CN112313033B - 用于将连杆相对于发动机缸体的气缸下方的一个或多个部件定位的装置和方法 - Google Patents

用于将连杆相对于发动机缸体的气缸下方的一个或多个部件定位的装置和方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种装置(200)，用于将连杆(132)相对于发动机缸体(106)的气缸(108)下方的一个或多个部件定位，同时将气缸套(110)组装到发动机缸体(106)的气缸(108)。装置(200)具有可释放地保持气缸套(110)的底端(152)的保持器机构(202)。保持器机构(202)的一部分(204/206)被配置成延伸超过气缸套(110)的底端(152)，以限定与气缸套(110)的圆周平行设置的凹槽(210)。链节(212)将气缸套(110)枢转地连接到连杆(132)。链节(212)包括第一端(214)和第二端(218)，第一端与保持器机构(202)的凹槽(210)可滑动地接合，第二端限定穿过其中的开口。开口(220)有助于紧固件(222)的插入，该紧固件用于将链节(212)可释放地固定到连杆(132)的底端(150)。

Description

用于将连杆相对于发动机缸体的气缸下方的一个或多个部件 定位的装置和方法
技术领域
本发明总体上涉及一种用于将至少一个部件组装到内燃机的发动机缸体上的装置。更具体地，本发明涉及一种装置，用于将连杆相对于发动机缸体的气缸下方的一个或多个部件定位，同时将气缸套组装到发动机缸体的气缸。
背景技术
内燃机典型地包括多种类型的部件，这些部件被组装在一起以在运行中强制性地产生动力。当组装这些部件中的一个或多个时，已经观察到，由于存在位于待组装的一个或多个部件附近的其他部件，一些部件可能难以组装。例如，凸轮轴可位于曲轴附近，并且当将连杆组装到曲轴上时，连杆的底端可能改为与凸轮轴接触并且阻碍连杆与曲轴组装。此外，由于发动机设计，存在于发动机缸体中的其他部件的几何形状不仅可提供紧密的空间约束，还具有如此高的复杂性，以致可能使发动机缸体中能够进入从而完成一个或多个部件的组装的通路是曲折的，因此执行起来是乏味的。
因此，需要一种能够用于将部件装配到发动机缸体上的装置，特别是用于将连杆相对于发动机缸体的气缸下方的一个或多个部件定位的装置。
发明内容
在本发明的一个方面，提供了一种装置，用于将连杆相对于发动机缸体的气缸下方的一个或多个部件定位，同时将气缸套组装到发动机缸体的气缸。该装置具有保持器机构，该保持器机构可释放地保持气缸套的底端。保持器机构的一部分被配置成延伸超过气缸套的底端以限定平行于气缸套的圆周设置的凹槽。链节将气缸套枢转地连接到连杆。该链节包括第一端和第二端，第一端限定与保持器机构的凹槽可滑动地接合的销，第二端限定穿过其中的开口。该开口有助于紧固件的插入，该紧固件用于将链节可释放地固定到连杆的底端。
在本发明的另一方面，提供了一种方法，该方法用于将连杆相对于发动机缸体的气缸下方的一个或多个部件定位，同时将气缸套组装到发动机缸体的气缸。该方法包括提供保持器机构，用于可释放地保持气缸套的底端并且在保持器机构的延伸超过气缸套的底端的一部分内限定凹槽。凹槽将被限定成使得凹槽将被设置成平行于气缸套的圆周。该方法进一步包括提供链节，该链节具有第一端和一个第二端，第一端限定了与保持器机构的凹槽可滑动地接合的销，第二端限定了开口以便于紧固件的插入，该紧固件用于将链节可释放地固定到连杆的底端。该方法进一步包括推动销以遵循凹槽的轮廓，使得链节的第二端被偏置以移动连杆的底端，同时防止连杆的底端与气缸下方的一个或多个部件接触。
根据以下描述和附图，本发明的其他特征和方面将变得明显。
附图说明
当结合附图时，根据以下阐述的详细描述，本发明的特征和优点将变得更加明显。
图1是根据本发明的实施方式的具有发动机缸体、气缸、气缸套、曲轴、一对凸轮轴、活塞和连杆的示例性内燃机的示意图；
图2A和2B是根据本发明的实施方式的气缸套、连杆以及用于定位连杆的适配器的底视图和前视图；
图3A和3B是根据本发明的实施方式的气缸套、连杆和适配器的底视图和前视图，示出了连杆的移动和销沿着与适配器的保持器机构相关的凹槽的中间部分的移动相一致的情况；
图4A和4B是根据本发明的实施方式的当连杆处于期望的最终位置时气缸套、连杆和适配器的底视图和前视图；以及
图5是根据本发明的实施方式的用于将连杆相对于示例性发动机缸体的气缸下方的一个或多个部件定位的方法的流程图。
具体实施方式
