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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zylinderblock, bei welchem eine Verringerung der Steifigkeit aufgrund von Gewichtsverringerung unterdrückt wird, und einen damit bereitgestellten Motor.
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HINTERGRUND
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In den vergangenen Jahren wurden Bemühungen angestellt, eine höhere Kompressionsrate bei Motoren für Kraftfahrzeuge oder dergleichen zu erreichen, um den thermischen Wirkungsgrad zu verbessern. Es besteht jedoch ein Problem darin, dass eine höhere Kompressionsrate zu einer höheren auf den Kolben aufgebrachten Explosionsbelastung führen kann und dies eine NV-(Geräusch und Vibration)Performance verschlechtern kann. Weil die Verschlechterung der NV-Performance durch unzureichende Steifigkeit des Zylinderblocks begründet ist, ist es notwendig, die Steifigkeit des Zylinderblocks zu erhöhen, um das Problem der NV-Performance anzusprechen.
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Auch ist insbesondere in Dieselmotoren die Kompressionsrate höher als in Benzinmotoren und daher ist es bevorzugt, einen Stahlkolben mit einer hohen Steifigkeit zu verwenden. Zwar weisen Stahlkolben eine hohe Steifigkeit auf, aber sie sind schwerer als Aluminiumkolben, welche in Benzinmotoren verwendet werden, und somit ist der Zylinderblock aus Gusseisen hergestellt, um die Steifigkeit gegenüber den Bewegungen des schweren Stahlkolbens zu gewährleisten.
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Andererseits wird eine Gewichtsverringerung vorangetrieben, um eine höhere Rotationsgeschwindigkeit in Verbindung mit einer Verringerung der Größe des Motors zu erreichen und den Kraftstoffverbrauch zu verbessern, und um die Gewichtsverringerung voranzutreiben, ist ein Zylinderblock bevorzugt, welcher aus einem Leichtmetall wie zum Beispiel Aluminium hergestellt ist. In Dieselmotoren kann jedoch, wenn der Zylinderblock aus einem Leichtmetall hergestellt ist, die Steifigkeit nicht ausreichend sein, um die Bewegungen des Stahlkolbens zu bewältigen.
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In einigen Motoren, in welchen dem Mantelteil des Kurbelgehäuses eine verringerte Dicke gegeben wird, um das Gewicht zu verringern, sind Rippen als eine Verstärkung der Steifigkeit des Zylinderblocks an der äußeren Fläche des Mantelteils bereitgestellt, so dass sich die Rippen sowohl in Bezug auf die Richtung der Zylinderachse als auch auf die Richtung der Kurbelachse schräg erstrecken und einander kreuzen, um eine Biegeverformung zu unterdrücken, welche aufgrund einer Kraft in der Richtung eines hin und her Bewegens des Kolbens verursacht wird (siehe Patentdokument 1). In einigen Konfigurationen, in welchen die Zylinderblockaußenwand mit einer Mehrzahl von Ansätzen bereitgestellt ist, von welchen jeder mit einem Gewindeloch gebildet ist, um zum Befestigen des Zylinderkopfs mit einer Kopfschraube in Eingriff zu treten, sind ferner Rippen an der Zylinderblockaußenwand bereitgestellt, so dass zwei Rippen einander kreuzen, welche die unteren Enden eines Paars angrenzender Ansätze mit oberen Endabschnitten des Mantelteils verbinden, welche unter den Ansätzen angeordnet sind (siehe Patentdokument 2).
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DOKUMENT(E) DES STANDS DER TECHNIK
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PATENTDOKUMENT(E)
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- [Patentdokument 1] JPH07-247899A
- [Patentdokument 2] JP4532430B
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KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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DURCH DIE ERFINDUNG ZU ERREICHENDE AUFGABE
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In der Zwischenzeit ist das Kolbenschlaggeräusch als eines der Geräusche bekannt, welche in dem Verbrennungsmotor verursacht werden. Der Kolbenschlag ist ein Phänomen, dass der Kolben aufgrund einer Kombination eines Verbrennungsdrucks und einer Reaktionskraft einer Verbindungsstange, welche auf den Kolben wirkt, schwingt und gegen die Zylinderwand schlägt, um Vibrationen und Geräusche zu erzeugen. Daher tendiert der Kolbenschlag dazu, groß zu sein, wenn der Kolben ein großes Gewicht aufweist.
