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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Motor-Zylinderblock mit mindestens
einem Kurbelraum, wobei dieser Zylinderblock so aufgebaut ist, daß er Druckschwankungen
im Kurbelraum unterdrückt,
wodurch Pumpverluste reduziert werden.
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Während des
Motorbetriebs schwankt der Druck im Kurbelraum und in den Zylinderinnenräumen, die
mit dem Kurbelraum in Verbindung stehen, durch die Auf- und Abbewegung der
Kolben. Somit kommt es zu Pumpverlusten.
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Üblicherweise
wird, um den Pumpverlust zu reduzieren, eine Technik vorgeschlagen,
bei der benachbarte Kurbelräume
in einem Kurbelgehäuse
miteinander verbunden werden.
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Patentschriften,
die eine solche Technik offenbaren, schließen die japanische Patent-Offenlegungsschriften
Nr. 2000-136752, Nr. 2002-180900, Nr. 2003-74408, Nr. 2001-2413456
ein.
- (1) Patentschrift 1: die japanische Patent-Offenlegungsschrift
Nr. 2000-136752 schlägt
einen Zylinderblock vor, in dem Bohrungen in Zwischenwänden ausgebildet
sind, und die Zentren der Bohrungen in den Zwischenwänden nicht
fluchten.
- (2) Patentschrift 2: die japanische Patent-Offenlegungsschrift
Nr. 2002-180900 offenbart ein Verfahren zum Verbinden von benachbarten
Zylindern durch Ausbilden von Bohrungen in Zwischenwänden, wobei
die Bohrungen relativ zur Zylinderachse ausgerichtet werden.
- (3) Patentschrift 3: die japanische Patent-Offenlegungsschrift
Nr. 2003-74408 offenbart ein Verfahren zum Ausbilden einer Bohrung
in einem Zylinderblock, wobei die Bohrung eine Achse parallel zur
Kurbelwellenachse aufweist, wobei ein Teil der Bohrung zur Innenfläche der
Zylinderbohrungen hin offen ist.
- (4) Patentschrift 4: die japanische Patent-Offenlegungsschrift
Nr. 2001-241356 offenbart ein Verfahren zum Ausbilden einer Bohrung,
die sich in Richtung der Anordnung der Zylinder erstreckt, wobei
die Bohrung sich in einer Wand befindet, die sich in Bezug auf die
Front-Heck-Richtung eines Fahrzeugs im hinteren Abschnitt eines
Zylinderblocks befindet, und wobei die Bohrung mit dem Kurbelraum
verbunden ist.
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Falls
benachbarte Kurbelräume
in einem Zylinderblock miteinander verbunden sind, strömt Luft, die
in einen der Kurbelräume
gedrängt
wird, wenn der entsprechende Kolben sich bewegt, zur benachbarten
Kammer, wodurch Druckschwankungen in den Kurbelräumen unterdrückt werden.
Somit wird der Pumpverlust reduziert.
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Falls
benachbarte Kurbelräume
in einem Zylinderblock miteinander verbunden sind, wie in den oben
genannten Patentschriften 1 bis 3, erlauben strukturelle Beschränkungen
eine maschinelle Ausbildung der Bohrungen nur von der Außenseite
des Kurbelgehäuses
her. Somit wird, wenn eine Bohrung in einer Zwischenwand ausgebildet
wird, ein überflüssiges Loch,
das nicht dazu beiträgt,
die Pumpverluste zu verringern, in einer Außenwand des Kurbelgehäuses ausgebildet.
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Da
der Verbrennungsdruck, der auf eine Kurbelwelle wirkt, bewirkt,
daß Spannungen
in den Bereichen um die Bohrungen konzentriert werden, sollte die
Ausbildung von überflüssigen Bohrungen,
wie oben beschrieben, am besten vermieden werden. In herkömmlichen
Zylinderblöcken
besteht jedoch keine Abhilfe für
diese überflüssigen Löcher.
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Aufgrund
der aktuellen Forderungen nach Motoren mit höherer Leistung und geringerem
Kraftstoffverbrauch besteht jedoch der Wunsch nach einer Struktur
von Bohrungen, welche die Druckschwankung (den Pumpverlust) effizient
senkt.
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Da
der in der Patentschrift 4 offenbarte Zylinderblock jedoch so aufgebaut
ist, daß eine
Bohrung, die in einem Außenabschnitt
der Wand ausgebildet ist, welche die Zylinder umgibt, über einen
Verbindungskanal mit dem Kurbelraum verbunden ist, ist es möglich, daß, wenn
jeder Kolben sich auf und abbewegt und Luft in einen Abschnitt des
Zylinders pumpt, der an den entsprechenden Kurbelraum angrenzt, die
Luft nicht gleichmäßig in eine
andere Kammer abgegeben wird. In diesem Fall wird die Druckschwankung
nicht ausreichend reduziert.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Somit
ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Zylinderblock
bereitzustellen, der so aufgebaut ist, daß die Notwendigkeit zur Ausbildung überflüssiger Bohrungen
in einem Kurbelgehäuse wegfällt, und
der so aufgebaut ist, daß Druckschwankungen
in den Kurbelräumen
effizient reduziert werden.
