MX2014014018A - Motor que tiene un bloque de cilindros compuesto. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un motor. El motor incluye un bloque de cilindros compuesto termomoldeado que incluye una interfaz de acoplamiento de la cubierta delantera del motor y una interfaz de acoplamiento de la caja de cambios. El motor además incluye una camisa de cilindros que comprende un material diferente que un bloque de cilindros compuesto y que está integralmente moldeada con el bloque de cilindros compuesto, definiendo la camisa de cilindros una porción del límite de un cilindro e incluyendo una cubierta superior que se extiende al menos parcialmente a través una cavidad de la camisa de agua que rodea al cilindro.

Description

MOTOR QUE TIENE UN BLOQUE DE CILINDROS COMPUESTO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente divulgación se refiere a un motor que tiene un bloque de cilindros compuesto termomoldeado y a camisas de cilindros integradas dentro del bloque de cilindros.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los cilindros de motor se forman generalmente mediante la unión de tapas de cilindros con bloques de cilindros. En el diseño de motores existen compensaciones entre la resistencia, el peso y otras propiedades materiales de los materiales utilizados para construir la tapa y el bloque de cilindros. Por ejemplo, se ha utilizado hierro para fabricar bloques de cilindros. El hierro fundido puede tener varios beneficios sobre otros materiales tales como una menor proporción entre volumen y resistencia y un menor coeficiente de fricción, disminuyendo el tamaño del motor y el desgaste de la cámara de combustión. Sin embargo, los bloques de cilindros de hierro fundido pueden tener una baja proporción entre resistencia y peso, son más susceptibles a la corrosión y tienen características de transmisión de calor no deseadas. A fin de reducir el peso e incrementar la transmisión de calor hacia las camisas de agua, el bloque de cilindros se puede fundir en aluminio. Sin embargo, los bloques de cilindros de aluminio tienen varias desventajas, tales como coeficientes elevados de fricción y mayores proporciones entre volumen y resistencia.

La patente de Estados Unidos 5,370,087 divulga un motor que tiene una caja de cilindros compuesta que incluye bancadas de cilindros metálicos. Los inventores han reconocido varias desventajas del bloque de cilindros divulgado en la patente de Estados Unidos 5,370,087. En primer lugar, la caja de cilindros que incluye las bancadas de cilindros está separada de las bancadas de cilindros para permitir que el refrigerante circule alrededor de los cilindros. Este tipo de disposición disminuye la integridad estructural del motor en comparación con motores fundidos mediante una única pieza metálica continua. Por lo tanto, las fuerzas transferidas al motor mediante los componentes externos, tal como la caja de cambios, pueden dañar la caja de cilindros. Como resultado, se disminuye la longevidad del motor.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Los inventores de la presente invención han reconocido las cuestiones anteriores y han desarrollado un motor. El motor incluye un bloque de cilindros compuesto termomoldeado que incluye una interfaz de acoplamiento de la cubierta delantera del motor y una interfaz de acoplamiento de la caja de cambios. El motor además incluye una camisa de cilindros que comprende un material diferente que un bloque de cilindros compuesto y que está integralmente moldeada con el bloque de cilindros compuesto, definiendo la camisa de cilindros una porción de un límite de un cilindro e incluyendo una cubierta superior que se extiende al menos parcialmente a traves de una cavidad de la camisa de agua que rodea al cilindro.

De este modo, se puede utilizar un material compuesto moldeado integralmente con una camisa de cilindros para formar una porción del motor a fin de incrementar la proporción entre resistencia y peso del motor. Además, la camisa de cilindros puede comprender un metal u otro material adecuado que tenga características de abrasión y de transmisión de calor más deseables alrededor de las cámaras de combustión. De este modo, se pueden diseñar porciones seleccionadas del bloque de cilindros con diferentes materiales para incrementar la proporción entre resistencia y peso del motor sin comprometer las características deseadas de la cámara de combustión. Además, moldear integralmente la camisa de cilindros con el bloque de cilindros aumenta la resistencia de acoplamiento del montaje del bloque.

La camisa de cilindros puede incluir varias características estructurales que proporcionan mayor resistencia de acoplamiento entre la camisa de cilindros y el bloque de cilindros. Por ejemplo, la camisa puede incluir una cavidad de acoplamiento del bloque en una cubierta superior de la camisa de cilindros así como un borde de acoplamiento del bloque que se extiende alrededor de la superficie periférica de la camisa. Los contornos de estas características proporcionan una mayor cantidad de resistencia de adhesión entre el bloque de cilindros compuesto termomoldeado y la camisa de cilindros durante el moldeado. Además, la cubierta superior puede incluir aberturas en comunicación fluídica con una cavidad de la camisa de agua. Las aberturas permiten que un material de relleno, tal como una cera, fluya hacia afuera del molde durante la fabricación. De este modo, la cavidad de la camisa de agua puede formarse durante la fabricación. Además, las aberturas en la cubierta superior también permiten que el vapor se escape de la camisa de agua del bloque de cilindros durante el funcionamiento del motor.

Las ventajas anteriores y otras ventajas, y las características de la presente descripción resultarán aparentes a partir de la Descripción detallada siguiente cuando se consideren por separado o en relación con los dibujos que se acompañan.

