用于內(nèi)燃機的氣缸體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機的氣缸體。
【背景技術(shù)】
[0002]用于機動車的內(nèi)燃機(ICE)通常包括限定了至少一個氣缸的氣缸體，所述氣缸適用于容納往復(fù)運動的、與曲軸相連以驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)的活塞。氣缸被氣缸蓋封閉，所述氣缸蓋與往復(fù)運動的活塞相適配地限定燃燒室。燃料和空氣混合物被反復(fù)充入燃燒室中并被點燃，由此所形成的熱膨脹排出氣體，所述氣體導(dǎo)致活塞的往復(fù)運動。
[0003]內(nèi)燃機的氣缸體承受較高彎曲和扭曲力，并且由此要求氣缸體具有更好的強度和硬度。
[0004]已知的氣缸體在其側(cè)壁上具有一系列傾斜加肋，所述傾斜加肋相對于曲軸定義的軸向方向呈一定夾角地相互交叉。
[0005]在已知的氣缸體中設(shè)有第一組傾斜加肋，該第一組中的每個加肋從大致對應(yīng)于氣缸體側(cè)壁上部的氣缸隔斷壁的位置延伸到大致對應(yīng)于與氣缸底大致對應(yīng)的氣缸體下部的氣缸中心。提供有第二組傾斜加肋，所述第二組的每個加肋從大致對應(yīng)于氣缸體側(cè)壁上部的氣缸中心的位置延伸到大致對應(yīng)于氣缸底的位置，所述第二組的傾斜加肋相對于第一組的傾斜加肋有不同的傾斜方向。
[0006]還設(shè)有橫向加肋，該橫向加肋可在第一和第二組加肋交叉處相交而形成由等腰三角形組成的三角形圖案。
[0007]在三角形圖案的一些三角形內(nèi)，在對應(yīng)于氣缸分隔部的位置上設(shè)有成對的圓柱形部段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，對已知的用于內(nèi)燃機的氣缸體在結(jié)構(gòu)完整性方面進行改進。
[0009]所述技術(shù)問題是通過一種用于內(nèi)燃機的氣缸體解決的，所述氣缸體包括從氣缸體的側(cè)壁凸出的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)包括大量加肋，所述加肋包括第一組沿相對于氣缸的軸線的第一傾斜方向延伸的平行的加肋、第二組沿相對于氣缸的軸線的第二傾斜方向延伸的平行的加肋和第三組與所述傾斜加肋交叉的平行的橫向加肋，以這樣的方式形成加肋的三角形布置結(jié)構(gòu)，其中，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)包括相應(yīng)地在所述加肋的三角形布置結(jié)構(gòu)的頂點上的圓柱形部段。
[0010]按照本發(fā)明的該氣缸體的優(yōu)點在于，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)包括從氣缸體的外表面突出的加肋圖案，用以提高整體氣缸體的硬度，與此同時避免增加總體重量。
[0011]此外，本發(fā)明的上述實施方式中的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)還配置了氣缸體的重要結(jié)構(gòu)性節(jié)點之間的直接連接。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)在氣缸體的頂面至氣缸體的底面上延伸。
[0013]該實施方式的優(yōu)點在于，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)用于提高整個氣缸體(包括圍繞曲柄的體積)的強度。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的三角形是等邊三角形。
[0015]該實施方式的優(yōu)點在于，提供規(guī)則的結(jié)構(gòu)、也即具有規(guī)則圖案的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括提高了氣缸體的強度的發(fā)動機氣缸。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)通過澆鑄完全成型在氣缸體中。
[0017]該實施方式的優(yōu)點在于，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以從改進的、直接將模流的上、下、后和前模具連接起來的澆鑄工藝中獲益。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式，傾斜加肋從基本朝向用于氣缸蓋螺栓的螺栓孔的位置處延伸出。
[0019]該實施方式的優(yōu)點在于，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為加固氣缸體與氣缸蓋之間的區(qū)域提供了連接。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式，至少一個橫向加肋與傾斜加肋相應(yīng)地在水套的下部交叉，并且在該交叉處設(shè)有圓柱形部段。