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Es sind verschiedene Techniken vorgeschlagen worden, um den Kolbenschlag zu verringern. Zum Beispiel ist eine Gewichtsverringerung des Kolbens effektiv. In Motoren mit einer hohen Kompressionsrate, insbesondere in Dieselmotoren, weil dort wie oben beschrieben ein Stahlkolben verwendet wird, welcher eine hohe Steifigkeit aufweist, ist der Effekt des Kolbens auf den Kolbenschlag jedoch groß. Zusätzlich ist es, in dem Fall, in welchem der Zylinderblock aus einem Leichtmetall hergestellt ist, um das Gewicht zu verringern, notwendig, die Steifigkeit davon zu erhöhen, um mit den Bewegungen des Stahlkolbens zurechtzukommen.
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um die Steifigkeit des Zylinderblocks zu erhöhen, wird daran gedacht, Rippen an dem Zylinderblock bereitzustellen, wie in den oben genannten Patentdokumenten beschrieben. Wenn die Rippen nur an der Seite des Mantelteils des Zylinderblocks bereitgestellt sind wie in Patentdokument 1 und in Patentdokument 2, gibt es jedoch ein Problem, dass es nicht möglich ist, den Kolbenschlag zu bewältigen, welcher insbesondere durch die Schwingbewegung des Kolbens am Ende des Kompressionshubs (in der Nähe des oberen Totpunkts) verursacht wird.
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Im Hinblick auf den vorhergehenden Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die NV-Performance zu verbessern, während die Gewichtsverringerung vorangetrieben wird.
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MITTEL ZUM ERREICHEN DER AUFGABE
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Um die obige Aufgabe zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung einen Zylinderblock (3) bereit, umfassend: eine Zylinderwand (2), welche einen Zylinder zum Aufnehmen eines Kolbens (6) definiert, derart dass der Kolben hin- und her bewegbar ist; und eine Zylinderblockaußenwand (3a), welche bereitgestellt ist, um einen Wassermantel (12) an einer Außenseite der Zylinderwand zu definieren und die Zylinderwand zu umgeben, wobei: eine äußere Fläche der Zylinderblockaußenwand, welche Teilen auf beiden Seiten der Zylinderwand in einer Richtung einer Kurbelachse entspricht, mit Vorsprüngen (15) bereitgestellt ist, von denen jeder nach außen ragt, um einen Ölkanal (16) darin derart zu definieren, dass sich die Vorsprünge in einer Richtung einer Zylinderachse (CY) erstrecken; und zwei Rippen (21) derart zwischen den Vorsprüngen bereitgestellt sind, dass sich die zwei Rippen schräg bezüglich der Richtung der Kurbelachse (CR) erstrecken, so dass sie einander kreuzen.
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Gemäß dieser Konfiguration wird das Teil der Zylinderblockaußenwand zwischen den Vorsprüngen durch die zwei Rippen verstärkt, welche sich einander zwischen den Vorsprüngen kreuzen, wodurch die Steifigkeit des Teils erhöht wird, welches die Zylinderwand umgibt. Daher werden das Schlaggeräusch und die Vibrationen, welche erzeugt werden, wenn der Kolben aufgrund der Schwingbewegung des Kolbens an einer Position in der Nähe des oberen Totpunkts gegen die Zylinderwand schlägt, daran gehindert, derart durch die Zylinderblockaußenwand übertragen zu werden, dass sie das Geräusch und die Vibrationen des Motors ausmachen, und zur gleichen Zeit kann die Gewichtsverringerung vorangetrieben werden. Aufgrund der zwei Rippen, welche bereitgestellt sind, um sich schräg zwischen den Vorsprüngen zu erstrecken, kann eine Aufweitungsverformung in dem Zylinderblock (Aufweitung des Durchmessers des Teils der Zylinderwand in der Nähe des Zylinderkopfs) durch einen Aufprall zu dem Explosionszeitpunkt unterdrückt werden und somit kann das Gleitgeräusch des Kolbens verringert werden.
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Vorzugsweise sind die Rippen (21) in der oben genannten Erfindung derart gebildet, dass eine Höhe davon von der äußeren Fläche der Zylinderblockaußenwand an dem Kreuzungsteil (21a) kleiner ist als an dem anderen Teil.
