CN1737355A - 发动机气缸体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发动机气缸体。该气缸体包括具有两部分即限定水套的内侧壁的缸套部和限定水套的外侧壁的气缸体本体。围绕气缸延伸的水套限定在缸套部与气缸体本体之间。气缸连结体包括沿缸套排列方向设置的矩形隔壁。每一隔壁将相邻缸套分隔开并且从气缸连结体的下端部垂直向下延伸。

Description

发动机气缸体
技术领域
本发明涉及一种发动机气缸体。
背景技术
用于发动机的典型气缸体具有包括气缸的上部和用作曲轴箱的下部。日本特开2002-97997号公报中说明了一种由两部分即缸套部和气缸体本体形成的气缸体。缸套部形成气缸，气缸体本体形成曲轴箱和水套的外侧壁。水套限定在缸套部与气缸体本体之间。缸套部将多个圆筒形缸套的外周面连接在一起。
在这种两体式气缸体的缸套部中，限定气缸的壁可与承载气缸盖并被紧固到气缸体本体的上侧部(上台板部，上承台)一体成形。对于具有这种结构的两体式气缸体，缸套部的上部牢固地紧固到气缸体本体。
然而，与该上部相比较，缸套部的下部的刚性低。结果，在空气燃料混合物的燃烧期间出现的热膨胀和振动会导致热扭曲或变形。这种变形或扭曲会增大活塞的滑动阻力并且会对发动机性能产生不良影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够使气缸孔的变形最小化的两体式发动机气缸体。
本发明的一个方面提供了一种用于在其上安装气缸盖的气缸体。该气缸体设置有其内形成有多个气缸的部分。在所述多个气缸周围形成有水套。该部分包括缸套部，该缸套部包括气缸且限定水套的内侧壁。气缸体本体限定水套的外侧壁。气缸体本体具有顶面。上侧部与缸套部一体成形并且由气缸体本体的顶面支承，气缸盖可安装在该上侧部上。隔壁形成在缸套部中用于将所述气缸中的一对相邻气缸分隔开。隔壁从缸套部向下延伸。
本发明的另一个方面提供了一种发动机，该发动机包括气缸体、多个气缸、形成在气缸周围的水套、安装在气缸体上的气缸盖，以及由气缸体可转动地支承的曲轴。气缸体设置有包括气缸且限定水套的内侧壁的缸套部。气缸体本体限定水套的外侧壁。气缸体本体具有顶面。上侧部与缸套部一体成形并且由气缸体本体的顶面支承。气缸盖安装在该上侧部上。隔壁形成在缸套部中用于将所述气缸中的一对相邻气缸分隔开。隔壁从缸套部向下延伸。隔壁与气缸体本体支承曲轴。
从结合附图、作为示例示出本发明原理的下述说明中可清楚看出本发明的其它方面和优点。
附图说明
从结合附图对优选实施例的下述说明中，可最佳地理解本发明及其目的和优点，其中：
图1是示出根据本发明一优选实施例的水冷式发动机的透视图；
图2是示出图1的发动机的气缸体的透视图；
图3是该气缸体的分解透视图；
图4是示出气缸体的缸套部的透视图；
图5是示出气缸体的气缸体本体的透视图；
图6是沿图2中线6-6截开的截面图；
图7是沿图2中线7-7截开的截面图；以及
图8是示出将曲轴安装在气缸体中的步骤的示意图。
具体实施方式
下面结合附图1-8说明根据本发明一优选实施例的用于直列四缸水冷式发动机的气缸体3。
如图1所示，发动机1包括气缸盖2和气缸体3。气缸盖罩(未示出)安装在气缸盖2上，未示出的油底壳(机油盘)位于气缸体3的下方。
图2示出气缸体3。如图所示，气缸体3包括设置有四个气缸5的上部和设置有曲轴箱31的下部。曲轴箱31包括油底壳。板状上侧部22设置在气缸体3的顶部。上侧部22与气缸盖2的下表面接触。
参照图3，气缸体3由两部分形成，即，缸套部20和气缸体本体30。缸套部20形成水套的内侧壁，气缸体本体30形成水套的外侧壁。因而，围绕气缸5延伸的水套限定在缸套部20与气缸体本体30之间。换句话说，在气缸体3中，缸套部20的外周面限定水套的内侧壁面，气缸体30的内周面限定水套的外侧壁面。
