具有隔热曲轴轴承壳的发动机总成的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年10月3日提交的英国专利申请1616768.6的优先权。上述申请的全部内容通过引用整体合并于此以用于各种目的。

本发明涉及用于机动车辆的发动机总成，并且特别涉及但不是唯一地涉及被配置为改进发动机暖机的发动机总成。

背景技术：

在内燃发动机中提供机油以润滑发动机的部件的运动。此外，当发动机在高热输出的条件下操作时，机油可以被提供用于冷却发动机的部件，诸如活塞。

机油的粘度根据其温度的改变而改变。当机油是冷的时，机油的粘度可能较高，并且围绕发动机泵送机油所需要的动力也可能较高。此外，当机油是冷的并且粘稠时，机油可能不能有效地润滑发动机总成的部件，并且部件之间的摩擦可能增加。另外，由于机油的粘度，部件的运动可能在机油内产生增加的剪切力，这可能反作用于部件的运动。因此，可能期望将机油维持在使机油具有合适粘度的温度。

在发动机起动前，发动机和机油通常是冷的。在发动机的暖机期间，发动机的部件可以由于发动机的操作而比其他部件被更多地加热，例如，发动机的活塞可以被加热并且可以比发动机的壳体(诸如汽缸体)更快地达到操作温度。与热发动机部件接触可以增加机油的温度。然而，发动机的壳体可能充当散热器。当机油接触壳体时，热可能被传递到壳体中，这可能减缓机油的预热，增加使机油达到期望的温度和粘度所需要的时间长度。

技术实现要素：

根据本公开的一个方面提供用于机动车辆的发动机总成，该总成包含被配置为支撑用于发动机总成的曲轴的轴承的轴承壳部分，其中该轴承壳部分包含被配置为与轴承接合的轴承交界表面和邻近(adjacentto)轴承交界表面的端面(endface)，该端面被布置成当被安装时面对曲轴的腹板(web)；

其中该发动机总成进一步包含在端面上提供的隔热层(insulationlayer)，该隔热层被定位成当曲轴被安装到发动机总成中时隔热层位于轴承壳部分与曲轴的腹板之间。

隔热层的厚度可以随着与曲轴的中心轴线的距离增加而增加。

该发动机总成可以进一步包括曲轴。隔热层的厚度可以被配置为使得隔热层的轮廓(profile)(例如，在平行于曲轴的中心轴线的平面中的横截面轮廓)与腹板的轮廓匹配。

轴承壳部分可以是发动机总成的壳体(诸如发动机总成的汽缸体或油底壳体)的一部分。例如，轴承壳部分可以被提供在轴承支架上，该轴承支架可以形成在汽缸体上。

该总成可以进一步包括轴承盖。轴承盖可以被配置为耦连到壳体。轴承盖可以包含另外的(further)轴承壳部分。轴承壳部分和另外的轴承壳部分可以被配置在一起以形成轴承壳，例如完整的轴承壳。

可替代地，轴承壳部分可以被形成在轴承盖上，轴承盖被配置为耦连到发动机总成的壳体。该壳体可以包含另外的轴承壳部分。轴承壳部分和另外的轴承壳部分可以被配置在一起以形成轴承壳，例如完整的轴承壳。

另外的轴承壳部分可以包含被配置为与轴承接合的另外的轴承交界表面。另外的轴承壳部分可以包含与另外的轴承交界表面相邻的另外的端面。另外的端面可以被布置为当被安装时面对曲轴的腹板。发动机总成可以包含被提供在另外的端面上处于另外的轴承壳部分与曲轴的腹板之间的另外的隔热层。

另外的隔热层的厚度可以随着与曲轴的中心轴线的距离增加而增加。此外或可替代地，另外的隔热层的厚度可以被配置为使得隔热层的轮廓(例如，在平行于曲轴的中心轴线的平面中的横截面轮廓)与腹板的轮廓匹配。