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Unter der Annahme, dass jede Rippe als ein an beiden Enden befestigter Träger angesehen wird, dessen beide Enden durch die Vorsprünge befestigt sind, ist es durch ein Verringern der Höhe des Kreuzungsteils der zwei Rippen, welcher dem zentralen Teil des Trägers entsprecht, möglich, die Gewichtsverringerung voranzutreiben, während die Steifigkeit gewährleistet wird. Somit ist es durch ein Verringern der Höhe des Kreuzungsteils der Rippen, um die Steifigkeit an dem Kreuzungsteil auf so ein Maß zu verringern, dass eine Ausdehnung des zentralen Teils der Zylinderwand in der Richtung der Zylinderachse vereinfacht wird, in welcher die Kolbengeschwindigkeit hoch wird, möglich, den Reibungswiderstand zwischen der Zylinderwand und dem Kolben in dem Teil zu verringern, in welchem die Kolbengeschwindigkeit hoch wird, und die Verformung der Zylinderwand zu dem Explosionszeitpunkt zu unterdrücken, wodurch das Gleitgeräusch des Kolbens verringert wird.
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Vorzugsweise weist jede Rippe auch eine Firstlinie (21b) auf, welche nach außen konkav ist. Dadurch kann der Rippe eine Form gegeben werden, um ein Biegemoment in einem an beiden Enden befestigten Träger unter einer gleichmäßig verteilten Last zu bewältigen, und deswegen ist es möglich, die Gewichtsverringerung voranzutreiben, während die Steifigkeit gewährleistet wird, um einen Dämpfungseffekt zu erhalten.
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Vorzugsweise ist der Kreuzungsteil (21a) auch an einer Position bereitgestellt, welche im Wesentlichen einem untersten Teil eines Kolbenmantels (6a) gegenüberliegt, wenn sich der Kolben an einem oberen Totpunkt befindet.
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Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, die Steifigkeit des Teils der Zylinderwand zu erhöhen, gegen welches der unterste Teil des Kolbenmantels schlägt, wenn der Kolben in die Nähe des oberen Totpunkts schwingt, und dies hindert das Schlaggeräusch und die durch das Schlagen verursachten Vibrationen daran, durch die Wand des Zylinderblocks übertragen zu werden, und somit können die Vibrationen und das Geräusch verringert werden, welche erzeugt werden, wenn der unterste Teil des Kolbenmantels gegen die Zylinderwand schlägt.
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Vorzugsweise ist der Kreuzungsteil (21a) auch an einer Position bereitgestellt, welche im Wesentlichen einem Ende des Wassermantels (12) in der Richtung der Zylinderachse gegenüberliegt (ein Ende auf der Seite des unteren Totpunkts).
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Der Teil der Zylinderblockaußenwand, welcher in der Richtung der Zylinderachse dem unteren Ende des Wassermantels entspricht, umfasst einen Teil, welcher sich von einem Teil nach außen erstreckt, an welchem der Wassermantel nicht bereitgestellt ist, um den Boden des Wassermantels zu definieren, und, wenn der sich nach außen erstreckende Teil als eine Rippe fungiert und die Steifigkeit erhöht, wird eine Ausdehnungsverformung der Zylinderwand unterdrückt werden und ein Reibungswiderstand zwischen der Zylinderwand und dem Kolben wird erhöht werden. Durch ein Bereitstellen des Kreuzungsteils der Rippen an einer Position, welche diesem Teil im Wesentlichen gegenüberliegt, und ein Verringern der Höhe des Kreuzungsteils ist es möglich, die Ausdehnung der Zylinderwand zu erleichtern und den Reibungswiderstand zwischen der Zylinderwand und dem Kolben zu verringern.
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Vorzugsweise ist auch ein Motor (1) bereitgestellt, umfassend: den Zylinderblock (3) gemäß der obigen Erfindung und aus einer Leichtmetalllegierung hergestellt; und einen aus Stahl hergestellten Kolben (6). Gemäß dieser Konfiguration gewährleistet der aus Stahl hergestellte Kolben eine Steifigkeit, welche der hohen Kompressionsrate wie in Dieselmotoren standhalten kann, und treibt daher aufgrund der hohen Kompressionsrate eine Verbesserung des thermischen Wirkungsgrads voran und der aus Aluminium hergestellt Zylinderblock treibt eine Gewichtsverringerung voran, während die Rippen die Steifigkeit gewährleisten, wodurch ein Aufprall des Kolbens gegen die Zylinderwand unterdrückt wird und die Motorlebensdauer verlängert werden kann.
