发动机缸体和内燃发动机的制作方法

本申请通常涉及用于内燃发动机的发动机缸体。

背景技术：

生产发动机缸体是一个复杂的过程，因为所生产的发动机缸体通常质量很大。通常生产发动机缸体以包括用于输送油以润滑和/或冷却诸如曲轴、活塞冷却喷嘴(PCNs)、摇杆等的各种发动机部件的各个通道或通路。这些通道或通路被穿过重的质量钻出，这有时需要在已经复杂的过程中进行角度钻削和长枪式钻削。钻削过程可能增加制造时间、复杂性和成本，并可能因发动机不同产生额外差异。

技术实现要素：

本公开的一个实施方案涉及一种发动机缸体。发动机缸体包括发动机缸体主体。发动机缸体主体包括一体式齿轮壳体(integrated gear housing)、形成在发动机缸体主体内的一个或更多个汽缸孔以及与发动机缸体主体成一体的一个或更多个载荷肋(load rib)。一个或多个载荷肋中的每一个均邻近相应的汽缸孔形成。

发动机缸体的一个或更多个载荷肋可以形成在发动机缸体主体的外表面处。一个或更多个载荷肋中的每一个可以包括竖直结构和倾斜结构。载荷肋的竖直结构可以形成为平行于相应汽缸孔的中心线。载荷肋的倾斜结构可以形成有至少一个连接到竖直结构的端部。一个或更多个载荷肋可以被构造为沿着负载路径分配在发动机缸体处接收的负载。一个或更多个油道(oil galleries)可以在水平面处形成在发动机缸体内。一个或更多个排油通路可构造成将油从一个或更多个油道排放到一个或更多个发动机部件。一个或更多个排油通路可位于发动机缸体的外表面处并构造成防止发动机缸体受到拉伸损坏。一个或更多个凸起结构可在一个或更多个油道所位于的水平面下方形成在发动机缸体的外表面处。一体式齿轮壳体可以构造成容纳(host)一个或更多个发动机部件，一个或更多个发动机部件包括曲轴、活塞冷却喷嘴(PCN)和摇杆。

本公开的另一个实施方案涉及一种内燃发动机。内燃发动机包括发动机缸体和多个(a plurality of)汽缸。发动机缸体包括用于容纳多个汽缸的多个汽缸孔、一体式齿轮壳体以及多个载荷肋。多个载荷肋中的每一个邻近相应的汽缸孔形成。

内燃发动机的多个载荷肋可以形成在发动机缸体主体的外表面处。多个载荷肋中的每一个可以包括竖直结构和倾斜结构。多个载荷肋中的每一个的竖直结构可以形成为平行于相应汽缸孔的中心线。多个载荷肋中的每个载荷肋的倾斜结构可以形成有至少一个连接到载荷肋的竖直结构的端部。多个载荷肋可以被构造为沿着负载路径分配在发动机缸体处接收的负载。一个或更多个油道可以在水平面处形成在发动机缸体内。一个或更多个排油通路可构造成将油从一个或更多个油道排放到一个或更多个发动机部件。一个或更多个排油通路可位于发动机缸体的外表面处并构造成防止发动机缸体受到拉伸损坏。一个或更多个凸起结构可在一个或更多个油道所位于的水平面下方形成在发动机缸体的外表面处。一体式齿轮壳体构造成容纳一个或更多个发动机部件，一个或更多个发动机部件包括曲轴、活塞冷却喷嘴(PCN)和摇杆。

附图说明

根据结合附图的下面的描述和所附权利要求，本公开的前述特征和其它特征将变得更充分明显。应理解，这些附图仅描绘了根据本公开的数个实施方式且因此不应被考虑为限制其范围，本公开将以另外的具体说明和细节通过使用附图而被描述。

