(57)【要約】本発明は、内部にピストン（１４）が上死点（ＯＴ）と下死点（ＵＴ）との間で可動に収容されている少なくとも１つのシリンダ（１２）と、そのシリンダのシリンダ内径（Ｄ）が下死点（ＵＴ）に向かって拡大するシリンダボア（１８）と、を備える、自動車の燃焼機関用のエンジンブロックに関し、シリンダ内径（Ｄ）は、燃焼機関の運転中にピストンキャリパ変転が生じる領域（Ｘ）の下方でまず初めに拡大し、シリンダ内径（Ｄ）は、上死点（ＯＴ）から領域（Ｘ）まで先細りになる。更に、本発明は、少なくとも１つのシリンダ（１２）を備える自動車の燃焼機関用のエンジンブロックを製造する方法に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にピストン（１４）が上死点（ＯＴ）と下死点（ＵＴ）との間で可動に収容されている少なくとも１つのシリンダ（１２）と、前記シリンダ（１２）のシリンダ内径（Ｄ）が前記下死点（ＵＴ）に向かって拡大するシリンダボア（１８）と、を備える、自動車の燃焼機関用のエンジンブロックであって、
前記シリンダ内径（Ｄ）は、前記燃焼機関の運転中にピストンキャリパ変転が生じる領域（Ｘ）の下方でまず初めに拡大し、前記シリンダ内径（Ｄ）は、前記上死点（ＯＴ）から前記領域（Ｘ）まで先細りになることを特徴とする、エンジンブロック。
【請求項２】
前記シリンダ内径（Ｄ）は、前記ピストン（１４）の前記下死点（ＵＴ）まで拡大することを特徴とする、請求項１記載のエンジンブロック。
【請求項３】
前記シリンダ内径（Ｄ）は、円錐形状に拡大することを特徴とする、請求項１または請求項２記載のエンジンブロック。
【請求項４】
内部にピストン（１４）が上死点（ＯＴ）と下死点（ＵＴ）との間で可動に収容可能である少なくとも１つのシリンダ（１２）を備え、前記シリンダ（１２）では、シリンダボア（１８）は、前記シリンダ（１２）のシリンダ内径（Ｄ）が前記下死点（ＵＴ）に向かって拡大するように加工される、自動車の燃焼機関用のエンジンブロックを製造するための方法であって、
前記拡大するシリンダ内径（Ｄ）は、前記燃焼機関の運転中にピストンキャリパ変転が生じる領域（Ｘ）の下方でまず初めに拡大し、前記シリンダ内径（Ｄ）は、前記上死点（ＯＴ）から前記領域（Ｘ）まで先細りに形成されることを特徴とする、方法。
【請求項５】
前記拡大するシリンダ内径（Ｄ）は、ホーニングにより形成されることを特徴とする、請求項４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項の前段に提示された様式の、自動車の燃焼機関用のエンジンブロック及び自動車の燃焼機関用のエンジンブロックを製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、燃焼機関用のエンジンブロック内のシリンダは、完成部品状態において円筒形状を有する。そのようなエンジンブロックはまた、多くの場合、クランクケースとも称する。上記のクランクケースの構成に起因して、燃焼中に場合により、シリンダヘッドねじの締め付けが必要なこと、燃焼運転において熱膨張が異なること及び運転時に発生するシリンダ圧により、確かに理想的なシリンダ形状から明白に外れた状態となり、これは、摩擦損失と関連し、その結果として燃費低下を招く。
【０００３】
燃焼機関用のエンジンブロック内のシリンダの製造時にもまた厳密な円筒形状から外れることは既に公知である。したがって、例えば、特許文献１には、上死点の直近でいくらか拡大し、次いで下死点に向かって再び狭くなるシリンダが示されている。換言すると、上記特許に示されたシリンダは、膨らんだ形状を有する。
【０００４】
特許文献２には、同様に、厳密な円筒形状から外れているシリンダが示されている。シリンダは、２つのシリンダ室区分に分割されており、これらの区分の間に軸線方向で見て移行区分がある。その場合、２つのシリンダ室区分は、互いに異なる直径を有する。
【０００５】
最後に、特許文献３には、内部にピストンが上死点と下死点との間で可動に収容されている少なくとも１つのシリンダと、そのシリンダのシリンダ内径が下死点に向かって拡大するシリンダボアと、を備えた、自動車の燃焼機関用の上述したエンジンブロックが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０  ２００８  ０２６  １４６  Ｂ４号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０  ２０１１  １１７  ６６０  Ｂ４号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０  ２００９  ０２４  ２２７  Ｂ４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、自動車の燃焼機関用のエンジンブロック及びそのようなエンジンブロックを製造するための方法を提供し、それらを使用して、摩擦性能及び騒音を最適化した燃焼機関の運転を容易にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本課題は、独立請求項の特徴を備える自動車の燃焼機関用のエンジンブロック及びそのようなエンジンブロックを製造するための方法により解決される。