CN215057791U - 发动机结构物 - Google Patents

Abstract

本实用新型的发动机结构物包括：缸体，其具备至少一个缸膛，所述缸膛由缸体上表面、从所述缸体上表面以向下方具有台阶的方式配置的支撑面、以及从所述支撑面向下方延伸的内侧面限定的至少一个缸膛；缸套，其具备覆盖所述内侧面的圆柱形的主体和从所述圆柱形的主体向外侧延伸而配置于所述支撑面上的凸缘，所述凸缘具备第一面和第二面，所述第一面与所述支撑面面接触且具备沿所述主体的周围配置的多个凹部，所述第二面与所述第一面对称且与所述缸体上表面构成同一面；以及缸盖，其以覆盖所述缸体上表面和所述第二面的方式固定于所述缸体，并与沿所述缸膛往复的柱塞一同限定所述缸膛的上部区域以提供喷射燃料爆发的燃烧空间。

Description

发动机结构物

技术领域

本实用新型涉及一种发动机结构物，更详细地，涉及能够抑制缸膛变形的发动机结构物。

背景技术

通常，发动机结构物包括：缸体，具备多个缸膛的缸体；曲柄箱，其配置于所述缸体的下部，并具备与在缸膛中线性往复的柱塞连接而转换并传递发动机的力的曲柄和飞轮(fly wheel)；以及缸盖，其以垫圈为媒介覆盖所述缸体的上表面并按每个所述缸膛区分地形成燃烧空间。

缸体是具备柱塞所往复运动的缸和多样的附属装置的发动机本体，由柱塞所往复的圆筒形缸和使冷却所述缸的冷却水循环的水套构成。

所述圆筒形缸的内部空间构成柱塞所往复运动的缸膛(bore)，并且所述缸膛的内侧面成为缸体的露出面。缸套具有衬套形状，并在最小限度地限定缸膛的内部空间时覆盖内侧面。柱塞在被缸套限定的缸膛的内部空间往复运动。柱塞和被缸盖限定的缸膛的上部空间形成燃烧空间，并且，通过燃烧空间中的爆发，所述柱塞沿缸套的表面往复运动。在缸膛内部往复运动的柱塞与缸套的表面直接接触，从而通过缸套防止与缸体表面的摩擦。因与柱塞的摩擦而磨损的缸套可以简单地从缸膛中移除并更换为新的缸套。

所述缸盖在缸体的上部通过多个螺栓紧固。此时，缸体与缸盖之间的空间通过垫圈与外部密封。注入燃料的进气阀、排出燃烧气体的排气阀以及点火用喷射器配置于缸盖。

由柱塞和缸盖限定的缸膛的上部空间被设置被垫圈密闭的燃烧空间，被喷射至燃烧空间的燃料在被喷射器点燃而爆发时生成发动机动力。所述发动机动力通过与曲柄连接的连杆被传递至发动机的外部。

通常，当组装发动机时，通过诸如螺栓的结合结构来结合缸盖和缸体。此时，螺栓贯通缸盖而与内置于缸体的上表面的螺母结合。从而，因螺栓的拉力而变形，而缸体的变形使得缸膛的内侧面接触的缸套的形状也变形。因此，所述柱塞所往复运动的缸膛的形状也变形。

不仅如此，近来，随着发动机的高输出高负荷的趋势，燃烧空间内部的压力和热负荷加重，使得螺栓张力引起的缸膛变形呈现出更严重的趋势。发动机缸膛变形会引起诸如柱塞环的性能、衬环的跟随性、润滑油消耗及废气导致的污染环境的多样的问题。

因此，对能够使缸膛变形最小化的新的发动机结构物的需求正在增加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具备在凸缘形成有凹部的缸套的发动机结构物，以便能够使缸膛变形最小化。