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Um
die genannten und weitere Ziele zu erreichen und gemäß dem Zweck
der vorliegenden Erfindung wird ein Zylinderblock für einen
Motor mit einer Vielzahl von Kolben und einer Kurbelwelle bereitgestellt.
Der Zylinderblock schließt
ein Zylinderaggregat, einen Blockkörper und einen Zwischenwand-Bohrungsbereich
ein. Das Zylinderaggregat weist eine Vielzahl von Zylindern auf,
die jeweils einem der Kolben entsprechen. Der Blockkörper weist eine
Außenwand
auf, welche das Zylinderaggregat aufnimmt, ein Kurbelgehäuse, das
die Kurbelwelle aufnimmt, und eine Vielzahl von Zwischenwänden. Die
Zwischenwände
teilen den Raum im Kurbelgehäuse
in eine Vielzahl von Kurbelräumen
auf. Die Zahl der Kurbelräume
entspricht der Zahl der Zylinder. Die Außenwand, das Kurbelgehäuse und
die Zwischenwände
sind einstückig
ausgebildet. Der Zwischenwand-Bohrungsbereich ist in einer bestimmten
Zwischen wand ausgebildet, um zwei benachbarte Kurbelräume zu verbinden,
und ist zu den Zylindern hin offen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt einen anderen Zylinderblock für einen
Motor bereit mit einer Vielzahl von Kolben und einer Kurbelwelle.
Der Zylinderblock schließt
ein Zylinderaggregat, einen Blockkörper und einen Zylinderdurchgangsabschnitt
ein. Das Zylinderaggregat weist eine Vielzahl von Zylindern auf,
die jeweils einem der Kolben entsprechen. Der Blockkörper weist
eine Außenwand
auf, die das Zylinderaggregat aufnimmt, ein Kurbelgehäuse, das
die Kurbelwelle aufnimmt, und eine Vielzahl von Trennwänden. Die
Trennwände
unterteilen den Raum im Kurbelgehäuse in eine Vielzahl von Kurbelräumen. Die
Zahl der Kurbelräume
entspricht der Zahl der Zylinder. Die Außenwand, das Kurbelgehäuse und
die Trennwände
sind einstückig
ausgebildet. Der Trennwand-Durchgangsabschnitt ist in einer bestimmten der
Trennwände
ausgebildet, um zwei benachbarte Kubelräume miteinander zu verbinden.
Der Trennwand-Durchgangsabschnitt ist im Zylinderaggregat ausgebildet.
Der Zylinder-Durchgangsabschnitt öffnet sich
zum Blockkörper
hin und verbindet die Innenräume
der beiden benachbarten Zylinder miteinander.
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Ferner
stellt die vorliegende Erfindung einen anderen Zylinderblock für einen
Motor bereit mit einer Vielzahl von Kolben und einer Kurbelwelle.
Der Zylinderblock schließt
ein Zylinderaggregat, einen Blockkörper, einen Trennwand-Durchgangsabschnitt
und einen Zylinder-Durchgangsabschnitt ein. Das Zylinderaggregat
weist eine Vielzahl von Zylindern auf, die jeweils einem der Kolben
entsprechen. Der Blockkörper
weist eine Außenwand
auf, welche das Zylinderaggregat aufnimmt, ein Kurbelgehäuse, das
die Kurbelwelle aufnimmt, und eine Vielzahl von Trennwänden. Die
Trennwände
teilen den Raum im Kurbelgehäuse
in eine Vielzahl von Kurbelräumen.
Die Zahl der Kurbelräume
entspricht der Zahl der Zylinder. Die Außenwand, das Kurbelgehäuse und
die Trennwände
sind integral ausgebildet. Der Trennwand-Durchgangsabschnitt ist
in einer vorgegebenen der Trennwände
ausgebildet, um zwei benachbarte Kurbelräume miteinander zu verbinden.
Der Trennwand-Durchgangsabschnitt öffnet sich zu den Zylindern.
Der Zylinder-Durchgangsabschnitt ist im Zylinderaggregat ausgebildet.
Der Zylinder-Durchgangsabschnitt öffnet sich zum Blockkörper und
verbindet die Innenräume
zweiter benachbarter Zylinder miteinander.
