БЛОК ЦИЛИНДРОВ (ВАРИАНТЫ) И ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Область техники, к которой относится полезная модель
Настоящая полезная модель относится к двигателям внутреннего сгорания, а в частности к межцилиндровой перегородке картера с разъемной крышкой для подшипника.
Уровень техники
Блоки цилиндров или блоки двигателей образуют часть двигателя внутреннего сгорания и могут содержать отверстия под цилиндры, которые по меньшей мере частично образуют промежутки, куда могут быть вставлены поршни. Головка цилиндров может быть расположена выше блока цилиндров, чтобы образовать собственно цилиндры, в то время как картер может быть расположен ниже блока цилиндров, чтобы служить опорой коленчатому валу. Блок цилиндров может содержать несколько перегородок, чтобы обеспечить опору коленчатому валу посредством подшипников, связать головку цилиндров с блоком цилиндров в целом, и увеличить жесткость и конструктивную целостность указанного блока.
В патентной заявке США 2010/0050977 раскрыто включение перегородок картера в блок двигателя, выполненный из магниевого сплава. Перегородки картера могут быть выполнены из чугуна с вермикулярным графитом (CGI, Compacted Graphite Iron), и вставлены снизу и между нескольких камер цилиндров. Каждая перегородка содержит множество верхних соединительных элементов, которые выступают наружу от тела перегородки прямоугольной формы в виде спиц, концы которых образуют кривую параболической формы, и обеспечивают механизм соединения, посредством которого перегородки могут быть связаны с блоком двигателя. Перегородки могут быть подвергнуты разрезанию, при котором их разделяют надвое по отверстию, предназначенному для установки коленчатого вала. В результате, после установки коленчатого вала верхнюю и нижнюю часть скрепляют друг с другом.
Отмечено несколько проблем, связанных с таким подходом. Во-первых, верхние соединительные элементы могут быть ограниченны в отношении нагрузки, которую они могут поддерживать в силу их конфигурации в виде выступающих наружу спиц. Такое выступание дополнительно увеличивает объем и массу перегородок. Более того, промежутки между соседними отверстиями од цилиндры в блоке двигателя могут быть увеличенными из-за объема, который занимают верхние соединительные элементы. Наконец, конструкция в виде спиц может ограничивать защиту от деформации отверстий под цилиндры во время работы двигателя.
Раскрытие полезной модели
В полезной модели предлагается перегородка картера с разъемной крышкой для подшипника, конструкция которой усовершенствована в отношении прочности и жесткости.
Согласно одному примеру осуществления полезной модели, блок цилиндров содержит отверстия под цилиндры, картер, расположенный в вертикальном направлении ниже блока цилиндров, и перегородки, причем каждая пара соседних перегородок отделяет каждое отверстие под цилиндр. Каждая перегородка содержит верхнюю часть и крышку, которая расположена ниже верхней части, отделена от верхней части и снова присоединена к верхней части при помощи одного или более крепежных элементов, причем верхняя часть содержит одно или более верхних утолщений, а у каждого верхнего утолщения имеется поверхность с отштампованным, круговым рифлением. Указанные перегородки могут быть выполнены из чугуна с вермикулярным графитом.
Таким образом может быть снижен общий вес блока цилиндров, что в свою очередь улучшит топливную экономичность. Указанные перегородки могут способствовать снижению шума, вибрации и неплавности, могут уменьшить объем станочной обработки, вес коленчатого вала и число крепежных элементов, необходимых для крепления перегородок к блоку цилиндров.
Вышеприведенные преимущества и иные преимущества и отличительные признаки настоящей полезной модели будут понятны из последующего подробного описания, взятого в отдельности или вместе с прилагаемыми чертежами.
Следует понимать, что содержащиеся в данном разделе сведения приведены с целью ознакомления в упрощенной форме с некоторыми идеями, которые далее рассмотрены в описании подробно. Данный раздел не предназначен для формулирования ключевых или существенных признаков объекта полезной модели, которые изложены в пунктах формулы полезной модели. Более того, объект полезной модели не ограничен вариантами осуществления, которые решают проблемы недостатков, упомянутых в данном описании.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 схематически изображает блок цилиндров, содержащий ряд перегородок, соответствующих настоящей полезной модели.
Фиг. 2 схематически изображает перегородку с разъемной крышкой, соответствующую настоящей полезной модели.
Фиг. 3 схематически изображает другой вариант осуществления перегородки с разъемной крышкой, соответствующей настоящей полезной модели.