本发明涉及一种用于将至少一个部件组装到内燃机的发动机缸体上的装置。更具体地，本发明涉及一种装置，用于将连杆相对于发动机缸体的气缸下方的一个或多个部件定位，同时将气缸套组装到发动机缸体的气缸。
在所有附图中，尽可能使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。此外，当有可能存在多于一个相同类型的元件时，对本文描述的各种元件的引用是共同地或单独地进行的。但是，这些参考实际上仅仅是示例性的。应注意，对单数形式元件的任何引用也可被解释为涉及复数，反之亦然，而不将本发明的范围限制为此类元件的确切数量或类型，除非在所附权利要求中明确阐述。
参考图1，描绘了示例性内燃机100，在该示例性内燃机中可以实现本发明的实施方式。在图1所示的实施方式中，发动机100示例性地以压缩点火发动机的形式实施，例如直喷式柴油发动机。然而，在其他实施方式中，发动机100可替代地实施为代替本文公开的直喷式柴油发动机的火花点火式发动机。
如图所示，发动机100包括发动机缸盖102、曲轴箱104以及位于发动机缸盖102和曲轴箱104之间的发动机缸体106。发动机缸体106设置成与发动机缸盖102和曲轴箱104中的每一个密封接合。发动机缸体106还限定了在其中接收气缸套110的气缸108。气缸套110可以被配置成相对于发动机缸体106的气缸108建立与发动机缸体106的过盈配合。
气缸套110还将在其中接收活塞112，该活塞被设置成与气缸套110可滑动地接合。活塞112与发动机缸盖102和发动机缸体106一起将在其间限定燃烧室114。发动机缸盖102还支撑可彼此独立地操作的进气阀116和排气阀118，以分别将增压空气引入燃烧室114和排出燃烧产物。
在图1所示的示例性实施方式中，发动机100还可包括燃料喷射器120，以将燃料的射流(未示出)喷射到燃烧室114中用于燃烧。尽管发动机100在图1的视图中被描绘为直喷式柴油发动机，但是应当注意，发动机100的类型实际上仅仅是示例性的，并且因此并非对本发明的限制。在不限制本发明范围的情况下，为了实现本文的实施方式，可以实现本领域技术人员已知的发动机的其他构造，例如采用火花点火式发动机。
轴承142的一对凸轮轴122，其上相应的凸轮124可定位在发动机缸体106或曲轴箱104内并由其支撑，如图1所示的实施方式示例性地所示。每个凸轮124可旋转地操作以线性地移动对应的从动件126，使得相关的从动件链节212的杆128可致动对应的摇臂130，摇臂130又可打开或关闭经由进气阀116和排气阀118中的对应的一个到达燃烧室114或从燃烧室114离开的通路。
设置有连杆132以将活塞112连接到曲轴140。如图所示，连杆132将使用活塞销134可旋转地连接到活塞112。此外，连杆132还将借助于轴承142(例如，轴颈轴承)连接到曲轴140。在操作中，即，在燃烧室114内的燃料-空气混合物燃烧时，连杆132将活塞112的往复运动转换为曲轴140的旋转运动。
此外，如图所示，连杆132包括顶部136和底部138，底部138使用例如螺栓的一对紧固件144固定到顶部136。连杆132的底部138限定一对通孔146，该对通孔从中接收紧固件144。连杆132还包括位于顶部136的底端150附近的一对插座148，用于可释放地与该对紧固件144的末端部分相接合。为了在本发明中简单和简洁并且为了帮助读者理解本发明，本文公开的术语″连杆132的顶部136的底端150″在下文中将简称为″连杆132的底端150″。
在图1所示的示例性实施方式中，连杆132的宽度W大于气缸套110的内径d2且小于气缸套110的外径d1。由于连杆132的底端150的相对尺寸和气缸套110的尺寸是相对的，即d1＞W＞d2，因此可能希望使用如图2A至4B所示的装置200来将连杆132和气缸套110组装到发动机缸体106上。
现在参考图2A和图2B，装置200具有保持器机构202。保持器机构202被配置成可释放地保持气缸套110的底端152。保持器机构202包括一对部分204、206。这些部分204、206可包括内条204和外条206，如图2A和图2B所示的实施方式中所示，并且保持器机构202的部分204、206将因此可互换地称为″内条″和″外条″，且分别由相同的附图标记″204″和″206″中对应的附图标记表示。
内条204可邻近气缸套110的内表面设置，而外条206可邻近气缸套110的外表面设置。此外，内条204和外条206将使用紧固件208(例如，螺栓、六角固定螺丝、平头螺钉或本领域技术人员已知的任何其他合适类型的紧固件)彼此固定。紧固件208将被扭转以帮助促进内条和外条204、206夹紧并因此保持气缸套110的底端152。