Debe entenderse que el resumen anterior se proporciona a fin de presentar en forma simplificada una selección de conceptos que se describen en mayor detalle en la descripción detallada. No se pretende identificar características claves o esenciales del objeto reivindicado, cuyo alcance está definido únicamente mediante las reivindicaciones a continuación de la descripción detallada. Además, el objeto reivindicado no se limita a implementaciones que resuelvan cualquiera de las desventajas destacadas anteriormente o en cualquier parte de esta divulgación. Además, las cuestiones anteriores han sido reconocidas por los inventores de la presente invención, y no se admiten como conocidas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La FIG. 1 muestra una ilustración esquemática de un vehículo que tiene un motor que incluye un montaje de bloque de cilindros compuesto moldeado acoplado a una tapa de cilindros; La FIG. 2 muestra un primer ejemplo del montaje de bloque de cilindros moldeado; La FIG. 3 muestra una vista del despiece del montaje de bloque de cilindros moldeado que se ilustra en la FIG. 2; La FIG. 4 muestra la camisa de cilindros y las inserciones de mamparo en el montaje de bloque de cilindros moldeado que se ilustra en la FIG.2; La FIG. 5 muestra otro ejemplo de camisa de cilindros y de inserciones de mamparo que se pueden incluir en el montaje de bloque de cilindros moldeado que se muestra en la FIG.2; La FIG. 6 muestra la camisa de cilindros ilustrada en la FIG. 5; y La FIG. 7 muestra un método para fabricar un motor.

Las FIGS. 2-6 están dibujadas aproximadamente a escala, sin embargo se pueden utilizar otras dimensiones si se desea.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Un motor que tiene un bloque de cilindros compuesto con una camisa de cilindros moldeada integralmente que define el límite de al menos un cilindro descrito en la presente. La camisa de cilindros se puede construir a partir de un material metálico mientras que el bloque de cilindros se puede construir a partir de un material compuesto termoestable o termomoldeado, tal como un material polimérico, fibra de carbono, etc. De este modo, se puede utilizar un material que tenga una proporción alta entre resistencia y peso para construir el bloque que rodea la camisa de cilindros. Por lo tanto, se puede mantener una integridad estructural deseada del bloque mientras se disminuye el peso del bloque o se puede incrementar la integridad estructural del bloque sin incrementar el peso del bloque. Además, proporcionar una camisa de cilindros metálica integralmente moldeada en el bloque de cilindros compuesto permite que un material diferente más adecuado para manejar el calor y la presión generados a través de la combustión sea utilizado en las cámaras de combustión. De este modo, se pueden ajustar las características de varias secciones del motor en base a las características deseadas de funcionamiento del motor. En consecuencia, se incrementa la proporción entre resistencia y peso del motor sin comprometer las características de abrasión y de transmisión de calor de la cámara de combustión.

La camisa de cilindros puede incluir varias características estructurales que proporcionan mayor resistencia de acoplamiento entre la camisa de cilindros y el bloque. Por ejemplo, la camisa de cilindros puede incluir un borde de acoplamiento del bloque que se extiende alrededor de una superficie periférica de la camisa así como también una cavidad de acoplamiento del bloque en una cubierta superior de la camisa de cilindros. Los contornos de estas características proporcionan una mayor cantidad de resistencia de acoplamiento entre el bloque de cilindros compuesto termomoldeado y la camisa de cilindros durante el moldeado. Además, la cubierta superior puede incluir aberturas en comunicación fluídica con una cavidad de la camisa de agua. Las aberturas permiten que un material de relleno, tal como cera, fluya hacia afuera del molde durante la fabricación. De este modo, la cavidad de la camisa de agua se puede formar fácilmente durante la fabricación. Además, las aberturas en la cubierta superior también permiten que se escape el vapor de la camisa de agua del bloque de cilindros durante el funcionamiento del motor.

La FIG. 1 muestra una ilustración esquemática de un vehículo 50 que incluye un sistema de admisión 52, un motor 54, y un sistema de escape 56. El sistema de admisión 52 está configurado para proporcionar aire de admisión a los cilindros 57 en el motor 54. Los cilindros también pueden denominarse cámaras de combustión. La flecha 58 indica la comunicación fluídica entre el sistema de admisión 52 y el motor 54. Específicamente, el sistema de admisión 52 se puede configurar para proporcionar aire de admisión a cada uno de los cilindros en el motor. El sistema de admisión 52 puede incluir varios conductos de admisión, un colector de admisión, una válvula reguladora, etc. Además, se puede incluir en el motor 54 un turbocompresor que incluye un compresor y una turbina, en un ejemplo.

El motor 54 incluye una tapa de cilindros 59 acoplada a un montaje de bloque de cilindros moldeado 60 que forma la pluralidad de cilindros 57. En el ejemplo ilustrado, el motor incluye 3 cilindros en una configuración alineada. Sin embargo, se han contemplado disposiciones de cilindros y cantidades de cilindros alternativas. Por ejemplo, los cilindros se pueden disponer en paneles en una configuración de tipo V, en una configuración opuesta horizontalmente, etc. Se puede implementar un ciclo de combustión de tiempos múltiples. Por ejemplo, se han contemplado ciclos de combustión de cuatro o dos tiempos. Se apreciará que el motor 54 ilustrado en la FIG. 1 tiene una complejidad estructural que no se ilustra en la FIG. 1. Específicamente, el montaje de bloque de cilindros moldeado 60 puede incluir una pluralidad de componentes que se pueden construir a partir de diferentes materiales.