Фиг. 4 схематически изображает перегородку фиг. 2 - вид слева.
Фиг. 5 схематически изображает перегородку фиг. 3 - вид справа.
Осуществление полезной модели
Блоки цилиндров могут включать в себя множество перегородок, служащих для усиления блока и улучшения распределения нагрузок по блоку. Некоторые перегородки могут быть ориентированы вертикально, перпендикулярно оси коленчатого вала, и содержать отверстие для крепления вкладыша и обеспечения вращения коленчатого вала. Однако, перегородки традиционной конструкции, выполненные из чугуна, не могут быть расщеплены или иным образом разделены на два или более сегментов, что затрудняет установку коленчатого вала и сборку блока цилиндров, а также требует дополнительной станочной обработки.
В настоящей полезной модели предлагаются перегородки, содержащие разъемную крышку и конструкцию, оптимизированную в отношении прочности и жесткости. Согласно некоторым вариантам осуществления, перегородки могут состоять из верхней части и крышки, расположенной ниже верхней части, причем крышка отделена от верхней части, в вновь присоединена к верхней части посредством одного или более крепежных элементов. Верхняя часть может содержать одно или более верхних утолщений, при этом каждое верхнее утолщение содержит поверхность с отштампованными, выступающими по кругу зубцами (рифлением). Перегородки могут быть выполнены из чугуна с вермикулярным графитом или металлокерамики. На фиг. 1 схематически изображен блок цилиндров и несколько перегородок, соответствующих настоящей полезной модели. Фиг. 2 схематически изображает перегородку с разъемной крышкой, соответствующую настоящей полезной модели. Фиг. 3 схематически изображает другой вариант осуществления перегородки, соответствующий настоящей полезной модели, и фиг. 4 схематически представляет вид слева перегородки с разъемной крышкой, выполненной согласно настоящей полезной модели. Фиг. 5 схематически представляет вид справа перегородки с разъемной крышкой, выполненной согласно настоящей полезной модели.
На фиг. 1 схематически изображен пример блока 100 цилиндров, который может быть включен в двигательную систему автомобиля. Точнее, фиг. 1 изображает вид снизу блока 100 цилиндров. Блок 100 цилиндров изображен с четырьмя отверстиями 102 под цилиндры, хотя в соответствии с настоящей полезной моделью, может быть использовано другое число цилиндров и другие схемы их расположения (например, отдельные группы цилиндров, как в двигателе с V-образной схемой). Каждая из камер сгорания, частично образованных посредством отверстий 102 под цилиндры, может содержать стенки камеры и поршень (не показан), расположенный внутри камеры. Поршни могут быть связаны с коленчатым валом (не показан), проходящим вдоль оси 104, так чтобы возвратно-поступательное движение поршней преобразовать во вращательное движение коленчатого вала. Блок 100 цилиндров вместе с другими компонентами, которые будут описаны ниже, может быть выполнен как одно целое с применением любого подходящего процесса, например, литья в песчаную форму или литья под давлением. Кроме того, блок 100 цилиндров может быть изготовлен из множества материалов, среди которых, помимо других возможных, чугун и алюминий.
Блок 100 цилиндров может содержать дополнительные компоненты, отлитые за одно целое с блоком во время его изготовления, и/или же такие дополнительные компоненты могут быть прикреплены к блоку цилиндров. К примеру, блок 100 цилиндров может содержать картер 106, расположенный ниже блока в вертикальном направлении 107, которое исходит из плоскости рисунка фиг. 1. Картер 106 может заключать в себе коленчатый вал, проходящий вдоль оси 104, и может включать в себя масляный резервуар (не показан), расположенный ниже коленчатого вала. Картер 106 может содержать маслозаливное отверстие (не показано), чтобы можно было подавать масло в масляный резервуар. В картере 106 может быть также расположена трубка (не показана) масломерного щупа для измерения уровня масла в масляном резервуаре. Картер позволяет осуществлять смазку коленчатого вала, причем масло может циркулировать через блок 100 цилиндров, через масляный насос (не показан), чтобы смазывать и другие компоненты (например, кулачковый вал и другие приводные валы). Наконец, картер 106 может содержать множество отверстий 108 для обслуживания компонентов в картере и в блоке 100 цилиндров. Отверстия 108 можно выборочно открывать и закрывать во время работы двигателя в таких конструкциях двигателя, в которых имеется система (не показана) вентиляции картера. Такая система вентиляции картера может выводить газы из картера 106 во впускной коллектор (не показан) двигателя, чтобы обеспечить постоянную эвакуацию газов из картера 106 в целях предотвращения износа различных компонентов двигателя, находящихся в картере.