保持器机构202的一部分，例如图2B所示实施方式中最佳地示出的内条204，将被配置成延伸超过气缸套110的底端152，以限定平行于气缸套110的圆周设置的凹槽210。参见图2A和2B，凹槽210具有曲线轮廓。
尽管在图2B所示的实施方式中，内条204显示为延伸超过气缸套110的底端152，但在其他实施方式中，根据组装应用的具体要求，外条206可被配置成延伸超过气缸套110的底端152以代替内条204限定凹槽210。因此，本领域的技术人员应当理解，可以对保持器机构202的部分204、206进行这样的修改，而不偏离本发明的精神并且限制如本文所附权利要求所限定的本发明的范围。
链节212将气缸套110枢转地连接到连杆132。链节212将包括第一端214，其限定与保持器机构202的凹槽210可滑动地接合的销216。链节212还将包括远离第一端214的第二端218。第二端218将限定穿过其中的开口220。开口220将有利于紧固件222的插入，紧固件222用于将链节212可释放地固定到连杆132的底端150。
参考图1以及图2A和图2B，由此可以设想，在将气缸套110组装到发动机缸体106的一种模式中，首先在活塞销134的帮助下连接连杆132的顶部136和活塞112。此后，将活塞112插入穿过气缸套110的底端152，以便可滑动地接收在气缸套110内。保持器机构202然后将借助于紧固件208固定到气缸套110的底端152以可释放地保持气缸套110的底端152。此外，销216将与凹槽210可滑动地接合，并且链节212的第二端218将使用紧固件222可释放地固定到连杆132的底端150。此后，气缸套110将相对于发动机缸体106的气缸108插入发动机缸体106中。此后，销216在曲线凹槽210内的移动将使链节212的第二端218偏置，以使连杆132的底端150相对于气缸套110的轴线XX′分别沿方向D1和D2轴向地和/或旋转地移位。可以注意到，本文公开的方向D1平行于气缸套110的轴线XX′，而方向D2围绕气缸套110的轴线XX′设置。因此，连杆132的底端150在方向D2上的移动将意味着连杆132的底端150从平面AA′到平面BB′的顺时针移动，如分别在图3A至4B的视图中所示。
继续参考图1以及图2A和图2B，已经进一步设想，在将气缸套110组装到发动机缸体106的替代模式中，将省略活塞112到连杆132的初始组装。取而代之的是，连杆132将直接连接到气缸套110。具体地，保持器机构202将首先在紧固件208的帮助下固定到气缸套110的底端152。销216然后将与凹槽210可滑动地接合并且链节212的第二端218将使用紧固件222可释放地固定到连杆132的底端150。此后，气缸套110将相对于发动机缸体106的气缸108插入发动机缸体106中。销216在曲线凹槽210内的移动将使链节212的第二端218偏置，以使连杆132的底端150相对于气缸套110的轴线XX′分别沿方向D1和D2轴向地和/或旋转地移位。
参考图1并且如图3A、3B以及随后的图4A和4B中最佳所示，可以注意到销216经过曲线凹槽210时，连杆132分别在方向D1和D2上的轴向和/或旋转移位将有利于连杆132的底端150入射、接触，并因此与曲轴140组装，同时防止连杆132的底端150与气缸套110下方的一个或多个部件(例如，一或两个凸轮轴122上的凸轮124)接触。
从图2B、3B和4B的视图中可以明显看出，连杆132的底端150的移动与销216沿着凹槽210的移动相一致。同样，为此，本文公开的链节212将被配置成具有中间部分，该中间部分为弧形形状，以便平行于气缸套110的圆周设置。
在本文的实施方式中，可以注意到，保持器机构202将被定位成将气缸套110的底端152可释放地保持在气缸套110的圆周上的预定位置。保持器机构202所定位在气缸套110的圆周上的该预定位置将对应于连杆132的底端150的初始位置，如图2B的视图中最佳所示，使得连杆132的底端150围绕气缸套110的轴线XX′朝向期望的最终位置横穿角度范围，如图4B最佳所示。初始位置和所得到的角度范围将被选择成使得当连杆132的底端150从初始位置朝向所希望的最终位置移动通过该角度范围时，连杆132的底端150不与气缸108下方的一个或多个部件(例如，在图1的视图中示例性示出的一对凸轮124)接触。