图1A是描绘了根据示例性实施方案的发动机缸体的第一侧的透视图的示意图。

图1B是描绘了图1A的发动机缸体的第二侧的透视图的示意图。

图2A是描绘了根据示例性实施方案的发动机缸体内的主油道的透视图的示意图。

图2B是描绘了发动机缸体内的主油道的另一透视图的示意图。

图2C是描绘了图1A-1B的发动机缸体的竖直横截面图的示意图。

具体实施方式

通常参照附图，根据各种说明性实施方案，示出了用于提供具有一体式主油道和各种油通路的发动机缸体的系统和方法。常规的发动机缸体通常包括主油道和各种油通路，主油道穿过缸体钻出，并且各种油通路在缸体内以各角度钻出。长的主油枪式钻削(long main oil rifle drilling)和角度钻削增加了制造时间、复杂性和费用，并且还可能因发动机不同产生额外差异。为了克服常规发动机缸体的缺点，本公开提供了铸造有单层主油道的发动机缸体，单层主油道用于将油输送到各种发动机部件，包括但不限于曲轴、PCN、摇杆等。发动机缸体包括一个或更多个纵向通路，其在发动机缸体内笔直地钻出。生产这种发动机缸体不需要长的主油枪式钻削或角度油钻削，并且从而节省了制造成本、时间和复杂性，且减少了制造变化。

在图1A中描绘了根据示例性实施方案的发动机缸体100的第一侧的透视图。在图1B中描绘了发动机缸体100的第二侧的另一透视图。发动机缸体100可构造成包括发动机缸体主体。发动机缸体主体可以包括任何数量的汽缸孔(例如汽缸孔101a-101f)，内燃发动机所使用的汽缸布置到汽缸孔内。发动机缸体主体还包括发动机缸体主体内的一个或更多个油道(未示出)、一个或更多个载荷肋102、一个或更多个排油通路104和一体式齿轮壳体103。根据本公开，发动机缸体100可以通过铸造方法形成为一个件。发动机缸体100可以使用可避免长枪式钻削和/或角度钻削的任何合适技术来形成。

一个或更多个油道可以在水平面106处形成在发动机缸体100内。一个或更多个油道可以包括围绕汽缸孔中的每一个铸造的单层主油道。

载荷肋102在发动机缸体100的外表面处形成为侧向肋(lateral ribs)。载荷肋102包括各种竖直结构和倾斜结构，各种竖直结构和倾斜结构构造成沿负载路径分配在发动机缸体100处接收的载荷。发动机缸体100接收来自汽缸和/或曲轴操作的各种压缩载荷。这些载荷肋102构造成将在发动机缸体100处接收的集中载荷沿拉伸载荷路径分配到载荷肋102中的每一个，以减少发动机缸体100的磨损并且增加发动机缸体的寿命。如图1A中和图1B中所示，在发动机缸体主体的两侧上形成载荷肋102。

在一些实施方案中，每个载荷肋102可以形成为邻近相应的汽缸孔。在一些实施方案中，每个载荷肋102可以包括竖直结构102b和倾斜结构102a。在这样的实施方案中，载荷肋102的竖直结构可以形成为平行于相应汽缸孔的中心线，并且倾斜结构可以形成为具有连接到竖直结构的至少一个端部。在一些实施方案中，载荷肋102的尺寸可以基于期望的发动机尺寸来确定。在一些实施方案中，基于发动机缸体100的载荷需求来确定载荷肋102的数量。

一体式齿轮壳体103构造成容纳一个或更多个发动机部件和/或连接到一个或更多个发动机部件，发动机部件包括但不限于PCN、曲轴和摇杆。一体式齿轮壳体103通过铸造方法形成并且可以构造成容纳各种接口和发动机部件。一体式齿轮壳体103构造成接收来自一个或更多个油道的油，以润滑布置在一体式齿轮壳体103内的一个或更多个发动机部件。一体式齿轮壳体103还包括空气压缩机接口108和燃料泵接口110。空气压缩机接口108构造成连接到空气压缩机并将新鲜空气输送到一个或更多个汽缸中。燃料泵接口110连接到燃料供应管并且构造成将燃料供应输送到汽缸。

一个或更多个排油通路104形成在发动机缸体主体的两侧上，以将来自一个或更多个油道的油排放到一个或更多个其它发动机部件，如在图1A和图1B中所示。一个或更多个排油通路104铸造在发动机缸体100的外表面处，并且在发动机缸体100的表面处具有沿负载路径的可见结构。排油通路104的可见结构为发动机缸体100提供载荷支撑。排油通路104的可见结构还有助于在发动机缸体100上分配拉伸载荷，这进一步延长了发动机缸体的寿命。