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EFFEKT DER ERFINDUNG
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Somit ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die NV-Performance des Zylinderblocks zu verbessern, während die Gewichtsverringerung vorangetrieben wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine fragmentarische, vertikale Querschnittsansicht eines Motors, bei welchem die vorliegende Erfindung angewandt wird;
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2 ist eine fragmentarische, vergrößerte, perspektivische Ansicht, gesehen in der Richtung eines Pfeils II in 1;
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3 ist eine Seitenansicht, welche eine Seite eines Zylinderblocks, betrachtet in der Richtung eines Pfeils III in 1, zeigt;
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4 ist eine Seitenansicht, welche die andere Seite des Zylinderblocks, betrachtet in der Richtung eines Pfeils IV in 1, zeigt;
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5 ist eine fragmentarische, vergrößerte Querschnittsansicht einer Rippe entlang einer Linie V-V in 2; und
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6 ist eine Ansicht, welche 5 entspricht und ein zweites Beispiel der Rippe zeigt.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine fragmentarische, vertikale Querschnittsansicht eines Motors, bei welchem die vorliegende Erfindung angewandt wird. Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung auch bei einem Benzinmotor angewandt werden kann, obwohl die vorliegende Erfindung als exemplarisch bei einem Dieselmotor angewandt gezeigt wird.
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Der Motor 1 umfasst einen Zylinderblock 3, welcher mit zylindrischen Zylinderwänden 2 bereitgestellt ist, von welchen jede einen Zylinder, einen an der oberen Fläche des Zylinderblocks 3 (in der Zeichnung die obere Fläche lotrecht zu einer Zylinderachse CY) angebrachten Zylinderkopf 4 und eine an der unteren Fläche des Zylinderblocks 3 angebrachte Ölwanne 5 definiert. Es ist anzumerken, dass der Motor 1 der vorliegenden Ausführungsform ein Vierzylinder-Reihenmotor ist, der Motor 1 aber ein Mehrzylinder-Motor mit einer anderen Anzahl von Zylindern oder ein Einzylinder-Motor sein kann.
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In jeder Zylinderwand 2 ist ein Kolben 6 derart aufgenommen, dass er in der axialen Richtung gleiten kann. Der Kolben 6 ist über einen Kolbenbolzen 7 mit dem kleinen Ende 8a einer Verbindungsstange 8 gekoppelt. Das große Ende 8b der Verbindungsstange 8 ist über einen Kurbelbolzen 9 mit der Kurbelwelle 11 gekoppelt. Der Kolbenbolzen 7 und der Kurbelbolzen 9 erstrecken sich parallel zu der Achse der Kurbelwelle 11 (Kurbelachse CR).
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Wie in der fragmentarischen, vergrößerten, perspektivischen Ansicht, wie in der Richtung des Pfeils II in 1 gesehen, gezeigt, umfasst der Zylinderblock 3 eine Zylinderblockaußenwand 3a, welche an dem Äußeren der Zylinderwände 2 einen Wassermantel 12 definiert und die Zylinderwände 2 umgibt, und einen Mantelteil 3b, welcher derart geformt ist, dass er sich von der Unterseite der Zylinderblockaußenwand 3a ausdehnt. Die Ölwanne 5 ist an der unteren Fläche des Mantelteils 3b angebracht und der Mantelteil 3b sowie die Ölwanne 5 bilden ein Kurbelgehäuse 13. Der Wassermantel 12 ist derart bereitgestellt, dass er in der oberen Fläche des Zylinderblocks 3 mündet und die Zylinderwände 2 der Zylinderreihe als ein Ganzes umgibt.
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3 ist eine Seitenansicht, welche eine Seite des Zylinderblocks 3, wie in der Richtung eines Pfeils III in 1 gesehen, zeigt, wobei sich die eine Seite in der Richtung der Zylinderreihe erstreckt, während 4 eine Seitenansicht ist, welche die andere Seite, wie in der Richtung eines Pfeils IV in 1 gesehen, zeigt Wie in den 2 bis 4 gezeigt, ist jede der äußeren Flächen der Zylinderblockaußenwand 3a, welche sich entlang der Kurbelachse CR erstreckt, an Positionen, welche den Teilen in der Richtung der Kurbelachse CR an jeder Seite jeder Zylinderwand 2 entsprechen, mit Vorsprüngen 15 bereitgestellt, und zwar sind die Teile derart angeordnet, dass sie sich derart in der Richtung der Kurbelachse CR zwischen die Zylinderwand 2 setzen, dass jeder Vorsprung 15 von der Zylinderblockaußenwand 3a vorsteht und sich in der Richtung der Zylinderachse CY erstreckt.