轴承盖可以至少部分地被涂覆隔热材料。轴承盖可以被涂覆(例如大体上和/或完全涂覆)隔热材料。隔热材料可以包含诸如尼龙的非多孔聚合物。

轴承盖可以包含被配置为与发动机壳接合的一个或多个交界表面。可以不在交界表面上提供隔热层。

端面和/或另外的端面可以包含被配置为与轴承的推力垫片接合的推力面。在端面和/或另外的端面上提供的隔热层可以是偏移的，例如从推力面径向地偏移。

隔热层可以包含泡沫片材，例如聚合物泡沫片材。泡沫片材可以例如使用粘合剂结合到(bondedto)轴承壳部分的端面。泡沫片材可以是开孔(opencell)泡沫片材。泡沫片材的前面和/或后面可以被涂覆以使得泡沫片材基本不透油。可替代地，泡沫片材可以是闭孔(closedcell)泡沫片材。

隔热层可以包含陶瓷板。陶瓷板可以结合到轴承壳部分。

根据本公开的另一方面提供用于机动车辆的发动机总成，该总成包括：轴承支架，其被配置为提供一个或多个第一轴承壳部分；以及一个或多个轴承盖，每个轴承盖提供被配置为与第一轴承壳部分中的一个相对应的第二轴承壳部分，其中每对对应的第一轴承壳部分和第二轴承壳部分一起被配置为容纳用于支持发动机总成的曲轴的旋转的轴承；其中该总成进一步包含在轴承支架和/或轴承盖的一个或多个表面上提供的隔热材料。

多个轴承盖可以一体形成在轴承梁上。

发动机总成可以进一步包含由第一轴承壳部分和第二轴承壳部分所容纳的一个或多个轴承。隔热材料可以不被提供在轴承支架的表面上，并且轴承盖被配置为与轴承接合。

车辆可以包含任何上述发动机总成。

根据本公开的另一方面提供使发动机总成隔热的方法，该总成包含：被配置为支撑用于发动机总成的曲轴的轴承的轴承壳部分，其中轴承壳部分包含被配置为与轴承接合的轴承交界表面和邻近轴承交界表面的端面，该端面被布置为当被安装时面对曲轴的腹板，其中该方法包含：在端面上提供隔热层，使得当曲轴被安装在发动机总成中时，隔热层被定位在轴承壳部分与曲轴的腹板之间。

可以通过将轴承壳部分浸入隔热材料中并且固化(curing)隔热材料来提供隔热层，以提供隔热层。

此外或可替代地，可以通过用隔热材料静电涂覆轴承壳部分来提供隔热层，以提供隔热层。

同样，此外或可替代地，该方法可以包含将隔热层结合到端面。

该方法可以包含：在提供隔热层之前，遮蔽轴承壳部分的一个或多个表面，例如使得轴承壳部分的一个或多个交界表面不会变得被隔热层覆盖。

此外或可替代地，该方法可以包含：在已经提供隔热层之后机械加工轴承壳部分的一个或多个表面，以从轴承壳部分移除隔热层的一个或多个部分。

该方法可以进一步包含：在将隔热层结合到端面之前机械加工轴承壳部分的端面。

为了避免不必要的重复工作和说明书中的重复内容，一些特征被描述为与本公开的仅一个或若干个方面或实施例相关。然而，应理解的是，在技术上可能的条件下，被描述为与本公开的任何方面或实施例相关的特征也可以与本公开的任何其他方面或实施例一起使用。

附图说明

为了更好地理解本公开，并且为了更清楚地显示可以如何使本公开实施生效，现将以示例的方式参考附图。尽管附图按比例示出，但根据需要也可以使用其他的相对尺寸。

图1是根据本公开的布置的发动机壳的仰视图；

图2是根据本公开的布置的发动机壳和轴承的底侧的透视分解图；

图3是根据本公开的布置的穿过发动机总成的局部剖视图；以及

图4是根据本公开的布置的轴承梁的透视图。

具体实施方式

参考图1和图2，根据本公开的布置，发动机总成2可以包含壳体(诸如汽缸体4)和曲轴6。

一个或多个轴承壳部分8可以通过例如形成在汽缸体4上而被提供。在图1示出的布置中，五个轴承壳部分8被提供并且被配置为形成汽缸体4的轴承支架(bearingbridge)。轴承壳部分8可以被配置为支撑发动机总成的相应的轴承12。轴承12可以被配置为支撑曲轴6并且有利于曲轴6相对于汽缸体4的旋转。在图2示出的布置中，轴承12是以两个半部提供的轴颈轴承，并且轴承壳部分8被配置为容纳轴承12的一半。在图2中，仅描述了将被容纳在轴承壳部分8中的半个轴承。在本公开的其他布置中，也设想了轴承壳部分8可以被配置为容纳滚珠轴承、滚柱轴承或任何其他类型的轴承。