Картер 106 может содержать ряд стенок, проходящих вниз, в вертикальном направлении 107 по периметру картера, которые могут быть соединены друг с другом для образования непрерывной юбки 109 картера. Юбка 109 картера, как и другие компоненты блока 100 цилиндров может быть отлита за одно целое с картером 106 и/или блоком цилиндров 100, или же может быть прикреплена отдельно в процессе сборки. Юбка 109 может увеличивать жесткость конструкции картера 106 и/или блока 100 цилиндров, и может проходить вниз в вертикальном направлении 107 на расстояние, которое может быть задано в зависимости от различных требуемых характеристик. К примеру, юбка 109 может быть сравнительно невысокой в вертикальном направлении, и ее можно называть «короткой юбкой». В данном варианте осуществления короткая юбка 109 может проходить вниз в вертикальном направлении 107 от нижней поверхности блока 100 цилиндров, и выходить по существу на уровень оси 104 коленчатого вала. В другом варианте, юбка 109 может проходить вертикально вниз дальше и заходить за пределы оси 104 коленчатого вала. В таком варианте юбку 109 можно назвать «глубокой юбкой».
Блок 100 цилиндров может также содержать головку (не показана) цилиндров, расположенную выше блока 100 цилиндров в направлении противоположном вертикальному направлению 107, и, тем самым, образовывать камеры сгорания. Головка цилиндров может быть связана с блоком цилиндров 100 и герметично уплотнена относительно блока цилиндров, например, посредством одной или более прокладок головки. В головке цилиндров могут быть также обеспечены места, в которых могут быть установлены впускные и выпускные клапаны, топливные форсунки и свечи зажигания. Таким образом, камеры сгорания могут принимать топливо от одной или более топливных форсунок, и воздух из впускного коллектора, чтобы обеспечить сгорание топлива. Вместо упомянутого масляного резервуара или дополнительно к масляному резервуару блок цилиндров может быть конструктивно связан с нижерасположенным поддоном картера.
Как говорилось выше, блок 100 цилиндров может быть отлит за одно целое с указанными компонентами, включая картер 106 и головку цилиндров. В ином варианте, такие компоненты могут быть изготовлены по-отдельности и в дальнейшем соединены вместе. Компоненты, включая блок 100 цилиндров и картер 106, в границах идеи и объема настоящей полезной модели могут быть изготовлены с применением любого подходящего процесса, включая литье в песчаную форму и литье под давлением. Указанные компоненты могут быть выполнены из различных подходящих материалов, включая чугун и алюминий. Применение алюминия может, к примеру, сократить общий вес блока 100 цилиндров и всего двигателя, который с ним связан, что в свою очередь улучшит характеристики и увеличит к.п.д. автомобиля, в котором расположен такой блок цилиндров.
Согласно фиг. 1, блок 100 цилиндров может содержать множество перегородок 110, конструкция которых может усиливать блок цилиндров, улучшать его конструктивную целостность и жесткость, а также распределение нагрузок. Перегородки могут также быть выполнены с возможностью выдерживания различных взрывных усилий, и тепловых напряжений, возникающих при работе двигателя, и связанных с блоком 100 цилиндров, а также значительных изменений давления, вызванных движением поршней в отверстиях 102 под цилиндры.
В приведенном примере изображены пять перегородок 110, хотя в рамках идеи и объема полезной модели это число может быть разным, и может равняться числу отверстий 102 под цилиндры (например, пяти) в блоке 100 цилиндров. В приведенном примере, пары соседних перегородок 110 отделяют друг от друга следующие один за другим отверстия 102 под цилиндры. К примеру, пара соседних перегородок 110 отделяет крайнее левое отверстие 102 под цилиндр от соседнего правого отверстия 102 в направлении оси 104 коленчатого вала. Перегородки 110 могут по существу перекрывать вертикальную длину блока 100 цилиндров, и проходить через головку цилиндров и картер 106, что будет рассмотрено ниже согласно фиг. 2.
Перегородки 110 могут быть установлены в блок 100 цилиндров снизу; другими словами, перегородки 110 могут вначале быть вставлены в картер 106. В некоторых вариантах осуществления, перегородки 110 могут проходить в вертикальном направлении 107 из картера 106, через блок 100 цилиндров, и в расположенную выше головку цилиндров. В других вариантах, перегородки могут проходить в вертикальном направлении 107 из картера 106, и могут быть обрезаны в области, соответствующей блоку 100 цилиндров, перед головкой цилиндров.