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In jedem Vorsprung 15 ist ein Ölkanal 16 bereitgestellt, welcher ein Inneres des Zylinderkopfs 4 und das Kurbelgehäuse 13 miteinander verbindet. Es ist anzumerken, dass der Ölkanal 16 der vorliegenden Ausführungsform einen Ölrückführkanal zum Zurückführen von Öl in den Zylinderkopf 4 zu der Ölwanne 5 und einen Entlüftungsgasrückführkanal zum Leiten des Entlüftungsgases in das Kurbelgehäuse 13 umfasst.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist der Kolben 6 durch Gießen oder dergleichen aus Stahl hergestellt, um die hohe Kompressionsrate eines Dieselmotors zu bewältigen, während der Zylinderblock 3 durch Aluminiumdruckgießen oder dergleichen aus einem Leichtmetall hergestellt ist, um die Gewichtsverringerung des Motors 1 voranzutreiben. Weil sich der Kolben 6, welcher aus Stahl hergestellt ist und somit schwer ist, innerhalb der Zylinderwand 2 hin und her bewegt, ist es notwendig, die Steifigkeit des Zylinderblocks 3 zu erhöhen.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die äußere Fläche der Zylinderblockaußenwand 3a an einem Teil davon zwischen jedem Paar benachbarter Vorsprünge 15 mit zwei Rippen 21 bereitgestellt, welche davon vorstehen, um sich schräg relativ zu der Richtung der Kurbelachse CR zu erstrecken, so dass die zwei Rippen einander in der Form des Buchstabens X kreuzen. Die Rippen 21 sind gebildet, um zwischen dem Paar benachbarter Vorsprünge 15 eine Brücke zu bilden. Ferner ist die äußere Fläche der Zylinderblockaußenwand 3a mit einer oberen lateralen Rippe 22, welche sich in der Richtung der Zylinderreihe an einem Teil erstreckt, an welchem der Wassermantel 12 nicht gebildet ist, und einer unteren lateralen Rippe 23 bereitgestellt, welche sich in der Richtung der Zylinderreihe an einem oberen Teil des Mantelteils 3b (im Wesentlichen die Grenze zwischen der Zylinderwand 2 und dem Mantelteil 3b) erstreckt.
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Es ist anzumerken, dass an einer in 3 gezeigten äußeren Fläche der Zylinderblockaußenwand 3a die obere laterale Rippe 22 und die untere laterale Rippe 23 derart bereitgestellt sind, dass sie sich in der Zylinderreihenrichtung über eine gesamte Länge des Zylinderblocks 3 erstrecken. An der in 4 gezeigten anderen äußeren Fläche sind ringförmige Ansätze 24 derart bereitgestellt, dass sie zum Montieren von Hilfskomponenten, wie zum Beispiel einem Ölkühler und einer Ölpumpe, davon vorstehen, und an dem Teil, an welchem die Ansätze 24 bereitgestellt sind, dienen die ringförmigen Ansätze 24 als Verstärkungsrippen. Daher sind die obere laterale Rippe 22 und die untere laterale Rippe 23 derart bereitgestellt, dass sie sich in der Zylinderreihenrichtung über einen Teil des Zylinderblocks 3 erstrecken, ausschließlich des Teils, an welchem die ringförmigen Ansätze 24 bereitgestellt sind. Auf diese Weise verstärken die an geeigneten Positionen bereitgestellten Rippen 21 bis 23 die Steifigkeit des Zylinderblocks 3 an geeigneten Positionen.
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In der Nähe des oberen Totpunkts und in der Nähe des unteren Totpunkts kippt der Kolben 6 aufgrund der Schwingbewegung und der unterste Teil (Endteil an der Seite des Kurbelgehäuses 13) des Kolbenmantels 6a schlägt an diesen Positionen gegen die Zylinderwand 2. Die Richtung der Schwingbewegung des Kolbens 6 ist eine Umfangsrichtung des Kolbenbolzens 7 und daher ist der Teil der Wandfläche der Zylinderwand 2, gegen welchen der unterste Teil des Kolbenmantels 6A schlägt, wenn sich der Kolben in der Nähe des oberen Totpunkts befindet, ein zentraler Teil zwischen dem zugeordneten Paar von Vorsprüngen 15 der Zylinderblockaußenwand 3a. Um das durch das Schlagen des untersten Teils des Kolbenmantels 6a verursachte Schlaggeräusch zu verringern, ist an einer Stelle, an welcher das Rippenpaar 21 einander kreuzt, an einer Position, welche dem untersten Teil des Kolbenmantels 6a entspricht, wenn sich der Kolben 6 an dem oberen Totpunkt befindet, ein Kreuzungsteil 21a angeordnet.
