专利名称：用于发动机气缸盖和对开式气缸体的紧固结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于发动机的气缸盖和对开式(分体式)气缸体的紧固结构。
背景技术：
一往复式内燃机通常包括一具有气缸孔的气缸体和一气缸盖。该气缸盖由缸盖螺栓固定在该气缸体上。当将气缸盖紧固在气缸体上时，气缸体可能会由于作用在缸盖螺栓上的紧固力而变形。
例如，在一具有其中气缸体外壁部(气缸外壁部)的上端与气缸体内壁部(气缸内壁部)的上端在一上台板上连接的上平面封闭式结构的气缸体中，紧固缸盖螺栓使该上台板变形。气缸内壁部受上台板压力并向里倾斜。因此，气缸孔产生变形。
通常，为了防止气缸内壁部由于上台板的变形而向里倾斜，已经提出这样一种结构，其中，上台板的环绕用于缸盖螺栓的通孔的部分比其余部分厚，从而提高上台板的刚性(例如，见日本待审专利公开文献No.6-213064)。
但是，在公开文献No.6-213064中公开的结构设计成用于提高上台板的刚性从而减小上台板的变形量。因此，为了充分防止气缸内壁部向里倾斜，气缸体例如在上台板处的重量必然会增加。也就是说，这种用于提高刚性的方法必然会增加气缸体的重量，并因此仍有大量的改善余地。
发明内容
因此，本发明的一目的在于提供一种可靠地防止气缸内壁部向里倾斜的用于一发动机的气缸盖和对开式气缸体的紧固结构。
为了实现上述和其他目的以及根据本发明的目的，提供一种用于一发动机的紧固结构。该发动机包括一具有气缸孔的气缸体和一与该气缸体装配在一起的气缸盖。该气缸体分成一限定气缸孔的气缸内壁部和一围绕该气缸内壁部的气缸外壁部。该气缸内壁部具有一成一体的上台板部。该上台板部具有一其上放置有所述气缸盖的承接面。气缸盖由第一螺栓紧固在该上台板部上，气缸外壁部在气缸盖面对该上台板部之侧的相背(相反)一侧由第二螺栓紧固在该上台板部上。该第二螺栓从该上台板部的与第一螺栓相背的一侧将气缸外壁部紧固到该上台板部上。
本发明还提供一种具有一气缸盖、一气缸体、第一螺栓和第二螺栓的发动机。该气缸体与气缸盖装配在一起。该气缸体分成一内缸体件和一外缸体件。该内缸体件具有一限定气缸孔的气缸内壁部和一与该气缸内壁部一体形成的上台板部。该上台板部具有一其上放置有所述气缸盖的承接面和一与该承接面相背的相背面。该外缸体件具有一围绕气缸内壁部的气缸外壁部。所述第一螺栓将气缸盖紧固到上台板部上以使得该气缸盖接触所述承接面。第二螺栓将气缸外壁部紧固到上台板部上以使得该气缸外壁部接触所述相背面。所述第一螺栓和第二螺栓分别从上台板部的相背的两侧拧到该上台板部上。
从结合附图及根据示例示出本发明的原理而进行的下述说明中，本发明的其他方面和优点将变得明显。
通过参考结合附图对优选实施例进行的下述说明，可以很好地理解本发明及其目的和优点，其中图1为示出根据本发明的一实施例的发动机的主体的立体图；图2(a)为示出图1所示发动机主体的气缸体的立体图；图2(b)为示出图2(a)所示气缸体的侧视图；图3为示出图2(a)所示气缸体的立体分解图；图4(a)为示出一形成图3所示气缸体的一部分的内缸体件的立体图；
图4(b)为示出图4(a)所示内缸体件的侧视图；图5(a)为示出一形成图3所示气缸体的一部分的外缸体件的立体图；图5(b)为示出图5(a)所示外缸体件的侧视图；以及图6为沿图1中6-6线剖取的剖面图。
具体实施例方式
现在将参考
根据本发明一实施例的直列式四缸发动机1。
