用于内燃机的气缸体的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种用于内燃机的气缸体。
【背景技术】
[0002]用于机动车的内燃机(ICE)通常包括限定了至少一个气缸的气缸体，所述气缸适用于容纳往复运动的、与曲轴相连以驱动其旋转的活塞。气缸被气缸盖封闭，所述气缸盖与往复运动的活塞相适配地限定燃烧室。燃料和空气混合物被反复充入燃烧室中并被点燃，由此所形成的热膨胀排出气体，所述气体导致活塞的往复运动。
[0003]内燃机的气缸体承受较高弯曲和扭曲力，并且由此要求气缸体具有更好的强度和硬度。
[0004]已知的气缸体在其侧壁上具有一系列倾斜加肋，所述倾斜加肋相对于曲轴定义的轴向方向呈一定夹角地相互交叉。
[0005]在已知的气缸体中设有第一组倾斜加肋，该第一组中的每个加肋从大致对应于气缸体侧壁上部的气缸隔断壁的位置延伸到大致对应于与气缸底大致对应的气缸体下部的气缸中心。提供有第二组倾斜加肋，所述第二组的每个加肋从大致对应于气缸体侧壁上部的气缸中心的位置延伸到大致对应于气缸底的位置，所述第二组的倾斜加肋相对于第一组的倾斜加肋有不同的倾斜方向。
[0006]还设有横向加肋，该横向加肋可在第一和第二组加肋交叉处相交而形成由等腰三角形组成的三角形图案。
[0007]在三角形图案的一些三角形内，在对应于气缸分隔部的位置上设有成对的圆柱形部段。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题在于，对已知的用于内燃机的气缸体在结构完整性方面进行改进。
[0009]所述技术问题是通过一种用于内燃机的气缸体解决的，所述气缸体包括从气缸体的侧壁凸出的网状结构，所述网状结构包括大量加肋，所述加肋包括第一组沿相对于气缸的轴线的第一倾斜方向延伸的平行的加肋、第二组沿相对于气缸的轴线的第二倾斜方向延伸的平行的加肋和第三组与所述倾斜加肋交叉的平行的横向加肋，以这样的方式形成加肋的三角形布置结构，其中，所述网状结构包括相应地在所述加肋的三角形布置结构的顶点上的圆柱形部段。
[0010]按照本发明的该气缸体的优点在于，网状结构包括从气缸体的外表面突出的加肋图案，用以提高整体气缸体的硬度，与此同时避免增加总体重量。
[0011]此外，本发明的上述实施方式中的网状结构还配置了气缸体的重要结构性节点之间的直接连接。
[0012]根据本发明的另一种实施方式，所述网状结构在气缸体的顶面至气缸体的底面上延伸。
[0013]该实施方式的优点在于，网状结构用于提高整个气缸体(包括围绕曲柄的体积)的强度。
[0014]根据本发明的另一种实施方式，所述网状结构的三角形是等边三角形。
[0015]该实施方式的优点在于，提供规则的结构、也即具有规则图案的结构，所述结构包括提高了气缸体的强度的发动机气缸。
[0016]根据本发明的另一种实施方式，所述网状结构通过浇铸完全成型在气缸体中。
[0017]该实施方式的优点在于，所述网状结构可以从改进的、直接将模流的上、下、后和前模具连接起来的浇铸工艺中获益。
[0018]根据本发明的另一种实施方式，倾斜加肋从基本朝向用于气缸盖螺栓的螺栓孔的位置处延伸出。
[0019]该实施方式的优点在于，所述网状结构为加固气缸体与气缸盖之间的区域提供了连接。
[0020]根据本发明的另一种实施方式，至少一个横向加肋与倾斜加肋相应地在水套的下部交叉，并且在该交叉处设有圆柱形部段。
[0021]该实施方式的优点在于，所述网状结构为加固水套与气缸的下部之间的过渡区域设有连接，并且圆柱形部件可以被用作水套的排放口或其他用途、例如被用作传感器的底座。
[0022]根据本发明的另一种实施方式，至少一个横向加肋与倾斜加肋相应地在曲轴芯交叉，所述曲轴芯包括曲柄并且在该交叉处设有圆柱形部段。