[0021]該實施方式的優(yōu)點在于，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為加固水套與氣缸的下部之間的過渡區(qū)域設(shè)有連接，并且圓柱形部件可以被用作水套的排放口或其他用途、例如被用作傳感器的底座。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式，至少一個橫向加肋與傾斜加肋相應(yīng)地在曲軸芯交叉，所述曲軸芯包括曲柄并且在該交叉處設(shè)有圓柱形部段。
[0023]該實施方式的優(yōu)點在于，所述圓柱形部段可以被配置用于插入內(nèi)部或氣缸體中，用以抵達曲軸芯。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式，至少一個橫向加肋與傾斜加肋相應(yīng)地在曲軸軸線上交叉，并且在該交叉處設(shè)有圓柱形部段。
[0025]該實施方式的優(yōu)點在于，連續(xù)設(shè)有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，以便在噪聲、震動和粗糙度(NVH)方面得到改進。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式，傾斜加肋向基本朝向用于油底殼螺栓的螺栓孔的位置延伸。
[0027]該實施方式的優(yōu)點在于，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為加固氣缸體與氣缸體下方的油底殼法蘭之間的區(qū)域提供了連接。
[0028]此外，本發(fā)明的另一種實施方式還提供了包含氣缸體的內(nèi)燃機。
[0029]該實施方式的優(yōu)點大體上與所述氣缸體的相同。
【附圖說明】
[0030]以下將根據(jù)附圖通過實施例對多個實施方式進行描述，在附圖中:
[0031]圖1示出了汽車系統(tǒng)；
[0032]圖2示出屬于圖1的汽車系統(tǒng)的內(nèi)燃機的橫截面；
[0033]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的氣缸體的第一視圖；
[0034]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的氣缸體的第二視圖；
[0035]圖5示意性示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的氣缸體上的加肋的圖案部分；
[0036]圖6至圖8示出用于設(shè)計可應(yīng)用在根據(jù)本發(fā)明的任一種實施方式的氣缸體中的加肋圖案的方法的三個步驟。
【具體實施方式】
[0037]以下將結(jié)合附圖描述優(yōu)選的實施方式。
[0038]一些實施例可以包括如圖1和2所示的汽車系統(tǒng)100，其包括具有發(fā)動機缸體120的內(nèi)燃機(ICE) 110，發(fā)動機缸體限定了至少一個氣缸125，其具有活塞140用于轉(zhuǎn)動曲軸145。該曲軸145被容納在曲軸芯(crankcore)中。氣缸蓋130與活塞140配合限定出燃燒室150。燃料和空氣混合物(未示出)被輸入燃燒室150中并且被點火，產(chǎn)生的熱的膨脹廢氣引起活塞140的往復(fù)運動。燃料通過至少一個燃料噴射器160提供，并且空氣通過至少一個進氣口 210提供。燃料在高壓下從燃料軌170供給至燃料噴射器160，該燃油軌與高壓油泵180流體連通以增加來自燃料源190的燃料的壓力。每個氣缸125具有至少兩個氣門215，由與曲軸145同時轉(zhuǎn)動的凸輪軸135驅(qū)動。氣門215選擇性地允許空氣從進氣口 210進入燃燒室150并且交替地允許廢氣流出排氣口 220。在一些實施例中，凸輪相位器155可以選擇性地改變凸輪軸135和曲軸145之間的定時。
[0039]空氣可通過進氣歧管200分配至進氣口 210。進氣管205從周圍環(huán)境中向進氣歧管200提供空氣。在其他實施例中，節(jié)流閥300可以被提供用于調(diào)節(jié)進入歧管200的空氣流。在另一實施例中，強制空氣系統(tǒng)如渦輪增壓機230 (具有可旋轉(zhuǎn)地與渦輪機250耦連的壓縮機240)可以被提供。壓縮機240的旋轉(zhuǎn)增加了管205和歧管200中的空氣的壓力和溫度。設(shè)置在管205中的中冷器260可以降低空氣的溫度。潤輪機250通過從引導(dǎo)來自排氣口 220廢氣的廢氣歧管225接收廢氣并使廢氣經(jīng)由一系列的葉片而膨脹，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。廢氣流出渦輪機250并且被引導(dǎo)至排氣系統(tǒng)270。圖示實施例示出具有VGT執(zhí)行器290的可變截面渦輪增壓器(VGT)，該VGT執(zhí)行器設(shè)置用于移動葉片以改變通過渦輪機250的廢氣流。在其它實施例中，所述渦輪增壓器230可以具有固定截面和/或帶有廢氣門。
[0040]排氣系統(tǒng)270可以包括排氣管275，其具有一個或多個廢氣后處理設(shè)備280。后處理設(shè)備可以是任意設(shè)置用于改變廢氣的成分的設(shè)備。后處理設(shè)備280的一些實施例包括、但不局限于催化器(二元或三元)、氧化催化器、貧NOx阱裝置、烴類吸收器、選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)和顆粒過濾器。其他實施例可以包括耦合在廢氣歧管225和進氣管200之間的廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)。EGR系統(tǒng)300可以包括EGR冷卻器310用于降低EGR系統(tǒng)300中廢氣的溫度。EGR閥320調(diào)節(jié)EGR系統(tǒng)300中的廢氣流。