图5描绘了方法500的流程图，该方法500用于将连杆132相对于发动机缸体106的气缸108下方的一个或多个部件定位，同时相对于发动机缸体106的气缸108将气缸套110组装到发动机缸体106。如图所示，在步骤502，方法500包括提供用于可释放地保持气缸套110的底端152的保持器机构202。此外，在步骤504，方法500还包括在保持器机构202的延伸超过气缸套110的底端152的一部分内限定凹槽210。如本文前面所公开的，凹槽210将被限定为使得凹槽210将平行于气缸套110的圆周设置。
此外，在步骤506，方法500还包括提供具有第一端214和第二端218的链节212，第一端214限定与保持器机构202的凹槽210可滑动地接合的销216，第二端218限定开口220以便于紧固件222的插入，紧固件222用于将链节212可释放地固定到连杆132的底端150。
此后，如步骤508所示，方法500进一步包括推动销216以遵循凹槽210的轮廓，使得链节212的第二端218被偏置以移动连杆132的底端150，同时防止连杆132的底端150与气缸108下方的一个或多个部件接触。
本文公开的各种实施方式应当被认为是说明性和解释性的，而绝不应当被解释为对本发明的限制。所有数字术语，例如但不限于″第一″、″第二″、″第三″或任何其他普通和/或数字术语，也应当仅作为标识符，以帮助读者理解本发明的各种实施方式、变化、组件和/或修改，并且不产生任何限制，特别是关于任何实施方式、变化、组件和/或修改相对于或超过另一种实施方式、变化、组件和/或修改的顺序或偏好。
此外，所有连接参考(例如，连接、联接、附接、密封等)仅用于帮助读者理解本发明，并且可以不产生限制，特别是对于在此公开的部件的位置、取向或使用。因此，连接参考，如果有的话，将被广义地解释。此外，这样的连接参考并不一定意味着两个元件直接彼此连接。
此外，所有位置术语，例如但不限于″顶部″、″底部″或任何其他普通和/或数字术语也应当仅作为标识符，以帮助读者理解本发明的各种元件、实施方式、变化和/或修改，并且可以不产生任何限制，特别是相对于另一元件或超过另一元件之上的任何元件的顺序或偏好。
上述描述的实现方式不以任何方式限制本发明的范围。因此，应理解，尽管示出或描述了一些特征以在功能组件的上下文中说明本发明的使用，但在不脱离如所附权利要求中所界定的本发明的精神的情况下，可从本发明的范围中省略此类特征。
工业实用性
本发明的实施方式适用于将气缸套和连杆组装到发动机缸体。根据本发明的实现方式，技术人员可以将这些气缸套和连杆组装到发动机缸体上，使得当气缸套被定位在发动机缸体的气缸内时，连杆绕过由气缸下方的一个或多个部件所呈现的障碍物并且进入一个所希望的最终位置以允许与发动机的曲轴接触，并且因此便于与曲轴组装。
通过使用本文公开的装置，发动机的制造商可以帮助技术人员相当快速地组装发动机，并且与手动地使来自发动机的两个或更多个部件的对应特征对齐以便可以组装这两个或更多个部件相比，以相对较少冗长的方式组装发动机。因此，本发明还将抵消执行对准所需的工作量，并且因此减轻疲劳，这通常是技术人员先前在穿过紧密和/或曲折的空间时对要组装的部件的特征进行手动对准时通常经历的。
虽然已经参考上述实施方式具体示出和描述了本发明的各方面，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离所公开的精神和范围的情况下，可以通过对所公开的装置和方法的修改来设想各种附加实施方式。这些实施方式应当被理解为落入基于权利要求及其任何等同物所确定的本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种用于将连杆(132)相对于发动机缸体(106)的气缸(108)下方的一个或多个部件定位，同时将气缸套(110)组装到所述发动机缸体(106)的所述气缸(108)的装置(200)，所述装置(200)包括：
保持器机构(202)，可释放地保持所述气缸套(110)的底端(152)，其中所述保持器机构(202)的一部分(204/206)被配置成延伸超过所述气缸套(110)的所述底端(152)，以限定平行于所述气缸套(110)的圆周设置的凹槽(210)；
链节(212)，将所述气缸套(110)枢转地连接到所述连杆(132)，所述链节(212)包括：
第一端(214)，限定与所述保持器机构(202)的所述凹槽(210)可滑动地接合的销(216)；以及
