專利名稱：整體式汽缸曲柄軸箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)，具體的是涉及汽缸曲柄軸箱組件。
技術(shù)背景兩沖程內(nèi)燃機(jī)通常很小(與四沖程發(fā)動機(jī)相比)，因此它們通常用于輕型車 輛，例如摩托車、機(jī)動腳踏兩用車和或機(jī)動化的園林設(shè)備，比如修剪機(jī)、吹風(fēng) 機(jī)和鏈鋸。通常，期望這些發(fā)動機(jī)重量輕。兩沖程發(fā)動機(jī)通常由曲柄軸箱、汽缸體以及汽缸蓋構(gòu)成，統(tǒng)稱為"汽缸曲 柄軸箱短體(short block)"。典型地，汽缸曲柄軸箱短體由單獨元件制成，這些 單獨元件需要加工并緊固在一起，因此需要在一定公差內(nèi)小心加工安裝孔。而 且，緊固件將給汽缸曲柄軸箱短體增加額外的重量。汽缸曲柄軸箱短體還需要在元件之間設(shè)置密封件，以避免空氣和/或燃料的 泄漏。密封件的使用使汽缸曲柄軸箱受到失效的影響，例如密封件的磨損或者 泄漏。本人的美國專利No. 2489150公開了一種一體鑄造的汽缸曲柄軸箱和汽缸 體。汽缸蓋是單獨的元件，必須安裝在汽缸體上，因此在汽缸體被汽缸蓋蓋上 之前軸套可以被壓入汽缸體內(nèi)。類似的，Chatourel的美國專利No. 3983852公開 了一種具有一體汽缸蓋的單件的汽缸和曲柄軸箱。然而，Chatourd的汽缸和曲柄軸箱鑄件需要連接到鑄件上的單獨的蓋。這個蓋"密封"鑄件并且用作凸輪 軸的支撐或支持面。發(fā)明內(nèi)容這里公開的汽缸曲柄軸箱包括汽缸體，所述汽缸體具有用于容納火花塞的汽缸蓋。所述汽缸曲柄軸箱還包括曲柄軸箱以及用于支撐曲柄軸的曲柄臂。所 述汽缸體、汽缸蓋、曲柄軸箱以及曲柄臂是單一的整體件。本發(fā)明所公開的還包括形成汽缸曲柄軸箱的一種方法。所述方法包括將汽 缸體、汽缸蓋、曲柄軸箱以及曲柄臂形成為單一的整體件，使得無需任何緊固 件和墊圈而形成汽缸曲柄軸箱。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供一種汽缸曲柄軸箱，包括汽缸體，所 述汽缸體具有用于容納火花塞的汽缸蓋；連接于所述汽缸體的曲柄軸箱；以及 用于支撐與所述曲柄軸箱相連的曲柄軸的曲柄臂，其中，所述汽缸體、汽缸蓋、 曲柄軸箱以及曲柄臂是單一的整體件。所述汽缸體可以進(jìn)一步包括用于氣體混合物燃燒的腔室，以及將氣體混合 物從所述曲柄軸箱傳輸?shù)剿銮皇覂?nèi)的至少一個通道，更優(yōu)選地是包括四個這 種通道。所述汽缸蓋可以包括與所述汽缸體的多個散熱片鄰近(contiguous)的至少一個散熱片。所述汽缸曲柄軸箱可以進(jìn)一步包括設(shè)置在所述汽缸體內(nèi)的金屬汽缸軸套， 其中，所述汽缸體、汽缸蓋、曲柄軸箱以及曲柄臂模制在所述汽缸軸套上方。所述曲柄軸箱可以進(jìn)一步包括圍繞所述曲柄臂的多個指部，所述指部方便 了冷卻空氣流入所述汽缸體內(nèi)。所述多個指部中的至少兩個設(shè)置在所述曲柄軸 箱的下部，并且其中，所述曲柄軸箱進(jìn)一步包括設(shè)置在所述多個指部中的至少 兩個之間的孔，所述孔允許冷卻空氣經(jīng)過所述指部之間。冷卻空氣流入所述汽 缸體內(nèi)進(jìn)一步包括逆流模式。