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Andere
Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung
deutlich, welche in Zusammenschau mit der begleitenden Zeichnung
anhand von Beispielen die Grundlagen der Erfindung erläutert.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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Die
Erfindung mag zusammen mit ihren Zielen und Vorteilen am besten
mit Bezug auf die folgende Beschreibung in Zusammenschau mit den
begleitenden Zeichnungen verstanden werden, wobei:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Motors ist, welcher einen Zylinderblock
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einschließt;
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2 eine
perspektivische Darstellung des in 1 dargestellten
Zylinderblocks ist;
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3 eine
perspektivische Darstellung eines Zylinderaggregats ist, das Teil
des in 1 dargestellten Zylinderblocks ist;
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4 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie 4C-4C von 3 ist;
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5 eine
perspektivische Darstellung eines Blocks ist, der Teil des Zylinderblocks
von 1 ist;
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6 eine
Querschnittsdarstellung des Blockkörpers entlang der Linie 6C-6C
von 5 ist;
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7 eine
Draufsicht auf den Blockkörper ist,
gesehen in Richtung des Pfeils VA in 6;
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8 eine
Draufsicht auf den Blockkörper ist,
gesehen in Richtung des Pfeils VB in 6;
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9 eine
Querschnittsdarstellung des Blockkörpers entlang der Linie 9C-9C
von 8 ist;
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10 eine
Querschnittsdarstellung des Zylinderblocks entlang der Linie 10C-10C
von 1 ist;
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11 eine
Querschnittsdarstellung des Blockkörpers entlang der Linie 11C-11C
von 8 ist;
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12 eine
Querschnittsdarstellung des Zylinderblocks entlang der Linie 12C-12C
von 1 ist;
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13 eine
Querschnittsdarstellung des Zylinderblocks eines Motors gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung entlang der Linie 13C–13C von 3 ist;
und
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14 eine
Querschnittsdarstellung des Zylinderblocks gemäß der zweiten Ausführungsform entlang
der Linie 14C-14C von 1 ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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(Erste Ausführungsform)
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Eine
erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die 1 bis 12 beschrieben. 4, 6, 9, 10, 11 und 12 sind
Querschnittsansichten, die jeweils entlang einer Ebene senkrecht
zur Achse der Kurbelwelle 14 genommen wurden.
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In
dieser Ausführungsform
wird ein Zylinderblock 11 gemäß der vorliegenden Erfindung
auf einen Vierzylinder-Reihenmotor angewendet.
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<AUFBAU DES MOTORS>
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1 stellt
den Motor 1 dar, der den Zylinderblock 11 enthält. Der
Motor 1 enthält
den Zylinderblock 11, einen Zylinderkopf 12, eine Ölwanne 13 und die
Kurbelwelle 14. Der Zylinderkopf 12 ist oben am Zylinderblock 11 befestigt.
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Die Ölwanne 13 ist
am Boden des Zylinderblocks 11 befestigt. Die Kurbelwelle 14 ist
in einem Raum im Zylinderblock 11 angeordnet, der vom Kurbelgehäuse C und
von der Ölwanne 13 begrenzt
ist.
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<AUFBAU DES ZYLINDERBLOCKS>
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2 stellt
den Zylinderblock 11 dar. Der Zylinderblock 11 schließt ein Zylinderaggregat 3 und
einen Blockkörper 5 ein.
Das Zylinderaggregat 3 ist so ausgebildet, daß sich darin
Zylinder 31 befinden. Der Blockkörper 5 ist so ausgebildet,
daß sich
in ihm ein Kurbelgehäuse
C und eine Außenwand 51 befinden.
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Das
Zylinderaggregat 3 wird mit dem Blockkörper 5 zusammengesetzt,
indem man das Zylinderaggregat 3 auf einen Körperflansch 52 setzt,
der in der Außenwand 51 des
Zylinderblocks 5 ausgebildet ist.
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<AUFBAU DES ZYLINDERAGGREGATS>
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3 und 4 zeigen
das Zylinderaggregat 3. Das Zylinderaggregat 3 weist
die Zylinder 31 (einen ersten Zylinder 31A, einen
zweiten Zylinder 31B, einen dritten Zylinder 31C und
einen vierten Zylinder 31D) und einen Zylinderflansch 32 auf.
Jeder der Zylinder 31A, 32B, 31C und 31D nimmt
einen Kolben des Motors auf. Der Zylinderflansch 32 ist
so ausgebildet, dass er das obere Ende der Außenumfangsfläche (einer
Zylinderaußenfläche 31F)
der Zylinder 31A, 31B, 31C und 31D umgibt.
Das Zylinderaggregat 3 wird einstückig mittels Druckgießens ausgebildet.
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Im
Motor 1 der vorliegenden Erfindung wird ein Luft/Kraftstoff-Gemisch
in der Reihenfolge erster Zylinder 31A, dritter Zylinder 31C,
vierter Zylinder 31D und dann zweiter Zylinder 31B entzündet.
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Entsprechend
der Reihenfolge der Zündungen
setzt die Kurbelwelle 14 die Hubpositionen der Kolben in
den Zylindern (die Position jedes Kolbens in dem entsprechenden
Zylinder) auf die folgende Weise fest. Das heißt, die Hubpositionen der Kolben im
ersten Zylinder 31A und im vierten Zylinder 31D werden
gleich gesetzt. Ebenso werden die Hubpositionen der Kolben des zweiten
Zylinders 31B und des dritten Zylinders 31C gleich
gesetzt.
