CN1766352A

CN1766352A - 内燃机的曲轴支撑结构

Info

Publication number: CN1766352A
Application number: CNA2005101188184A
Authority: CN
Inventors: 吉原昭; 西田刚; 东出哲司; 石山修平; 古川钦一
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2004-10-28
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2006-05-03
Anticipated expiration: 2025-10-28
Also published as: US20060090724A1; US7273030B2; DE102005051590B4; CN100422577C; JP2006125291A; DE102005051590A1; JP4196931B2

Abstract

本发明提供一种结构，其中厚于其他部分的厚部(36)被形成在每个轴颈支撑基座(6a－6e)的下表面的下表面部分中，每个轴承盖(30)被装配在该每个轴颈支撑基座(6a－6e)上。所述下表面部分与在两侧上的每个端面(30x，30y)的边缘部分(30z)重叠，每个轴承盖(30)的每个轴颈部分(21a－21e)被夹在该两侧之间。该结构使得增加每个轴颈支撑基座(6a－6e)的与轴承盖边缘的矩形部分(30b)重叠的应力特别集中的下表面部分的刚性强度成为可能，而不需要改变每个轴颈支撑基座(6a－6e)的轴承部分(9)的轴承表面(9a)的宽度方向的尺寸。

Description

内燃机的曲轴支撑结构

技术领域

本发明涉及一种内燃机的曲轴支撑结构，用于可旋转地支撑汽缸体下部的曲轴的轴颈部分。

背景技术

多种类型的往复式发动机采用这样的结构，其中曲轴被可旋转地装配在具有汽缸腔的汽缸体的下部，并且各个活塞在汽缸腔内部往复的运动被转变为旋转运动。

以前，在上述类型的发动机的曲轴的装配结构中，例如，鞍形的轴承盖被装配到壁形的轴颈支撑基座的下表面，所述轴颈支撑基座被形成在一对从汽缸腔两侧向下延伸的裙部分(skirt portion)之间，由此曲轴的轴颈部分被可旋转地支撑。

通常，每一个轴颈支撑基座被形成为如沿与曲轴的轴的方向(下称“轴向”)垂直的方向延伸的壁的形状。在轴颈支撑基座的下表面上形成半圆的轴承部分，在其中容纳曲轴的各个轴颈部分的一半部分。随着轴承盖被安装到各个轴颈支撑基座的下表面上，曲轴的轴颈部分被可旋转地支撑。

通常，往复式发动机根据各种极限设计来设计。这样，当发动机在例如接近最大输出或高于最大输出的高转速区域连续工作时可能发生不希望有的情况，即裂纹可能出现在轴颈支撑基座上。这样的情况被认为随着由在轴颈支撑基座的高旋转速度的操作而形成的过高的负载、激发力和/或类似的负载的施加而出现。

一般，在上面所述的这种情况中采用在轴颈支撑基座上设置加强件的结构。例如，在日本专利申请文献公报号08-277747中揭示的结构中，加强件以这样的方式设置，使得增加诸如形成轴承部分的整个轴承表面的宽度尺寸和具有轴承部分的整个轴颈支撑部分的宽度尺寸的各个尺寸。

然而，对于发动机要求结构紧凑。因此就希望防止发动机尺寸的增加。然而，根据这样的加强件，曲轴的轴颈部分不得不构型成为为了适合轴承部分的被增加的宽度尺寸而将其宽度增加。这导致曲轴总长度的增加，因此导致汽缸体的尺寸增加。从而，发动机只得变大。甚至假设，考虑到轴承部分的增加的宽度尺寸，通过减小曲轴的销部分的宽度尺寸形成该结构，从而防止曲轴总长度的增加。然而，在这种情况下会发生其他的问题，与销部分紧密配合的连杆的强度被减小而显得不够。

发明内容

根据一个实施例，一种结构可以以这样的方式被形成，在每个轴承盖被通过其而装配的每个轴颈支撑基座的下表面的与每个轴承盖重叠的下表面部分被形成为厚于其他部分的厚部。另外，用于每个轴承盖的安装表面沿每个轴颈支撑基座的下表面的厚部形成。