本発明の有利な実施形態は、目的にかなった重要な発展形態と共に、従属請求項で提示される。
【０００９】
摩擦性能及び騒音を最適化した燃焼機関の運転様式を可能にするために、本発明に係るエンジンブロックでは、燃焼機関の運転中にピストンキャリパ変転が生じる領域の下方でまず初めにシリンダ内径が拡大し、燃焼機関の運転中にピストンキャリパ変転が生じる領域まで上死点からシリンダ内径が先細りになることが提供されている。したがって、騒音及び摩擦性能を最適化した形状がシリンダボアの直径を考慮して設けられている。それにより、燃焼機関の運転中のピストンとシリンダボアとの間の摩擦は、低減することができ、それに加えて、燃焼機関の特に好都合な騒音挙動もまた生じる。燃焼機関の運転中にピストンキャリパ変転が生じる領域の下方でまず初めにシリンダボアのシリンダ内径を部分的に拡大することにより、ピストンのピストンクリアランスは、所望しない騒音発生を考慮して最適に設定することができる。それに加えて、ピストンキャリパ変転の下方でクリアランスを増加させ、重なり状態を低減することによって、摩擦を最小化することができる。
【００１０】
本発明に係るエンジンブロックを使用して大幅な燃費向上が達成できるため、ＣＯ２排出削減目標の達成への重要な貢献が容易になる。特に、本発明によるエンジンブロックにより、エンジン騒音に関する顧客の通常は非常に高い要求が満たされる。
【００１１】
本発明の有利な実施形態では、シリンダ内径は、ピストンの下死点まで拡大するように設けられている。それにより、特に騒音が最適化されかつ燃費が最適化された燃焼機関の運転を実現することができる。
【００１２】
本発明の更に有利な実施形態では、シリンダ内径は、円錐形状に拡大するように設けられている。換言すると、シリンダ内径は、したがって、直線的に拡大する。これは特に、製造技術的に特に好都合であり、容易に実現可能である。
【００１３】
内部にピストンが上死点と下死点との間で可動に収容可能である少なくとも１つのシリンダを備えた、自動車の燃焼機関用のエンジンブロックを製造するための本発明に係る方法では、シリンダボアは、シリンダ内径が下死点に向かって拡大するように加工される。その場合、本発明によれば、拡大するシリンダ内径は、燃焼機関の運転中にピストンキャリパ変転が生じる領域の下方でまず初めに形成され、シリンダ内径Ｄは、上死点ＯＴから領域Ｘまで先細りに形成されるように設けられている。その場合、本発明に係るエンジンブロックの有利な実施形態は、本発明に係る方法の有利な実施形態と見なされる。
【００１４】
好ましくは、拡大するシリンダ内径は、ホーニングにより形成される。それにより拡大するシリンダ内径は、特に正確な手法で形成することができる。
【００１５】
本発明の更なる利点、特徴及び詳細は、好ましい実施例及び図面を参照した以下の説明により明らかとなる。上記の説明で言及された特徴及び特徴の組み合わせ並びに下記の図面の説明で言及された特徴及び特徴の組み合わせは、互いの間での組み合せだけではなく、本発明の範囲を逸脱することなく、単独でもまた使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】エンジンブロックの異なる２つのシリンダの側面断面図であり、それぞれのピストンは、上死点にある。
【図２】２つのシリンダの更なる側面断面図であり、ピストンはそれぞれ、その下死点にある。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図面では、同一又は機能が同一の要素は、同一の参照番号が付与される。
【００１８】
それぞれ図示していない燃焼機関のそれぞれの部品である異なる２つのシリンダ１０、１２は、図１において側面断面図で示されている。それぞれのピストン１４は、図１においてその場合、その上死点ＯＴに配置されている。シリンダ１０、１２は両方とも、シリンダがそれぞれの燃焼機関の燃焼運転においてある一定の経過時間後に到達する加熱状態で示されている。したがって、ここに図示されたシリンダ１０、１２の形態は、シリンダ１０、１２がその通常発生する運転温度にそれぞれの燃焼機関の運転中に到達した場合に有するような形態に相当する。
