专利名称：V型发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种V型发动机，该发动机横向安装在形成于车体一端的发动机舱内。
背景技术：
在很多客车(或者车辆)内，发动机安装在设置于客舱前端的发动机舱内。
另外，如果发动机是直列式发动机，那么多缸发动机就比较长，因此近年来，已经制造了大量这样的多缸发动机，即其中气缸被分为左右两组的V型发动机横向安装在发动机舱内。
为了防止在碰撞情况下乘员受到冲击，需要客车确保抵抗碰撞的安全性。因此，发动机舱通常设置为大型挤压(crusherbull)区域，并且当通过车体前端施加等于或者大于预定值的撞击时，形成发动机舱的车体框架被压垮以吸收冲击能量并且保护乘员所在的客舱。
然而，因为发动机为刚性体，所以在车辆碰撞的情况下不会压垮发动机。因此，在车辆碰撞的情况下，发动机舱从其前端被压垮，并且发动机舱的压垮部分抵靠在发动机本体上，并且当冲击力输入到发动机本体时，发动机本体向后移动，同时压垮发动机舱的框架，并且抵靠在将车体划分为客舱和发动机舱的脚踏板上，然后导致例如脚踏板的变形，从而吸收所述冲击力。
特别是在V型发动机的情况下，因为其横向安装在发动机舱内，所以大型发动机附件(例如空调的压缩机、用于动力转向的油泵和交流发电机)布置在这样的位置处，即处于与输入冲击力的缓冲器高度基本相同的位置处，并且在后面的气缸组很可能首先抵靠到脚踏板上。
还有，车辆抵抗碰撞的安全性已经逐年上升到较高的水平。
然而，发动机舱受到车辆设计、汽车款式等等的限制，因此难以保证较高碰撞安全性所需的宽敞空间。尤其是在横向安装的V型发动机内，两个气缸组沿着车辆长度的方向凸出，因此难以保证足够的大型挤压区域。
因此，就V型发动机而言，已经提出气缸轴线偏离曲轴中心的技术。根据该技术，在各个气缸组中的气缸轴线沿着曲轴旋转方向偏离曲轴的中心，并且沿着气缸的轴线朝向曲轴中心移动气缸组，从而能够减小在曲轴的中心和气缸组中的气缸底面(即气缸表面的高度)之间的距离，从而使得V型发动机紧凑(例如参考日本特开平专利公开No.3-281901)。
然而，如果沿着气缸的轴线朝向曲轴中心移动气缸组，就必须修改发动机的许多部件。此外，如果气缸组被移向曲轴的中心，那么在一个气缸组中气缸的底面就可能进入另一个气缸组中的气缸，并且与气缸组的连杆发生干涉，必须采取一些措施来解决这一问题。
由于这个原因，上面的技术具有这样的问题，即该V型发动机在结构上相当复杂并且需要较高的成本。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种V型发动机，其能够以简单的结构和较低的成本增加所述大型挤压区域。
为了实现上述目的，在本发明的第一方面，提供了一种V型发动机，其包括这样安装在形成于车体一端的发动机舱内的发动机本体，即气缸组沿着车体的长度方向布置；其中，发动机本体构造成这样，即气缸组沿着与曲轴的旋转方向相同的方向偏移，从而气缸组朝向车体的一端移动，并且在该偏移侧，发动机附件安装在发动机本体一侧上且位于气缸组之下。
根据本发明第一方面，就具有简单结构和所需成本低的发动机而言，与传统发动机(具有零偏移)相比较，能够减小在冲击力首先作用的发动机附件和在相对侧上的气缸组之间的发动机的宽度，其中由于冲击力而移动的发动机本体首先抵靠在车体元件上。
由于宽度的减小，使得在发动机舱内增大大型挤压区域成为可能，即使发动机舱的空间上受限制，也能够提高抵抗碰撞的安全性。此外，因为在大多数构造成V型发动机横向安装在发动机舱内的车辆中可以获得上述效果，所以能够实现较高的通用性。