轴承壳部分8可以包含轴承交界表面8a。轴承交界表面8a可以被配置为与对应的轴承12的外表面12a接合。如图2所示，轴承的外表面12a可以是基本径向的，例如由与轴承的中心轴线的径向距离来限定。因此，轴承交界表面8a是拱形的，其曲率中心与曲轴纵轴重合。

在图1和图2所示的布置中，轴承交界表面8a例如在轴承12的轴向方向上具有比轴承外表面12a更大的宽度。然而，在一些布置中，轴承交界表面8a和轴承外表面12a的宽度可以是相同的。

轴承壳部分8可以进一步包含邻近轴承交界表面8a提供的一个或多个端面8b。轴承壳部分8可以包含在轴承交界表面8a的轴向间隔开的相反末端处提供的两个端面8b。端面8b可以在相对于曲轴6的中心轴线的基本径向方向上延伸远离轴承交界表面8a。在可替代的布置中，端面8b可以相对于轴承交界表面和曲轴6的径向方向以一个角度(例如不垂直的角度)延伸远离轴承交界表面。

如图1所示，可以邻近发动机壳4的外壁4a提供一个或多个轴承壳部分8。轴承壳部分8可以与外壁一体形成，并且因此轴承壳部分8可以不在形成一部分外壁4a的轴承壳部分的侧面上形成内端面8b。

如图1和图2所示，可以邻近曲轴6的腹板6a、6b提供轴承壳部分8的端面8b。如所描绘的，腹板6a可以形成曲柄行程(throws)和/或腹板6b可以形成曲轴6的配重(counterweights)。

轴承壳部分8可以进一步包含供油装置(oilfeeds)10，该供油装置10被配置为允许来自发动机总成2的机油系统的机油被输送到轴承12，以润滑曲轴6的旋转。

由于曲轴6在轴承12内的移动以及来自供油装置10的机油供应，在曲轴6的旋转期间，机油可以离开(例如，流出)轴承。在发动机总成的一些工况下，机油流可以持续地离开每个轴承12。离开轴承12的机油可以通过发动机总成2流回发动机总成的油底壳(未显示)，在围绕发动机泵送机油之前，机油在油底壳中被收集。特别地，离开轴承的机油可以在轴承壳部分8的内端面8b上方流动以到达油底壳。

在发动机总成2的暖机期间，离开轴承12的机油可以处于比发动机壳4更高的温度。如图1和图3所示，隔热层14可以被提供在每个端面8b上并位于端面8b与曲轴6的腹板6a、6b之间。离开轴承12的机油可以在隔热层14的上方流动，而不接触端面8b。从而可以减少从机油到发动机壳4的热传递。

隔热层14的厚度(例如在曲轴的纵向上的厚度)可以在端面8b上改变。特别地，隔热层14的厚度可以随着与曲轴6的中心轴线的径向距离增加而增加。如图3所示，隔热层14的厚度可以被配置为使得隔热材料层的轮廓(例如，平行于曲轴的纵轴的横截面轮廓)对应于腹板6a、6b的轮廓。以此方式配置隔热材料的厚度可以允许最大的隔热厚度被应用在端面8b上，同时在隔热层14与曲轴6之间维持期望的最小间隙。因此，可以在一系列径向位置处保持腹板与隔热层14之间的间距s，并且隔热层的厚度可以被最大化。

在图1至图3所描绘的布置中，隔热层14包含闭孔泡沫片材。可替代地，隔热层14可以包含开孔泡沫。开孔泡沫可以被配置为阻止或防止机油渗透到泡沫的孔中。例如，开孔泡沫可以被涂覆不透油材料。泡沫可以例如使用粘合剂结合到轴承壳部分8的端面8b上。

可以使用铸造工艺来制造发动机壳4，并且因此端面8b可以具有粗糙或不平的表面修饰。因此，泡沫可以被配置为弯曲或变形，以便与端面8b的表面共形，从而改进泡沫与轴承壳部分8之间的结合。