【００１９】
２つのシリンダ１０、１２は、それぞれのシリンダボア１６、１８の形状を考慮すると異なっている。ここに図示された加熱状態では、左側シリンダ１０のシリンダボア１６の直径Ｄは、ピストン１４の下死点ＵＴに向かって減少する。したがって、シリンダボア１６は、この図示によれば下に向かって先細りになる。それとは反対に冷間状態では、つまりこの図示に反して、左側シリンダ１０のシリンダボア１６の直径Ｄは、一定である、つまりシリンダボア１６の軸線方向で変化しない。
【００２０】
ここに図示した加熱状態では、２つのシリンダのうちの右側１２では、シリンダボア１８の直径Ｄは、シリンダ１２の軸線方向で同様に変化する。ただし、シリンダボア１８の直径Ｄは、燃焼機関の運転中にピストン１４のピストンキャリパ変転が生じる領域Ｘの下方で拡大する。領域Ｘから始まって、シリンダボア１８の直径Ｄは、ピストン１４の下死点ＵＴに向かって円錐形状に拡大し、シリンダボアの直径Ｄは、上死点ＵＴから領域Ｘまで先細りになる。シリンダボア１８の直径Ｄは、ピストン１４の下死点ＵＴの方向に拡大する。
【００２１】
領域Ｂで拡大するシリンダボア１８のこの形態は、一定の直径Ｄを有さないシリンダボア１８を形成することによって達成される。それに対して、シリンダボア１８は、シリンダボア１８が冷間状態で領域Ｂにおいて既に拡大し、したがって、直径Ｄがピストンキャリパ変転の領域Ｘから始まって下死点ＵＴまで拡大するように形成される。その場合、シリンダ１２の冷間状態における直径拡大の度合いは、シリンダ１２が運転温度に到達した場合にもまた、下死点ＵＴに向かってトランペット様に拡大する形態を有するように選択される。したがって、左側シリンダ１０とは反対に、右側シリンダ１２のシリンダボア１８は、加熱状態で下死点ＵＴに向かって先細りにならず、その代わり、シリンダボア１８は、下死点ＵＴに向かって拡大する。
【００２２】
図２では、それぞれのシリンダ１０、１２内で動かされる２つのピストン１４は、そのそれぞれの下死点ＵＴで図示されている。この場合もまた、２つのシリンダ１０、１２は、シリンダがそれぞれの燃焼機関のある一定の運転時間経過後に到達する加熱状態で図示されている。既に説明したように、２つのシリンダのうちの左側１０は、冷間状態でシリンダボア１６の直径Ｄが一定である円筒形状を有し、２つのシリンダのうちの右側１２では冷間状態で、シリンダボア１８は、領域Ｂにおいて下死点ＵＴに向かって拡大する。
【００２３】
冷間状態でのシリンダボア１６の完全な円筒形状及び更なる要因に基づいて、なかでも特に、シリンダヘッドねじの締め付けが必要なこと、燃焼運転においてシリンダ１０の熱膨張が異なること及び燃焼中にシリンダ１０内部で発生する圧力により、図１及び図２で明らかなように、シリンダボア１６が冷間状態で有する理想的なシリンダ形状から明白に外れた状態となる。
【００２４】
２つのシリンダのうちの左側１０では、個々に図示した加熱状態において下死点ＵＴに向かって減少する直径Ｄに基づいて、ピストン１４が燃焼状態でシリンダボア１６との重なり部２０を有するという問題が生じる。したがって、下死点ＵＴの近くでは、ピストン径は、シリンダボア１６の直径Ｄよりも大きい。それにより、ピストン１４は、上死点ＯＴと下死点ＵＴとの間の上下動中にシリンダボア１６に接触する。その結果として、摩擦損失が発生し、所望しない騒音が生じる。
【００２５】
それとは反対に、シリンダボア１８の直径Ｄが冷間状態だけではなく加熱状態でもまた、領域Ｂにおいて下死点ＵＴに向かって漸進的に拡大する右側シリンダ１２では、領域Ｂ全体で、ピストン１４のある一定のピストンクリアランスが半径方向に生じる。これは、騒音発生及び摩擦損失に有効に作用し、これらをそれにより最小化することができる。
【００２６】
すなわち、領域Ｂにおけるシリンダボア１８のトランペット様形状の直径拡大に基づいて、シリンダボア１８とピストン１４との間に半径方向で常にある一定の間隔２２を確保することが達成される。シリンダボア１８が下死点ＵＴに向かって拡大することに基づいて、ピストン１４とシリンダボア１８との間の半径方向のクリアランス増加が達成される。それにより、ピストン１４とシリンダボア１８との間の重なり状態は、排除することができる。その結果として、大幅な燃費向上及び音響的利点もまた達成することができる。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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