上述本实用新型的目的可以通过如下技术方案实现。

本实用新型提供一种发动机结构物，包括：缸体，其具备至少一个缸膛，所述缸膛由缸体上表面、从所述缸体上表面以向下方具有台阶的方式配置的支撑面、以及从所述支撑面向下方延伸的内侧面限定；缸套，其具备覆盖所述内侧面的圆柱形的主体和从所述圆柱形的主体向外侧延伸而配置于所述支撑面上的凸缘，所述凸缘具备第一面和第二面，所述第一面与所述支撑面面接触且具备沿所述主体的周围配置的多个凹部，所述第二面与所述第一面对称且与所述缸体上表面构成同一面；以及缸盖，其以覆盖所述缸体上表面和所述第二面的方式固定于所述缸体，并与沿所述缸膛往复的柱塞一同限定所述缸膛的上部区域以提供喷射燃料爆发的燃烧空间。

其中，所述凹部距所述第一面的深度为40至60μm，并且沿所述凸缘的周围的长度为πr/6至πr/8，其中，r为所述凸缘的半径。

其中，所述缸盖通过多个螺栓沿所述缸膛的周围固定于所述缸体，并且所述凹部配置于相邻的一对所述螺栓之间。

其中，所述多个凹部被配置为使凹部配置线沿所述缸膛的周围以规定的角度间隔开，所述凹部配置线为连接所述凹部的中心和所述缸膛的中心的线。

其中，所述凹部具有与所述凸缘的宽度实质上相同的宽度。

本实用新型的效果如下。

如上所述的本实用新型的示例性实施例的发动机结构物通过在缸套的凸缘面配置凹部，能够防止螺栓轴力引起的缸体的变形转移至缸套。尤其，通过缸体的支撑面和缸套的凹部所限定的空间引起用于抑制缸体的变形的逆变形，由此可以使符合缸体的变形的缸套的变形最小化。

从而，由缸套决定的缸膛的形状变形被最小化，由此可以使缸膛变形所致的发动机不良最小化。

附图说明

图1是示出本实用新型的一实施例的发动机结构物的立体图。

图2是示出图1所示的缸体和曲柄箱的结合体的立体图。

图3a是根据本实用新型的一实施例示出图1所示的缸套的立体图。

图3b是根据本实用新型的另一实施例示出图1所示的缸套的立体图。

图4是结合有本实用新型的一实施例的缸套的缸体的平面图。

图5a是沿图4的I-I’方向剖切的图1所示的发动机结构物的剖视图。

图5b是沿图4的II-II’方向剖切图1所示的发动机结构物的剖视图。

附图标记

100：缸体，110：缸体上表面，120：支撑面，130：内侧面，140：孔，200：缸套，210：圆柱形的主体，220：凸缘，221：第一面，222：第二面，300：缸盖，310：螺栓，400：曲柄箱，500：发动机结构物，B：缸膛，C：连接腔室，d：深度，G：垫圈，l：周围，R：凹部，t：厚度，Wr：凹部的宽度，Wf：凸缘的宽度，AL：凹部配置线，CS：燃烧空间，SH：台阶。

具体实施方式

对于本说明书中公开的本实用新型的实施例，特定的结构性乃至功能性说明仅仅是以用于说明本实用新型的实施例的目的所例示的，本实用新型的实施例可以被实施为多样的形态，不应被解释为限于本说明书中描述的实施例。

本实用新型可以被实施多样的变更，且可以具有多种形态，因而将一些特定的实施例例示于附图，并在本说明书中进行详细描述。但是，这并旨在将本实用新型限定于特定的公开形态，而是应理解为包括落入本实用新型的思想和技术范围内的所有变更、等同物乃至替代物。

第一、第二等术语可以用于描述多种多样的构成要素，但这些构成要素不应为这些术语所限定。这些术语可以用作区分一构成要素与另一构成要素的目的。例如，在不脱离本实用新型的权利范围的前提下，第一构成要素可以被命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被命名为第一构成要素。

当提及某一构成要素与另一构成要素“连结”或“连接”时，应理解为可以与该另一构成要素直接连结或连接，但中间也有可能存在别的构成要素。相反，当提及某一构成要素与另一构成要素“直接连结”或“直接连接”时，应理解为中间不存在别的构成要素。用于说明构成要素间的关系的其他表述，即“在……之间”、“正好在……之间”或“与……相邻的”以及“与……直接相邻的”等也应如此进行解释。

在本申请中使用的术语仅仅是为了描述特定的实施例而使用的，并不意图限定本实用新型。除非上下文中明确不同地定义，单数的表述包括复数的表述。在本申请中，“包括”或“具有”等术语应理解为用于指定所示特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合的存在，而不是预先排除一个或一个以上的其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合的存在或可附加性。