在本公开的其他布置中(未显示)，隔热层14可以包含陶瓷材料，例如陶瓷板。陶瓷材料可以形成在层14中并且可以结合到端面8b。陶瓷材料可能不能够弯曲或变形，或以其他方式与端面8b的铸造表面共形。然而，端面8b和/或层14可以被配置为有利于陶瓷层与端面8b之间的结合。例如，轴承壳部分8的制造公差可以被调整以便增加陶瓷层与端面8b之间的接触面积。在一些布置中，可以通过诸如磨削工艺的机械加工工艺来生产轴承壳部分(例如，端面8b)。可以在发动机壳4的铸造之后在发动机壳4上执行该机械加工工艺。

如上文提及的，轴承壳部分8可以比轴承外表面12a具有更大的宽度。当通过机械加工操作生产端面8b时，可能期望机械加工轴承壳部分8以使得轴承壳部分与外表面12a例如在轴承的轴向方向上具有相同的宽度。这可以允许在轴承壳部分8与曲轴6之间提供的隔热层14的厚度增加，而不减少隔热层14与曲轴腹板6a、6b之间的间隙。

参考图4，发动机总成2可以进一步包含一个或多个轴承盖16。每个轴承盖16可以包含另外的轴承壳部分18。轴承盖16可以被配置为耦接到发动机壳4，使得相对应的轴承壳部分8与另外的轴承壳部分18被布置成提供完整的轴承壳。

在图4示出的布置中，轴承盖16被提供为一体形成的轴承梁20，其包含每个另外的轴承壳部分18。下文描述的关于轴承梁20的任何特征可以同样被应用到独立形成的轴承盖16。

每个另外的轴承壳部分18可以包含被配置为与对应的轴承12接合的另外的轴承交界表面18a。如图4所描绘的，每个另外的轴承壳部分18可以包含另外的端面18b，所述另外的端面18b在轴承交界表面18a的每一端处邻近轴承交界表面18a来提供，例如，所述另外的端面18b可以在轴承交界表面18a的任一侧上轴向地间隔开。

另外的隔热层22可以被提供在一个或多个端面18b上并位于另外的轴承壳部分18与曲轴的腹板6a、6b之间。另外的隔热层22可以与上文参考图1至图3所描述的隔热层14类似。

在图4描绘的布置中，另外的隔热层22已经通过用隔热材料涂覆轴承梁20而被提供到每个端面18b上。例如，轴承梁20可以浸入隔热材料，并且隔热材料可以被固化以形成另外的层22。可替代地，轴承梁可以被静电涂覆隔热材料。隔热材料可以是聚合物材料，例如诸如尼龙的非多孔聚合物。如图4所示，当另外的隔热层22被提供在端面18b上时，轴承梁20(例如每个轴承盖16)可以基本完全被涂覆隔热材料。

类似于在轴承壳部分上提供的隔热层14，另外的隔热层22的厚度可以在另外的端面18b上改变。例如，另外的隔热层22的厚度可以随着与曲轴6的中心轴线的距离增加而增加。另外的隔热层22的厚度可以被配置为使得另外的隔热层22的轮廓(例如，平行于曲轴的纵轴的横截面轮廓)匹配曲轴的腹板6a、6b的轮廓。如上文描述的，这可以允许隔热22的最大厚度被应用于另外的端面18b上，同时在隔热层22与曲轴6之间维持期望的最小间隙。

如上文提及的，另外的轴承交界表面18a可以被配置为与轴承的外表面12a接合。因此，可能不期望在另外的轴承交界表面18a上提供隔热层22。为了防止在另外的轴承交界表面18a上提供隔热，可以在应用隔热材料之前遮蔽另外的轴承交界表面。可替代地，可以在轴承梁20已经被涂覆之后从另外的轴承交界表面18a上移除层22。例如，使用诸如磨削工艺的机械加工工艺。

轴承梁20可以进一步包含一个或多个交界表面24，一个或多个交界表面24被配置为当轴承梁20耦连到发动机壳4时与发动机壳4接合。交界表面24可以被配置为使得当轴承梁20耦连到发动机壳4时，轴承壳部分8与另外的轴承壳部分18适当地对齐以提供轴承壳。可能期望不在交界表面24上提供另外的隔热层22，因此在提供另外的隔热层22之前，交界表面24可以以与另外的轴承交界表面18a相同的方式被遮蔽。可替代地，交界表面24可以在轴承梁20已经被涂覆隔热材料之后被机械加工。