在優(yōu)選實施方式中，所述汽缸體包括至少一個用于安裝點火模塊的突起。在另一方面，本發(fā)明提出一種汽缸曲柄軸箱，包括汽缸體，所述汽缸體具有用于容納火花塞的汽缸蓋；以及曲柄軸箱，所述曲柄軸箱具有用于支撐發(fā)動 機(jī)的曲柄軸的曲柄臂，其中，改進(jìn)包括將所述汽缸體、汽缸蓋以及曲柄軸箱鑄 造成單一的整體件。所述汽缸體、汽缸蓋以及曲柄軸箱優(yōu)選地由不銹鋼、鑄鐵或鋁形成。 在又一方面中，本發(fā)明提出一種形成汽缸曲柄軸箱的方法，其中，所述方 法包括將汽缸體、汽缸蓋、曲柄軸箱以及曲柄臂形成為單一的整體件，使得無 需任何用于連接額外元件的緊固件和墊圈而形成汽缸曲柄軸箱。所述汽缸體、汽缸蓋、曲柄軸箱以及曲柄臂優(yōu)選地是壓力鑄造或注射成型 而成。所述汽缸體、汽缸蓋、曲柄軸箱以及曲柄臂可以模制在所述汽缸體內(nèi)設(shè)置 的金屬軸套上方。


圖1是連接有額外發(fā)動機(jī)元件的汽缸曲柄軸箱的前透視圖。圖2是圖1的汽缸曲柄軸箱的后透視圖。 圖3是沒有額外發(fā)動機(jī)元件的圖1的汽缸曲柄軸箱的底視圖。 圖4是汽缸曲柄軸箱的作為選擇的實施方式的前透視圖。 圖5是圖3的汽缸曲柄軸箱的頂視圖。圖6是汽缸曲柄軸箱的后平視圖，其中汽缸體和曲柄軸箱的一部分被移除。 圖7是汽缸曲柄軸箱的側(cè)視圖，其中汽缸體和曲柄軸箱的一部分被移除。
具體實施方式
參考圖1和圖2，圖中示出了用于兩沖程汽缸發(fā)動機(jī)的整體式汽缸曲柄軸箱 2。該汽缸曲柄軸箱一體地鑄造成單一的或者整體的部件，典型地是通過壓力鑄 造或注射成型工藝實現(xiàn)。汽缸曲柄軸箱2可以由鋼、鋁、鎂或者適于承受發(fā)動 機(jī)產(chǎn)生的高溫的任何其他金屬或合金。汽缸曲柄軸箱2包括曲柄軸箱4、汽缸體6以及汽缸蓋8。曲柄軸箱4包括 框架10。框架10的中心具有用于支撐曲柄軸14的曲柄臂12。曲柄臂12還支 撐用于平衡發(fā)動機(jī)的配重15 (圖2)。所述配重包括連接桿聯(lián)結(jié)點16，用于連接桿18和相關(guān)軸承20的連接。參考圖6和7，曲柄臂12的每一端優(yōu)選地包括軸 承孔28，每個軸承孔支撐與曲柄軸14相關(guān)的支撐軸承(未示出)。根據(jù)發(fā)動機(jī) 本體的構(gòu)造，曲柄臂12和軸承孔28可以對稱或者偏心地設(shè)置在框架10內(nèi)。優(yōu) 選地，軸承孔28—體地鑄造成整體式汽缸曲柄軸箱2的一部分。然而，在作為 選擇的實施方式中，軸承孔可以加工在汽缸曲柄軸箱中。所述曲柄軸箱包括圍繞曲柄臂12的多個指部22。下指部24用作散熱片以 方便冷空氣進(jìn)入汽缸體內(nèi)來冷卻汽缸曲柄軸箱2。參考圖1和圖7，空氣優(yōu)選地 通過由箭頭33所示的逆流模式吸入汽缸體內(nèi)部。為了冷卻汽缸曲柄軸箱，冷卻 空氣從曲柄軸箱的后面(也就是與容納曲柄臂12的側(cè)面相對的側(cè)面)進(jìn)入位于 下指部24之間的孔26內(nèi)。在通過孔26的情況下，空氣進(jìn)入曲柄軸箱并進(jìn)入汽 缸體(圖2和圖3)。空氣通過位于汽缸體外表面36上的多個散熱片34排出。汽缸體6還包括用于連接不同發(fā)動機(jī)元件的幾個部分。例如，汽缸體包括 至少一個突起38，突起38具有安裝螺紋，用以安裝像點火模塊那樣的火花塞點 火器。