内燃机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种内燃机，特别是气缸盖与气缸体之间由螺栓紧固连接的内燃机。
【背景技术】
[0002]通常，内燃机的气缸体上部隔着垫片配置着气缸盖，气缸盖通过多个螺栓被紧固连接在气缸体上。
[0003]内燃机运行时，气缸盖和气缸体会因热膨胀而发生变形。由于气缸盖与气缸体由螺栓紧固连接，所以，因螺栓的紧固而产生的拉力对上述变形产生一定影响。
[0004]例如，在气缸排列方向的前侧(或前侧及后侧)未设置水套的气缸体中，无水套的气缸与有水套的气缸相比，因螺栓紧固而产生的变形更大。以往，紧固连接用的多个螺栓均采用相同的尺寸，而且，气缸排列方向的端部(前侧及后侧)的螺栓间距与中间部分的螺栓间距不同。因此，气缸体中不同部位的变形不均等，整体上变形量较大。
[0005]在气缸体的变形量大且变形不均等的情况下，会出现曲轴的摩擦损失增大的问题。曲轴通常由设在气缸体中的轴承支承，轴承因内燃机的类型而异。直列四缸内燃机的场合，轴承大致设在气缸体的五个部位。若因气缸体的变形而使这些轴承的同轴度降低，则曲轴会产生较大的摩擦损失，该摩擦损失是内燃机燃费增加的要因之一。
【实用新型内容】
[0006]针对上述技术问题，本实用新型的目的在于，提供一种能抑制气缸体的变形量，从而降低摩擦损失的内燃机。
[0007]作为解决上述技术问题的技术方案，本实用新型提供一种内燃机，该内燃机包括气缸体和气缸盖，所述气缸体与所述气缸盖之间由多个螺栓紧固连接，其特征在于:从所述气缸体的前端部至后端部，沿气缸的排列方向设置有多个用于插入所述螺栓的螺栓孔，位于所述气缸体的前端部、后端部的所述螺栓孔所对应的螺栓尺寸小于其他部位的所述螺栓孔所对应的螺栓尺寸，所述多个螺栓孔的沉孔深度之差在±5mm以内。
[0008]具有上述结构的本实用新型的内燃机的优点在于，由于位于气缸体的前端部、后端部的螺栓孔所对应的螺栓尺寸小于其他部位的螺栓孔所对应的螺栓尺寸，所以，位于气缸体的前端部、后端部的螺栓孔中插入的螺栓的尺寸小于其他部位的螺栓孔中插入的螺栓的尺寸，这样便能减小容易变形的气缸体两端所受的螺栓轴向力，从而避免气缸体两端变形过大的情况发生，进一步，由于多个螺栓孔的沉孔深度之差在±5mm以内，所以气缸体上紧固力所作用的深度基本一致，能使气缸体的变形均匀。其结果，能够防止在气缸体中支承曲轴的各轴承间的同轴度降低，从而减小摩擦损失，抑制燃费增加。
【附图说明】
[0009]图1是表示本实用新型的一种实施方式的内燃机的气缸盖与气缸体间的螺栓紧固连接部分的截面图。
[0010]图2是表不从气缸盖一侧看到的气缸体的俯视图。
[0011]图3是表示将沉孔深度设定为端部较深时曲轴不同部位的位移的曲线图。
[0012]图4是表示将沉孔深度设定为整体大致相同时曲轴不同部位的位移的曲线图。
[0013]图5是表示将沉孔深度设定为除端部以外较深时曲轴不同部位的位移的曲线图。
【具体实施方式】
[0014]以下，参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。
[0015]本实用新型的内燃机如图1及图2所示，气缸盖I与气缸体2间由多个螺栓5紧固连接。在本实施方式中，以对直列四缸内燃机采用本实用新型的结构为例进行说明。
[0016]如图2所示，在各个气缸周围各设有4根将气缸盖I与气缸体2紧固连接的螺栓
5。另外，相邻接的气缸之间共用2根螺栓5，因而，总共配置有10根(5对)螺栓5。
[0017]气缸体2中设有水套3。水套3是供冷却内燃机用的冷却水循环的路径。但是，水套3未形成在内燃机的前侧。
[0018]如上所述，气缸排列方向的前侧(或者前侧及后侧)未设置水套3的气缸体2中，无水套3的气缸与有水套3的气缸相比，因螺栓的紧固而产生的变形更大。由于气缸体2的变形不均等，因而在气缸体2中支承着曲轴的各个曲轴轴承(未图示)间的同轴度会降低，从而导致摩擦损失增大，燃费增加。
[0019]因此，本实施方式的内燃机通过改善气缸盖I与气缸体2间的螺栓紧固连接结构，来防止曲轴轴承的同轴度降低。
[0020]具体而言，本实施方式的内燃机中，将气缸盖I与气缸体2紧固连接的螺栓5被加工成，气缸排列方向的端部(前侧及后侧)的螺栓5A的螺栓尺寸不同于端部以外部位的螺栓5B的螺栓尺寸。即，在端部使用的螺栓5A的尺寸比在端部以外的部位使用的螺栓5B的尺寸更小。由此，能够使较易发生变形的气缸体2端部的螺栓5A的轴向力降低，从而减小气缸体2端部的变形。