该结构使得增加在发动机的高转速工作过程中超高应力尤其被集中的下表面部分的刚性强度成为可能。更具体地，与每个轴承盖的每一端(下称“轴承盖端”)的矩形部分重叠的下表面部分的刚性强度可以被增加。进一步，施加到每个轴颈支撑基座的厚部的负载可以被减少。另外，每个较厚部分只被形成在轴颈支撑基座的局部部分，因此汽缸体重量的增加小。

在本发明的一个实施例中，每个轴承盖的整个外周边缘部分相应于加厚的安装表面被形成得较厚。该结构能减少从轴承盖端施加到每个轴颈支撑基座的加厚下表面部分上的表面压力。因此，施加在每个轴颈支撑基座的厚部上的负载可以减少，因此有助于厚部的加强作用。

进一步，在本发明的一个实施例中，厚部被形成到支撑设置于曲轴轴向中心的轴颈部分的轴颈支撑基座上。

根据该结构，加强件可以只设置在内燃机的高发动机速度区域的工作过程中其上被施加最大负荷并且因此被施加大应力负载的位置。因此，就能设置适合于抑制在内燃机的高发动机速度区域的工作过程中产生的裂纹的加强件。

进一步，在本发明的一个实施例中，厚部以这样的方式形成，在每个轴颈支撑基座的侧壁延伸的肋被形成在每个轴颈支撑基座的两侧上的每个边缘的区域中。该区域相对于作为基准设定的位置从每个轴承盖的内侧到外侧具有预定的长度，所述位置与每个轴承盖的两侧上的每个端面的边缘部分重叠。

根据该结构，加强件可以以简化的结构设置以反抗从轴承盖的矩形部分施加的应力，其中肋被形成在每个轴颈支撑基座的下表面的两侧的每个边缘的局部部分。

进一步，在本发明的一个实施例中，肋线性地延伸到形成在汽缸体中的汽缸腔的附近。根据该结构，肋的特征被有效地利用，由此可以提供足够的加强作用。

本发明的其他目的和优点将在下面的说明中阐述，并且在某种程度上将从该说明中变得明显，或者可以通过本发明的实践了解。本发明的目的和优点可以通过下文具体指出的手段和组合实现和获得。

附图说明

从下面的只是说明性的而不是对本发明的限制的详细说明和附图中本发明将被充分地理解，其中，

图1是汽缸体的仰视图，显示根据本发明的一个实施例的曲轴支撑结构；

图2是汽缸体的仰视图，其中轴承盖被从轴颈支撑基座移去；

图3是显示轴承盖被从设置在汽缸体中心的轴颈支撑基座移去的部分的分解透视图；

图4是被装配到处于中心的轴颈支撑基座上的轴承盖的仰视图；和

图5是通过与处于中心的轴颈支撑基座相邻设置的轴承支撑基座装配的轴承盖的仰视图。

具体实施方式

本发明的一个实施例将参照图1到图5描述。

图1是从诸如往复式四缸发动机的发动机的汽缸体的下侧看的仰视图。图2是汽缸体的仰视图，其中轴承盖被从轴颈支撑基座移去。图3是图2的一部分的透视图。图4和图5均是轴承盖的安装部分的仰视图。

参考图1到图3，标号1表示诸如铝合金的材料的汽缸体2的主体部分。标号20表示装配到在图1中用双点划线显示的主体1的下部的曲轴。标号30表示可旋转地支撑曲轴20的各个轴承盖。

如图1所示，曲轴20包括五个连续排列的曲轴轴颈部分21a-21e(每一个相应于本发明的轴颈部分)。一对配重器23被整体形成在相邻的曲轴轴颈部分21a-21e之间。曲柄销部分22作为曲柄部分被插入各自的配重器23对之间。