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Der
Zylinderkopf 12 des Motors 1 befindet sich auf
einer Stirnfläche
des Zylinderflansches 32 des Zylinderaggregats 3 oder
auf einer Zylinderdeckfläche 31T.
Eine Stirnfläche
gegenüber
der Zylinderdeckfläche 31T wird
als Zylinderbodenfläche 31U bezeichnet.
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Bolzenlöcher 33 zum
Aufnehmen von Bolzen sind im Zylinderflansch 32 ausgebildet.
Die Bolzenlöcher 33 verlaufen
entlang der Achsen der Zylinder 31.
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<AUFBAU DES BLOCKKÖRPERS>
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5 und 6 zeigen
den Aufbau des Blockkörpers 5.
Der Blockkörper 5 schließt die Außenwand 51 für die Aufnahme
des Zylinderaggregats 3 und das Kurbelgehäuse C für die Aufnahme
der Kurbelwelle 14 ein. Der Blockkörper 5 wird einstückig mittels
Druckgießens
ausgebildet.
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Die
Innenfläche
der Außenwand 51 (Außenwand-Innenfläche 51R)
ist so geformt, daß sie
der Zylinder-Außenfläche 31F des
Zylinderaggregats 3 entspricht. Wenn der Blockkörper 5 und
das Zylinderaggregat 3 zusammengesetzt werden, ist die
Außenwand-Innenfläche 51R auf
die Zylinder-Außenfläche 31F gerichtet,
mit einem vorgegebenen Abstand dazwischen. Im Zylinderblock 11 wird
der Raum, der zwischen der Außenwand-Innenfläche 51R und
der Zylinder-Außenfläche 31F begrenzt
ist, als Wassermantel verwendet.
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Die
Außenwand 51 weist
einen Körperflansch 52 auf,
auf die der Zylinderflansch 32 des Zylinderaggregats 3 gesetzt
wird. Die Oberseite des Blockkörpers 5 (eine
Blockkörperdeck-Oberfläche 51T)
berührt
den Zylinderflansch 32 des Zylinderaggregats 3.
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Bolzenlöcher 53 sind
in der Außenwand 51 an
Positionen ausgebildet, die den Bolzenlöchern 33 des Zylinderaggregats 3 entsprechen.
Der Zylinderkopf 12 weist ebenfalls (nicht gezeigte) Bolzenlöcher auf,
die den Bolzenlöchern 33, 53 entsprechen.
Bolzen werden in die Bolzenlochsätze
eingeführt,
um den Zylinderblock 11 und den Zylinderkopf 12 miteinander
zu verbinden.
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Ein
Kühlmitteldurchtritt 54 ist
in der Außenwand 51 des
Blockkörpers 5 ausgebildet,
um zu ermöglichen,
daß Kühlmittel
in oder aus dem Wassermantel strömt.
Im Inneren des Blockkörpers 5 ist
eine Zylinderabstützung 55 an
der Grenze zwischen der Außenwand 51 und
dem Kurbelgehäuse
C ausgebildet, um das Zylinderaggregat 3 zu stützen. Die
Zylinderabstützung 55 ist
entlang des gesamten Umfangs der Innenfläche des Blockkörpers 5 ausgebildet.
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<INNENAUFBAU DES BLOCKKÖRPERS>
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7 ist
eine Draufsicht auf den Blockkörper 5,
gesehen von der Oberseite aus (in Richtung des Pfeils VA in 6). 8 ist
eine Draufsicht auf den Blockkörper 5,
gesehen von der Bodenseite aus (in Richtung des Pfeils VB in 6).
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Im
Kurbelgehäuse
C sind eine Vielzahl von Trennwänden
(eine erste Trennwand 57A, eine zweite Trennwand 57B,
eine dritte Trennwand 57C) zwischen einer Seitenwand 56A und
einer Seitenwand 56B ausgebildet. Ein Lagerabschnitt 58 für die Kurbelwelle 14 ist
in jeder der Seitenwände 56A, 56B und
der Trennwände 57A, 57B, 57C ausgebildet.
Die Kurbelwelle 14 wird in den Blockkörper 5 eingebaut, indem
ihr Hub zapfen, der zur Innenfläche
der Lagerabschnitte 58 hin ausgerichtet ist, an einer Abdeckkappe
abgestützt
wird.
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Ein
Raum R im Kurbelgehäuse
C wird durch die Trennwände 57A, 57 und 57C in
einen ersten Kurbelraum R1, einen zweiten Kurbelraum R2, einen dritten
Kurbelraum R3 und einen vierten Kurbelraum R4 unterteilt.
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Der
erste Kurbelraum R1 wird von der Seitenwand 56A des Kurbelgehäuses C und
der ersten Trennwand 57A begrenzt. Der erste Kurbelraum
R1 entspricht dem ersten Zylinder 31A.
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Der
zweite Kurbelraum R2 wird von der ersten Trennwand 57A und
der zweiten Trennwand 57B begrenzt. Der zweite Kurbelraum
R2 entspricht dem zweiten Zylinder 31B.