除非不同地定义，包括技术术语或科学术语在内，此处使用的所有术语具有与本实用新型所属技术领域中的一般的技术人员所通常理解的相同的含义。如通常使用的词典中已定义的术语应解释为具有与相关技术的上下文中具有的含义一致的含义，除非在本申请中清楚地定义，不解释为理想的或过于形式性的含义。

下面参照附图对本实用新型的优选实施例进行更详细的描述。

图1是示出本实用新型的一实施例的发动机结构物的立体图，图2是示出图1所示的缸体和曲柄箱的结合体的立体图。图3a是根据本实用新型的一实施例示出图1所示的缸套的立体图，图3b是根据本实用新型的另一实施例示出图1所示的缸套的立体图。图4是结合有本实用新型的一实施例的缸套的缸体的平面图。图5a是沿图4的I-I’方向剖切的图1所示的发动机结构物的剖视图，图5b是沿图4的II-II’方向剖切图1所示的发动机结构物的剖视图。

参照图1至图5b，本实用新型的一实施例的发动机结构物500包括：缸体100，其具备至少一个缸膛B，所述缸膛B由缸体上表面110、从所述缸体上表面110以向下方具有台阶的方式配置的支撑面120、以及从所述支撑面120向下方延伸的缸体内侧面130限定；缸套200，其具备覆盖所述缸体内侧面130的圆柱形的主体210和从所述圆柱形的主体210向外侧延伸而配置于所述支撑面120上的凸缘220，所述凸缘220具备第一面221和第二面222，第一面221具备与所述支撑面120面接触且沿所述主体210的周围配置的多个凹部R，第二面222与所述第一面221对称且与所述缸体上表面110构成同一面；以及缸盖300，其以覆盖所述缸体上表面110和所述第二面222的方式固定于所述缸体100，并与沿所述缸膛B往复的柱塞P一同限定所述缸膛B的上部区域以提供喷射燃料爆发的燃烧空间CS的。

作为一实施例，所述缸体100与一体地具备于下部的曲柄箱400一同构成发动机的本体。缸体100构成为具备柱塞P所往复运动的缸膛B的块形立体，所述缸膛B被设置为贯通块形立体的缸孔。曲柄箱400在缸体100的下部一体地设置，并且设置有配置传递发动机驱动力的传动机构(未图示)的连接腔室C。

例如，所述传动机构可以包括与线性往复的柱塞P和连接而转换并传递发动机的力的曲柄和飞轮(fly wheel)，并且通过曲柄箱400与外部隔绝而维持气密性。

所述缸体100和曲柄箱400由钢(steel)和铝的铸件形成而构成单个。当缸体100的上表面110被加工得平坦而与所述缸盖300结合时，可以提高气密性。缸体100的下表面与曲柄箱400连接而一体地设置，缸体100的外侧面配置有如水套用于将缸体100维持为规定的温度的冷却水循环装置。螺纹孔140具备于距缸体上表面110规定的深度处。

在本实施例的情况下，当在螺纹孔140的内部形成有内螺纹以使所述缸盖300和缸体100结合时，容纳贯通缸盖300的螺栓310。从而，缸体100和缸盖300通过螺栓结合相互结合以与所述曲柄箱400一同提供单个发动机结构物500。

在所述缸体100中具备从所述缸体上表面110以具有规定的台阶SH的方式向朝向连接腔室C的下方配置而支撑所述缸套200的支撑面120。所述缸体上表面110和支撑面120被设置为具有彼此相同的法线矢量的平面，并且从所述缸体100的下表面沿高度方向具有与台阶SH相应的高度差(height difference)。所述内侧面130的法线矢量与缸体上表面110和支撑面120的法线矢量垂直，并且从支撑面120向下方延伸而限定所述缸膛B。

所述缸套200具备覆盖所述内侧面130的圆柱形的主体210和从所述主体210沿半径方向延伸的凸缘220。

所述主体210具备与限定缸膛B的内侧面130相同的形状轮廓，使得缸体100的内侧面130前表面被所述主体210实质上覆盖。从而，可以在执行燃烧空间CS中的爆发和柱塞P的线性移动的期间内保护缸体100免受热和摩擦的损伤。即，所述内侧面130可以在发动机被驱动的期间内防止燃烧热和与柱塞的摩擦所致的损伤。