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Dadurch kann die Steifigkeit des Teils der Zylinderblockaußenwand 3a erhöht werden, welcher dem untersten Teil des Kolbenmantels 6a entspricht, wenn sich der Kolben 6 an dem oberen Totpunkt befindet, und daher kann das Geräusch oder die Vibrationen unterdrückt werden, welche durch den Kolbenschlag verursacht werden, welcher erfolgt, wenn der Kolben 6 in der Nähe des oberen Totpunkts kippt und der unterste Teil des Kolbenmantels 6a gegen die Zylinderwand 2 schlägt. Ferner kann die Verformung der Zylinderwand 2 zu dem Explosionszeitpunkt unterdrückt werden und dies kann das Gleitgeräusch des Kolbens 6 verringern.
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Es ist anzumerken, dass die Position des untersten Teils des Kolbenmantels 6a, wenn sich der Kolben 6, gezeigt durch eine Zweipunkt-Kettenlinie in 1, an dem unteren Totpunkt befindet, eine im Wesentlichen dem Verbindungsteil zwischen der Zylinderblockaußenwand 3a und dem Mantelteil 3b oder dem unteren Ende der Zylinderwand 2 gegenüberliegende Position ist. Weil der Mantelteil 3b derart gebildet ist, dass er sich von der Zylinderblockaußenwand 3a erstreckt, so dass er sich nach außen ausdehnt, kann er die Verformung der Zylinderblockaußenwand 3a unterdrücken. Dadurch kann die Steifigkeit des Teils der Wandfläche der Zylinderwand 2 erhöht werden, gegen welchen der unterste Teil des Kolbenmantels 6a schlägt, wenn der Kolben 6 in der Nähe des unteren Totpunkts kippt, und daher können das Geräusch oder die Vibrationen unterdrückt werden, welche durch den Kolbenschlag verursacht werden. Es ist anzumerken, dass der unterste Teil der Zylinderblockaußenwand 3a (der Teil auf der Seite des Mantelteils 3b) in der vorliegenden Ausführungsform wie oben beschrieben mit der oberen lateralen Rippe 22 und der unteren lateralen Rippe 23 bereitgestellt ist und diese Rippen 22 und 23 auch dazu beitragen, die Steifigkeit der Zylinderblockaußenwand 3a zu gewährleisten.
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Ferner ist ein Teil der Zylinderblockaußenwand 3a, welcher in der Richtung der Zylinderachse CY dem unteren Teil des Wassermantels 12 entspricht, mit einem Fortsatz 25 (siehe 1) bereitgestellt, welcher sich von einem Teil derart nach außen erstreckt, an welchem der Wassermantel 12 nicht bereitgestellt ist, dass der Fortsatz 25 den Boden des Wassermantels 12 definiert. Weil der Fortsatz 25 derart gebildet ist, dass er einen Teil aufweist, welcher sich in Bezug auf die Zylinderwand 2 radial nach außen erstreckt, wird die Steifigkeit des Teils der Zylinderblockaußenwand 3a erhöht, welcher dem Boden des Wassermantels 12 entspricht. An dem Teil, an welchem die Steifigkeit der Zylinderblockaußenwand 3a erhöht wird, erhöht sich ein Reibungswiderstand zwischen der Zylinderwand 2 und dem Kolben 6.
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Um diese Bewandtnis zu bewältigen, wird wie oben beschrieben die Höhe des Kreuzungsteils 21a verringert, welcher dem Teil der Zylinderblockaußenwand 3a bereitgestellt ist, welcher den Wassermantel 12 umgibt und dem Boden des Wassermantels 12 entspricht, so dass die Ausdehnung des Teils der Zylinderwand 2 erleichtert wird, welcher dem Kreuzungsteil 21a gegenüberliegt. Dadurch kann der Reibungswiderstand zwischen der Zylinderwand 2 und dem Kolben 6 verringert werden.