如图1所示，该发动机1包括一气缸盖2和一对开式气缸体3。该气缸盖2和气缸体3彼此紧固在一起，并且其间设置有一密封垫4。尽管图1中未示出，但是气缸盖2上放置有一气缸盖罩，并且气缸体3底部装有一油盘。
如图2(a)和2(b)所示，气缸体3具有形成在一上台板部中的四个气缸孔5和位于该气缸孔5下方的一曲轴箱部6。该曲轴箱部6形成气缸体3的裙部。曲轴箱部6与设置在其下方的油盘一起形成一用于容纳一曲轴的曲轴箱。在气缸体3的顶部形成有一平坦的上台板部(上侧部)7。气缸盖2放置在该上台板部7上。
如图3所示，气缸体3包括彼此分开的一内缸体件10和一外缸体件15。该内缸体件10和外缸体件15在上台板部7与曲轴箱部6之间的中间部分限定一水套27(见图6)。
该内缸体件10包括制成一体的所述上台板部7和一气缸套部8。该气缸套部8形成限定气缸孔5的气缸内壁部。该气缸套部8的外周面22限定所述水套27的内周壁。外缸体件15包括制成一体的一气缸外壁部12和所述曲轴箱部6。该气缸外壁部12围绕气缸套部8的外周面22，从而在气缸外壁部12与气缸套部8之间限定水套27。该气缸外壁部12的内周面25形成水套27的外周壁。通过将内缸体件10与外缸体件15彼此装配在一起而形成气缸体3。
如图4(a)和4(b)所示，通过串接4个圆柱形部而形成气缸套部8。每个圆柱形部的内周面21限定一气缸孔5。当内缸体件10与外缸体件15装配在一起时，气缸套部8的外周面22用作水套27的内周壁。上台板部7形成为气缸套部8顶部的一平板。该上台板部7的顶面形成气缸体3的顶面或者一其上放置有气缸盖2的承接面23。
如图5(a)和5(b)所示，气缸外壁部12从曲轴箱部6向上突出。外壁部12基本连续形成，因而该外壁部的内周面25面对气缸套部8的外周面22并在其间形成一预定空间。气缸外壁部12的顶面用作一接触并支承内缸体件10的上台板部7的承接面12a。当内缸体件10与外缸体件15装配在一起时，气缸外壁部12的内周面25用作水套27的外周壁。
现在将说明气缸盖2与气缸体3的装配及紧固结构。
图6为示出装配状态下的气缸盖2和气缸体3的剖面图。如图6所示，内缸体件10与外缸体件15装配在一起以使得气缸套部8插入由气缸外壁部12限定的一空间中(见图3)，并且上台板部7的底面7a(承接面23的相背侧)接触气缸外壁部12的承接面12a。因此，气缸套部8的外周面22、气缸外壁部12的内周面25和上台板部7的底面7a限定环绕气缸孔5的水套27。
在该实施例中，气缸盖2由在该实施例中为缸盖螺栓31的第一螺栓紧固在上台板部7上。气缸外壁部12由在该实施例中为缸体紧固螺栓32的第二螺栓紧固在上台板部7上。该缸体紧固螺栓32从下方或从缸盖螺栓31侧的相背(相反)侧安装到发动机1上。
具体地说，气缸外壁部12具有供缸体紧固螺栓32插入其中的通孔34。上台板部7具有缸体紧固螺栓32拧入其中的螺栓螺纹孔(螺栓紧固孔)35。
在该实施例中，通孔34沿气缸外壁部12的上下方向或者沿气缸孔5的轴线从承接面12a延伸到曲轴箱部6的底面或其上安装有一用于支承曲轴40的曲轴盖41的盖承接面6a。该曲轴盖41具有用于接纳缸体紧固螺栓32的通孔42。该通孔42位于与通孔34相对应的位置。也就是说，各通孔42与相应的通孔34是同轴的。通过将缸体紧固螺栓32插入穿过通孔42、34并且拧入螺栓螺纹孔35中而将气缸外壁部12紧固在上台板部7上并将曲轴盖41固定在盖承接面6a上。
也就是说，在该实施例中，缸体紧固螺栓32还用于将支承曲轴40的曲轴盖41固定在曲轴箱部6上。气缸外壁部12紧固在上台板部7上，同时保持在上台板部7的底面7a和曲轴盖41(和曲轴箱部6)之间。