如圖1和圖4所示，突起38可以具有適于火花塞點火器安裝的多種結(jié)構(gòu)。汽缸體6還包括排氣安裝件40和化油器安裝件42，分別用于連接排氣件和 化油器。盡管排氣和化油器安裝件40、 42可以以彼此不同的方式構(gòu)造(也就是 并排等方式)，但本領(lǐng)域技術(shù)人員能想到優(yōu)選地是將排氣和化油器安裝件40、 42 設(shè)置在汽缸體6的相對側(cè)，使得化油器承受的來自排氣的熱量減少。汽缸體包括腔室32，用于容納往復(fù)運動的活塞組件，該組件在腔室內(nèi)移動 且連接于上述連接桿18。如下面進(jìn)一步解釋的，所述腔室也容納來自曲柄軸箱 的燃料和空氣的氣體混合物。汽缸體的下面46包括開口 48，該開口48允許活 塞組件放置在腔室32內(nèi)。參考圖6和圖7，汽缸體還包括多個通道30，所述通道方便了氣體混合物從曲柄軸箱流入汽缸體的所述腔室內(nèi)。優(yōu)選地，汽缸體包 括四個端口 (port)。通道30—體地鑄造成整體式汽缸曲柄軸箱2的一部分。汽缸蓋8設(shè)置在汽缸體6頂部，并且如上面解釋的與汽缸體6和曲柄軸箱4 整體鑄造。盡管汽缸蓋8可以具有多種結(jié)構(gòu)，但在優(yōu)選實施方式中，汽缸蓋8包括至少一個散熱片50，該散熱片50同與汽缸體6相結(jié)合的多個散熱片34類 似。散熱片50包括開口52，該開口 52開向汽缸體的腔室32內(nèi)。開口52用于 容納火花塞54，火花塞螺旋通過汽缸蓋8，并且部分地進(jìn)入腔室32。發(fā)動機(jī)的操作如下隨著活塞組件在腔室內(nèi)向上移動，將產(chǎn)生真空，將燃 料和空氣的混合物從化油器吸入曲柄軸箱內(nèi)。同時，在活塞的向上沖程期間， 任何已經(jīng)在腔室內(nèi)的氣體混合物將被壓縮且被火花塞點燃，從而產(chǎn)生高壓沖力。 之后這個沖力將沿向下的方向驅(qū)動活塞，以允許保留在腔室內(nèi)的任何氣體通過 排氣件排出，并且允許曲柄軸箱中的氣體混合物借助通過通道而進(jìn)入腔室內(nèi)。 活塞的向上和向下運動將驅(qū)動連接桿和曲柄軸。如上面描述的，整個汽缸曲柄軸箱(也就是包括曲柄臂和汽缸孔的曲柄軸 箱、汽缸體和汽缸蓋)鑄造成一個整體件。本發(fā)明的汽缸曲柄軸箱因此消除了 對用于裝配汽缸曲柄軸箱的額外緊固件以及部件的需要。這提供了幾個好處1) 形成汽缸曲柄軸箱的部件不需要被加工以"匹配"或者具有用于緊固件的定位 孔，2)由于缺少緊固件，所以汽缸曲柄軸箱的重量將減少，3)由于汽缸曲柄 軸箱是整體的，所以在部件緊固到一起的區(qū)域最容易發(fā)生的連接弱化和破裂將 極大減少。而且，與現(xiàn)有技術(shù)的汽缸曲柄軸箱不同，本發(fā)明的汽缸曲柄軸箱能 夠通過一體的軸承孔來支撐軸承，不需要額外的單獨的支撐元件。同樣，所述整體式汽缸曲柄軸箱還消除了對墊圈和其他密封件的需要，這 些元件典型地是用于緊固到一起的汽缸曲柄軸箱。這也提供了進(jìn)一步減少汽缸 曲柄軸箱重量的優(yōu)點，并且消除了與密封件相關(guān)的失效，例如可導(dǎo)致壓縮損失 的磨損和泄漏。優(yōu)選地，汽缸曲柄軸箱還可以通過其他工藝制成，并且仍然保留了上面的 若干優(yōu)點。