此外或可替代地，轴承梁20可以包含一个或多个紧固件座26，当使用紧固件将轴承梁20耦连到发动机壳4时，一个或多个紧固件的头部可以安置于紧固件座26上。可能不期望在紧固件座26上提供另外的隔热层22，因此紧固件座可以以与交界表面24相同的方式被遮蔽或者被机械加工。

参考图2，一个或多个轴承12可以是推力轴承12’，其被配置为在曲轴6的推力面处提供反作用力，以便平衡曲轴6上的轴向负载。如图2中描绘的，推力轴承12’可以包含推力垫片12b，推力垫片12b可以从推力轴承12’径向地延伸。推力垫片12b可以与轴承壳部分8的端面8b接合，其中推力轴承被容纳在该轴承壳部分8上。

推力垫片12b可以被配置为将轴向负载通过轴承壳部分8从曲轴6传递到发动机壳4内。因此，可能不期望在被配置为与推力垫片12b接合的端面8b的区域中提供隔热层14。因此，隔热层14可以在推力垫片12b的该区域中从推力轴承12’偏移，例如相对于推力轴承12’的中心轴线径向地偏移。

在图2和图4示出的布置中，推力垫片12b是半个垫片并且被提供到在由形成在发动机壳4上的轴承壳部分8容纳的半个轴承12上。然而在其他布置中，推力垫片12b可以是完整的垫片，例如推力垫片可以被提供在轴承12的两个半部上。在此布置中，提供在轴承盖16上的另外的隔热层22可以相对于另外的轴承交界表面18a偏移，使得与推力垫片12b相邻的另外的端面18b的区域不被提供隔热层22。

在图1至图4所描绘的布置中，轴承壳部分8被配置为容纳轴承12的上半部并且被形成在发动机总成2的汽缸体4上，并且被配置为容纳轴承12的下半部的轴承盖16耦连到汽缸体4。然而，也可设想的是，轴承壳部分8可以被配置为容纳轴承12的下半部并且可以被形成在发动机总成的油底壳体上。相应地，轴承盖16可以被配置为容纳轴承12的上半部并且可以耦连到油底壳体。

图1-4显示了带有各种部件的相对定位的示例性配置。如果被显示为彼此直接接触或直接耦连，则在至少一个示例中，这些元件可以分别被称为直接接触或直接耦连的。被描述为在另一元件的直接下游或直接上游的元件可以在本文中被限定为在两个可比较的元件之间没有介于其中的部件。类似地，被显示为与另一元件相连或相邻的元件在至少一个示例中可以是分别彼此相连或相邻的。作为一个示例，处于与彼此共面接触的部件可以被称为是共面接触的。作为另一示例，被定位成彼此分离、其间仅有间隔而没有其他部件的元件在至少一个示例中可以被称为是这样的。作为再一示例，被显示为在另一元件的上方/下方、在另一元件的相反侧、或在另一元件的左侧/右侧的元件可以被称为相对于另一元件是这样的。进一步地，如图所示，最顶部的元件或元件的点可以在至少一个示例中被称为是部件的“顶部”，并且最底部的元件或元件的点可以在至少一个示例中被称为是部件的“底部”。如本文所用，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以相对于附图的垂直轴线，并且可以被用于描述图中的元件相对于另一元件的定位。因此，被显示为在其他元件上方的元件在一个示例中被定位在其他元件的垂直上方。作为另一示例，图中描绘的元件的形状可以被认为是具有那些形状的(例如，诸如是圆形的、直线的、平面的、弯曲的、浑圆的、倒角的、有角度的等等)。进一步地，在至少一个示例中被显示为与另一元件交叉的元件可以被称为是交叉的元件或与另一元件交叉。更进一步地，在一个示例中被显示为在另一元件内或在另一元件外的元件可以被称为是这样的。

本领域技术人员将认识到，尽管已经参考一个或多个示例性示例以示例的方式描述了本公开，但本发明不受限于公开的示例，并且可以构想出可替代的示例而不脱离由随附的权利要求所限定的本公开的范围。