Блок 100 цилиндров и картер 106 могут содержать множество установочных зон, причем число зон может соответствовать числу перегородок 110. Установочные зоны могут определять области, в которые могут быть установлены перегородки 110, и могут иметь геометрию, облегчающую надежную установку и удержание перегородок 110. К примеру, на фиг. 1 для иллюстрации изображена установочная зона 114, показывающая как перегородка может быть надежно установлена в блоке 100 цилиндров. В некоторых вариантах осуществления, блок 100 цилиндров, и в частности расположенная выше головка цилиндров содержит в каждой установочной зоне 114 пару утолщений 116. Каждое утолщение 116 блока может быть выполнено с возможностью приема крепежного элемента (например, болта), который вводится от головки цилиндров в вертикальном направлении 107 и связывает (например, посредством резьбы) головку цилиндров и блок 100 цилиндров с каждой перегородкой 110. Кроме того, каждая перегородка 110 может содержать пару утолщений 118 под крышку, каждое из которых может принимать крепежный элемент, который вводится снизу, встречно вертикальному направлению 107, для крепления перегородки в блоке 100 цилиндров, что будет более подробно рассмотрено согласно фиг. 2 и 3. Фиг. 2 и 3 выполнены приблизительно в масштабе.
На фиг. 2 на фронтальной проекции изображен пример перегородки 110. Перегородка 110 может быть выполнена из различных материалов, к примеру, из чугуна с вермикулярным графитом (CGI) или металлокерамики. За счет применения CGI можно, например, уменьшить вес перегородки по сравнению с перегородками из других материалов (например, чугуна), что в свою очередь может привести к увеличению удельной мощности двигателя, в котором используется блок 100 цилиндров. И, наоборот, к примеру, свойства металлокерамики могут облегчить получение требуемых механических свойств перегородки 110. Перегородка 110 может быть изготовлена с применением различных подходящих технологических процессов, которые могут быть аналогичны процессам, применяемым при изготовлении залитых в отливку гильз, и, к примеру, может быть отлита на месте при изготовлении блока 100 цилиндров.
В рассматриваемом варианте осуществления перегородка 110 имеет по существу прямоугольный, но асимметричный профиль с изменяющейся линией периметра, которая содержит изогнутые под углом и криволинейные участки. Перегородка может содержать верхнюю поверхность 202 и нижнюю поверхность 204, каждая из которых может быть по существу плоской, чтобы способствовать надежной установке в блоке 100 цилиндров, и обеспечить абсолютное уплотнение с соседними компонентами. Если следовать вертикальному направлению 206 с левой стороны, то перегородка 110 рассматриваемой конструкции содержит следующие участки периметра или края: по существу вертикальный край; прямолинейный, уходящий под углом внутрь край, заканчивающийся точкой 208 перегиба; прямолинейный, уходящий под углом наружу край, соединенный с указанным уходящим под углом внутрь краем в точке 208 перегиба посредством вогнутого участка; второй прямолинейный уходящий под углом внутрь край, соединенный с уходящим под углом наружу краем посредством выпуклого участка; и второй вогнутый участок, соединенный с нижним по существу вертикальным краем. Если следовать вертикальному направлению 206, но с правой стороны, то перегородка содержит следующие участки периметра или края: по существу вертикальный участок; удлиненный вогнутый участок; короткий выпуклый участок, соединяющий указанный вогнутый участок со вторым вертикальным участком, за которым следует второй вогнутый участок; и наконец нижний, по существу вертикальный участок. Следует понимать, что какие-то участки края или периметра могут иметь по существу такие же длины, что и их пространственные аналоги (например, левый нижний вертикальный участок может иметь такую же длину, что и его правый аналог). Однако, в рамках идеи и объема настоящей полезной модели, длины и формы таких краевых участков могут быть различными, и могут быть адаптированы к окружающим компонентам в блоке 100 цилиндров.
В некоторых вариантах осуществления полезной модели, перегородка 110 включает в себя верхнюю часть 209 и нижнюю часть или крышку 211, которая в вертикальном направлении 206 расположена ниже верхней части 209, и отделена от верхней части 209 парой линий 210 разъема, которые более подробно будут рассмотрены ниже. Таким образом, верхняя часть 209 в некоторых вариантах осуществления может составлять большую часть перегородки 110, включая прямолинейные, выпуклые, вогнутые и угловые участки края или периметра.