在优选形式中，V型发动机的气缸组的顶部(deck)高度与零偏移量发动机的气缸组的顶部高度相同。
因此，可以防止气缸组中气缸的底面与例如连杆发生干涉，并且使得V型发动机的结构更加简单且成本降低。
为了实现上述目的，在本发明的第二方面中，提供了一种V型发动机，该发动机安装在形成于车体前面或者后面的发动机舱内，它包括沿着车体宽度方向布置的曲轴；沿着车体长度方向布置的两个气缸组，并且这两个气缸组彼此的顶部高度相同；设置在每一个气缸组中的气缸，所述气缸的轴线沿着与曲轴旋转方向相同的方向相对于曲轴偏移；和发动机附件，其装在V型发动机的一侧且位于沿车体长度方向的一端的气缸组之下；其中，V型发动机这样安装在发动机舱内，即气缸轴线沿着朝向端部的方向偏移。
根据本发明的第二方面，就具有简单结构和所需成本低的发动机而言，与传统发动机相比较，能够减小在冲击力首先作用的发动机附件和在相对侧上的气缸组之间的发动机的宽度，其中由于冲击力而移动的发动机本体首先抵靠在车体元件上，并且即使在发动机舱的空间受限制的情况下也能增大大型挤压区域。
因此，由于宽度的减小，可以增大发动机舱内的大型挤压区域，且即使在发动机舱的空间受限制的情况下，也能够提高抵抗碰撞的安全性。此外，因为在大多数构造成V型发动机横向安装在发动机舱内的车辆中均可以获得上述效果，所以能够实现较高的通用性。
优选是该发动机附件成形为这样，即其部分从位于发动机附件正上方的气缸组一端向外突出。
因此，可以提高这种可能性，即当冲击力施加到车辆前面时，该冲击力首先作用于发动机附件，并且减小发动机的宽度，从而可以进一步增大大型挤压区域。
图1是显示根据本发明一实施例的V型发动机以及其内装有该V型发动机的车辆的剖视图；以及图2是用来解释图1中的V型发动机的主要部分以及如何偏置每一气缸组中的气缸轴线的剖视图。
具体实施例方式
现在参考图1和2来描述根据本发明一实施例的V型发动机。
图1示出了应用本发明的客车(或者车辆)。在图1中，附图标记1表示车体；2表示构成车体1的客舱；3表示例如布置在客舱2前面的发动机舱。客舱2和发动机舱3被脚踏板4分开。附图标记5表示装在客舱2内的仪表板；6表示从仪表板5伸出的方向盘；7表示前座。
发动机舱3在其顶部形成有维护用的开口3a，并且该开口3a被向前倾斜的发动机罩8盖住。该发动机舱3设置为贯穿其整个长度的大型挤压区域，从而当通过车体1前部施加等于或者大于预定值的冲击能量时，发动机舱3从其前面开始被压垮。应注意，附图标记9a表示布置在发动机舱3前面底部的前部横向件(在底盘架最前部的横向件)，附图标记9b表示安装在前部横向件9a前面的缓冲器。
用于驱动的发动机例如V型发动机10安装在发动机舱3内。
现在将描述V型发动机10的结构。如图1和图2所示，发动机10的发动机本体10a主要包括V型气缸体即气缸体13，其中带有气缸12的V型顶部气缸部分12c形成在共用曲轴箱11的上侧，该气缸12被分成预定的气缸组；气缸盖14，其装在相应的顶部气缸部分12c上；凸轮盖15，其装在相应的气缸盖14上；以及油盘16，其封住曲轴箱11的底部。
顶部气缸部分12c、气缸体13和凸轮盖15构成以V字形状凸出的气缸组12a和12b。沿着垂直于气缸12轴线的发动机10的整个长度方向延伸的曲轴17可旋转地支撑在曲轴箱11内。容纳在各个气缸12内的活塞19通过连杆18可转动地与曲轴17连接。
每一气缸12的气缸盖14具有进气阀和排气阀、用于进气阀和排气阀的阀系统、火花塞和喷油嘴，虽然没有画出任何一个元件，但是它们都装在其中。这些构成部分的动作，即活塞19、进气和排气阀以及火花塞在预定定时的动作实现了燃烧循环，该燃烧循环包括进气冲程、压缩冲程、爆炸冲程和排气冲程。箭头A表示在这样的一个操作过程中曲轴17的旋转方向。