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Das Schlaggeräusch und die Vibrationen des Kolbens 6, welcher in der Zylinderwand 2 schwingt, werden von der Zylinderwand 2 über einen inneren Teil der Zylinderblockaußenwand 3a an die äußere Fläche übertragen und machen das Geräusch und die Vibrationen des Motors 1 aus. Somit werden das Schlaggeräusch und die Vibrationen in dem Teil der Zylinderblockaußenwand 3a, welcher dem Boden des Wassermantels 12 entspricht, über den Fortsatz 25 auf den Teil der Zylinderblockaußenwand 3a übertragen, welcher den Wassermantel 12 umgibt. Der Teil, auf welchen das Schlaggeräusch und die Vibrationen übertragen werden, ist mit dem Kreuzungsteil 21a bereitgestellt und der Kreuzungsteil 21a weist eine höhere Steifigkeit auf als der andere Teil (der dünne Teil der Zylinderblockaußenwand 3a, an welchem die Rippen 21 nicht bereitgestellt sind) und somit können das Geräusch und die Vibrationen unterdrückt werden.
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5 ist eine fragmentarische, vergrößerte Querschnittsansicht, welche einen entlang der Erstreckungsrichtung der Rippe 21, welche an einer äußeren Fläche der Zylinderblockaußenwand 3a bereitgestellt ist, genommenen Querschnitt zeigt. Wie in der Zeichnung gezeigt, ist die Höhe der Rippe 21 in der Richtung, in welcher sie von der Zylinderblockaußenwand 3a vorsteht, an dem Kreuzungsteil 21a kleiner als an dem anderen Teil. Dies betrifft ähnlich die andere Rippe 21, welche die dargestellte Rippe 21 kreuzt, und die Rippen 21, welche an der anderen äußeren Fläche bereitgestellt sind, und die Beschreibung davon wird weggelassen.
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Wie die Form der Rippe 21 zum Verringern der Höhe des Kreuzungsteils 21a, weist die Rippe 21 vorzugsweise eine Firstlinie 21b auf, welche eine gebogene Form aufweist, welche wie in der Zeichnung dargestellt in Übereinstimmung mit einer sphärischen Fläche, welche einen Radius R aufweist, nach außen konkav ist. Da die Rippe 21, welche dafür eingerichtet ist, dass deren beide Enden von den jeweiligen Vorsprüngen 15 gehaltert sind, als ein an beiden Enden befestigter Träger unter einer gleichmäßig verteilten Last angesehen wird, kann die Verringerung der Höhe in der bogenförmigen Art und Weise die Steifigkeit gegen ein Biegemoment gewährleisten, während das Gewicht verringert wird. Ferner wird eine durch einen Aufprall zu dem Explosionszeitpunkt verursachte Aufweitungsverformung in dem Zylinderblock 3 (Aufweitung des Teils der Zylinderwand 2 in der Nähe des Zylinderkopfs 4) durch die Rippen 21 unterdrückt und daher wird die Schwingbewegung des Kolbens 6 unterdrückt und das Gleitgeräusch des Kolbens 6 kann verringert werden.
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Andererseits ist es durch ein Variieren des Betrags des Radius R, um die Höhe des Kreuzungsteils 21a zu verringern, möglich, die Steifigkeit des Kreuzungsteils 21a zu verringern. Der Bereich um einen zentralen Teil eines in 1 gezeigten Hubs S ist ein Teil, an welchem die Geschwindigkeit des Kolbens 6 hoch wird. Der Kreuzungsteil 21a, welchem aufgrund der bogenförmigen Firstlinie 21b eine verringerte Steifigkeit gegeben ist, ist derart positioniert, dass er dem zentralen Teil des Hubs S gegenüberliegt. Dadurch wird die Ausdehnung der Zylinderwand 2 an dem zentralen Teil des Hubs S erleichtert und der Reibungswiderstand zwischen dem Kolben 6 und der Zylinderwand 2 wird reduziert.
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Die Form der Firstlinie 21b der Rippe 21 zum Verringern der Höhe des Kreuzungsteils 21a ist nicht auf die dargestellte nach außen hin konkave Form beschränkt, welche entlang eines Bogens mit einem Radius R gebildet ist, und die Rippe 21 kann jegliche Form aufweisen, solange sie an Teilen in der Nähe der Vorsprünge 15 eine große Höhe aufweist und der Kreuzungsteil 21a eine geringere Höhe als diese Teile aufweist. Die Firstlinie 21b der Rippe 21 kann eine nach außen hin konkave Form aufweisen, welche als ein elliptischer Bogen gebildet ist, welcher sich entlang einer zylindrischen Fläche erstreckt, welche eine Achse parallel zu der Zylinderachse CY oder zu der Richtung lotrecht zu der Zylinderachse CY (die Zylinderreihenrichtung) aufweist. Alternativ kann die Rippe 21, wie in 6 gezeigt, eine Firstlinie 21b aufweisen, welche sich linear erstreckt. In einem Fall, in welchem der Teil der äußeren Fläche der Zylinderblockaußenwand 3a zwischen jedem Paar von Vorsprüngen 15 derart gebildet ist, dass er in Übereinstimmung mit der zylindrischen Zylinderwand 2 eine bogenförmige Fläche (gestrichelte Linie in der Zeichnung) aufweist, auch wenn die Firstlinie 21b linearer ist, weil der Kreuzungsteil 21a an einem Teil positioniert ist, an welchem die äußere Fläche der Zylinderblockaußenwand 3a am weitesten zwischen dem Paar von Vorsprüngen 15 nach außen vorsteht, wird die Höhe der Rippe 21 von der äußeren Fläche der Zylinderblockaußenwand 3a an dem Kreuzungsteil 21a am kleinsten. Dadurch können ähnliche Effekte wie oben erreicht werden.
