用于X型发动机的气缸体组件制造技术

一种用于X型发动机的气缸体组件(300)包括：一个第一缸体半件(302)，该第一缸体半件具有两个气缸组(453，454)以及在这两个气缸组(453，454)之间的多个凹谷开口(361，362)；以及紧固至该第一缸体半件(302)上的一个第二缸体半件(304)，该第二缸体半件(304)具有两个气缸组(451，452)以及在这两个气缸组(451，452)之间的多个凹谷开口(361，362)。在该第一缸体半件和第二缸体半件(302，304)中的这些凹谷开口(361，362)允许一个X型发动机曲柄传动系组件(10，100)被组装在该气缸体组件(300)内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于X型发动机的气缸体组件
技术介绍
本专利技术总体上涉及活塞式内燃发动机、流体泵以及类似的机器，并且更具体地涉及X型发动机组件。发动机设计者的目的是提供有关性能和效率方面的最佳功能，同时也最大限度地减小从发动机发出的噪音和振动。还希望提供一种最小、最轻量同时具有可以经济地制造并且维修的设计的发动机。目前在使用中最广泛使用的发动机构型是直列型、“V”型以及水平对置型或‘平面’型的。几乎所有这些发动机在功率转换系统中都使用传统的连接杆(“连杆”)，因此，发动机中的每个活塞被连接至曲轴上而使得有每个活塞在该发动机中有一个连杆。在典型地“V”型发动机中，曲轴上的每个曲柄销被连接至两个活塞-连杆组件上，其中这两个气缸组沿着该曲轴的轴线彼此偏移以便允许连接至每个曲柄销上的这两个连接杆是并排的。以此方式，在每个曲柄销支承的每一侧上有一个发动机主轴承，并且每个曲柄销支承具有足够的大小以便为这两个连接杆“大端”轴承提供足够支承区域，这样使得当该发动机运行时遇到的所导致的轴承压力是在可接受的范围内。如果发动机被设计成具有多于两个连杆被连接至每个曲柄销上，则对于曲柄销或主轴承的支承面积、或气缸孔的间距或曲轴的结构和/或必须承受高循环加载的缸体可能存在折中。于是，已经发现具有每个曲柄销两个连杆的“V”型发动机允许这样的发动机设计该设计关于具有足够强的缸体结构、主轴承和曲柄销支承之间的曲轴结构、以及在关键轴承界面(如大端连杆轴承)处可接受的轴承压力是令人满意的。苏格兰轭是用于将滑块的线性运动转换为轴的旋转运动(反之亦然)的一种机构并且已经证明是适合用于活塞式内燃发动机中的。活塞或其他往复式零件被直接连接至带有槽的滑动轭上，该滑动轭接合了旋转曲轴上的一个销，一个轴承座被装配在该曲轴与该轭之间，以便在该曲柄销处提供一个圆柱形-圆柱形界面并且提供与该轭的平面对平面的界面，这样使得在两个界面处的接触压力是在可接受的水平。在给予该曲轴的恒定的旋转速度的情况下，活塞运动的形状随时间是纯正弦波形。该苏格兰轭机构可以用双端或“双作用”方式使用，使得每个往复式组件在任一端具有一个活塞，因此该双作用苏格兰轭的一个益处是它可以用在一种具有两个往复式组件的X型发动机构型中，这些往复式组件用于以类似于用在“V”型构型发动机(它具有连接到该曲轴上的每个曲柄销支承上的两个连杆和活塞组件)中的传统连杆的方式将总计四个活塞连接到该曲轴上的每个曲柄销支承上。通过将连接至每个曲柄销支承上的气缸数目加倍，当与直列的、“V”型的和平面的发动机构型比较时，对于给定的孔和冲程和气缸数量，用于X型构型中的双作用苏格兰轭可以产生一个显著更小并且更低质量的发动机。这种双作用苏格兰轭(“DASY”)X型发动机超过传统的“V”型发动机的另一个优点是曲轴箱内部的流体运动由于相反的活塞仅在它们之间推动空气而减小，而在“V”型发动机和直列发动机中，曲轴箱内部有更大质量的流体运动(对于给定的孔/冲程和气缸数量而言)，该更大质量的流体是被推出这些气缸的并且围绕该发动机的隔板的方式为导致较大量的流体摩擦并且需要在曲轴与油底壳之间的发动机曲轴箱中具有一个空体积来允许这种流体运动发生。此外，DASY是一种提供真正的‘合谐运动’或纯粹正弦波运动的机构。因此，具有一阶平衡的DASY发动机构型具有完美的平衡，而具有连杆的发动机总是有未解决的失衡，这是由于使用这种连杆机构导致的活塞运动的复杂性，该连杆机构导致具有一阶、二阶以及更高阶的多阶振动。应注意的是，采用了一种其上附接有副连杆的主连杆的径向发动机是允许一个发动机的多于两个气缸被连接至一个单一的曲柄销支承上的一种安排，但是这里的折中是在这种类型的发动机中出现了至少两种不同的活塞运动(活塞位移对曲轴角度)，这大大复杂化了为实现甚至一阶振动的平衡所作的任何努力。因此，没有实际的方法来对于以此方式连接的一组气缸实现一阶和二阶平衡。另外，目前的发动机中使用的、具有不同的活塞运动的现代燃料注入系统会大大地复杂化此类发动机的校准和排放能力。因此，使用该双作用苏格兰轭的X型发动机构型有潜力为许多活塞式发动机应用提供更好的结果，这些活塞式发动机应用目前大多数是采用多个连杆的“V”型、直列的以及平面的发动机。