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Der
dritte Kurbelraum R3 wird von der zweiten Trennwand 57B und
der dritten Trennwand 57C begrenzt. Der dritte Kurbelraum
R3 entspricht dem dritten Zylinder 31C.
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Der
vierte Kurbelraum R4 wird von der Seitenwand 56B des Kurbelraums
C und der dritten Trennwand 57C begrenzt. Der vierte Kurbelraum
R4 entspricht dem vierten Zylinder 31D.
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Der
erste Kurbelraum R1 und der zweite Kurbelraum R2 sind über einen
ersten Trennwand-Durchgangsabschnitt Hw1 miteinander verbunden.
Der erste Trennwand-Durchgangsabschnitt Hw1
ermöglicht
den Übergang
von Luft aus dem ersten Kurbelraum R1 in den zweiten Kurbelraum
R2 und aus dem zweiten Kurbelraum R2 in den ersten Kurbelraum R1.
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Der
dritte Kurbelraum R3 und der vierte Kurbelraum R4 sind über einen
zweiten Trennwand-Durchgangsabschnitt Hw2 miteinander verbunden.
Der zweite Trennwand- Durchgangsabschnitt
Hw2 ermöglicht
den Übergang
von Luft aus dem dritten Kurbelraum R3 in den vierten Kurbelraum R4
und aus dem vierten Kurbelraum R4 in den dritten Kurbelraum R3.
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<TRENNWAND MIT DURCHGANGSABSCHNITT>
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9 ist
eine Querschnittsdarstellung des Blockkörpers 5. 10 ist
eine Querschnittsdarstellung des Zylinderblocks 11.
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Der
erste Trennwand-Durchgangsabschnitt Hw1 ist so ausgebildet, daß er im
oberen Teil der ersten Trennwand 57A eine konkave Form
aufweist. Das heißt,
der erste Trennwand-Durchgangsabschnitt Hw1 ist in der ersten Trennwand 57A als
Aussparung ausgebildet, die zur Körperdeck-Oberfläche 51T hin
offen ist.
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Wenn
das Zylinderaggregat 3 in dem Blockkörper installiert wird, wie
in 10 dargestellt, ist der erste Trennwand-Durchgangsabschnitt
Hw1 zum Zylinder 31 hin offen. Die Zylinderbodenfläche 31U und
die Oberseite der ersten Trennwand 57A (Trennwand-Oberseite 57T)
liegen einander mit einem vorgegebenen Abstand dazwischen gegenüber.
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In
einer Ebene, die senkrecht zur Achse der Kurbelwelle 14 verläuft, ist
der erste Trennwand-Durchgangsabschnitt Hw1 um die Achse Lc des
entsprechenden Zylinders 31 achsensymmetrisch.
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Die
Breite Lw1 des ersten Trennwand-Durchgangsabschnitts Hw1 (die Länge in einer Richtung
senkrecht zur Achse Lc des entsprechenden Zylinders 31)
ist größer als
die Höhe
Lw2 des ersten Trennwand-Durchgangsabschnitts Hw1 (die Tiefe der
Aussparung entlang der Achse des entsprechenden Zylinders 31).
Das heißt,
der erste Trennwand-Durchgangsabschnitt Hw1 ist in senkrechter Richtung
zur Achse Lc des entsprechenden Zylinders 31 verlängert. Die
Form des ersten Trennwand-Durchgangs abschnitts Hw1 ist im Hinblick
auf die Vermeidung eines Konflikts mit den Ölleitungen und Bolzenlöchern im
Blockkörper 5 optimiert,
wobei eine Ungleichung Lw1 > Lw2
erfüllt
ist.
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Der
Querschnitt des Blockkörpers 5 entlang der
Linie 9A-9A von 8 ist der gleiche wie der Querschnitt
entlang der Linie 9C-9C von 8 oder wie
der in 9 dargestellte Querschnitt. Das heißt, der
zweite Trennwand-Durchgangsabschnitt Hw2 ist in der dritten Trennwand 57C auf
die gleiche Weise ausgebildet wie der erste Trennwand-Durchgangsabschnitt
Hw1.
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<TRENNWAND OHNE DURCHGANGSABSCHNITT>
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11 ist
eine Querschnittsdarstellung des Blockkörpers 5 entlang der
Linie 11C-11C von B. 12 ist
eine Querschnittsdarstellung des Zylinderblocks 11 entlang
der Linie 12C-12C von 1.
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Die
Oberseite der zweiten Trennwand 57B (Trennwand-Oberseite 57T)
ist im Wesentlichen glatt. Das heißt, anders als die erste Trennwand 57A und
die dritte Trennwand 57C weist die zweite Trennwand 57B keine
Aussparung (Durchgangsabschnitt) zum gegenseitigen Verbinden von
benachbarten Kurbelräumen
auf. Wenn das Zylinderaggregat 3 in dem Blockkörper 5 installiert
wird, wie in 12 dargestellt, berührt die
Zylinderunterseite 31U daher die Oberseite der ersten Trennwand 57A (die
Trennwand-Oberseite 57T).