另一方面，气缸盖2具有通孔44。气缸盖2由插入该通孔44的缸盖螺栓31紧固在上台板部7上。在该实施例中，通孔44形成为使得每个缸盖螺栓31的轴线与相应的缸体紧固螺栓32的轴线对齐。
具体地说，气缸盖2的通孔44形成在与螺栓螺纹孔35相对应的位置。也就是说，通孔44与螺栓螺纹孔35是同轴的。在每个螺纹孔35中，不仅从上台板部7的底面7a开始的部位具有螺纹，而且从上台板部7的顶面或其上放置有气缸盖2的承接面23开始的部位也具有螺纹。通过将缸盖螺栓31插入通孔44并将缸盖螺栓31拧入螺栓螺纹孔35中而将气缸盖2紧固在气缸体3上。
因此，气缸盖2在将上台板部7的承接面23用作一紧固面的同时由缸盖螺栓31紧固在上台板部7上。气缸外壁部12在将上台板部7的与承接面23相背的面(相背面)或上台板部7的底面7a用作一紧固面的同时由缸体紧固螺栓32紧固在上台板部7上。
该实施例具有如下优点。
(1)发动机1包括气缸盖2和气缸体3。气缸体3由内缸体件20与外缸体件15装配而成。内缸体件10包括上台板部7和形成气缸内壁部的气缸套部8。外缸体件15包括气缸外壁部12。气缸盖2由用作第一螺栓的缸盖螺栓31紧固在上台板部7上。气缸外壁部12由作为第二螺栓的缸体紧固螺栓32在上台板部7的与气缸盖2相背的一侧紧固在上台板部7上。换句话说，气缸体3与气缸盖2装配在一起，同时上台板部7保持在气缸盖2与气缸外壁部12之间。缸盖螺栓31和缸体紧固螺栓32分别从相背的两侧(相反侧)结合到(拧到)上台板部7上。
根据该构形，缸盖螺栓31的紧固力和缸体紧固螺栓32的紧固力沿相反方向作用在上台板部7上并且相互抵消。这使得由于紧固力而造成的上台板部7变形最小。从而防止气缸套部8由于螺栓31、32的紧固而造成的倾斜。将缸盖螺栓31的紧固力与缸体紧固螺栓32的紧固力优选地设定为相等以防止气缸套部8倾斜。
(2)每个缸盖螺栓31的轴线与相应的缸体紧固螺栓32的轴线对齐。该构形防止紧固每个缸盖螺栓31和相应的缸体紧固螺栓32而产生力偶。因此，进一步可靠地防止由于该力偶而造成的气缸套部8倾斜。
(3)缸盖螺栓31和缸体紧固螺栓32拧入共用螺栓螺纹孔35中。因此，与对于每个缸体紧固螺栓32和每个缸盖螺栓31都形成分开的螺纹孔相比，该结构得以简化。此外，每个缸体紧固螺栓32的轴线和相应的缸盖螺栓31的轴线容易对齐。
(4)缸体紧固螺栓32还用于将支承曲轴40的曲轴盖41固定在曲轴箱部6上。这减少了组件数目，并简化了结构。
上述实施例可作如下修改。
在所示实施例中，通孔34从气缸外壁部12的承接面12a延伸到曲轴箱部6的盖承接面6a。上台板部7由插入通孔42和通孔34的缸体紧固螺栓32紧固在气缸外壁部12上。但是，缸体紧固螺栓32可以形成为与用于将曲轴盖41紧固在曲轴箱部6上的螺栓分开。此时，通孔34无需延伸至曲轴箱部6。
在该实施例中，每个缸盖螺栓31的轴线与相应的缸体紧固螺栓32的轴线对齐。但是，这些轴线无需对齐。
在所示实施例中，缸体紧固螺栓32和缸盖螺栓31旋入共用螺栓螺纹孔35中。但是，用于缸体紧固螺栓32的螺栓螺纹孔和用于缸盖螺栓31的螺栓螺纹孔可以分开形成在上台板部7中。
权利要求
1.一种用于发动机的紧固结构，该发动机包括一具有气缸孔的气缸体和一与该气缸体装配在一起的气缸盖，该紧固结构的特征在于该气缸体分成一限定所述气缸孔的气缸内壁部和一围绕该气缸内壁部的气缸外壁部，其中，该气缸内壁部具有一成一体的上台板部，该上台板部具有一其上放置有所述气缸盖的承接面，以及其中，该气缸盖由第一螺栓紧固在该上台板部上，该气缸外壁部在该上台板部的与该气缸盖相背的一侧由第二螺栓紧固在该上台板部上，并且该第二螺栓从该上台板部的与该第一螺栓相背的一侧将该气缸外壁部紧固到该上台板部上。
