，所述发动机机体具有至少一个气缸(12)。
Description
技术领域
本发明涉及的是独立权利要求的前序部分所述类型的一种用于汽车内燃机的发动机机体以及一种制造用于汽车内燃机的发动机机体的方法。
背景技术
用于内燃机的发动机机体中的气缸在成品状态下通常具有圆柱形形状。这类发动机机体通常也被称为曲轴箱。但由于这类曲轴箱的结构、气缸头螺钉所需的紧固程度、点火后运行中不同的热膨胀和在燃烧过程中所产生的气缸压力，有时会与理想的圆柱形形状产生较大偏差，这样就会造成摩擦功耗从而增大消耗。
在已知方案中，在制造用于内燃机的发动机机体中的气缸时，与严格意义上的圆柱形形状有所偏差。例如DE 10 2008 026 146 B4提出一种气缸，其首先从上止点略有扩展，再朝下止点重新变窄。换言之，该案中的气缸呈球根状。
DE 10 2011 117 660 B4同样提出一种与严格意义上的圆柱形形状有所偏差的气缸。该气缸分为两个气缸内腔区段，二者之间沿轴向观察设有过渡区段。这两个气缸内腔区段具有不同直径。
最后，DE 10 2009 024 227 B4提出一种同类型的用于汽车内燃机的发动机机体，具有至少一个气缸和一个气缸工作面，该气缸内以在上止点与下止点之间可动的方式容置有活塞，该气缸工作面的气缸内径朝下止点有所扩展。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于汽车内燃机的发动机机体以及一种制造这种发动机机体的方法，用来改善内燃机的摩擦功率优化和噪声优化的运行。
本发明用以达成上述目的的解决方案为具有独立权利要求的特征的一种用于汽车内燃机的发动机机体以及一种制造这种发动机机体的方法。本发明的有利技术方案以及有益且创造性的改进方案参阅从属权利要求。
为实现内燃机的摩擦功率优化和噪声优化的运行方式，在本发明的发动机机体中，所述气缸内径在用来在所述内燃机运行期间实施活塞设备更换的区域下方才会扩展，其中所述气缸内径从所述上止点至用来在所述内燃机运行期间实施活塞设备更换的区域逐渐变细。亦即，本发明在气缸工作面的直径方面提出了噪声优化且摩擦功率优化的几何形状。这样就能在内燃机运行期间降低活塞与气缸工作面间的摩擦，此外还能实现内燃机的极佳噪声特性。气缸工作面的气缸内径在用来在内燃机运行期间实施活塞设备更换的区域下方才会扩展，这样就能最佳地针对有害噪声形成来设计活塞的活塞间隙。此外还能在活塞设备更换下方通过间隙增大和避免重叠状态来将摩擦功率降至最低。
借助本发明的发动机机体能够带来极佳的消耗优点，从而大大有助于达到CO2排放目标。特定而言，借助本发明的发动机机体还能满足客户在发动机噪声方面通常会提出的极高要求。
根据本发明的一种有利实施方式，所述气缸内径至所述活塞的下止点有所扩展。这样就能实现内燃机的特别噪声优化和消耗优化的运行。
根据本发明的另一有利实施方式，所述气缸内径锥形扩展。换言之，该气缸内径线性扩展。这一点特别是在制造技术方面特别有利且易于实现。
本发明的制造用于汽车内燃机的发动机机体的方法，所述发动机机体具有至少一个气缸，所述气缸内以在上止点与下止点之间可动的方式容置有活塞，在所述方法中，如此地加工气缸工作面，使得所述气缸工作面的气缸内径朝所述下止点有所扩展。根据本发明，在用来在所述内燃机运行期间实施活塞设备更换的区域下方才制造所述有所扩展的气缸内径，其中以从所述上止点UT至所述区域X逐渐变细的方式制造所述气缸内径D。本发明的发动机机体的有利技术方案视为本发明的方法的有利技术方案。
优选通过珩磨来制造所述有所扩展的气缸内径。这样就能非常精确地制造有所扩展的气缸内径。
附图说明
本发明的更多优点、特征和细节参阅下文对优选实施例的说明以及图式。在本发明范围内，前述的特征和特征组合以及下文将在附图描述中提及的特征和特征组合既可以进行组合，也可以单独应用。
图中：
图1为发动机机体的两个不同气缸的侧向截面图，其中各有一个活塞处于上止点中；以及
图2为这两个气缸的另一侧向截面图，其中活塞均处于下止点中。
附图中相同或功能相同的元件用相同的元件符号表示。
具体实施方式
图1为两个不同气缸10、12的侧向截面图，这两个气缸分别为未详细绘示的内燃机的一部分。图1中的活塞14均布置在上止点OT中。气缸10、12均处于在内燃机点火后运行中经过一段时间后达到的升温状态下。亦即，图示气缸10、12的形状相当于气缸10、12在内燃机运行期间达到常见运行温度时具有的形状。