Por ejemplo, el montaje de bloque de cilindros moldeado 60 y por lo tanto el motor 54 pueden incluir un bloque de cilindros compuesto, una camisa de cilindros y una o más inserciones de mamparo. Los componentes del montaje de bloque de cilindros moldeado se describen con mayor detalle en la presente en relación con las FIGS. 2-6.

La flecha 62 ilustra la comunicación fluídica entre el motor 54 y el sistema de escape 56. Se apreciará que cada uno de los cilindros 57 en el motor 54 puede estar en comunicación fluídica con el sistema de escape 56. El sistema de escape 56 puede incluir una pluralidad de componentes tales como un colector de escape, dispositivos de control de emisión (por ej. catalizadores, filtros, etc.), silenciadores, etc.

La FIG. 2 muestra un primer ejemplo de montaje de bloque de cilindros moldeado 200. El montaje de bloque de cilindros moldeado 200 puede ser similar al montaje de bloque de cilindros moldeado 60 que se muestra en la FIG. 1 y por lo tanto se puede incluir en el motor 54. El montaje de bloque de cilindros moldeado 200 incluye un bloque de cilindros compuesto 202. Se pueden utilizar una cantidad de metodos de fabricación adecuados para construir el bloque de cilindros compuesto 202. Por ejemplo, el bloque de cilindros compuesto se puede construir mediante una téenica de estabilización térmica tal como el moldeo por inyección. Por lo tanto, se puede hacer referencia específicamente al bloque de cilindros compuesto 202 como un bloque de cilindros compuesto termoestable en un ejemplo. Los métodos de fabricación para el bloque de cilindros compuesto 202 se describen en mayor detalle en la presente en relación con la FIG.7.

Los materiales adecuados utilizados para construir el bloque de cilindros compuesto pueden incluir un material polimérico tal como una resina termoestable, fibra de carbono, etc. Se apreciará que la resina plástica puede ser menos costosa que la fibra de carbono. El material compuesto puede ser térmicamente estable cuando se expone al calor generado por la operación de combustión. Por ejemplo, el material compuesto puede ser térmicamente estable cuando funciona en un rango de temperatura de entre 120° C y 200° C, en un ejemplo. Además, el material compuesto puede tener también una rigidez y una resistencia deseadas para manejar las tensiones y las presiones generadas en el motor o por otros componentes del vehículo, tal como la caja de cambios. Se apreciará que construir una porción del motor a partir de un material compuesto permite que un material con una proporción alta entre resistencia y peso sea utilizado en áreas seleccionadas del motor donde pueden no necesitarse características abrasivas y térmicas favorables. De este modo, se pueden ajustar diferentes secciones del motor para lograr diferentes características de uso práctico para incrementar la proporción entre resistencia y peso del motor y la longevidad del motor.

El bloque de cilindros compuesto 202 incluye un lado superior 210, un lado inferior 212, un lado delantero 214, un lado posterior 216, y dos lados laterales 217. Una interfaz de acoplamiento de la cubierta delantera del motor 218 que tiene aberturas de acoplamiento 219 se muestra incluida en el lado delantero 214. La interfaz de acoplamiento 218 puede estar acoplada a una cubierta delantera del motor. Además, el lado posterior 216 incluye una interfaz de campana de la caja de cambios 220. La interfaz de campana de la caja de cambios 220 puede estar acoplada a una campana de la caja de cambios que incluye una caja de cambios a través de aberturas de acoplamiento 221 configuradas para recibir un aparato de acoplamiento. La caja de cambios puede estar acoplada a un cigüeñal acoplado a los pistones en el motor. El bloque de cilindros compuesto incluye aberturas de acoplamiento de la tapa de cilindro 221. Las aberturas de acoplamiento de la tapa de cilindro 221 están configuradas para acoplarse con tornillos u otros aparatos de acoplamiento adecuados que se extienden desde una tapa de cilindro, tal como la tapa de cilindro 59 que se muestra en la FIG. 1. En un ejemplo, las estructuras metálicas de soporte se pueden ubicar adyacentes a la interfaz de acoplamiento 218 y/o a la interfaz de la campana de la caja de cambios 220. De este modo, las estructuras metálicas de soporte pueden estar al menos parcialmente incluidas mediante el bloque de cilindros compuesto 202. De este modo, se puede proporcionar soporte adicional a las áreas seleccionadas del montaje de bloque de cilindros compuesto moldeado.

Continuando con la FIG. 2, el montaje de bloque de cilindros moldeado 200 además incluye una camisa de cilindros 222. La camisa de cilindros 222 forma una pieza de material continua, en el ejemplo ilustrado. Además, la camisa de cilindros 222 define una porción del límite de una pluralidad de cilindros 224. La camisa de cilindros puede comprender un metal (ej. polvo metálico) tal como hierro (ej. hierro de grafito, aluminio, etc.).