2.根据权利要求1所述的紧固结构，其特征在于，所述第一螺栓和所述第二螺栓分别从所述上台板部的相背的两侧拧到该上台板部上。
3.根据权利要求1或2所述的紧固结构，其特征在于，所述第一螺栓和所述第二螺栓是同轴的。
4.根据权利要求3所述的紧固结构，其特征在于，所述上台板部具有一共用螺栓螺纹孔，其中，所述第一螺栓和所述第二螺栓彼此相对地拧入该共用螺栓螺纹孔中。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的紧固结构，其特征在于，所述气缸盖包括一供所述第一螺栓插入其中的通孔，并且所述气缸外壁部包括一供所述第二螺栓插入其中的通孔。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的紧固结构，其特征在于，所述气缸外壁部具有一成一体的曲轴箱部，所述发动机具有一曲轴和一用于支承该曲轴的曲轴盖，以及所述第二螺栓还用作用于将该曲轴盖固定在该曲轴箱部上的螺栓。
7.一种发动机，其特征在于，包括一气缸盖；一与该气缸盖装配在一起的气缸体，其中，该气缸体分成一内缸体件和一外缸体件，该内缸体件具有一限定气缸孔的气缸内壁部和一与该气缸内壁部一体形成的上台板部，该上台板部具有一其上放置有该气缸盖的承接面和一与该承接面相背的相背面，该外缸体件具有一围绕该气缸内壁部的气缸外壁部；将所述气缸盖紧固到所述上台板部上以使得该气缸盖接触所述承接面的第一螺栓；以及将所述气缸外壁部紧固到所述上台板部上以使得该气缸外壁部接触所述相背面的第二螺栓，其中，所述第一螺栓和第二螺栓分别从上台板部的相背的两侧拧到该上台板部上。
8.根据权利要求7所述的发动机，其特征在于，所述第一螺栓和所述第二螺栓是同轴的。
9.根据权利要求8所述的发动机，其特征在于，所述上台板部具有一共用螺栓螺纹孔，其中，所述第一螺栓和所述第二螺栓彼此相对地拧入该共用螺栓螺纹孔中。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的发动机，其特征在于，所述气缸盖包括一供所述第一螺栓插入其中的通孔，并且所述气缸外壁部包括一供所述第二螺栓插入其中的通孔。
11.根据权利要求7至10中的任一项所述的发动机，其特征在于，还包括一曲轴和一用于支承该曲轴的曲轴盖，其中，所述外缸体件包括一与所述气缸外壁部一体形成的曲轴箱部，并且所述第二螺栓还用作用于将该曲轴盖固定在该曲轴箱部上的螺栓。
全文摘要
一发动机(1)的一气缸体(3)由一内缸体件(10)和一外缸体件(15)装配而成。该内缸体件(10)包括一与一气缸套部(8)成一体的上台板部(7)。该外缸体件(15)包括一气缸外壁部(12)。气缸盖(2)由缸盖螺栓(31)紧固在上台板部(7)上。气缸外壁部(12)由缸体紧固螺栓(32)在上台板部(7)的与气缸盖(2)相背的一侧紧固到上台板部(7)上。缸盖螺栓(31)和缸体紧固螺栓(32)从相背的两侧与上台板部(7)拧到一起。从而可靠地防止由于螺栓(31、32)的紧固而造成的上台板部(7)变形和气缸套部(8)倾斜。
文档编号F02F1/16GK1910359SQ20058000222
公开日2007年2月7日 申请日期2005年1月13日 优先权日2004年1月14日
发明者大村清治, 山田建 申请人:丰田自动车株式会社