汽缸曲柄軸箱可以通過注射成型形成。由像鑄鐵那樣的材料制成的 金屬汽缸軸套然后可以通過汽缸體中的開口 48來插入汽缸體內(nèi)。不僅僅可實現(xiàn) 上面的優(yōu)點，軸套的增加也將減少發(fā)動機(jī)所產(chǎn)生的噪音。在作為選擇的實施方 式中，當(dāng)汽缸曲柄軸箱形成的時候，汽缸曲柄軸箱可以被模制在軸套上方。因此前面詳細(xì)的描述的作用是用于闡釋而不是限制，并且可以理解后面的 權(quán)利要求包括所有旨在限定本發(fā)明的范圍的等價物。例如，盡管汽缸曲柄軸箱2 己經(jīng)結(jié)合兩沖程汽缸發(fā)動機(jī)的使用來描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解該整體式 汽缸曲柄軸箱可以同四沖程發(fā)動機(jī)結(jié)合使用。
權(quán)利要求
1. 一種汽缸曲柄軸箱，包括汽缸體，所述汽缸體具有用于容納火花塞的汽缸蓋；曲柄軸箱，所述曲柄軸箱與所述汽缸體相連；以及曲柄臂，所述曲柄臂用于支撐與所述曲柄軸箱相連的曲柄軸；其中，所述汽缸體、汽缸蓋、曲柄軸箱以及曲柄臂是單一的整體件。
2. 如權(quán)利要求l所述的汽缸曲柄軸箱，其中，所述汽缸體進(jìn)一步包括用于 氣體混合物的燃燒的腔室。
3. 如權(quán)利要求l所述的汽缸曲柄軸箱，其中，所述汽缸體進(jìn)一步包括用于 將氣體混合物從所述曲柄軸箱傳輸?shù)剿銮皇覂?nèi)的至少一個通道。
4. 如權(quán)利要求3所述的汽缸曲柄軸箱，其中，所述至少一個通道為四個通道。
5. 如權(quán)利要求l所述的汽缸曲柄軸箱，其中，所述汽缸蓋包括與所述汽缸 體的多個散熱片鄰近的至少一個散熱片。
6. 如權(quán)利要求1所述的汽缸曲柄軸箱，進(jìn)一步包括 設(shè)置在所述汽缸體內(nèi)的金屬汽缸軸套；其中，所述汽缸體、汽缸蓋、曲柄軸箱以及曲柄臂模制在所述汽缸軸套上方。
7. 如權(quán)利要求l所述的汽缸曲柄軸箱，其中，所述曲柄軸箱進(jìn)一步包括圍 繞所述曲柄臂的多個指部，所述指部方便了冷卻空氣流入所述汽缸體內(nèi)。
8. 如權(quán)利要求7所述的汽缸曲柄軸箱，其中，所述多個指部中的至少兩個 設(shè)置在所述曲柄軸箱的下部，并且其中，所述曲柄軸箱進(jìn)一步包括設(shè)置在所述 多個指部中的至少兩個指部之間的孔，所述孔允許冷卻空氣經(jīng)過所述指部之間。
9. 如權(quán)利要求7所述的汽缸曲柄軸箱，其中，冷卻空氣流入所述汽缸體內(nèi)進(jìn)一步包括逆流模式。
10. 如權(quán)利要求1所述的汽缸曲柄軸箱，其中，所述汽缸體包括至少一個用于安裝點火模塊的突起。
11. 一種汽缸曲柄軸箱，包括汽缸體，所述汽缸體具有用于容納火花塞的汽缸蓋；以及曲柄軸箱，所述曲柄軸箱具有用于支撐發(fā)動機(jī)的曲柄軸的曲柄臂，其中，改進(jìn)包括將所述汽缸體、汽缸蓋以及曲柄軸箱鑄造成單一的整體件。
12. 如權(quán)利要求ll所述的汽缸曲柄軸箱，其中，所述汽缸體、汽缸蓋以及 曲柄軸箱由不銹鋼形成。
13. 如權(quán)利要求ll所述的汽缸曲柄軸箱，其中，所述汽缸體、汽缸蓋以及 曲柄軸箱由鋁形成。