Además, el montaje de bloque de cilindros moldeado 200 incluye una pluralidad de inserciones de mamparo 226. Se muestra una única inserción de mamparo en la FIG. 2. Sin embargo, el montaje incluye cuatro inserciones de mamparo en el ejemplo ilustrado. Además, cada una de las inserciones de mamparo 226 incluye un sombrerete de cojinete 228. El sombrerete de cojinete 228 puede incluir un cojinete de cigüeñal. De este modo, el número de inserciones de mamparo en el montaje de bloque de cilindros moldeado es mayor que el número de cilindros en el montaje, en el ejemplo ilustrado. Sin embargo, se han contemplado montajes de bloques de cilindros con un número diferente de inserciones de mamparo. Por ejemplo, se puede incluir una única inserción de mamparo en el montaje de bloque de cilindros moldeado 200. Las inserciones de mamparo 226 se extienden (ej. se extienden verticalmente) a traves del bloque de cilindros compuesto 202. Se proporciona un eje vertical a modo de referencia. Sin embargo, se pueden utilizar otras dimensiones relativas si se desea. Los ejes longitudinales y laterales también se proporcionan a modo de referencia en la FIG. 2. Las inserciones de mamparo 226 se pueden acoplar a una tapa de cilindro, tal como la tapa de cilindro 59 que se muestra en la FIG. 1. De este modo, las inserciones de mamparo unen las cargas de combustión que viajan a través de los tornillos de la tapa con las cargas reactivas de los sombreretes de los cojinetes del cigüeñal. Las inserciones de mamparo 226 y la camisa de cilindros 222 se muestran en mayor detalle en la FIG. 3.

Continuando con la FIG. 2, el bloque de cilindros compuesto 202 y la camisa de cilindros 222 se pueden construir a partir de diferentes materiales. Por ejemplo, el bloque de cilindros compuesto 202 se puede construir a partir de un material termoestable tal como un material polimérico (ej. resina plástica) y/o fibra de carbono. Por otra parte, la camisa de cilindros se puede construir a partir de un metal (ej. polvo metálico) tal como hierro, aluminio, etc. Las paredes de los orificios de la camisa de cilindros 222 también pueden estar revestidas de un material tal como un revestimiento por deposición de rociado de plasma de hierro/óxido de hierro conocido como PTWA para la resistencia al desgaste y una longevidad prolongada. La camisa de cilindros de aluminio 222 tambien puede tener una funda de hierro fundido tradicional como parte de su estructura para soportar mayores presiones de combustión. Estas combinaciones de materiales utilizadas para las camisas se seleccionan en base al método de combustión que aplica el motor tales como los sistemas de aspiración natural o los sobrealimentados. Además, el bloque de cilindros compuesto 202 y las inserciones de mamparo 226 se pueden construir a partir de diferentes materiales. Por ejemplo, las inserciones de mamparo 226 se pueden construir a partir de un metal tal como hierro de grafito compactado (CGI por sus siglas en inglés), polvo metálico, aluminio, etc. Además, las inserciones de mamparo 226 y la camisa de cilindros 222 se pueden construir a partir de diferentes materiales en un ejemplo o de los mismos materiales en otros ejemplos mencionados en la presente para las aplicaciones en sistemas de motor para resolver las cuestiones de durabilidad y de longevidad.

El bloque de cilindros compuesto 202 incluye un canal y cavidades traseras de drenaje de aceite de la tapa de cilindro 240. Las dos cavidades traseras de drenaje de aceite de la tapa de cilindro 240 pueden estar a modo de ejemplo en comunicación fluídica con el aceite que regresa desde la tapa de cilindro de vuelta hacia el depósito de aceite en un canal separado o cavidades que rodean la camisa de cilindros 222, incluso separadas mediante un material compuesto que forma el bloque de cilindros 202, lo cual se describe aquí en mayor detalle en relación con la FIG. 2.

La FIG. 3 muestra una vista del despiece del montaje de bloque de cilindros moldeado 200 que se muestra en la FIG. 2. Se ilustra cada uno de la camisa de cilindros 222, el bloque de cilindros compuesto 202, y las inserciones de mamparo 226. Se apreciará que tanto la camisa de cilindros 222 como las inserciones de mamparo 226 están al menos parcialmente incluidas por el bloque de cilindros compuesto 202 cuando están montadas. Además, las inserciones de mamparo 226 se pueden extender verticalmente a través del bloque de cilindros compuesto 202 en toda su longitud o parcialmente hasta la cara de la cubierta superior 302.

La camisa de cilindros 222 incluye un borde de acoplamiento del bloque 300. El borde de acoplamiento del bloque 300 se extiende alrededor de una superficie periferica 301 de la camisa de cilindros 222. El borde de acoplamiento del bloque 300 está en contacto superficial con una porción del bloque de cilindros compuesto 202. Por lo tanto, se puede moldear directamente el bloque de cilindros compuesto con la camisa de cilindros 222. El borde de acoplamiento del bloque 300 permite que se forme una conexión más fuerte entre la camisa de cilindros y el bloque de cilindros compuesto. En un ejemplo, el borde de acoplamiento del bloque 300 se puede extender continuamente alrededor de la camisa de cilindros 222 de forma ininterrumpida. Sin embargo en otros ejemplos, el borde de acoplamiento del bloque puede estar segmentado. En un ejemplo, el borde de acoplamiento del bloque 300 puede definir un límite (ej., límite inferior) de la cavidad de la camisa de agua. De este modo, la camisa de agua puede estar separada del aceite en un cárter ubicado por debajo del bloque.