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Ferner ist der Kreuzungsteil 21a, wie in 1 gezeigt, an einem Teil positioniert, welcher dem Boden des Wassermantels 12 entspricht. Wie oben beschrieben, weist der Wassermantel 12 in der Richtung der Zylinderachse CY eine Tiefe auf, welche im Wesentlichen der halben Länge der Zylinderwand 2 entspricht, und der Teil, welcher dem Boden des Wassermantels 12 entspricht, entspricht dem zentralen Teil des Hubs S. Der Bereich um den zentralen Teil des Hubs S ist ein Teil, an welchem die Geschwindigkeit des Kolbens 6 wie oben beschrieben hoch wird und, wenn der Teil des Zylinderblocks 3, welcher den Boden des Wassermantels 12 umgibt dünn ist, erleichtert die verringerte Höhe des Kreuzungsteils 21a die Ausdehnung des Teils der Zylinderwand 2, welcher dem zentralen Teil des Hubs S entspricht, wodurch der Reibungswiderstand zwischen dem Kolben 6 und der Zylinderwand 2 verringert wird. Es ist anzumerken, dass, indem die Höhe des Teils jeder Rippe 21 außerhalb des Kreuzungsteils 21a ausreichend groß ausgelegt wird und die Rippen 21 derart angeordnet werden, dass sie sich schräg in Bezug auf die Achse der Zylinderwand 2 erstrecken, eine zu dem Explosionszeitpunkt in dem Zylinderblock 3 verursachte Aufweitungsverformung verhindert werden kann, wodurch ein Klappern des Kolbens 6 aufgrund der Explosion unterdrückt wird und die NV-Performance verbessert wird. Konkret werden Vibrationen und Geräusche verringert.
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Aufgrund der wie oben beschrieben bereitgestellten Rippen 21 ist es, auch in dem Fall, in welchem der Kolben 6 aus Stahl hergestellt ist, um die hohe Kompressionsrate des Motors 1 zu bewältigen, während der Zylinderblock 3 aus einem Leichtmetall wie zum Beispiel einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, um das Gewicht zu verringern, möglich, die Steifigkeit gegen einen durch ein Schwingen des schweren Kolbens 6 verursachten Aufprall auf die Zylinderwand 2 zu gewährleisten und eine Verlängerung der Lebensdauer des Motors 1 voranzutreiben.
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Die vorliegende Erfindung ist im Obigen in Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform davon beschrieben worden. Wie jedoch von einem Fachmann ohne weiteres verstanden werden wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine solche Ausführungsform beschränkt und kann, ohne von dem Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen, geeignet abgeändert werden. In der obigen Ausführungsform sind die Rippen 21 zum Beispiel derart bereitgestellt, dass die Rippen 21 durch die Vorsprünge 15 getrennt sind, die Rippen 21 können aber derart gebildet sein, dass benachbarte Rippen 21 kontinuierlich über einen Vorsprung 15 verbunden sind. In diesem Fall ist der Vorsprung 15 verstärkt. Auch sind nicht alle der in der obigen Ausführungsform gezeigten strukturellen Elemente notwendigerweise unabdingbar und sie können selektiv geeignet verwendet werden, ohne von dem Geiste der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Bezugszeichenliste
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GLOSSAR
- 1
- Motor
- 2
- Zylinderwand
- 3
- Zylinderblock
- 3a
- Zylinderblockaußenwand
- 6
- Kolben
- 6a
- Kolbenmantel
- 12
- Wassermantel
- 15
- Vorsprung
- 16
- Ölkanal
- 21
- Rippe
- 21a
- Kreuzungsteil
- 21b
- Firstlinie
- CR
- Kurbelachse
- CY
- Zylinderachse