一个或更多个排油通路104以交替方式在发动机缸体的两侧处位于汽缸孔之间。例如，第一排油通路104a位于汽缸孔101a和汽缸孔101b之间并位于发动机缸体100的第一侧处。沿主油道的第二排油通路104b位于汽缸孔101b和汽缸孔101c之间，并位于发动机缸体100的第二侧处。如图1A所示的第一侧与如图1B所示的在发动机缸体100处的第二侧相反。以类似的方式，排油通路104c在第一侧处位于汽缸孔101c和汽缸孔101d之间。排油通路104d在第二侧处位于汽缸孔101d和汽缸孔101e之间。排油通路104e在第一侧处位于汽缸孔101e和汽缸孔101f之间。排油通路104a-104e的交替配置提供均匀的油分配。

发动机缸体100还包括一个或更多个坚固的安装结构(strong mount structures)112，该一个或更多个坚固的安装结构112构造成将发动机缸体100安装到交通工具并防止发动机缸体100在各种载荷下移动。在一些实施方案中，一个或更多个坚固的安装结构112形成在发动机缸体100的两侧上。坚固的安装结构112配置有任何合适的安装装置。

发动机缸体100还包括在水平面106下方铸造在外表面处的多个竖直凸起结构114。竖直凸起结构114构造成为杆轮廓提供间隙。由竖直凸起结构114提供的间隙被用于在发动机缸体100内容纳杆。在一些实施方案中，竖直凸起结构114的尺寸基于发动机所需的杆的尺寸来确定。与竖直凸起结构114成一体的发动机缸体100的这种紧凑设计使得发动机缸体能够具有更轻的重量。

发动机缸体100还包括侧向肋116，侧向肋116水平地形成，在发动机缸体100的每侧处连接每个竖直凸起结构114。侧向肋构造成为发动机缸体100提供更好的扭转刚度，以防止发动机缸体表面上的扭转损坏(torsional damage)。在一些实施方案中，侧向肋116包括一个或更多个安装结构。在一些实施方案中，侧向肋116连接到一个或更多个坚固的安装结构112。

图2A和图2B描绘了根据示例性实施方案的发动机缸体100内的主油道200的透视图。图2C示出了发动机缸体100的竖直横截面图。

虽然本说明书包含很多特定的实施方式细节，但是这些不应被解释为对可被要求保护的内容的范围的限制，而是更确切地应被解释为对特定的实施方式所特有的特征的描述。在本说明书中在单独的实施方式的上下文中描述的某些特征也可以组合地在单个实施方式中实施。相反，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合在多个实施方式中实施。此外，虽然特征在上面可被描述为以某些组合起作用且甚至最初被这样要求保护，但是来自所要求保护的组合的一个或更多个特征在一些情况下可从该组合删除，并且所要求保护的组合可以涉及子组合或子组合的变形。

虽然本公开通过六缸发动机的示例被说明，但是本公开可以应用于：具有两个或更多个汽缸的发动机，包括带有小于或大于六个汽缸的发动机；各种发动机类型，例如I-6、V-6、V-8，等等；具有不同汽缸点火顺序的发动机；柴油发动机、汽油发动机或其它类型的发动机；以及任何尺寸的发动机。

应理解，尽管使用在上述描述中利用的诸如期望的或合适的词语指示这样描述的特征可能是更期望的，但是它可能不是必需的，并且缺少这些词语的实施方案可以被考虑为在本实用新型的范围内，该范围由以下权利要求限定。在阅读权利要求时，意图是当诸如“一个(a)”、“一个(an)”、“至少一个”或“至少一部分”的词语被使用时，不存在把权利要求限制于仅一个项的意图，除非在权利要求中特别地声明与此相反。当语言“至少一部分”和/或“一部分”被使用时，该项可以包括一部分和/或整个项，除非特别地声明与此相反。

应注意，为了将一个与另一个进行识别或区分，或将一个与其它进行识别或区分，本公开的某些段落可以参考与管道、设备等相关的诸如“第一”和“第二”的术语。这些术语不旨在仅仅暂时地或根据顺序来关联实体，尽管在一些情况下，这些实体可以包括这样的关系。这些术语也不限制可以在系统或环境内操作的可能的实体的数量。

如在本文使用的术语“连接”及类似的术语意指两个部件直接或间接地连结到彼此。这样的连结可以是固定的(例如，永久的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。通过两个部件或这两个部件和任何额外的中间部件彼此一体地形成为单个整体主体，或者通过这两个部件或这两个部件和任何额外的中间部件附接到彼此，这样的连结可以实现。