如图1到图3所示，四个汽缸腔3以预定的间隔被连续设置在汽缸体2的主体部分1的头部(在图1、图2的纸张厚度方向的内部部分)。另外，如图3中部分地显示，一对裙部分4(和4)被形成在主体1的底部(在图1、2的纸张厚度方向的外部部分)。裙部分4从汽缸腔列(下称“汽缸腔列”(cylinder bore train))的两侧向下延伸。水套(未显示)被形成在汽缸腔3的周围，通过这种方式围绕汽缸腔3。法兰形的安装座5被形成在下端部，其与各自的裙部分4的末端相一致。

轴颈支撑基座6a-6e被分别整体形成在处于汽缸腔列的最前部分，互相相邻的汽缸腔对之间和汽缸腔列的最后部分的裙部分4(成对)之间。每一个轴颈支撑基座6a-6e都被形成为类似于壁的形状。每一个轴颈支撑基座6a-6e都沿与曲轴10的轴向垂直的方向遍布裙部分4之间的范围延伸。在轴颈支撑基座6a-6e中，设置在最前部和最后部的轴颈支撑基座6a和6e分别从主体部分1的头部延伸到其安装座5。因此而形成汽缸体2的前面板和后面板。曲柄轴箱7被以这样的方式形成在汽缸体2的下部，使得曲柄轴箱7被轴颈支撑基座6a-6e以及裙部分4包围。每一个其他的轴颈支撑基座6b-6d都从汽缸腔3的下端部延伸到安装座5，如图3所示。

如图3所示，半圆轴承部分9被形成在沿汽缸腔列排列的每个轴颈支撑基座6a-6e的下表面的中心或者中心附近。图3中，标号9a表示轴承部分9的圆弓形轴承表面。曲轴轴颈部分21a 21e被容纳在各自的轴承部分9中。另外，每一个曲轴销部分22被设置在汽缸腔3的下部。

在轴颈支撑基座6a-6e的下表面部分的轴承部分的两端所在处以及安装轴承盖30的位置形成从不同的下表面部分凹进的凹陷部10，如图3所示。

如图3所示，各个轴承盖30的主体部分30a被成形为鞍状。半圆的轴承表面31被形成在主体部分30a的凹陷部中。一对安装表面32被分别形成在轴承表面31的两侧。图3中，标号33表示从安装表面32延伸到相对侧的侧面部分的螺栓孔。

如图3所示，例如，各个轴承盖30与轴颈支撑基座6a-6e适配，由此各个轴承盖30被装配到轴颈支撑基座6a-6e的下表面。在这种情况下，各个轴承盖30被以这样的方式安装，使其跨骑在被容纳在各自的轴承轴颈9中的曲轴轴颈部分21a-21e上。

更具体地，例如，如图3所示，各个轴承盖30与凹陷部10适配，因此使各个轴承盖30的安装表面32与凹陷的下表面部分重叠。然后，诸如螺栓构件34的紧固件被从螺栓孔33中沿螺纹旋入形成在凹陷的下表面部分中的螺纹孔10b中。因此，各个轴承盖30的整体被安装在每个轴颈支撑基座6a-6e的下表面上。因此，曲轴轴颈部分21a-21e分别由轴颈支撑基座6a-6e和轴承盖30可旋转地支撑。

然后，尽管没有被显示，曲轴20的各个轴销部22被可旋转地支撑到往复运动地在各汽缸腔3中从活塞(未显示)延伸的连杆(未显示)上。因此，各个活塞的往复直线运动被转换成旋转运动。

在这样形成的四缸曲轴支撑机构中，第三轴颈支撑基座的轴颈支撑基座6c支撑设置在轴向中心的曲轴轴颈部21c。由于在高转速工作过程中的惯性力，轴颈支撑基座6c往往接受最超量的负荷，激发力以及类似的负荷，因此轴颈支撑基座6c配备下述加强件。

如图2、3所示，在轴颈支撑基座6c中，加强件结构被以这样的方式设置，每一个比其他下表面部分的厚度尺寸厚的厚部36被形成在与各个轴承盖30的前后端重叠的各个下表面部分中。厚部36被分别定位在与最前和最后端面30x，30y的各个边缘部分30z重叠的下表面部分中，其中轴承表面31、轴承部9以及曲轴轴颈部21c被夹在中间。另外，各个厚部36被定位在外周的下表面部分中，该部分包括凹陷部分10的边界部分10a。