Верхняя часть 209 может содержать пару верхних утолщений - левое верхнее утолщение 212 и правое верхнее утолщение 214, каждое из которых может способствовать надежному креплению перегородки 110 к окружающим элементам блока 100 цилиндров (например, к головке цилиндров). Каждое из верхних утолщений 212 и 214 может принимать крепежный элемент для фиксации перегородки 110 в блоке 100 цилиндров. В некоторых вариантах осуществления верхние утолщения 212 и 214 оснащены резьбой (по существу цилиндрической резьбой) и выполнены с возможностью приема болта с резьбой. Как только перегородка 110 будет помещена в установочную зону 114 блока 100 цилиндров, в верхние утолщения 212 и 214 могут быть введены болты (например, вниз через головку цилиндров), и перегородка может быть зафиксирована в блоке цилиндров. При таком подходе для надежной установки перегородки 110 в блоке цилиндров требуются два крепежных элемента (например, болта), за счет чего может быть обеспечено сокращение числа деталей и веса по сравнению с другими конструкциями, в которых требуется более двух крепежных элементов. Кроме того, верхние утолщения 212 и 214 проходят в вертикальном направлении 206 на верхнем участке верхней части 209 перегородки 110, и в некоторых вариантах конструкций могут быть вписаны в наружный периметр 215 перегородки 110. Ограничение верхних утолщений 212 и 214 такой верхней областью может минимизировать контакт, который требуется между верхними утолщениями и крепежными элементами, и может сократить тепловую деформацию отверстий 102 под цилиндры и других элементов в крышке 211 во время работы двигателя.
Верхняя часть 209 содержит окно 216, которое в данном примере представляет собой проем по существу прямоугольной формы со скругленными углами. Окно 216 может быть образовано посредством литьевой формы в процессе изготовления перегородки 110, или может быть получено в ходе дальнейшей станочной обработки перегородки. В данном примере, окно 216 проходит вертикально от области между утолщениями 212 и 214, и заканчивается, не доходя до крышки 211. Будучи пустым участком, окно 216 может способствовать жидкостному сообщению между областями соседних камер сгорания, и тем самым уменьшению флуктуаций давления между областями указанных камер.
Хотя показано, что в данном примере верхняя часть 209 является сплошной и непрерывной, окно 216 может по существу разделять нагрузку, прикладываемую к перегородке 110 на две меньшие, по существу поровну разделенные нагрузки, каждая из которых действует, соответственно, на левое ребро 218 и правое ребро 220. Левое и правое ребра могут по сути соответствовать левой части и правой части перегородки 110, и могут более равномерно распределять нагрузки, действующие на перегородку 110, и увеличивать конструктивную жесткость перегородки. В частности, левое и правое ребра 218 и 220 могут перераспределять нагрузки, которые несут на себе верхние утолщения 212 и 214, на более прочные части перегородки 110. Кроме того, левое и правое ребра 218 и 220 могут соединять верхние утолщения 212 и 214 с соответствующими утолщениями 118 крепления крышки, которые находятся ниже. Таким образом, нагрузки, действующие на перегородку, оптимально распределяются по ее телу.
Кроме того, верхняя часть 209 содержит ряд гребней 221, которые в данном примере показаны в виде криволинейных отштампованных ребер, проходящих по наружной поверхности 217 перегородки 110. Гребни могут увеличить конструктивную жесткость перегородки 110 и распределение нагрузок по перегородке. Правая группа гребней 222 по сути перекрывает всю длину по вертикали верхней части 209 перегородки - смыкается с правым верхним утолщением 214, проходит оттуда вниз, и смыкается с соответствующим утолщением 118 крепления крышки. В данном случае правая группа гребней 222 состоит из четырех отдельных гребней, хотя в рамках идеи и объема настоящей полезной модели фактически можно использовать любое число гребней. Следует понимать, что гребни в группах гребней (например, в правой группе гребней 222) могут располагаться друг от друга на одинаковых расстояниях или на неодинаковых расстояниях, причем расстояние между гребнями можно изменять в зависимости от физических свойств перегородки 110 и нагрузок, которые прикладываются к перегородке.
Перегородка 110 может включать в себя плоскую стенку 297, которая проходит между верхними утолщениями для увеличения конструктивной жесткости блока и снижения веса, чтобы при этом сохранялось близкое расстояние между цилиндрами. Например, стенка может быть выполнена за одно целое с перегородкой, и представлять собой по существу плоский переход, соединяющий два верхних утолщения, при этом толщина стенки меньше размера утолщений по их наружной поверхности. Стенка может определять верхнюю границу окна 216, так что окно 216 полностью заключено в периметр перегородки, т.е. ни на одном участке своего периметра окно 216 не открывается за пределы периметра перегородки.