La camisa de cilindros 222 también incluye una cubierta superior 302. En el ejemplo ilustrado, una cubierta superior de la superficie externa 302 es plana. Sin embargo, se han contemplado otros contornos de cubierta superior. Además, la cubierta superior 302 puede estar en contacto superficial con una tapa de cilindro, tal como la tapa de cilindro 59 que se muestra en la FIG. 1. La cubierta superior 302 incluye una pluralidad de aberturas 304. Las aberturas 304 pueden estar en comunicación fluídica con las cavidades de la camisa de agua 306 que rodean los cilindros. Se apreciará que las cavidades de la camisa de agua 306 pueden estar en comunicación fluídica con un sistema de refrigeración del motor configurado para hacer fluir refrigerante a través de las cavidades y los pasajes en el bloque de cilindros.

Las aberturas 304 permiten que el material de relleno (ej. cera, sal) que define los límites de la cavidad de la camisa de agua 306 fluya hacia afuera de la cavidad durante la fabricación. De este modo, el material de relleno se puede colocar alrededor de la camisa de cilindros durante el moldeado, para crear la cavidad de la camisa de agua 306. Por lo tanto, se pueden proporcionar características precisas de flujo de agua mediante la geometría del material de relleno (ej. revestimiento de cera, núcleo de sal). Como resultado, se pueden mejorar las características de transmisión de calor en el bloque de cilindros. Se apreciará que el material de relleno se puede colocar alrededor de la camisa de cilindros 222 durante el moldeado del bloque de cilindros compuesto 202. El metodo de fabricación del montaje de bloque de cilindros moldeado se describe en mayor detalle en la presente en relación con la FIG.7.

La camisa de cilindros 222 se forma a partir de una única pieza continua de metal, en el ejemplo ilustrado. Sin embargo, se han contemplado otras configuraciones de camisa de cilindros. Por ejemplo, se puede utilizar en otros ejemplos un cilindro que tenga dos o más secciones separadas unas de otras.

La camisa de cilindros 222 además incluye cavidades de acoplamiento del bloque 308 incluidas en la cubierta superior 302. Cuando el montaje de bloque de cilindros 200 se encuentra montado, las cavidades de acoplamiento del bloque 308 están en contacto superficial con una extensión de acoplamiento 310 en el bloque de cilindros compuesto 202. Este acoplamiento también incrementa la fuerza de conexión entre la camisa de cilindros 222 y el bloque de cilindros compuesto 202. Las cavidades de acoplamiento del bloque 308 se ubican por encima del borde de acoplamiento del bloque 300, en el ejemplo ilustrado. Por lo tanto, el borde de acoplamiento del bloque se ubica por debajo de la cavidad. Sin embargo, se han contemplado otras disposiciones del borde y de las cavidades.

El bloque de cilindros compuesto 202 incluye aberturas de acoplamiento de la tapa 312 configuradas para recibir aparatos de acoplamiento de una tapa de cilindro, tal como la tapa de cilindro 59 que se muestra en la FIG. 1. Cuando el montaje de bloque de cilindro se encuentra montado, las aberturas de acoplamiento de la tapa 312 están ensambladas con las hendiduras 314 en la camisa de cilindros 222. Las aberturas de acoplamiento 312 se acoplan a las inserciones de mamparo 226. Una vista más detallada de las inserciones de mamparo se muestra en la FIG.4.

La FIG. 4 muestra una vista detallada de la camisa de cilindros 222 y de las inserciones de mamparo 226 que se muestran en la FIG. 2. La camisa de cilindros • 222 define una porción de los límites de los cilindros 224. Se apreciará que una porción de una tapa de cilindro puede definir la otra porción de los límites de los cilindros 224. Cada una de las inserciones de mamparo 226 incluye dos soportes 400 que se extienden (ej. se extienden verticalmente) a traves del bloque de cilindros compuesto 202, que se muestra en las FIGS. 2 y 3. Específicamente, los soportes se extienden por encima de una base 401 de los cilindros 224.

Cada uno de los soportes 400 incluye una abertura 402 la cual puede estar acoplada (ej. acoplada directamente) a un aparato de acoplamiento que se extiende desde una tapa de cilindro, tal como la tapa de cilindro 59 que se muestra en la FIG. 1. Acoplar las inserciones de mamparo 226 a la tapa de cilindro permite que las fuerzas generadas por el cigüeñal se distribuyan de un modo más parejo por todo el motor, reduciendo de ese modo la probabilidad de fracturas, curvatura, etc., de los componentes del motor. Además, se ubican secciones de los soportes 400 en cada lateral de la camisa de cilindros 222. De este modo, las inserciones de mamparo se pueden extender a lo largo del bloque de cilindros compuesto pasando una porción de la camisa de cilindros. Cada uno de los soportes 400 está separado de la pared externa de las cavidades de la camisa de agua 306.