参照图3和4，缸套部20包括：将四个缸套21a连结成一体的气缸连结体21，形成在气缸连结体21上方的上侧部22，以及从气缸连结体21向下延伸的三个隔壁41。气缸连结体21，上侧部22以及隔壁41相互一体成形。缸套部20例如由铝合金或镁合金通过执行例如压铸(die casting)而铸成。气缸连结体21将缸套21a的外周面连结成一体，每个缸套21a限定一个气缸5，缸套21a沿直线排列。在每个气缸5的活塞要往复运动的内周面23上喷涂有例如钢的保护膜。
限定气缸体3的顶面的上侧部22与气缸连结体21的顶部一体成形。上侧部22呈板状并且用于接纳气缸盖2(参照图1)。用于将缸套部20和气缸体本体30紧固在一起的螺栓插入孔27a以及用于将气缸盖2和气缸体3紧固在一起的螺栓插入孔27b贯穿上侧部22形成。此外，在上侧部22中形成有多个孔，例如冷却剂孔28，油孔29a以及漏气孔29b。
总体上呈矩形的三个隔壁41从气缸连结体21的下端部垂直向下延伸并且沿缸套21a的排列方向布置。每个隔壁41位于两个相邻缸套21a之间以便将相邻缸套21a分隔开。每个隔壁41的下端部中央限定有半圆形第一切去部(切挖部)42。当缸套部20和气缸体本体30彼此安装在一起时，第一切去部42用作用于可转动地支承曲轴6的轴承(支承件)55的一部分(参照图6和7)。
参照图3和5，气缸体本体30包括曲轴箱31和环绕气缸连结体21的外周的气缸外壁部32。曲轴箱31和气缸外壁部32相互一体成形。与缸套部20一样，气缸体本体30例如由铝合金或镁合金通过执行例如压铸而铸成。气缸外壁部32从曲轴箱31向上延伸。多个加强肋3a沿气缸外壁部32的外周面沿垂直和水平方向延伸。
气缸外壁部32的内周面35被形成为围绕缸套部20的气缸连结体21的外周面24延伸。与水套连通的冷却剂口(通路)39形成在气缸外壁部32的一侧中。冷却剂流入冷却剂口39并从冷却剂口39流出。凸缘36沿气缸外壁部32的上端延伸。凸缘36具有限定用于支承上侧部22的上部接纳面32a的顶面。
上部接纳面32a包括用于紧固缸套部20和气缸体本体30的螺栓紧固孔37a和用于紧固气缸盖2和气缸体3的螺栓紧固孔37b。此外，油路38a和漏气通路38b延伸穿过气缸外壁部32，其中通过油路38a，油从气缸盖2返回油底壳；漏气从漏气通路38b流过。通路38a和38b在气缸外壁部32的上部接纳面32a中开口。螺栓紧固孔37a和37b，油路38a以及漏气通路38b的开口与形成在上侧部22中的螺栓插入孔27a和27b，油孔29a和漏气孔29b对齐。
两个可拆除侧壁31a布置在曲轴箱的纵向端部上。插入孔43形成在每个侧壁31a的中央部中。插入孔43用作可转动地支承曲轴6的端部的轴承。
支承凸部49从曲轴箱31中的气缸外壁部32的内周面35伸出。支承凸部49从外侧支承缸套部20的气缸连结体21的外周面24。此外，支承凸部49沿气缸外壁部32的内周面35延伸。
支承部件或者支承板45与从气缸连结体21的下端部伸出的隔壁41相对应地设置在曲轴箱31中。支承板45与气缸体本体30一体成形并且从外侧支承缸套部20的下部。此外，支承板45用作连接曲轴箱31的侧壁31b的壁件。与相关隔壁41相对应地成形的支承凹部(缝隙)46形成在每个支承板45的中央部中。气缸连结体21的每个隔壁41与相应的支承板45的支承凹部46接合。
每个支承凹部46的下端中央限定了半圆形第二切去部48。当缸套部20和气缸体本体30彼此安装在一起时，第二切去部48用作用于可转动地支承曲轴6的轴承55的一部分(参见图6和7)。
参见图6和7，缸套部20在气缸连结体21插入气缸外壁部32的状态下安装到气缸体本体30。气缸连结体21插入气缸外壁部32直到气缸外壁部32的上部接纳面32a接触上侧部22的下表面。在这种状态下，限定水套50的间隙形成在气缸外壁部32与气缸连结体21之间。水套50与形成在上侧部22中的冷却剂孔28连通(参见图4)。