Перегородка 110 может аналогичным образом включать в себя левую группу гребней 223, которые также представляют собой криволинейные отштампованные ребра, расположенные на наружной поверхности 217 перегородки. Левая группа гребней 223 содержит четыре гребня, которые смыкаются с левым верхним утолщением 212 и проходят вниз от указанного утолщения. Однако, левая группа гребней 223 обрезана в месте расположения смазочного канала 224, который выполнен с возможностью приема и подачи смазочного материала (например, масла) к различным элементам перегородки 110 и блока 100 цилиндров. Смазочный канал 224, к примеру, может подавать фильтрованный смазочный материал двигателя под высоким давлением к втулке 227 подшипника коленчатого вала, которая выполнена с возможностью поддержания коленчатого вала, который вставлен во втулку и проходит через отверстие 226 вдоль своей оси 104, которая в данном примере совпадает с центром отверстия 226. Смазочный канал 224 может улучшить распределение нагрузок и сил по перегородке 110. Согласно некоторым примерам, нагрузка, которая прикладывается к перегородке 110, может передаваться от втулки 227 подшипника на крышку 211, обратно на утолщения 118 крепления крышки и связанные с ними крепежные элементы, и наконец вверх через перегородку 110 к различным компонентам на ее верхней стороне. Исключение из конструкции смазочного канала 224 может привести к появлению высокого градиента напряжений или к отрыву или образованию трещин на границе контакта литых деталей, что затем может вызвать утечку смазки. Смазочный канал 224 может дополнительно выполнять распределение нагрузки по верхним утолщениям 212 и 214. Смазочный канал 224 может принимать смазочный материал от масляного насоса, который откачивает масло из маслосборника, о чем шла речь выше. Следует отметить, что положение масляного канала и его форма выбраны так, чтобы не было биметаллического стыка, что снижает градиент напряжения.
Перегородка 110 может дополнительно содержать рифление 228. Аналогично гребням 221, рифление 228 в данном примере выполнено в виде криволинейных отштампованных гребней, расположенных на наружных поверхностях (например, наружной поверхности 231 утолщения) верхних утолщений 212 и 214, а также утолщений 118 крышки. Однако, элементы рифления 228 ориентированы по существу по горизонтальной оси 229, и проходят в круговом направлении вокруг верхних утолщений 212 и 214, а также вокруг утолщения 118 крышки, тем самым, окружая указанные утолщения. Если смотреть в вертикальном направлении 206, то горизонтальные длины элементов рифления 228 могут изменяться, чередуясь - так соседние пары могут состоять из сравнительно короткого элемента, расположенного выше или ниже сравнительно длинного элемента. Такая геометрия может придавать утолщениям волнистую наружную структуру. Согласно некоторым вариантам осуществления полезной модели, нанесение рифления может использоваться для формирования резьбы в утолщениях 212, 214 и 118. Рифление может предотвращать ухудшение связи между перегородкой 110 и окружающим блоком 100 цилиндров, особенно в вариантах, когда блок цилиндров выполнен из алюминия.
Различные части перегородки 110 могут быть выполнены с учетом их взаимодействия, чтобы обеспечить получение различных преимуществ. К примеру, окно 216 может работать совместно с гребнями 221 и/или элементами рифления 228, чтобы увеличить общую прочность перегородки 110 и улучшить распределение нагрузок по перегородке. Таким образом, можно уменьшать концентрацию напряжений в отдельных местах.
Перегородка 110 содержит нижнюю часть 211, в вертикальном направлении 206 расположенную ниже верхней части 209. Нижнюю часть 211 можно равным образом называть «крышкой» или «разъемной крышкой», «разрезной крышкой», «составной крышкой». Согласно некоторым вариантам осуществления, перегородку 110 изготовляют как единое целое. После изготовления перегородку 110 разрезают (раскалывают) или разъединяют, отделяя крышку 211 по линиям 210 разъема, которые в данном примере отклонены от горизонтальной оси 225 под углом внутрь. Затем коленчатый вал устанавливают по оси 104 в блок 100 цилиндров. Наконец, крышку 211 снова прикрепляют к верхней части 209 посредством одного или более крепежных элементов. Например, снизу, через соответствующие отверстия 232 (в направлении противоположном вертикальному направлению 206) можно вставить и завернуть в соответствующие утолщения 118 крепления крышки пару болтов. Такой подход может облегчить изготовление отверстия 226 под коленчатый вал, через которое может быть установлен коленчатый вал, и которое может включать подшипник скольжения для поддержания коленчатого вала.