14. 如權(quán)利要求ll所述的汽缸曲柄軸箱，其中，所述汽缸體、汽缸蓋以及 曲柄軸箱由鑄鐵形成。
15. 如權(quán)利要求ll所述的汽缸曲柄軸箱，其中，所述汽缸體包括火花塞點 火器。
16. 如權(quán)利要求ll所述的汽缸曲柄軸箱，其中，所述汽缸體進(jìn)一步包括用 于容納活塞組件的腔室。
17. 如權(quán)利要求ll所述的汽缸曲柄軸箱，其中，所述曲柄軸箱進(jìn)一步包括 圍繞所述曲柄臂的多個指部，所述指部方便了冷卻空氣流入所述汽缸體內(nèi)。
18. 如權(quán)利要求17所述的汽缸曲柄軸箱，其中，所述多個指部中的至少兩 個設(shè)置在所述曲柄軸箱的下部，并且其中，所述曲柄軸箱進(jìn)一步包括設(shè)置在所 述多個指部中的至少兩個指部之間的孔，所述孔允許冷卻空氣經(jīng)過所述指部之 間。
19. 如權(quán)利要求18所述的汽缸曲柄軸箱，其中，冷卻空氣流入所述汽缸體內(nèi)進(jìn)一步包括逆流模式。
20. 如權(quán)利要求ll所述的汽缸曲柄軸箱，其中，所述汽缸體進(jìn)一步包括用 于氣體混合物的燃燒的腔室。
21. 如權(quán)利要求ll所述的汽缸曲柄軸箱，其中，所述汽缸體進(jìn)一步包括多 個端口 ，用于使氣體混合物從所述曲柄軸箱流入所述腔室內(nèi)。
22. —種形成汽缸曲柄軸箱的方法，其中，所述方法包括將汽缸體、汽缸 蓋、曲柄軸箱以及曲柄臂形成為單一的整體件，使得無需任何用于連接額外元 件的緊固件和墊圈而形成所述汽缸曲柄軸箱。
23. 如權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述汽缸體、汽缸蓋、曲柄軸箱以 及曲柄臂是壓鑄而成的。
24. 如權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述汽缸體、汽缸蓋、曲柄軸箱以及曲柄臂是注射成型的。
25. 如權(quán)利要求24所述的方法，進(jìn)一步包括將所述汽缸體、汽缸蓋、曲柄 軸箱以及曲柄臂模制在金屬軸套上方，其中所述軸套設(shè)置在所述汽缸體內(nèi)。
26. 如權(quán)利要求24所述的方法，進(jìn)一步包括將金屬軸套插入所述汽缸體內(nèi)。
27. 如權(quán)利要求22所述的方法，進(jìn)一步包括將多個指部形成為單一的整體 件，所述多個指部圍繞所述曲柄臂。
28. 如權(quán)利要求22所述的方法，進(jìn)一步包括將多個通道形成為單一的整體 件，所述多個端口設(shè)置在所述汽缸體內(nèi)。
全文摘要
公開了一種汽缸曲柄軸箱，所述汽缸曲柄軸箱包括汽缸體，所述汽缸體具有用于容納火花塞的汽缸蓋。所述汽缸曲柄軸箱還包括曲柄軸箱以及用于支撐曲柄軸的曲柄臂。所述汽缸體、汽缸蓋、曲柄軸箱以及曲柄臂是單一的整體件。
文檔編號F02F1/00GK101225776SQ20071011134
公開日2008年7月23日 申請日期2007年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月19日
發(fā)明者A·S·托馬斯, C·A·小埃金斯, F·T·羅梅羅, J·F·莫里斯, N·S·馬韋納哈里, R·克林克, 戴維·R·布勞爾 申請人:創(chuàng)科實業(yè)有限公司