厚部36由沿轴颈支撑基座6c的侧壁延伸的肋37形成。例如，如图2、3所示，每个在轴颈支撑基座6c的下表面上的宽度方向的两边缘的肋37被设置在从各个轴承盖30的内侧到外侧具有预定长度A的区域内。轴承盖30相对于作为基准的边界部分10a跨骑在该边界部分10a上。另外，肋37被从螺纹孔10b的中心向外定位。

由肋37这样形成的各个厚部36用来增加与在轴承盖30的端部(或者下面称“轴承盖端”)及其外周部分的矩形部分30b重叠的下表面部分的刚性强度，尤其在发动机的高转速工作过程中应力集中在该部分。在图2中，字母B表示厚部36的厚度尺寸。

各个肋37具有例如矩形的截面，并线性地延伸到汽缸腔3的下端附近的部分，如图3所示。因此，轴颈支撑基座6c就有了高刚性强度。肋37被部分切除用来防止对平衡配重器23的干扰。被切除的部分用标号37a表示。

如图3和图4所示，轴承盖30的两端每一端的安装表面32被相应于厚部36成形。这样，类似于厚部36，在安装表面32的前后方向的各个端部的宽度尺寸被形成得相对厚。更具体地，安装表面32被形成字母T的形状，其中外侧宽于内侧。另外，主体部分30a的整个外周边缘部分相应于厚的安装表面32也被形成得较厚。在附图中，标号38表示变厚的主体部分30a的外周边缘部分。

另外，肋47被形成到各个轴颈支撑基座6b、6d的下表面的两个边缘，轴颈支撑基座6b、6d相邻于轴颈支撑基座6c，也就是四缸发动机的第二和第四轴颈支撑基座，如图2所示。肋47被形成在与轴颈支撑基座6c的肋37相似的位置。各个厚部36由肋47构成。肋47被形成为其外轮廓小于具有长度A和宽度B的肋37。肋47能提高反抗例如在主发动机的爆发过程中被传递到汽缸体2的负荷和激发力的刚性。因此，该结构被形成为使这些肋被设置为从位于汽缸体2的中心的轴颈支撑基座6c向两端的方向在它们的外轮廓上按顺序变小。因此，汽缸体2的刚性强度被加强，同时又有良好的平衡。进一步，如图5所示，与上述类似，每一个被装配在轴颈支撑基座6b、6d上的轴承盖30被构型为具有厚安装表面32，并且外周边缘部分38被增厚。

图3中，标号39表示用于止推轴承的形成在围绕第三轴颈支撑基座6c的轴承表面9a的侧壁部分中的凹陷部分。

因此，厚部36仅被形成在轴承盖30的前后端的矩形部分30b被安装在其上的下表面部分中，因此轴颈支撑基座6c可被加强而不影响轴承部分9。更具体地，尽管例如轴颈支撑基座6c的轴承部分9和轴承表面9a的宽度尺寸没有增加，但是仍能提供对付例如从轴承盖端的矩形部分30a施加的负载和应力集中的足够的强度。因此，尽管曲轴20的总长度没有增加，但是轴颈支撑基座6c的强度可以增加。因此，在高发动机速度区域，可以期望发动机进行稳定的工作。进一步，被增厚的部分只被形成在局部部分，因此汽缸体2的重量增加小。尤其是，由于厚部36被形成在轴颈支撑基座6c的下表面部分，合理的强度可以只被提供在发动机在高发动机速度区域中工作的过程中高应力负荷被施加在其上的部分。因此，能够提供适合于抑制发动机在高发动机速度区域中工作的过程中曲轴出现裂纹的加强结构。

进一步，由于结构被以这样的方式形成，除了位于两端的轴颈支撑基座以外，在从中心向两端的方向，各个轴颈支撑基座6b-6d的外轮廓变小，因此，汽缸体2可以被加强，同时具有良好的平衡。