[0041]汽車系統(tǒng)100還包括與一個或多個關(guān)于ICEllO的傳感器和/或設(shè)備通信的電子控制單元(ECU)450。ECU450可以從各種傳感器接收輸入信號，所述傳感器設(shè)置用于根據(jù)關(guān)于ICEllO的各種物理參數(shù)生成信號。傳感器包括、但是不局限于質(zhì)量氣流和溫度傳感器340、歧管壓力和溫度傳感器350、燃燒壓力傳感器360、冷卻液和機油溫度和液位傳感器380、燃料軌壓力傳感器400、凸輪位置傳感器410、曲軸位置傳感器420、排氣壓力和溫度傳感器430、EGR溫度傳感器440和油門踏板位置傳感器445。此外E⑶450可以向各種控制設(shè)備(設(shè)置用于控制ICEllO的運行)產(chǎn)生輸出信號，所述設(shè)備包括但不局限于噴油器160、節(jié)氣門330、EGR閥320、VGT執(zhí)行器290和凸輪相位器155。要注意的是，虛線用于指示ECU450和各種傳感器及設(shè)備之間的通信設(shè)備，但有些為了清晰被省略。
[0042]對于E⑶450，該裝置包括數(shù)字中央處理單元(CPU)，其與存儲系統(tǒng)或數(shù)據(jù)載體以及接口總線通信。CPU設(shè)置用于執(zhí)行在存儲系統(tǒng)存儲為程序的指示，并且發(fā)送和接收指向/來自接口總線的信號。接口總線可以設(shè)置用于發(fā)送、接收和調(diào)制模擬和/或數(shù)字信號(指向/來自各種傳感器和控制裝置)。所述程序可以體現(xiàn)在此公開的本發(fā)明方法，允許CPU執(zhí)行這種方法的步驟并且控制ICE110。
[0043]存儲在存儲系統(tǒng)中的程序從外部借助電線或以無線方式傳送。在汽車系統(tǒng)100之夕卜，其通常作為計算機程序產(chǎn)品是可見的，其也可以稱為計算機可讀介質(zhì)或機器可讀介質(zhì)，并且應(yīng)該被理解為存儲在載體上的計算機程序編碼，所述載體在屬性上可以是臨時性的或非臨時性的，因此計算機程序產(chǎn)品在屬性上可以視作臨時性的或非臨時性的。
[0044]臨時性的計算機程序產(chǎn)品的示例是信號，例如電磁信號如光學(xué)信號，其是計算機程序代碼的臨時性載體。攜帶這種計算機程序代碼可以通過借助傳統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)如用于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的QPSK調(diào)制所述信號完成，因此代表所述計算機程序代碼的二進制數(shù)據(jù)被外加在臨時性電磁信號上。這種信號(例如當(dāng)以無線形式借助WiFi連接傳送計算機程序代碼至筆記本時)被應(yīng)用。
[0045]在非臨時性計算機程序產(chǎn)品的情況中，計算機程序代碼被收錄在有形的存儲介質(zhì)中。該存儲介質(zhì)然后是上述的非臨時載體，因此計算機程序代碼永久地或非永久地可檢索地存儲在存儲介質(zhì)中或上。存儲介質(zhì)可以是計算機技術(shù)中已知的傳統(tǒng)類型如閃存、專用集成電路、CD或類似物。
[0046]取代E⑶450，該汽車系統(tǒng)100可以具有不同類型的處理器用于提供電子邏輯，例如嵌入式控制器、車載電腦或任何可以設(shè)置在汽車中的處理模塊。
[0047]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的氣缸體120的第一視圖。
[0048]圖3的氣缸體120限定出用于多個缸膛125-128(在該實施例中為四個缸膛)的空間，所述缸膛125-128中的每一個都通過氣缸分隔部625 (見圖4)與相鄰的缸膛隔開，每個氣缸分隔部625都由兩個相鄰氣缸壁的厚度627構(gòu)成。
[0049]氣缸體120還包含側(cè)壁505、頂面520和底面530。
[0050]氣缸體120還限定出可供被活塞140 (為簡明起見未在圖3中示出)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的曲軸145所用的空間。
[0051]從側(cè)壁505中凸出而且包含大量加肋540、540’和545的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)500被一體地提供在氣缸體120的側(cè)壁505的外表面上。
[0052]包含網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)500的氣缸體120可以一體式構(gòu)成、例如通過澆鑄制成。
[0053]網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)500被設(shè)計用于提高氣缸體120的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和強