尤其，只要能保护内侧面130免受爆发热和摩擦的损伤，所述主体210被形成为具有尽可能薄的厚度，以使通过主体210的缸膛B的尺寸缩小最小化。在本实施例的情况下，所述主体210由作为覆盖内侧面130的较薄的板的衬套(liner)形成以使缸膛B的尺寸缩小最小化。从而，所述柱塞P可以与主体210的表面接触而线性地往复移动。当柱塞P的往复使得出主体210的表面损伤超出容许范围时，可以从所述缸膛B去除缸套200并更换为新的衬套。

所述凸缘220被设置为从主体210的上端沿缸膛B的半径方向延伸的环形形状。因此，即使配置缸套200，所述缸膛B也可以从上表面110朝向下方维持贯通孔的形状。

所述凸缘220具备与所述支撑面120面接触的第一面221、以及与所述第一面221对称且与所述缸体上表面110构成同一面的第二面222。由于第一面221与支撑面120面接触，且第二面222与缸体上表面110构成同一面，因而所述凸缘220具有对应于所述台阶SH的厚度t。

因此，所述缸套200通过支撑面120和第一面221面接触而被支撑，并且以由所述主体210包围内侧面130的方式配置于缸膛B的内部。

在所述第一面212配置有沿所述主体210的周围配置且以距第一面规定的深度d的方式凹陷的多个凹部R。所述凹部R被设置为适合于抑制缸膛变形(bore distortion)的形状。

缸膛变形引起多种多样的发动机不良，发动机组装阶段的螺栓轴力所引起的初始变形被发动机的驱动所产生的燃烧热放大而发生。因此，可以通过使螺栓轴力所致的初始变形最小化来使整体缸膛变形最小化。

例如，可以通过将能够吸收螺栓轴力引起的变形的变形吸收空间设置于所述缸套200来抑制缸套200本身的变形。从而，可以使缸膛B的整体形状的变形最小化。

在本实施例的情况下，将通过去除凸缘220的一部分而作为变形吸收空间发挥功能的凹部R设置于缸套200。从而，即使螺栓轴力使得缸体100发生变形，也可以使变形被所述凹部R吸收以使缸套200的变形最小化。

所述凹部R被设置为以规定的深度d具有沿主体210的周向的长度l和从所述凸缘220的周边朝向主体210的宽度wr的凹槽(groove)形状。

此时，所述凹部的宽度wr可以小于或等于凸缘的宽度wf。当如图3a所示地凹部的宽度wr和凸缘的宽度wf相等时，所述凹部R具有从第一面211沿半径方向配置的沟槽形状，并且所述主体210的上端部通过凹部R露出。不同于此，当如图3b所示地凹部的宽度wr小于凸缘的宽度wf时，所述凹部R被设置为断续地配置于第一面211的凹口形状。所述凹部的宽度wr可以根据螺栓轴力引起的凸缘220的应力分布来适当地调整。

所述深度d和周围l也可以根据螺栓轴力引起的凸缘220的应力分布来适当地调整。例如，所述深度d具有距第一面221面约40μm至约60μm的范围，所述长度l可以具有沿凸缘220的周围的πr/6至πr/8(其中，r是所述圆柱形的主体的半径)的范围。

小于40μm的深度d会因加工精度变高而导致加工成本急剧增加，而大于60μm的深度d会因凸缘220的应力集中效果大于吸收轴力引起的变形而反而增大缸套200的变形。从而，所述凹部的深度d构成为具有约40μm至约60μm的范围。

所述凹部的长度l可以根据变形吸收空间的大小和用于将缸盖300固定于缸体100的螺栓数量而不同。在本实施例的情况下，六个所述螺栓310沿缸膛B的周边部配置，所述凹部R的长度l可以考虑凸缘220的应力分布而构成为具有相邻的螺栓之间的圆周角隔开距离的约37.5％至约50％。因此，显而易见地，当配置于缸膛B的周边部的螺栓310的数量不同时，所述凹部的长度l也可以被变更。