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于双作用苏格兰轭(DASY)X型发动机构型的气缸体组件，该气缸体组件提供高结构完整性(强度和刚度)、更少的零件，比同类的“V”型、直列或平面的发动机气缸体更低的质量和更小的尺寸(假设相同数量的气缸和相同的孔和冲程)，并且具有对于这些部件的传统的制造方法，并且最后具有用于完成DASY X型发动机底端组件的传统组装过程。在本专利技术的一方面中，一种X型发动机底端组件包括四个气缸组，这些气缸组位于两个相交的平面上，其中曲轴的轴线是在这两个平面的相交线上；并且具有一个双作用苏格兰轭(DASY)功率转换系统，该功率转换系统在多个往复式组件的两端具有面向外的同轴活塞，这些往复式组件将这些活塞的往复式运动与曲轴的旋转运动相连；并且使得每个往复式DASY组件沿着该曲轴的轴线相对于彼此偏移，这样使得存在两对相反的气缸组并且与具有从一个气缸组到另一个气缸组的气缸组偏移量的“V”型发动机相类似地带有从一对相反气缸组到另一对相反气缸组的气缸组偏移量。每个往复式DASY组件的轴线(由这两个活塞的共用轴线限定)是垂直于该曲轴的轴线的。在第二方面中，用于X型发动机的气缸体组件主要由四个零件组成，S卩，两个“缸体半件”和两个“凹谷盖件”，它们是串联连接的并且通过一组主要螺栓(这些主要螺栓是贯通螺栓)以来自用于在三个界面处将这四个零件固定在一起的这些紧固件的夹紧力固定。这两个缸体半件是大部分或完全相似的，其中一个缸体半件包含一对相邻的气缸组，并且另一个缸体半件包含另一对相邻的气缸组。这些凹谷盖件是串联的外部零件，它们覆盖在这些相邻气缸组之间的和每个缸体半件的开口上。因此，通过四个组要部件被紧固在一起，产生的结构类似于两个传统的“V”型发动机缸体被底面至底面地栓接在一起的。在这些缸体半件之间的界面的平面与中心轴线相交并且是与包含该四个气缸组的这两个平面成角度地偏移的。每个缸体半件具有基本上垂直于该中心轴线的多个隔板、并且沿着该中心轴线具有半圆形特征，这些半圆形特征是用于支持发动机主轴承外壳。还可能的是在多个缸体半件之间的界面处具有类似的多组轴承支持特征以便用于支持凸轮轴、平衡轴、或其他旋转零件。在该缸体中的其他剩余结构基本上与用于“V”型发动机缸体相似，这些剩余结构包括连接这些隔板并且为这些气缸提供支持的气缸支持结构，包括围绕这些气缸的水套(附图中未显示)以及作为每个气缸组的最外延伸部处的平面表面的这些面层表面、以及从多个气缸半件之间的界面平面延伸并且连接这些气缸组周围的结构的这些侧壁、以及垂直于该中心轴线的这些隔板平面。用于制造每个缸体半件的制造过程，比如铸造、机加工和孔珩磨，也可以预期是与用于制造“V”型发动机气缸体的既定过程实际上相同的、或非常相似的。本专利技术的第三方面是一种用于组装该X型发动机底端组件的方法，该组件包括曲轴、多个DASY往复式组件以及该气缸体组件。组装此类发动机所希望的结果是使用传统的组装过程在对关于功能、可靠性、封装尺寸、重量或成本而言的最本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.07 US 61/402,9121.一种用于X型发动机的气缸体组件(300)，该气缸体组件包括: 具有两个气缸组(453，454)的一个第一缸体半件(302)； 紧固至该第一缸体半件(302)上的一个第二缸体半件(304)，该第二缸体半件(304)具有两个气缸组(451，452);以及 在该第一缸体半件和第二缸体半件之一中的一个凹谷开口(361，362)， 其中该凹谷开口(361，362)允许一个X型发动机曲柄传动系组件(10，100)组装在该气缸体组件(300 )中。2.根据权利要求1所述的组件(300)，进一步包括用于覆盖在该第一缸体半件和第二缸体半件(302，304)之一中的凹谷开口(361，362)的一个凹谷盖件(310，312)。3.根据权利要求2所述的组件(300)，其中该第一缸体半件和第二缸体半件(302，304)通过使用多个螺纹紧固件(421-426)而被紧固在一起。4.根据权利要求3所述的组件(300)，其中该凹谷盖件(310，312)通过使用多个螺纹紧固件(421，426)而通过该凹谷开口(361，362)紧固至这些缸体半件(302，304)之一上。5.根据权利要求4所述的组件(300)，进一步包括多个外围螺栓(471-476)以用于提供额外的夹紧力来将这两个缸体半件(302，304)紧固在一起。6.根据权利要求2所述的组件(300)，其中该第一缸体半件和第二缸体半件(302，30...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修·B·迪格斯，
申请(专利权)人：马修·B·迪格斯，
类型：
国别省市：