Вышеописанный подход, при котором крышку 211 отделяют от перегородки 110 и снова присоединяют к верхней части 209 посредством одного или более крепежных элементов, может давать различные преимущества по сравнению с другими подходами. Например, может быть сокращен объем станочной обработки, необходимой для изготовления перегородки. Также может быть увеличена стабильность отверстия 226 под коленчатый вал, что в свою очередь может привести к снижению шума, вибрации и неплавности, связанных с перегородкой 110 и блоком 100 цилиндров. Описанный подход может также увеличивать жесткость блока 100 цилиндров в направлении его нижней стороны (т.е. ближе к картеру 106), что особенно касается блоков цилиндров, изготовленных из алюминия. Благодаря улучшенной центровке крышки 211 относительно верхней части 209 при их повторном соединении, из конструкции могут быть исключены седловидные, плотно надеваемые крышки. Благодаря увеличенной стабильности картера 106, вес коленчатого вала может быть уменьшен. Наконец, может быть увеличена нагрузочная способность блока 100 цилиндров
Перегородка 110 может также содержать область 230 в виде ласточкиного хвоста, которая, согласно одному варианту осуществления, представляет собой отштампованную приподнятую поверхность, выступающую наружу от внешней поверхности 217. Область 230 в виде ласточкиного хвоста может выступать от нижней поверхности 204, по существу окружая отверстие 226 под коленчатый вал, прерываться у верхней части 209, и по меньшей мере частично примыкать к утолщениям 118 крепления крышки. Область в виде ласточкиного хвоста может увеличивать конструктивную жесткость перегородки 110 и способствовать снижению тепловых деформаций отверстия 226 под коленчатый вал.
Согласно фиг. 1, перегородка 110 может давать дополнительные преимущества, касающиеся тепловой деформации. Благодаря своей геометрии и размерам, каждая перегородка 110 может обеспечивать снижение тепловых деформаций в отверстиях 102 под цилиндры. Кроме того, как видно из фиг. 1, ширина каждой перегородки 110 может быть минимизирована, так чтобы можно было уменьшить промежутки между соседними отверстиями под цилиндры, что в свою очередь приводит к снижению веса и габарита блока 100 цилиндров. В частности, за счет применения перегородок 110 может быть уменьшена ширина 120 промежутка между отверстиями.
На фиг. 3 приведен пример осуществления усеченной перегородки 300. В отличие от перегородки 110, в усеченной перегородке 300 отсутствует часть, аналогичная верхней части 209. Однако, усеченная перегородка 300 содержит две секции: верхнюю секцию 302 и нижнюю секцию 304. Как и в случае, описанном ранее, усеченная перегородка 300 изготовлена с применением аналогичного процесса разрезания или разъединения, при котором перегородка вначале может быть изготовлена как единое целое, а затем разделена по линиям 306 разъема, при этом полученные верхняя и нижняя секции 302 и 304 могут быть снова соединены при помощи одного или более крепежных средств, вставляемых в нижнюю часть перегородки 300 через отверстия 308, которые ведут к утолщениям. Отверстия 308 могут образовывать пустотелые или открытые области, которые могут принимать в себя крепежные элементы, и которые могут проходить вертикально вверх до соответствующих утолщений.
Усеченная перегородка 300 содержит и другие признаки, характерные для перегородки 110, например, ряд элементов рифления 310, которые по кругу охватывают пару утолщений 312, область 314 в виде ласточкиного хвоста, и смазочный канал 316. В данном варианте осуществления, усеченная перегородка 300, будучи вставленной в блок цилиндров (например, блок цилиндров 100), может лишь частично перекрывать по вертикали высоту блока цилиндров. Например, усеченная перегородка может проходить по вертикали от картера (например, картера 106) до среднего сечения блока цилиндров, а не до головки цилиндров. Усеченная перегородка 300 может быть особенно полезной для применения в двигателях уменьшенных габаритов, в которых уменьшение габаритов и веса является приоритетным. Такая перегородка может способствовать снижению шума, вибрации и неплавности, связанных с перегородкой и соседними компонентами (например, коленчатым валом, установленным в перегородку.
Аналогично перегородке, показанной на фиг. 2, перегородка 300 содержит верхнюю стенку 397, соединяющую верхние утолщения.