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Der
Querschnitt entlang der Linie 11A-11A und der Querschnitt entlang
der Linie 11B-11B des Blockkörpers 5 von 8 ist
der gleiche wie der Querschnitt entlang der Linie 11C-11C von 8 oder
wie der in 11 dargestellte Querschnitt.
Das heißt,
wie die zweite Trennwand 57B weisen die Seitenwände 56A, 56B keine
Aussparung (Durchgangsabschnitt) zum gegenseitigen Verbinden von
benachbarten Kurbelräumen
auf.
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<VORTEIL DER AUSFÜHRUNGSFORM>
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Der
Zylinderblock 11 gemäß der ersten
Ausführungsform
stellt die vorliegenden Vorteile bereit.
- (1)
In der ersten Ausführungsform
wird der Zylinderblock 11 aus dem separat hergestellten
Zylinderaggregat 3 und dem Blockkörper 5 gebildet, und
die Trennwand-Durchgangsabschnitte Hw1 und Hw2 sind zum Zylinder
hin offen.
Daher können
die Gesenke für
den Blockkörper 5 so
ausgebildet werden, daß sie
Abschnitte aufweisen, die den Trennwand-Durchgangsabschnitten Hw1,
Hw2 entsprechen. Anders als in herkömmlichen Zylinderblöcken werden
keine unnötigen
Durchgangslöcher
ausgebildet.
Ebenso sind die Trennwand-Durchgangsabschnitte
Hw1, Hw2 zum Zylinder hin offen, d.h. die Trennwand-Durchgangsabschnitte
Hw1, Hw2 sind in den Bereichen der Trennwände ausgebildet, die sich am
nächsten
am Zylinder befinden. Wenn Luft in einem Kurbelraum (einschließlich des
Innenraums des entsprechenden Zylinders, der mit dem Kurbelraum
verbunden ist) von dem Kolben verdrängt wird, wird die verdrängte Luft daher
schnell in den benachbarten Kurbelraum ausgetragen.
Daher wird
der Pumpverlust, der von der Druckschwankung im Kurbelraum bewirkt
wird, reduziert.
Durch Übernahme
des obigen Struktur wird ein Zylinderblock 11 bereitgestellt,
der so aufgebaut ist, daß er
die Notwendigkeit der Ausbildung von nutzlosen Bohrungen im Kurbelgehäuse C aufhebt
und Druckschwankungen im Kurbelraum R wirksam reduziert.
- (2) Das gegenseitige Verbinden benachbarter Kurbelräume eines
Kurbelgehäuses
reduziert wirksam Pumpverluste. Falls die Kolben der Zylinder, die
den verbundenen Kurbelräumen
entsprechen, jedoch so eingestellt sind, daß sie die gleichen Hubpositionen
aufweisen, führt
die Ausbildung eines Durchgangsabschnitts in der Trennwand zwischen
den Kurbelräumen
jedoch nicht zu einer Reduzierung der Druckschwankungen.
Somit
werden in der ersten Ausführungsform
der zweite Kurbelraum R2 und der dritte Kurbelraum R3, welche die
gleichen Kolbenhubpositionen aufweisen, nicht miteinander verbunden.
Daher wird die Steifigkeit des Zylinderblocks 11 nicht
durch die Ausbildung überflüssiger Durchgangsabschnitte
reduziert.
- (3) In der ersten Ausführungsform
werden die Durchgangsabschnitte Hw1, Hw2 in den obersten Abschnitten
der Trennwände 57A, 57C (den
Abschnitten, die am nächsten
an den Zylindern 31 liegen) ausgebildet. Wenn Luft in einem
Kurbelraum verdrängt
wird, wenn sich der entsprechende Kolben bewegt, wird die Luft daher
in den benachbarten Kurbelraum geleitet, bevor die Trägheit größer wird.
Daher wird ein Pumpverlust wirksamer reduziert.
- (4) In einem Zylinderblock, in dem in Trennwänden Bohrungen ausgebildet
sind, konzentrieren sich die Spannungen wegen des Verbrennungsdrucks,
der auf die Kurbelwelle wirkt, in einem Bereich um jede der Bohrungen.
Wenn eine konzentrierte Spannung zu sehr erhöht wird, kann die Trennwand
beschädigt
werden.
In dieser Hinsicht werden in der ersten Ausführungsform
Durchgangsabschnitte Hw1, Hw2 in den obersten Abschnitten der Trennwände 57A, 57C statt
Bohrungen ausgebildet. Da diese Struktur den Abstand zwischen den
jeweiligen Durchgangsabschnitten Hw1, Hw2 und dem Kurbelzapfen vergrößert, wird
die Konzentrierung von Spannungen an den Durchgangsabschnitten Hw1, Hw2
minimiert.
- (5) In der ersten Ausführungsform
ist die Breite Lw1 jedes Durchgangsabschnitts Hw1, Hw2 größer als
die Höhe
Lw2 jedes Durchgangsabschnitts.