在缸套部20的上部中，缸盖螺栓51将上侧部22紧固到气缸外壁部32的上部接纳面32a。在缸套部20的中央部中，气缸连结体21的外周面24由从气缸外壁部32伸出的支承凸部49的远端面支承。因而，气缸连结体21的上端面和下端面由气缸外壁部32的上部接纳面32a和支承凸部49的远端面可靠地支承。
在上侧部22的下表面与气缸外壁部32的上部接纳面32a之间以及气缸连结体21的外周面24与支承凸部49的远端面之间设置有密封件53。这样密封地密封了水套50的上部和下部，并且防止了冷却剂从水套50漏出。
在缸套部20的下部中，每个隔壁41从气缸连结体21的下端部向下伸出并且与相应支承板45的支承凹部46接合。在这种接合状态中，气缸连结体21的下部端面压靠支承板45的上部端面45a，向下延伸的隔壁41的下部端面压靠支承凹部46的下部内周面45b。这样，气缸体本体30的支承板45支承缸套部20的下部。
每个隔壁41的第一切去部42和相应支承凹部46的第二切去部48在隔壁41的下部端面接触支承凹部46的下部内周面45b的部位附近限定用于可转动地支承曲轴6的轴承55。以这种方式形成的轴承55支承曲轴6的曲轴轴颈6a。
下面参照图3和8说明组装气缸体3以及气缸体3和曲轴6的步骤。
首先，将曲轴6通过形成在曲轴箱31的纵向端部中的任何一个开口插入气缸体本体30。然后将曲轴轴颈6a装配到曲轴箱31中的支承板45的第二切去部48，以便将曲轴6布置在一预定位置处。
之后将缸套部20从上侧安装到气缸体本体30上。将气缸连结体21沿内周面35插入气缸外壁部32直到缸套部20的上侧部22接触气缸外壁部32的凸缘36。这样使得气缸连结体21的隔壁41与支承板45的支承凹部46接合，以便支承板45从下方支承缸套部20的下部。
在这种状态下，每个隔壁41的下部端面抵靠相应支承凹部46的下部内周面45b，以便从上方和下方保持曲轴6的曲轴轴颈6a。这样利用第一切去部42和第二切去部48在隔壁41的下部端面接触支承凹部46的下部内周面45b的部位附近形成可转动地支承曲轴6的轴承55。
随后，在各开口处将侧壁31a安装到曲轴箱31上。当将侧壁31a安装到曲轴箱31上时，曲轴6的端部延伸穿过插入孔43。这样封闭所述开口并且可转动地支承曲轴6的两端部。
最后，将缸盖螺栓51插入上侧部22的螺栓插入孔27a与气缸外壁部32的螺栓紧固孔37a(参照图7)，以便将缸套部20紧固到气缸体本体30。这样使得气缸连结体21的下部端面压靠每个支承板45的上部端面45a，并且使得每个隔壁41的下部端面压靠相应支承凹部46的下部内周面45b。这样，气缸体本体30的支承板45支承缸套部20的下部。此外，轴承55在预定位置处可转动地支承曲轴6。以这种方式，当将缸套部20安装到气缸体本体30上以组装气缸体3时，曲轴6安装在气缸体3中。
下面说明优选实施例的优点。
(1)从气缸连结体21的下端部伸出的每个隔壁41邻接缸套21a布置。这样防止在各个气缸中产生的振动传递到相邻气缸。此外，隔壁41防止了由这种振动导致的共振。隔壁41还附加地增大了缸套部20的下部处的热容量并且防止了由热量导致的变形。这样防止由空气燃料混合物燃烧引起的热膨胀或振动所导致的气缸体3中的气缸孔的扭曲或变形。因而，防止气缸体3的孔直径变化，保持令人满意的孔圆度，并且将发动机1的性能保持在令人满意的水平。
(2)在曲轴箱31中，支承板45与从气缸连结体21的下部向下伸出的隔壁41相对应地延伸。气缸体本体30支承隔壁41的下端部。这样即使在隔壁41薄的情况下也能够防止隔壁41的下端部振动。此外，防止在每个气缸中产生的振动传递到相邻气缸。这样防止由这种振动导致的共振。