На фиг. 4 схематически, с левой стороны изображена перегородка 400 с разъемной крышкой, соответствующая настоящей полезной модели. Перегородка 400 может представлять собой, например, перегородку 110, которая была рассмотрена выше и показана на фиг. 1. В частности, на фиг. 4 показаны различные компоненты перегородки 400. Если двигаться навстречу вертикальному направлению 206, то перегородка 400 содержит отверстие 232, ведущее к утолщению, выполненное с возможностью приема крепежного элемента (например, болта) для воссоединения верхней части 209 с крышкой 211. Отверстие 232 может входить в утолщение 118, наружная поверхность которого может содержать особенности, такие как рифление 228. Как говорилось выше, перегородка 400 может быть разделена на верхнюю часть 209 и крышку 211 по линиям 210 разъема. Указанные части могут быть снова соединены, при этом в перегородке 400 может быть размещен коленчатый вал, который пропущен сквозь нее и расположен вдоль оси 104.
Перегородка 400 может включать в себя смазочный канал 224, который отходит наружу от левой стороны перегородки, и проходит оп меньшей мере частично вверх и встречно вертикальному направлению 206. Перегородка 400 может быть обрезана с верхней стороны и может заканчиваться верхним утолщением 212, выполненным с возможностью приема крепежного элемента (например, болта) для фиксации перегородки 400 к окружающим элементам блока 100 цилиндров (например, к головке цилиндров). Фиг. 4 иллюстрирует, как профиль перегородки 400, в части, характеризующей толщину, измеренную, например, вдоль оси 104 коленчатого вала, может быть минимизирован и сокращен до толщины, соответствующей утолщениям 118 и 228, и крепежным элементам, которые указанные утолщения могут принимать. Таким образом, толщина и общий габарит перегородки 400 могут быть существенно уменьшены, что в свою очередь приводит к уменьшению веса и массы перегородки, и двигателя, в котором указанная перегородка может быть размещена, а также к уменьшению промежутков между соседними отверстиями под цилиндры, о чем говорилось выше касательно фиг. 1. Фиг. 4 также изображает вариант осуществления, при котором перегородка 400 может иметь по существу вертикальный и прямоугольный профиль, который нарушается выше крышки 211 и наверху вблизи утолщения 212 волнистыми, чередующимися отштампованными кромками, образованными утолщениями 118 и 212 и их рифлением 228.
На фиг. 5 схематически, с правой стороны изображена перегородка 500 с разъемной крышкой, соответствующая настоящей полезной модели. Перегородка 500 может представлять собой, например, перегородку 300, которая была рассмотрена выше и показана на фиг. 3. В частности, фиг. 5 изображает различные компоненты перегородки 500 - верхнюю часть 302, нижнюю часть 304, одну из линий 306 разъема и смазочный канал 316. Фиг. 5 также показывает, как профиль перегородки 500, в части, характеризующей толщину, может быть минимизирован и сокращен до толщины, соответствующей крепежным элементам, пропускаемым сквозь утолщения. С учетом уменьшенной высоты профиля перегородка 500 при установке в блок цилиндров может давать уменьшение общего веса двигателя, что в свою очередь улучшает топливную экономичность, и увеличивает рабочий к.п.д. двигателя.
Следует понимать, что раскрытые в настоящем описании конструкции и способы по своей сути являются примерами, при этом конкретные варианты осуществления не следует рассматривать, как ограничивающие идею полезной модели в виду возможности многочисленных вариантов и модификаций. Например, вышеописанная технология может быть применена в двигателях со схемами V-6, l-4, l-6, V-12, двигателях с 4 оппозитными цилиндрами и в двигателях иных типов. Предмет настоящей полезной модели включает в себя весь объем новых и неочевидных комбинаций и сочетаний различных систем и конструкций, а также другие отличия, функции и/или свойства, раскрытые в настоящем описании.
Пункты нижеприведенной формулы полезной модели конкретно указывают на определенные комбинации и подчиненные комбинации отличительных признаков, которые считаются новыми и неочевидными. Эти пункты могут относиться к «одному» элементу или «первому» элементу, или эквивалентному элементу. Следует понимать, что такие пункты содержат включение одного или более указанных элементов, не требуя при этом и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подчиненные комбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть включены в формулу полезной модели путем изменения пунктов настоящей формулы или путем представления новых пунктов формулы полезной модели в рамках данной или родственной заявки. Такие пункты формулы полезной модели также считаются включенными в предмет настоящей полезной модели независимо от того, являются они более широкими, более узкими, равными или отличающимися в отношении границ идеи полезной модели, установленных исходной формулой полезной модели.