该V型发动机10横向地安装在发动机舱3内，即在发动机10上部的气缸组12a和12b沿着车辆长度方向布置，在V型发动机10下部的曲轴17沿着车辆的宽度方向布置。
该V型发动机10的气缸组12a和12b沿着与曲轴17的旋转方向(用箭头A指示的方向)相同的方向偏置，从而它们能够朝向车体1的一端即沿着车辆长度方向向前移动。
现在来更加详细地描述这一方面。传统发动机(气缸组不偏置(δ＝0)的V型发动机)构造为这样，即在气缸组12a和12b内的气缸12的轴线L1设置在穿过曲轴17的中心O的位置处，如图2所示。在图2中，双点划线表示在这种情况下的气缸组12a和12b的轮廓。在偏置的V型发动机10中，当由曲轴17的中心O和气缸体13的顶部表面之间的长度表示的顶部高度H保持不变时，顶部气缸部分12c(气缸组12a和12b)的轴线L1沿着与曲轴17的旋转方向(用箭头A表示)相同的方向相对于曲轴17的中心O平行移动到作为偏移点的轴线L的位置，从而气缸组12a和12b沿着与曲轴17旋转方向相同的方向移动。δ表示在该情况下的偏移距离。应注意，在该实施例中，构成气缸组12a的气缸12的轴线L位于与曲轴17平行的平面内。对于气缸组12b来说，也是这样。各个气缸组12a和12b的顶部高度H设定为相等。
另外，如上所述，顶部高度H等于具有零偏移(δ＝0)的发动机的顶部高度。因此，能够防止气缸组12a、12b和气缸12的顶部气缸部分12c与活塞19的滑动表面下端和连杆18的干涉，此外，能够简化发动机的结构，并且降低成本。
上述的偏移引起从客舱2方向看位于后面的气缸组12b沿着车体的长度方向与传统发动机相比向前凸出C的量，并引起从客舱2方向看位于前面的气缸组12a与传统发动机相比从脚踏板4移开C的量。应注意，用下面的式子来表达CCOS(θ/2)×δ，这里的θ表示气缸组12a和12b的组合角。
另外，由曲轴17的制动力驱动的发动机附件21，例如用于空调的压缩机、用于动力转向的油泵和交流发电机，装在发动机本体10a上与车辆的前面相对的一侧并且位于气缸组12b之下，即位于顶部气缸部分12c的高度S的下方不发生偏移的位置处，例如，可以装在气缸体13的曲轴箱11的一侧上。该发动机附件21尺寸较大，并且其形状制成这样，即其部分从正上方的气缸组12b(在车体的前部)向外突出。
在此，因为如图1所示，V型发动机10横向安装在发动机舱3内，所以将大尺寸的发动机附件21设置成基本与冲击力首先作用的前部横向件9a和缓冲器9b等高，并且后气缸组12a首先抵靠在作为车体元件的脚踏板4上。
具体说来，例如在撞车的情况下，如图1所示，通过位于车体1最前部的缓冲器9b施加等于或者大于预定值的冲击力F，在发动机10前面的缓冲器9b和前部横向件9a首先被压垮，然后前部横向件9a的压垮部分抵靠在发动机附件21的本体上，从而将冲击力输入到发动机本体10a上。在这里，因为发动机本体10a为刚性体所以不会被压垮；该发动机本体10a向后移动同时挤压形成发动机舱3的框架，后面的气缸组12a抵靠在脚踏板4上，这样导致例如脚踏板4的变形，从而能吸收施加的冲击力。
在这种情况下，在冲击力首先作用的发动机附件21的端部和相对侧的气缸组12a的端部之间的V型发动机10的宽度B比用双点划线表示的传统发动机(具有零偏移量)的宽度B1要短(B＜B1)，其中由于冲击力而移动的发动机本体10a首先抵靠在脚踏板4上。