这两个气缸10、12在气缸工作面16、18的几何形状方面有所不同。在图示升温状态下，左气缸10的气缸工作面16的直径D朝活塞14的下止点UT有所减小。亦即，气缸工作面16在本图中朝下逐渐变细。而在冷却状态下，即在不同于本图的状态下，左气缸10的气缸工作面16的直径D不变，即在气缸工作面16的轴向上不发生变化。
在图示升温状态下，在这两个气缸中的右气缸12上，气缸工作面18的直径D沿气缸12的轴向同样发生变化。但在区域X下方，气缸工作面18的直径D扩展，在该区域内，在内燃机运行期间实施活塞14的活塞设备更换。从区域X出发，气缸工作面18的直径D朝活塞14的下止点UT锥形扩展，其中气缸工作面的直径D从上止点UT至区域X逐渐变细。
通过以下方式来实现气缸工作面18的这种在区域B内扩展的形状：并非以不变的直径D制造气缸工作面18。而是如此地制造气缸工作面18，使其在冷却状态下就在区域B内扩展，即直径D从活塞设备更换的区域X出发至下止点UT有所增大。在气缸12的冷却状态下，如此地选择直径增大程度，使得气缸12即使在达到运行温度的情况下也具有朝下止点UT喇叭状扩展的形状。亦即，与左气缸10不同，右气缸12的气缸工作面18在升温状态下并不朝下止点UT逐渐变细，而是气缸工作面18朝下止点UT有所扩展。
在图2中，设置在相应气缸10、12中的这两个活塞14处于其下止点UT中。这两个气缸10、12同样处于其在相应内燃机的一定运行时间后达到的升温状态下。如前所述，这两个气缸中的左气缸10在冷却状态下具有圆柱形形状，其气缸工作面16的直径D不变，其中在这两个气缸中的右气缸12上，在冷却状态下，气缸工作面18在区域B内朝下止点UT有所扩展。
基于气缸工作面16在冷却状态下完全呈圆柱形形状以及其他因素，如气缸头螺钉所需的紧固程度、点火后运行中气缸10的不同热膨胀和在燃烧过程中在气缸10内部所出现的压力，如图1和2所示，会与气缸工作面16在冷却状态下所具有的理想圆柱形形状产生较大偏差。
在图示的升温状态下，在这两个气缸中的左气缸10上，由于朝下止点UT有所减小的直径D而产生以下问题：活塞14在点火后状态下具有与气缸工作面16的重叠20。亦即，在下止点UT附近，活塞直径大于气缸工作面16的直径D。由此，活塞14在其在上止点OT与下止点UT之间上下运动期间接触气缸工作面16。这样就会产生摩擦功耗和有害噪声。
而在右气缸12上，气缸工作面18的直径D-无论在冷却状态下还是升温状态下-均在区域B内朝下止点UT逐步扩展，从而在整个区域B内沿径向产生活塞14的一定活塞间隙。此举对噪声形成和摩擦损失起到积极作用并能将其降至最低。
亦即，利用气缸工作面18在区域B内具有喇叭状直径扩展，来沿径向确保气缸工作面18与活塞14之间总是存在一定距离22。基于气缸工作面18朝下止点UT有所扩展，来实现活塞14与气缸工作面18之间的径向间隙增大。从而避免活塞14与气缸工作面18间的重叠状态。这样就能带来显著的消耗优点和声学优点。
Claims (5)
1.一种用于汽车内燃机的发动机机体，具有至少一个气缸(12)和一个气缸工作面(18)，所述至少一个气缸内以在上止点(OT)与下止点(UT)之间可动的方式容置有活塞(14)，所述气缸工作面的气缸内径(D)朝所述下止点(UT)有所扩展，
其特征在于，
所述气缸内径(D)在用来在所述内燃机运行期间实施活塞设备更换的区域(X)下方才会扩展，其中所述气缸内径(D)从所述上止点(UT)至所述区域(X)逐渐变细。
2.根据权利要求1所述的发动机机体，
其特征在于，
所述气缸内径(D)至所述活塞(14)的下止点(UT)有所扩展。
3.根据权利要求1或2所述的发动机机体，
其特征在于，
所述气缸内径(D)锥形扩展。
4.一种制造用于汽车内燃机的发动机机体的方法，所述发动机机体具有至少一个气缸(12)，所述至少一个气缸内以在上止点(OT)与下止点(UT)之间可动的方式容置有活塞(14)，在所述方法中，如此地加工气缸工作面(18)，使得所述气缸工作面的气缸内径(D)朝所述下止点(UT)有所扩展，
其特征在于，
在用来在所述内燃机运行期间实施活塞设备更换的区域(X)下方才制造有所扩展的气缸内径(D)，其中以从所述上止点(UT)至所述区域(X)逐渐变细的方式制造所述气缸内径(D)。
5.根据权利要求4所述的方法，
其特征在于，
通过珩磨来制造所述有所扩展的气缸内径(D)。
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