[0023]该实施方式的优点在于，所述圆柱形部段可以被配置用于插入内部或气缸体中，用以抵达曲轴芯。
[0024]根据本发明的另一种实施方式，至少一个横向加肋与倾斜加肋相应地在曲轴轴线上交叉，并且在该交叉处设有圆柱形部段。
[0025]该实施方式的优点在于，连续设有网状结构，以便在噪声、震动和粗糙度(NVH)方面得到改进。
[0026]根据本发明的另一种实施方式，倾斜加肋向基本朝向用于油底壳螺栓的螺栓孔的位置延伸。
[0027]该实施方式的优点在于，所述网状结构为加固气缸体与气缸体下方的油底壳法兰之间的区域提供了连接。
[0028]此外，本发明的另一种实施方式还提供了包含气缸体的内燃机。
[0029]该实施方式的优点大体上与所述气缸体的相同。
【附图说明】
[0030]以下将根据附图通过实施例对多个实施方式进行描述，在附图中:
[0031]图1示出了汽车系统；
[0032]图2示出属于图1的汽车系统的内燃机的横截面；
[0033]图3示出根据本发明的一种实施方式的气缸体的第一视图；
[0034]图4示出根据本发明的一种实施方式的气缸体的第二视图；
[0035]图5示意性示出根据本发明的一种实施方式的气缸体上的加肋的图案部分；
[0036]图6至图8示出用于设计可应用在根据本发明的任一种实施方式的气缸体中的加肋图案的方法的三个步骤。
【具体实施方式】
[0037]以下将结合附图描述优选的实施方式。
[0038]一些实施例可以包括如图1和2所示的汽车系统100，其包括具有发动机缸体120的内燃机(ICE) 110，发动机缸体限定了至少一个气缸125，其具有活塞140用于转动曲轴145。该曲轴145被容纳在曲轴芯(crankcore)中。气缸盖130与活塞140配合限定出燃烧室150。燃料和空气混合物(未示出)被输入燃烧室150中并且被点火，产生的热的膨胀废气引起活塞140的往复运动。燃料通过至少一个燃料喷射器160提供，并且空气通过至少一个进气口 210提供。燃料在高压下从燃料轨170供给至燃料喷射器160，该燃油轨与高压油泵180流体连通以增加来自燃料源190的燃料的压力。每个气缸125具有至少两个气门215，由与曲轴145同时转动的凸轮轴135驱动。气门215选择性地允许空气从进气口 210进入燃烧室150并且交替地允许废气流出排气口 220。在一些实施例中，凸轮相位器155可以选择性地改变凸轮轴135和曲轴145之间的定时。
[0039]空气可通过进气歧管200分配至进气口 210。进气管205从周围环境中向进气歧管200提供空气。在其他实施例中，节流阀300可以被提供用于调节进入歧管200的空气流。在另一实施例中，强制空气系统如涡轮增压机230 (具有可旋转地与涡轮机250耦连的压缩机240)可以被提供。压缩机240的旋转增加了管205和歧管200中的空气的压力和温度。设置在管205中的中冷器260可以降低空气的温度。润轮机250通过从引导来自排气口 220废气的废气歧管225接收废气并使废气经由一系列的叶片而膨胀，从而产生转动。废气流出涡轮机250并且被引导至排气系统270。图示实施例示出具有VGT执行器290的可变截面涡轮增压器(VGT)，该VGT执行器设置用于移动叶片以改变通过涡轮机250的废气流。在其它实施例中，所述涡轮增压器230可以具有固定截面和/或带有废气门。
[0040]排气系统270可以包括排气管275，其具有一个或多个废气后处理设备280。后处理设备可以是任意设置用于改变废气的成分的设备。后处理设备280的一些实施例包括、但不局限于催化器(二元或三元)、氧化催化器、贫NOx阱装置、烃类吸收器、选择性催化还原(SCR)系统和颗粒过滤器。其他实施例可以包括耦合在废气歧管225和进气管200之间的废气再循环(EGR)系统。EGR系统300可以包括EGR冷却器310用于降低EGR系统300中废气的温度。EGR阀320调节EGR系统300中的废气流。