(3)形成在每个支承板45的中央部中的支承凹部46与缸套部20的相关隔壁41相对应地成形。因而，从气缸连结体21的下部向下延伸的各个隔壁41在气缸连结体21的下部端面压靠支承板45的上部端面45a并且隔壁41的下部端面压靠支承凹部46的下部内周面45b的状态下与相应支承板45的支承凹部46接合。因而，缸套部20的上部由上侧部22牢固地支承，缸套部20的下部由支承板45从下方支承。相应地，缸套部20以令人满意的状态保持安装到气缸体本体30上。
(4)半圆形第一切去部42形成在每个隔壁41的下部端面中，半圆形第二切去部48形成在每个支承板45的下部内周面45b中。缸套部20与气缸体本体30的安装利用第一和第二切去部42和48在各个隔壁41的下部端面接触相应支承板45的下部内周面45b的部位附近形成用于可转动地支承曲轴6的轴承55。形成轴承55的隔壁41和支承板45分别与形成气缸体30的两部分的缸套部20和气缸体本体30一体成形。由于整个气缸体3承受作用在曲轴6上的负荷，因此用于支承曲轴6的轴承结构具有高刚性。
此外，在组装气缸体3时，缸套部20与气缸体本体30的安装在曲轴箱31中形成用于可转动地支承曲轴6的轴承55。因而，与利用专用部件将曲轴6安装到气缸体3的情况相比较，曲轴6的安装更容易并且无需进行繁杂的作业。这样改善了组装发动机时的可操作性。
(5)用于可转动地支承曲轴6的端部的插入孔43形成在曲轴箱31的纵向端部处的两侧壁31a中。因而，整个气缸体3承受作用在曲轴6的两端部的负荷。相应地，曲轴6被可靠地支承，并且支承曲轴6的轴承结构的刚性进一步增加。
对本领域的技术人员来说，很明显，在不背离本发明的精神或范围的情况下，可以许多其它特定形式实施本发明。特别是，应了解本发明可以下列形式实施。
在相邻缸套21a之间的各个隔壁41中设置的第一切去部42和在各个支承板45的支承凹部46中设置的第二切去部48可以省略，曲轴6可以可转动地支承在曲轴箱31与油底壳之间。
可以在缸套部20中在成排的缸套21a的端部处设置另外的隔壁41，这样存在四个或者五个隔壁41。
例如，曲轴箱31的内部结构可以变更为仅设置一个或者两个从气缸连结体21的下部伸出的隔壁41。
设置在曲轴箱31的两纵向端部处的侧壁31a可以省略。在这种情况下，可以仅由隔壁41的第一切去部42与支承板45的第二切去部48所形成的轴承55可转动地支承曲轴6。
用于紧固缸套部20与气缸体本体30的螺栓插入孔27a可以与用于紧固气缸盖2与气缸体3的螺栓插入孔27b共用。同样，用于紧固缸套部20与气缸体本体30的螺栓紧固孔37a可以与用于紧固气缸盖2与气缸体3的螺栓紧固孔37b共用。
除了用于直列四缸水冷式发动机的气缸体3以外，本发明气缸体还可用于带有任何数量的气缸的发动机的气缸体上。
上述示例和实施例应看成是示例性的而非限制性的，本发明不限于上述细节，而是可在后附权利要求的范围内作出修正。

Claims (5)

1、一种用于在其上安装气缸盖的气缸体，该气缸体包括：其内形成有多个气缸的部分，在所述多个气缸周围形成有水套，所述部分包括缸套部，该缸套部包括所述气缸并且限定所述水套的内侧壁；和限定所述水套的外侧壁的气缸体本体，该气缸体本体具有顶面，所述气缸体的特征在于还包括：
与所述缸套部一体成形并且由所述气缸体本体的顶面支承的上侧部，所述气缸盖可安装在该上侧部上；和
形成在所述缸套部中的用于分隔所述气缸中的一对相邻气缸的隔壁，该隔壁从所述缸套部向下延伸。
2、根据权利要求1所述的气缸体，其特征在于，所述隔壁具有由所述气缸体本体支承的下端部。
3、根据权利要求2所述的气缸体，其特征在于，所述气缸体本体和所述隔壁的下端部可转动地支承曲轴。
4、根据权利要求3所述的气缸体，其特征在于，它还包括与所述气缸体本体一体成形并且具有两个侧壁的曲轴箱，所述侧壁包括用于可转动地支承所述曲轴的插入孔。
5、根据权利要求3或4所述的气缸体，其特征在于，所述隔壁和所述气缸体本体都包括形成用于所述曲轴的轴承的半圆形切去部。
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