[0021]另外，从气缸体2的前侧至后侧，沿气缸的排列方向设有10个(5对)用于供螺栓5插入的螺栓孔。在这些螺栓孔中设有沉孔(即，未加工螺纹的平壁部分)，且所有螺栓孔的沉孔深度大致均等。在此，所有螺栓孔的沉孔深度之差被设定在±5mm以内。例如，如图1所示，端部螺栓孔的沉孔深度为35mm，端部以外的螺栓孔的沉孔深度为40mm。通过这样按螺栓孔将沉孔深度设定在相互接近的范围内，能使气缸体2上的螺栓的紧固力作用的深度一致，从而使气缸体2的变形均匀。
[0022]图3?图5是表示与气缸体2上设置的各个螺栓孔相对应的曲轴的不同部位的位移(曲轴轴心在气缸体2高度方向上的位移)的曲线图，各图分别示出采用不同的螺栓孔沉孔深度的情况下的结果。
[0023]图3?图5中，横轴表示螺栓孔的中心至气缸体2的长度方向的中心的距离；纵轴表示曲轴轴心在气缸体2的高度方向的位移，从前侧(Fr)排列至后侧(Rr)的5对黑点分别示出与排列在气缸体2的前侧至后侧的5对螺栓孔对应的曲轴的各部位的位移。
[0024]图3示出将端部(前侧(Fr)及后侧(Rr))的螺栓孔的沉孔深度设定得较深(端部螺栓孔的沉孔深度比端部以外的螺栓孔的沉孔深5mm)的情况下的结果。如图3所示，在此情况下，由于两端部的螺栓孔的沉孔深度较深，气缸体2的两端部被较强的螺栓轴向力向上方拉起。所以，与气缸体2的两端部(Fr及Rr)的螺栓孔对应的曲轴的部位向正方向位移。相比之下，由于两端以外的螺栓孔的沉孔深度较浅，螺栓的轴向力较弱，所以，与两端以外的螺栓孔对应的曲轴的部位向负方向位移，其中，曲轴中间部位的位移量稍微小于其两旁的部位的位移量。如图3所示，曲轴整体向下凹陷变形，这种变形意味着各曲轴轴承的同轴度降低。因而，在此情况下，摩擦损失增大。
[0025]图4示出将所有螺栓孔的沉孔深度设定在相互接近的范围内(增加了两端以外的螺栓孔的沉孔深度，使所有沉孔深度之间的差在±5mm以内)的情况下的结果。如图4所示，在此情况下，与位于两端部(Fr及Rr)的螺栓孔对应的曲轴的部位的位移与图3所示的相同，但与两端以外的螺栓孔对应的曲轴的部位向负方向位移的量大大减小。这是因为，两端以外的螺栓孔的沉孔深度加深后，螺栓5B的轴向力增大而抑制了气缸体2的中间区域向下方变形的缘故。与图3相比，图4示出的曲轴整体上的变形较小，意味着曲轴轴承的同轴度没有明显降低。因而，在此情况下，能避免摩擦损失的增加。
[0026]图5示出将两端以外的螺栓孔的沉孔深度加深(使端部以外的螺栓孔的沉孔深度比两端部的螺栓孔的沉孔深5mm以上)的情况下的结果。如图5所示，在此情况下，与位于气缸体2两端部(Fr及Rr)的螺栓孔对应的曲轴的部位的位移与图3所示的相同，但与两端以外的螺栓孔对应的曲轴的部位向正方向大幅位移。这是因为，两端以外的螺栓孔的沉孔深度比两端部的螺栓孔的沉孔还深5mm以上，这样，螺栓5B的轴向力大幅增大而将气缸体2的中间区域大幅向上方拉起的缘故。如图5所示，曲轴整体向上凸起变形，意味着各曲轴轴承的同轴度降低。因而，在此情况下，摩擦损失增大。
[0027]从图3?图5所示的结果可知，将所有螺栓孔的沉孔深度设定在大致相同的范围内，能使气缸体2的变形量均匀，从而减小曲轴整体的变形，抑制曲轴轴承的同轴度降低，减小摩擦损失。
[0028]进一步，若将各对螺栓5之间的间距设定得基本相同，更有利于使气缸2的变形均等。通常，使各对螺栓5的间距之差在3mm以内即可。
[0029]另外，在本实施方式中，水套3未形成在内燃机的前侧。但是，即便是在内燃机的前侧和后侧均未形成水套3，本实用新型的结构也同样有效。
【主权项】
1.一种内燃机，包括气缸体和气缸盖，所述气缸体与所述气缸盖之间由多个螺栓紧固连接，其特征在于: 从所述气缸体的前端部至后端部，沿气缸的排列方向设置有多个用于插入所述螺栓的螺栓孔， 位于所述气缸体的前端部、后端部的所述螺栓孔所对应的螺栓尺寸小于其他部位的所述螺栓孔所对应的螺栓尺寸， 所述多个螺栓孔的沉孔深度之差在±5_以内。
【专利摘要】本实用新型提供一种内燃机。该内燃机包括气缸体和气缸盖，气缸体与气缸盖之间由多个螺栓紧固连接，从气缸体的前端部至后端部，沿气缸的排列方向设置有多个用于插入螺栓的螺栓孔，位于气缸体的前端部、后端部的螺栓孔所对应的螺栓尺寸小于其他部位的螺栓孔所对应的螺栓尺寸，多个螺栓孔的沉孔深度之差在±5mm以内。基于该结构，能提高在气缸体中支承曲轴的各轴承的同轴度，从而能够减小摩擦损失，抑制燃费增加。
【IPC分类】F02F1/18
【公开号】CN204921184
【申请号】CN201520650843
【发明人】坂田邦彦
【申请人】丰田自动车株式会社
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年8月26日