Como se explicó previamente, cada una de las inserciones de mamparo 226 incluye un sombrerete de cojinete 228. Los sombreretes de cojinete 228 están configurados para incluir un cojinete de cigüeñal. Los cojinetes de cigüeñal permiten la rotación sostenida de un cigüeñal. Los sombreretes de cojinete 228 pueden partirse para una instalación facilitada de los sombreretes de cojinete y del cigüeñal. Las aberturas 404 en la base de los sombreretes de cojinete 228 están configuradas para recibir aparatos de acoplamiento. Por ejemplo, los sombreretes de cojinete 228 pueden partirse para permitir la instalación del cigüeñal. Por lo tanto, los aparatos de acoplamiento se pueden extender a través de las aberturas 404 a fin de acoplar la porción partida del sombrerete de cojinete a la inserción de mamparo para permitir la unión del cigüeñal y de los sombreretes del cigüeñal.

Nuevamente se muestran las hendiduras 314 en la camisa de cilindros 222 en la FIG.4. La cubierta superior 302 que incluye las aberturas 304 también se muestra en la FIG. 4. Las cavidades de la camisa de agua 306 también se pueden extender alrededor de la camisa de cilindros 222. Se apreciará que una porción del límite de las cavidades de la camisa de agua 306 puede estar definida mediante una superficie interior del bloque de cilindros compuesto 202 que se muestra en las FIGS. 2 y 3.

Las FIGS. 5 y 6 muestran un segundo ejemplo de camisa de cilindros 500 y de inserciones de mamparo 502. Se apreciará que la camisa de cilindros 500 y las inserciones de mamparo 502 que se muestran en las FIGS. 5 y 6 se pueden incluir en un montaje de bloque de cilindros moldeado que incluye un bloque de cilindros compuesto, tal como el montaje de bloque de cilindros moldeado 60 que se muestra en la FIG. 1. Además se apreciará que un bloque de cilindros compuesto puede incluir al menos parcialmente la camisa de cilindros y las inserciones de mamparo que se muestran en las FIGS. 5 y 6. En otras palabras, la camisa de cilindros 500 y las inserciones de mamparo 502 pueden estar moldeadas integralmente en un bloque de cilindros compuesto.

Específicamente, la FIG. 5 muestra una vista montada de la camisa de cilindros 500 y de las inserciones de mamparo 502. La camisa de cilindros 500 incluye una pluralidad de columnas de acoplamiento 504. Las columnas de acoplamiento se extienden (ej. se extienden verticalmente) por la camisa de cilindros hasta el borde de acoplamiento del bloque 506 desde una cubierta superior 508. Se proporciona un eje vertical a modo de referencia. Se apreciará que el borde de acoplamiento del bloque 506 puede estar en contacto superficial con una porción de un bloque de cilindros compuesto, tal como el bloque de cilindros compuesto que se muestra en la FIG.2.

Las columnas de acoplamiento 504 están configuradas para acoplarse a una tapa de cilindro, tal como la tapa de cilindro 59 que se muestra en la FIG. 1. En otros ejemplos, una o más columnas de acoplamiento pueden incluir aberturas de acoplamiento configuradas para recibir un aparato de acoplamiento (ej. tornillos, pernos, etc.,) que se extienden desde una tapa de cilindro, tal como la tapa de cilindro 59 que se muestra en la FIG. 1. Las inserciones de mamparo 502 que se muestran en la FIG. 5 tienen una geometría similar a la de las inserciones de mamparo que se muestran en las FIGS. 2-4. De este modo, las inserciones de mamparo 502 incluyen sombreretes de cojinete 520 y soportes 522. La inserción de mamparo 502 tambien incluye aberturas en la parte superior de los soportes que no están a la vista en el ejemplo ilustrado. Como se describe anteriormente en relación con la FIG. 4, las aberturas están configuradas para unirse a aparatos de acoplamiento (ej. tornillos, pernos, etc.) que se extienden desde una tapa de cilindro.

La camisa de cilindros 500 que se muestra en la FIG. 5 tambien define una porción del límite de una pluralidad de cilindros 507. La camisa de cilindros 500 también incluye una cubierta superior 508 que tiene aberturas 510. La cubierta superior 508 además incluye cavidades de acoplamiento del bloque 512. Las cavidades de acoplamiento del bloque pueden estar en contacto superficial con una porción de un bloque de cilindros compuesto, tal como el bloque de cilindros compuesto que se muestra en la FIG. 2. La cubierta superior 508 se puede extender a través de una porción de una cavidad de la camisa de agua que rodea al menos parcialmente uno o más de los cilindros 507.

La FIG. 6 muestra la camisa de cilindros 500 que se ilustra en la FIG. 5. Las columnas de acoplamiento 504 se ilustran nuevamente. Como se describió previamente las columnas de acoplamiento 504 se extienden desde la cubierta superior 508 hasta un borde de acoplamiento del bloque 506. Como se describe anteriormente, la cubierta superior 508 incluye las aberturas 510 y las cavidades de acoplamiento del bloque 512. Los cilindros 507 también se muestran en la FIG. 6. En un ejemplo, una cavidad de camisa de agua 620 puede rodear la camisa de cilindros y específicamente las columnas de acoplamiento 504.