Wenn die Durchgangsabschnitte
Hw1, Hw2 so ausgebildet werden, daß sie sich zu den Zylindern 31 hin öffnen, wird
daher Luft im Vergleich zu dem Fall, daß die Breite Lw1 kleiner als
die Höhe
Lw2 ist, schneller aus dem Kurbelraum in den benachbarten Kurbelraum
bewegt. Daher wird der Pumpverlust wirksamer reduziert.
Die Übernahme
der Gestaltung gemäß der ersten Ausführungsform
ermöglicht
es, den begrenzten Raum über
den Trennwänden
wirksam zu nutzen, so daß ein
Aufbau der Durchgangsabschnitte erhalten wird, mit dem der Pumpverlust
reduziert wird.
- (6) In der ersten Ausführungsform
ist der erste Trennwand-Durchgangsabschnitt Hw1 in einer Ebene,
die senkrecht zur Kurbelwelle 14 verläuft, achsensymmetrisch um die
Achse Lc des entsprechenden Zylinders 31.
Wenn ein
Kolben bewirkt, daß Luft
im entsprechenden Kurbelraum in einen benachbarten Kurbelraum strömt, wird
daher der Luftstrom gleichmäßig. Daher
werden Pumpverluste wirksamer reduziert.
- (7) In einem herkömmlichen
Zylinderblock können Eigenspannungen
den Zylinderblock schädigen, da
die Bohrungen durch maschinelle Bearbeitung ausgebildet werden.
Was
dies betrifft, so wird der Zylinderblock 11 durch Zusammensetzen
des Zylinderaggregats 3 und des Blockkörpers 5 gebildet,
und der Blockkörper 5 wird
so ausgebildet, daß er
Trennwand-Durchgangsabschnitte Hw1, Hw2 aufweist. Somit muß keine
Struktur maschinell bearbeitet werden, um Durchgangsabschnitte auszubilden, wodurch
das Auftreten von Eigenspannungen eliminiert wird.
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(Zweite Ausführungsform)
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Nun
wird eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 13 und 14 beschrieben. 13 und 14 sind
Querschnittsansichten jeweils entlang einer Ebene senkrecht zur
Achse der Kurbelwelle.
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Ein
Zylinderblock der zweiten Ausführungsform
weist den gleichen Aufbau auf wie der Zylinderblock 11 der
ersten Ausführungsform,
mit den folgenden Modifikationen. Insbesondere ist im Zylinderaggregat 3 ein
Durchgangsabschnitt, der zwei nebeneinander liegende Zylinder 31 verbindet,
zur Zylinderunterseite 31U hin offen.
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<FORM DER DURCHGANGSABSCHNITTE>
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13 ist
eine Querschnittsdarstellung eines Zylinderaggregats gemäß der zweiten
Ausführungsform,
die einem Querschnitt entspricht, der entlang der Linie 13C-13C
von 3 genommen wurde. 14 ist
eine Querschnittsdarstellung des Zylinderblocks 11 gemäß der zweiten
Ausführungsform
und entspricht einem Querschnitt entlang der Linie 14C-14C von 1.
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In
dem Zylinderaggregat 3 ist ein Zylinder-Durchgangsabschnitt
Hs in einem Bereich ausgebildet, wo die Umfangswand des ersten Zylinders 31A mit
der Umfangswand des zweiten Zylinders 31B verbunden ist.
Der Zylinder-Durchgangsabschnitt Hs verbindet den Innenraum des
ersten Zylinders 31A und den Innenraum des zweiten Zylinders 31B miteinander.
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Der
Zylinder-Durchgangsabschnitt Hs wird so ausgebildet, daß er am
Boden des ersten Zylinders 31A und des zweiten Zylinders 31B eine
konkave Form aufweist. Das heißt,
der Zylinder-Durchgangsabschnitt Hs ist zur Zylinderunterseite 31U hin offen.
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Wenn
das Zylinderaggregat 3 im Blockkörper 5 installiert
wird, wie in 14 dargestellt, ist der Zylinder-Durchgangsabschnitt
Hs1 zum Blockkörper 5 hin
offen. Die Zylinderunterseite 31U und die Trennwand-Oberseite 57T liegen
einander gegenüber,
mit einem vorgegebenen Abstand dazwischen.
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In
einer Ebene, die senkrecht zur Achse der Kurbelwelle 14 verläuft, ist
der Zylinder-Durchgangsabschnitt Hs achsensymmetrisch um die Achse
Lc des entsprechenden Zylinders 31.
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Die
Breite Ls1 des Zylinder-Durchgangsabschnitts Hs1 (die Länge in Richtung
senkrecht zu den Achsen Lc des Zylinders 31) ist größer als
die Höhe Ls2
des Zylinder-Durchgangsabschnitts
Hs1 (die Tiefe der Aussparung entlang der Achse des Zylinders 31).