如图4所示，所述多个凹部R被配置为使作为连接所述凹部的中心和所述缸膛的中心的线的凹部配置线AL沿所述缸膛的周围以相同的中心角θ间隔开。

螺栓310所结合的六个螺纹孔140在缸体上表面110上沿缸膛B的周边部以相同的中心角彼此间隔开而配置。从而，所述凹部R以具有规定的中心角θ的方式配置于作为彼此相邻的螺纹孔140之间的区域的螺栓间区域(inter-bolt area，IBA)。六个凹部R以使所述凹部R单独地配置于六个螺纹孔140之间的螺栓间区域IBA的方式配置于所述凸缘220。从而，所述凹部R沿所述缸膛B的周围彼此以60度的中心角θ间隔开而配置。

由于六个凹部R沿缸膛B的周围断续地配置于第一面221上，因而所述支撑面120和凸缘220沿缸膛B的周围断续地间隔开。

如图5a所示，配置有所述凹部R的第一面221的区域与凹部的深度d对应地从支撑面120间隔开而配置。从而，被所述支撑面120限定的凹部R的内部空间吸收螺栓轴力引起的缸体100的变形，由此防止螺栓轴力致使缸套200变形。从而，可以使被缸套200限定的缸膛B的形状变形最小化。

不同于此，如图5b所示，未配置有所述凹部R的第一面221的区域与支撑面120面接触而将所述缸套200固定于缸膛B的内部。从而，通过作用于第一面221和支撑面120的接触面积的压力将缸套200固定于缸膛B。

形成覆盖除所述缸膛B外的缸体上表面110的垫圈G，并以垫圈为媒介将缸盖300结合于缸体100。在本实施例的情况下，将贯通缸盖300的螺栓310与形成在缸体100的螺纹孔140的螺母结合，由此通过螺栓紧固使缸体100和缸盖300结合。

通过如上所述的发动机结构物，通过在缸套的凸缘面配置凹部，可以防止螺栓轴力引起的缸体的变形转移至缸套。尤其，通过缸体的支撑面和缸套的凹部所限定的空间引起用于抑制缸体的变形的逆变形，由此可以使符合缸体的变形的缸套的变形最小化。

从而，由缸套决定的缸膛的形状变形被最小化，由此可以使缸膛变形所致的发动机不良最小化。

尽管上面参照本实用新型的实施例进行了描述，但本领域技术人员将可以理解在不脱离下面的权利要求书中记载的本实用新型的思想和领域的范围内可以多样地修改和变更本实用新型。

Claims (5)

1.一种发动机结构物，其特征在于，包括：

缸体，其具备至少一个缸膛，所述缸膛由缸体上表面、从所述缸体上表面以向下方具有台阶的方式配置的支撑面、以及从所述支撑面向下方延伸的内侧面限定；

缸套，其具备覆盖所述内侧面的圆柱形的主体和从所述圆柱形的主体向外侧延伸而配置于所述支撑面上的凸缘，所述凸缘具备第一面和第二面，所述第一面与所述支撑面面接触且具备沿所述主体的周围配置的多个凹部，所述第二面与所述第一面对称且与所述缸体上表面构成同一面；以及

缸盖，其以覆盖所述缸体上表面和所述第二面的方式固定于所述缸体，并与沿所述缸膛往复的柱塞一同限定所述缸膛的上部区域以提供喷射燃料爆发的燃烧空间。

2.根据权利要求1所述的发动机结构物，其特征在于，

所述凹部距所述第一面的深度为40至60μm，并且沿所述凸缘的周围的长度为πr/6至πr/8，其中，r为所述凸缘的半径。

3.根据权利要求2所述的发动机结构物，其特征在于，

所述缸盖通过多个螺栓沿所述缸膛的周围固定于所述缸体，并且所述凹部配置于相邻的一对所述螺栓之间。

4.根据权利要求3所述的发动机结构物，其特征在于，

所述多个凹部被配置为使凹部配置线沿所述缸膛的周围以规定的角度间隔开，所述凹部配置线为连接所述凹部的中心和所述缸膛的中心的线。

5.根据权利要求1所述的发动机结构物，其特征在于，

所述凹部具有与所述凸缘的宽度实质上相同的宽度。

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