远离所述第一端(214)的第二端(218)，所述第二端(218)限定了穿过其中的开口(220)，所述开口(220)被配置成便于插入紧固件(222)，所述紧固件用于将所述链节(212)可释放地固定到所述连杆(132)的所述底端(150)。
2.根据权利要求1所述的装置(200)，其中所述连杆(132)的所述底端(150)的移动与所述销(216)沿着所述凹槽(210)的移动相一致。
3.根据权利要求1所述的装置(200)，其中所述凹槽(210)具有曲线轮廓。
4.根据权利要求3所述的装置(200)，其中所述销(216)的移动遵循所述凹槽(210)的曲线轮廓，使得所述链节(212)的第二端(218)被偏置以使所述连杆(132)的所述底端(150)在以下方向的至少一个上移动：平行于所述气缸套(110)的轴线(XX)的方向(D1)，以及围绕所述气缸套(110)的轴线(XX')的方向(D2)。
5.根据权利要求1所述的装置(200)，其中，所述链节(212)具有弧形形状的中间部分(224)，以使其平行于所述气缸套(110)的圆周设置。
6.根据权利要求1所述的装置(200)，其中，所述保持器机构(202)定位成将所述气缸套(110)的所述底端(152)可释放地保持在所述气缸套(110)的圆周上的预定位置处。
7.根据权利要求6所述的装置(200)，其中，在所述气缸套(110)的圆周上的所述保持器机构(202)所定位的所述预定位置对应于所述连杆(132)的所述底端(150)的初始位置，这样使得所述连杆(132)的所述底端(150)围绕所述气缸套(110)的轴线(XX')朝向所需的最终位置移动通过角度范围。
8.根据权利要求7所述的装置(200)，其中所述连杆(132)的所述底端(150)移动经过所述角度范围而不与所述气缸(108)下方的所述一个或多个部件接触。
9.一种用于将连杆(132)相对于发动机缸体(106)的气缸(108)下方的一个或多个部件定位，同时将气缸套(110)组装到所述发动机缸体(106)的所述气缸(108)的方法(500)，所述方法(500)包括：
提供用于可释放地保持所述气缸套(110)的底端(152)的保持器机构(202)，
在所述保持器机构(202)的延伸超过所述气缸套(110)的所述底端(152)的部分(204/206)内限定凹槽(210)，所述凹槽(210)平行于所述气缸套(110)的圆周设置；
提供具有第一端(214)和第二端(218)的链节(212)，所述第一端限定与所述保持器机构(202)的所述凹槽(210)可滑动地接合的销(216)，所述第二端限定开口(220)以便于紧固件(222)的插入，所述紧固件用于将所述链节(212)可释放地固定到所述连杆(132)的所述底端(150)；以及
推动所述销(216)以遵循所述凹槽(210)的轮廓，使得所述链节(212)的所述第二端(218)被偏置以移动所述连杆(132)的所述底端(150)，同时防止所述连杆(132)的所述底端(150)与所述气缸(108)下方的所述一个或多个部件接触。
10.根据权利要求9所述的方法(500)，其中所述凹槽(210)具有曲线轮廓。
11.根据权利要求10所述的方法(500)，其中所述销(216)的移动遵循所述凹槽(210)的曲线轮廓，使得所述链节(212)的第二端(218)被偏置以使得所述连杆(132)的所述底端(150)在以下方向的至少一个上移动：平行于所述气缸套(110)的轴线(XX')的方向(D1)，以及围绕所述气缸套(110)的轴线(XX')的方向(D2)。
12.根据权利要求9所述的方法(500)，其中所述连杆(132)的所述底端(150)的移动与所述销(216)沿着所述凹槽(210)的移动相一致。
13.根据权利要求9所述的方法(500)，其中所述链节(212)呈弧形形状，以便平行于所述气缸套(110)的圆周设置。
14.根据权利要求9所述的方法(500)，其中所述保持器机构(202)定位成将所述气缸套(110)的所述底端(152)可释放地保持在所述气缸套(110)的圆周上的预定位置处。
15.根据权利要求14所述的方法(500)，其中所述气缸套(110)的圆周上的所述保持器机构(202)所定位的所述预定位置对应于所述连杆(132)的所述底端(150)的初始位置，使得所述连杆(132)的所述底端(150)围绕所述气缸套(110)的轴线(XX')朝向所需的最终位置移动通过角度范围。
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