Das heißt,
der Zylinder-Durchgangsabschnitt Hs ist in Richtung senkrecht zur
Achse Lc der Zylinder 31 verlängert.
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Die
Höhe Ls2
des Zylinder-Durchgangsabschnitts Hs1 ist so festgesetzt, daß der Zylinder-Durchgangsabschnitt
Hs1 in der Situation, wo das Volumen der entsprechenden Brennkammer
maximiert wird, nicht mit einem Kolbenring in Konflikt gerät.
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Der
Querschnitt des Zylinderaggregats 3 dieser Ausführungsform,
der dem Querschnitt entspricht, der entlang der Linie 13A-13A von 3 genommen
wurde, ist der gleiche wie der Querschnitt, der in 13 dargestellt
ist. Das heißt,
ein Zylinder-Durchgangsabschnitt Hs2 wird in einem Bereich ausgebildet,
wo die Umfangswand des dritten Zylinders 31C mit der Umfangswand
des vierten Zylinders 31D auf die gleiche Weise verbunden
ist, wie beim ersten Zylinder 31A und beim zweiten Zylinder 31B.
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<Betriebstechnische Vorteile>
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Zusätzlich zu
den Vorteilen, die unter Punkt (1) bis (7) in der ersten Ausführungsform
aufgeführt wurden,
bietet der Zylinderblock 11 der zweiten Ausführungsform
den folgenden Vorteil.
- (8) Zusätzlich zu
den Trennwand-Durchgangsabschnitten Hw1, Hw2 werden in den Zylindern 31 dieser
Ausführungsform
Zylinder-Durchgangsabschnitte Hs1, Hs2 ausgebildet. Dies erhöht die Luftmenge,
die vom entsprechenden Kolben aus einem Kurbelraum in einen benachbarten
Kurbelraum ausgetragen wird. Daher wird der Pumpverlust wirksamer
reduziert.
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Für einen
Fachmann sollte es klar sein, daß die vorliegende Erfindung
in jeder anderen speziellen Form ausgeführt werden kann, ohne vom Gedanken oder
Umfang der Erfindung abzuweichen. Insbesondere sollte klar sein,
daß die
Erfindung in den folgenden Formen ausgeführt werden kann.
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In
der zweiten Ausführungsform
werden sowohl Trennwand-Durchgangsabschnitte Hw1, Hw2 als auch Zylinder-Durchgangsabschnitte
Hs1, Hs2 ausgebildet. Es können
jedoch auch nur die Zylinder-Durchgangsabschnitte Hs1, Hs2 ausgebildet werden,
ohne die Trennwand-Durchgangsabschnitte Hw1, Hw2 auszubilden, um
den Pumpverlust zu minimieren.
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In
der zweiten Ausführungsform
sind die Zylinder-Durchgangsabschnitte Hs1, Hs2 in einem Querschnitt
senkrecht zur Achse der Kurbelwelle 14 jeweils im Wesentlichen
rechtwinklig. Die Zylinder-Durchgangsabschnitte Hs1, Hs2 können jedoch auch
in anderen Formen ausgebildet werden. Kurz gesagt, solange die Breite
Ls1 des Zylinder-Durchgangsabschnitts Hs größer ist als die Höhe Ls2 der Zylinder-Durchgangsabschnitte
Hs1, Hs2, kann die Form des Zylinder-Durchgangsabschnitts Hs nach Bedarf
verändert
werden.
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Die
obigen Ausführungsformen
können
wie folgt modifiziert werden.
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In
den dargestellten Ausführungsformen
sind die Trennwand-Durchgangsabschnitte Hw1, Hw2 in einem Querschnitt
senkrecht zur Achse der Kurbelwelle 14 im Wesentlichen
rechtwinklig. Die Trennwand-Durchgangsabschnitte Hw1, Hw2 können jedoch
so ausgebildet sein, daß sie
andere Formen aufweisen. Kurz gesagt, solange die Breite Lw1 der Trennwand-Durchgangsabschnitte
Hw1, Hw2 größer ist
als die Höhe
Lw2 der Trennwand-Durchgangsabschnitte Hw1, Hw2, kann die Form der
Trennwand-Durchgangsabschnitte
Hw1, Hw2 nach Bedarf verändert
werden.
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In
den dargestellten Ausführungsformen
wird die vorliegende Erfindung auf den Zylinderblock eines Vierzylindermotors
in Reihenbauart angewendet. Die Anwendung der vorliegenden Erfindung
ist jedoch nicht auf den Zylinderblock eines Vierzylindermotors
in Reihenbauart beschränkt.
Kurz gesagt, die vorliegende Erfindung kann auf den Zylinderblock
einer anderen Art von Motor angewendet werden, solange dieser eine
Vielzahl von Zylindern aufweist.
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Daher
sollen die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen als erläuternd und
nicht als beschränkend
angesehen werden, und die Erfindung ist nicht auf die hierin angegebenen
Einzelheiten beschränkt,
sondern kann innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche auf äquivalente Weise modifiziert
werden.