另外，在该结构中，各个厚部36由形成在轴颈支撑基座6c的下表面边缘部分中的肋37构成。这样，对于该结构，提供反抗从轴承盖端的矩形部分30b施加的负载的适当的功能变得容易。因此，轴颈支撑基座6c可以用简单的结构加强。尤其是，由于肋37以线性方式连续地延伸到汽缸腔3的下端部分的附近，肋37的特征可以被有效地利用。因此，可以期望提供足够的强度。

进一步，在各个轴承盖30的结构中，相应于被添加肋37或用肋37增强的轴颈支撑基座6c，安装表面32被形成得较厚。这个结构可以减少从轴承盖端施加在例如轴颈支撑基座6c的厚部36和肋37上的表面压力。因此，轴颈支撑基座6c的厚部36上的重负被减少，因此有助于由厚部36进行的加强作用。尤其是，轴承盖30的整个外周边缘部分相应于安装表面32的厚部被形成得较厚，因此稳定的强度可以用轴承盖30保证。

本发明并不限于上述的一个实施例，可以通过不同方式进行变化或修改而实现而不背离本发明的范围和精神。例如，根据一个实施例的结构，厚部形成到汽缸体轴向中心的轴颈支撑基座和其两侧的轴承支撑基座上，但是也不限于此。该结构可以是，厚部只设置到支撑处于曲轴的轴向中心的轴承支撑基座的一个轴颈支撑基座上。另外，虽然该实施例被参考利用插入型轴承盖的例子描述，但也可以用通过在轴颈支撑基座的下表面上的安装而设定的其他类型的轴承盖。进一步，根据该实施例，虽然利用了四缸发动机的汽缸体，但并不限于此。本发明可以适用于其他多缸发动机的汽缸体。当然，本发明可以适用于除汽油发动机以外的其他往复式发动机。

很明显，这样被描述的本发明可以在很多方式上进行变化。这样的变化并不被认为是与本发明的精神背离，并且对于本技术领域的熟练技术人员来说是显而易见的所有这样的修改都被包括在附后的权利要求的范围中。

Claims

1.一种内燃机曲轴支撑结构，其特征在于，包括：

汽缸体(2)；

具有装配到汽缸体(2)的下部的轴颈部分(21a-21e)的曲轴(20)；

形成在汽缸体(2)下部并且沿与曲轴(20)的轴线交叉的方向延伸的壁形的轴颈支撑基座(6a-6e)；

分别被形成到轴颈支撑基座(6a-6e)的下表面的半圆形的轴承部分(9)，该轴承部分(9)容纳每个轴颈部分(21a-21e)的一半部分；以及

分别被以跨骑在被容纳在轴承部分(9)中的轴颈部分(21a-21e)上的方式安装在轴颈支撑基座(6a-6e)的下表面上的鞍形的轴承盖(30)，由此轴颈部分(21a-21e)被可旋转地支撑，

其中，每个轴颈支撑基座(6a-6e)的与每个轴承盖(30)的两侧上的每个端面(30x，30y)的边缘部分(30z)重叠的下表面部分被形成为厚于其他部分的厚部(36)，并且被定位在每个轴颈支撑基座(6a-6e)的下表面上的安装表面(32)沿该厚部(36)形成。

2.如权利要求1所述的内燃机曲轴支撑结构，其特征在于，所述厚部(36)被形成到支撑设置于所述曲轴(20)的轴向中心的轴颈部分(21c)的轴颈支撑基座(6c)上。

3.如权利要求1或2所述的内燃机曲轴支撑结构，其特征在于，所述厚部(36)被以这样的方式形成，沿每个轴颈支撑基座(6a-6e)的侧壁延伸的肋(37、47)被形成在每个轴颈支撑基座(6a-6e)的两侧上的每个边缘的区域中，其中所述区域相对于设定为为基准的位置从每个轴承盖(30)的内侧到外侧具有预定的长度，所述位置与每个轴承盖(30)的两侧上的每个端面(30x，30y)的边缘部分(30z)重叠。

4.如权利要求3所述的内燃机曲轴支撑结构，其特征在于，肋(37，47)线性地延伸到形成在汽缸体(2)内的汽缸腔(3)的附近。