La camisa de cilindros 500 que se muestra en la FIG. 6 puede incluir superficies externas que tienen diferentes grados de aspereza. Una superficie que tiene una mayor aspereza puede incrementar la fuerza de acoplamiento entre el bloque de cilindros compuesto y la camisa de cilindros. Por ejemplo, una superficie externa 600 de la camisa de cilindros 500 por debajo del borde de acoplamiento del bloque 506 puede tener una mayor aspereza que una superficie 602 de la camisa de cilindros por encima del borde de acoplamiento del bloque 506. Se apreciará que la superficie 602 puede definir un límite de la cavidad de la camisa de agua 620. De este modo, superficies seleccionadas sobre la camisa de cilindros pueden tener grados variables de aspereza a fin de proporcionar una cantidad deseada de fuerza de acoplamiento en diferentes regiones de la camisa de cilindros.

La FIG. 7 muestra un metodo 700 para fabricar un motor. El método se puede utilizar para fabricar el motor descrito anteriormente con relación a las FIGS. 1-6 o se puede utilizar para fabricar otro motor adecuado.

En 702 el método incluye fundir una camisa de cilindros que define una porción de un límite de una o más cámaras de combustión. Luego en 704 el método incluye fundir una inserción de mamparo que incluye un sombrerete de cojinete del cigüeñal. En 706 el método incluye construir un núcleo de cera alrededor de la camisa de cilindros previamente a moldear el bloque de cilindros compuesto termoestable para formar una cavidad de camisa de agua que rodee la camisa de cilindros. Luego en 708 el método incluye moldear un bloque de cilindros compuesto termoestable alrededor de al menos una porción de la camisa de cilindros y de la inserción de mamparo, incluyendo el bloque de cilindros compuesto termoestable, una interfaz de acoplamiento de la cubierta delantera del motor y una interfaz de acoplamiento de la caja cambios. Se apreciará que el núcleo de cera que define el límite de la camisa de agua puede fluir hacia afuera de las aberturas en la camisa de cilindros durante el moldeado. De este modo, el material de relleno se puede remover fácilmente.

Cabe destacar que las rutinas de control y estimación a modo de ejemplo incluidas en la presente se pueden utilizar con varias configuraciones de motores y/o de sistemas de vehículos. Los métodos y las rutinas de control que se divulgan en la presente se pueden almacenar como instrucciones ejecutables en una memoria no transitoria. Las rutinas específicas descritas en la presente pueden representar una o más de cualquier número de estrategias de procesamiento tales como dirigidas por eventos, dirigidas por interrupción, de multifunción, de multihilo y similares. Como tales, varias acciones, operaciones y/o funciones ilustradas se pueden llevar a cabo en la secuencia ilustrada, en paralelo, o en algunos casos pueden omitirse. Asimismo, el orden de procesamiento no se requiere necesariamente para lograr las características y ventajas de las realizaciones a modo de ejemplo descritas en la presente, pero se proporciona para facilitar la ilustración y la descripción. Una o más de las acciones, operaciones y/o funciones ilustradas se pueden llevar a cabo repetidamente dependiendo de la estrategia particular que se esté utilizando.

Además, las acciones, operaciones y/o funciones descritas pueden representar gráficamente códigos para ser programados en la memoria no transitoria del medio de almacenamiento legible por computadora en el sistema de control del motor.

Se apreciará que las configuraciones y rutinas que se divulgan en la presente son de naturaleza ejemplificativa, y que estas realizaciones específicas no deben considerarse en sentido limitativo, dado que son posibles numerosas variaciones. Por ejemplo, la teenología anterior se puede aplicar a motores V-6, I-4, I-6, V-12, de 4 opuestos, y otros tipos de motores. El objeto de la presente divulgación incluye combinaciones y sub-combinaciones todas novedosas y no obvias de los varios sistemas y configuraciones y otras características, funciones y/o propiedades divulgadas en la presente.

Las reivindicaciones siguientes señalan en particular ciertas combinaciones y sub-combinaciones consideradas novedosas y no obvias. Estas reivindicaciones pueden referirse a “un” elemento o a “un primer” elemento o el equivalente de los mismos. Dichas reivindicaciones deben entenderse como que incluyen la incorporación de uno o más de dichos elementos, ni requiriendo ni excluyendo dos o más de dichos elementos. Se pueden reivindicar otras combinaciones y sub-combinaciones de las características, funciones, elementos y/o propiedades divulgadas mediante la enmienda de las presentes reivindicaciones o mediante la presentación de nuevas reivindicaciones en la presente solicitud o una solicitud relacionada. Dichas reivindicaciones, ya sean más amplias, más limitadas, equivalentes o diferentes en cuanto al alcance de las reivindicaciones originales, tambien se consideran como incluidas en el objeto de la presente divulgación.