[0041]汽车系统100还包括与一个或多个关于ICEllO的传感器和/或设备通信的电子控制单元(ECU)450。ECU450可以从各种传感器接收输入信号，所述传感器设置用于根据关于ICEllO的各种物理参数生成信号。传感器包括、但是不局限于质量气流和温度传感器340、歧管压力和温度传感器350、燃烧压力传感器360、冷却液和机油温度和液位传感器380、燃料轨压力传感器400、凸轮位置传感器410、曲轴位置传感器420、排气压力和温度传感器430、EGR温度传感器440和油门踏板位置传感器445。此外E⑶450可以向各种控制设备(设置用于控制ICEllO的运行)产生输出信号，所述设备包括但不局限于喷油器160、节气门330、EGR阀320、VGT执行器290和凸轮相位器155。要注意的是，虚线用于指示ECU450和各种传感器及设备之间的通信设备，但有些为了清晰被省略。
[0042]对于E⑶450，该装置包括数字中央处理单元(CPU)，其与存储系统或数据载体以及接口总线通信。CPU设置用于执行在存储系统存储为程序的指示，并且发送和接收指向/来自接口总线的信号。接口总线可以设置用于发送、接收和调制模拟和/或数字信号(指向/来自各种传感器和控制装置)。所述程序可以体现在此公开的本发明方法，允许CPU执行这种方法的步骤并且控制ICE110。
[0043]存储在存储系统中的程序从外部借助电线或以无线方式传送。在汽车系统100之夕卜，其通常作为计算机程序产品是可见的，其也可以称为计算机可读介质或机器可读介质，并且应该被理解为存储在载体上的计算机程序编码，所述载体在属性上可以是临时性的或非临时性的，因此计算机程序产品在属性上可以视作临时性的或非临时性的。
[0044]临时性的计算机程序产品的示例是信号，例如电磁信号如光学信号，其是计算机程序代码的临时性载体。携带这种计算机程序代码可以通过借助传统的调制技术如用于数字数据的QPSK调制所述信号完成，因此代表所述计算机程序代码的二进制数据被外加在临时性电磁信号上。这种信号(例如当以无线形式借助WiFi连接传送计算机程序代码至笔记本时)被应用。
[0045]在非临时性计算机程序产品的情况中，计算机程序代码被收录在有形的存储介质中。该存储介质然后是上述的非临时载体，因此计算机程序代码永久地或非永久地可检索地存储在存储介质中或上。存储介质可以是计算机技术中已知的传统类型如闪存、专用集成电路、CD或类似物。
[0046]取代E⑶450，该汽车系统100可以具有不同类型的处理器用于提供电子逻辑，例如嵌入式控制器、车载电脑或任何可以设置在汽车中的处理模块。
[0047]图3示出了根据本发明的一种实施方式的气缸体120的第一视图。
[0048]图3的气缸体120限定出用于多个缸膛125-128(在该实施例中为四个缸膛)的空间，所述缸膛125-128中的每一个都通过气缸分隔部625 (见图4)与相邻的缸膛隔开，每个气缸分隔部625都由两个相邻气缸壁的厚度627构成。
[0049]气缸体120还包含侧壁505、顶面520和底面530。
[0050]气缸体120还限定出可供被活塞140 (为简明起见未在图3中示出)驱动旋转的曲轴145所用的空间。
[0051]从侧壁505中凸出而且包含大量加肋540、540’和545的网状结构500被一体地提供在气缸体120的侧壁505的外表面上。
[0052]包含网状结构500的气缸体120可以一体式构成、例如通过浇铸制成。
[0053]网状结构500被设计用于提高气缸体120的结构稳定性和强