这意味着，在空间受到限制的发动机舱3的整个长度范围内，大型挤压区域能够增加C的量，该量对应于发动机本体10a的宽度减小量。
因此，能够以这样简单且廉价的发动机结构来增大大型挤压区域，该发动机的气缸组12a和12b沿着曲轴17的旋转方向偏置。
此外，在大多数构造成V型发动机10横向安装在发动机舱3内的车辆中，其布置成这样，即冲击力首先作用于发动机附件21，并且后面的气缸组12a首先抵靠在脚踏板4上。因此，能够实现较高的通用性。
此外，因为气缸12沿着与曲轴17的旋转方向(用箭头A表示)相同的方向偏移，所以能够获得这样的公知效果即在爆炸冲程期间施加给活塞19的推力得以减小。
应该理解，本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明的精神范围内，可以在上述实施例内或者对上述实施例进行各种变化。
例如，虽然在上述实施例中，左右气缸组偏移相同的偏移距离，但是它们可以偏移不同的偏移距离，只要不影响发动机的性能。此外，尽管在上述实施例中，V型发动机的每一组气缸都包括气缸体的顶部气缸部分、气缸盖以及凸轮盖，但是本发明不限于此，V型发动机的每一气缸组可以包括气缸体的顶部气缸部分和气缸盖，或者可以包括与气缸体分开的顶部气缸部分，而不是与气缸体结合成整体的顶部气缸部分。
另外，尽管在上述实施例中，V型发动机安装在客舱的前面，但是本发明不限于此，V型发动机可以横向安装在客舱的后面，即安装在形成于客舱后面的发动机舱内。只要V型发动机横向安装在形成于车辆一端的发动机舱内就足够了。
权利要求
1.一种V型发动机，包括发动机本体，其这样安装在形成于车体一端的发动机舱内，即气缸组沿着车体长度的方向布置；其中，所述的发动机本体构造成这样所述气缸组沿着与曲轴的旋转方向相同的方向偏移，从而使该气缸组朝向车体的端部移动，并且在该偏移一侧，发动机附件安装在发动机本体一侧且位于该气缸组之下。
2.根据权利要求1所述的V型发动机，其特征在于，该V型发动机的气缸组的顶部高度与零偏移发动机的气缸组的顶部高度相同。
3.根据权利要求1所述的V型发动机，其特征在于，该发动机附件的形状为这样，即其部分从位于发动机附件正上方的气缸组的一端向外突出。
4.一种V型发动机，该发动机安装在形成于车体前面或者后面的发动机舱内，它包括沿着车体宽度方向布置的曲轴；沿着车体长度方向布置的两个气缸组，它们彼此具有相同的顶部高度；设置在每一个气缸组中的气缸，所述气缸的轴线沿着与所述曲轴旋转方向相同的方向相对于曲轴偏移；以及发动机附件，其装在V型发动机一侧且位于沿车体长度方向的一端的所述气缸组之下；其中，V型发动机这样装在发动机舱内，即所述气缸轴线沿着朝向所述端的方向偏移。
5.根据权利要求4所述的V型发动机，其特征在于，所述的发动机附件形状为这样，即其部分从位于所述发动机附件正上方的一个所述气缸组的一端向外突出。
全文摘要
本发明提供一种V型发动机，其中发动机本体的气缸组沿着与曲轴的旋转方向相同的方向偏移，从而气缸组朝向车体的一端移动。在该偏移侧，发动机附件安装在发动机本体一侧且位于气缸组之下。在发动机本体的组成部件中冲击力首先输入的发动机附件的端部和后面气缸组的端部之间的宽度设置得比传统发动机要小，其中由于冲击力而移动的发动机本体首先抵靠在车体元件上。因此，即使在受限制的发动机舱内，也能够增大大型挤压区域。
文档编号F02B75/22GK1573015SQ20041004559
公开日2005年2月2日 申请日期2004年6月7日 优先权日2003年6月5日
发明者村田真一, 加茂正幸, 梶原邦俊, 北田大辅 申请人:三菱自动车工业株式会社