Claims (20)

REIVINDICACIONES:

1. Un motor caracterizado porque comprende: un bloque de cilindros compuesto termomoldeado que incluye una interfaz de acoplamiento de la cubierta delantera del motor y una interfaz de acoplamiento de la caja de cambios; y una camisa de cilindros que comprende un material diferente que el bloque de cilindros compuesto y que está integralmente moldeada con el bloque de cilindros compuesto, definiendo la camisa de cilindros una porción de un límite de un cilindro e incluyendo una cubierta superior que se extiende al menos parcialmente a traves de una camisa de agua que rodea al menos parcialmente la pared del cilindro.

2. El motor de la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende una inserción de mamparo que se extiende al menos parcialmente a través del bloque de cilindros compuesto y que incluye al menos una apertura de acoplamiento de la tapa.

3. El motor de la reivindicación 2, caracterizado porque la camisa de cilindros incluye columnas de acoplamiento acopladas a la inserción de mamparo.

4. El motor de la reivindicación 2, caracterizado porque la inserción de mamparo incluye dos soportes que se extienden verticalmente por encima de una base del cilindro.

5. El motor de la reivindicación 2, caracterizado porque las inserciones de mamparo comprenden un material diferente que la camisa de cilindros.

6. El motor de la reivindicación 1, caracterizado porque una superficie externa de la cubierta superior es plana.

7. El motor de la reivindicación 1, caracterizado porque la cubierta superior incluye una o más aberturas en comunicación fluídica con la cavidad de la camisa de agua.

8. El motor de la reivindicación 1, caracterizado porque la cubierta superior incluye una cavidad de acoplamiento del bloque en contacto superficial con una porción del bloque de cilindros compuesto.

9. El motor de la reivindicación 1, caracterizado porque el bloque de cilindros compuesto incluye aberturas de acoplamiento de la tapa de cilindro ensambladas con hendiduras en la camisa de cilindros.

10. El motor de la reivindicación 1, caracterizado porque el bloque de cilindros compuesto comprende un material polimerico.

11. El motor de la reivindicación 1 , caracterizado porque el bloque de cilindros compuesto comprende un material de fibra de carbono.

12. Un montaje de bloque de cilindros moldeado caracterizado porque comprende: un bloque de cilindros compuesto termomoldeado que incluye una interfaz de acoplamiento de la cubierta delantera del motor y una interfaz de acoplamiento de la caja de cambios; y una camisa de cilindros que comprende un material diferente que el bloque de cilindros compuesto y que está integralmente moldeada con el bloque de cilindros compuesto, definiendo la camisa de cilindros una porción de un límite de un cilindro e incluyendo una cubierta superior que se extiende al menos parcialmente a través de una cavidad de la camisa de agua que rodea al cilindro.

13. El montaje de bloque de cilindros moldeado de la reivindicación 12, caracterizado porque además comprende inserciones de mamparo que se extienden al menos parcialmente a traves del bloque de cilindros compuesto y que incluye al menos una abertura de acoplamiento de la tapa.

14. El montaje de bloque de cilindros moldeado de la reivindicación 12, caracterizado porque la camisa de cilindros incluye un borde de acoplamiento del bloque en contacto superficial con el bloque de cilindros compuesto y que se extiende alrededor de la camisa de cilindros.

15. El montaje de bloque de cilindros moldeado de la reivindicación 14, caracterizado porque el borde de acoplamiento del bloque define un limite inferior de la cavidad de la camisa de agua.

16. El montaje de bloque de cilindros moldeado de la reivindicación 12, caracterizado porque la cubierta superior incluye una cavidad de acoplamiento del bloque en contacto superficial con una porción del bloque de cilindros compuesto, extendiéndose la cavidad de acoplamiento del bloque alrededor de al menos una porción del cilindro.

17. El montaje de bloque de cilindros moldeado de la reivindicación 12, caracterizado porque el número de inserciones de mamparo es mayor que el número de cilindros en el motor.

18. Un motor, caracterizado porque comprende: un bloque de cilindros compuesto termomoldeado que incluye una interfaz de acoplamiento de la cubierta delantera del motor y una interfaz de acoplamiento de la caja de cambios; y una camisa de cilindros que comprende un material diferente que un bloque de cilindros compuesto y que está integralmente moldeada con el bloque de cilindros compuesto, definiendo la camisa de cilindros una porción de un límite de un cilindro e incluyendo una cubierta superior que se extiende al menos parcialmente a traves de una cavidad de la camisa de agua que rodea el cilindro e incluyendo una o más aberturas en comunicación fluídica con la cavidad de la camisa de agua; y una inserción de mamparo que se extiende al menos parcialmente a través del bloque de cilindros compuesto y que incluye al menos una apertura de acoplamiento del cabezal.

19. El motor de la reivindicación 18, caracterizado porque la cubierta superior incluye una cavidad de acoplamiento del bloque en contacto superficial con una porción del bloque de cilindros compuesto y un borde de acoplamiento del bloque en contacto superficial con el bloque de cilindros compuesto y que se ubica por debajo de la cavidad de acoplamiento del bloque.

20. El motor de la reivindicación 18, caracterizado porque la camisa de cilindros incluye una o más columnas de acoplamiento de la tapa configuradas para unirse a un aparato de acoplamiento de una tapa de cilindro.