內(nèi)燃機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種內(nèi)燃機，特別是氣缸蓋與氣缸體之間由螺栓緊固連接的內(nèi)燃機。
【背景技術】
[0002]通常，內(nèi)燃機的氣缸體上部隔著墊片配置著氣缸蓋，氣缸蓋通過多個螺栓被緊固連接在氣缸體上。
[0003]內(nèi)燃機運行時，氣缸蓋和氣缸體會因熱膨脹而發(fā)生變形。由于氣缸蓋與氣缸體由螺栓緊固連接，所以，因螺栓的緊固而產(chǎn)生的拉力對上述變形產(chǎn)生一定影響。
[0004]例如，在氣缸排列方向的前側(cè)(或前側(cè)及后側(cè))未設置水套的氣缸體中，無水套的氣缸與有水套的氣缸相比，因螺栓緊固而產(chǎn)生的變形更大。以往，緊固連接用的多個螺栓均采用相同的尺寸，而且，氣缸排列方向的端部(前側(cè)及后側(cè))的螺栓間距與中間部分的螺栓間距不同。因此，氣缸體中不同部位的變形不均等，整體上變形量較大。
[0005]在氣缸體的變形量大且變形不均等的情況下，會出現(xiàn)曲軸的摩擦損失增大的問題。曲軸通常由設在氣缸體中的軸承支承，軸承因內(nèi)燃機的類型而異。直列四缸內(nèi)燃機的場合，軸承大致設在氣缸體的五個部位。若因氣缸體的變形而使這些軸承的同軸度降低，則曲軸會產(chǎn)生較大的摩擦損失，該摩擦損失是內(nèi)燃機燃費增加的要因之一。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]針對上述技術問題，本實用新型的目的在于，提供一種能抑制氣缸體的變形量，從而降低摩擦損失的內(nèi)燃機。
[0007]作為解決上述技術問題的技術方案，本實用新型提供一種內(nèi)燃機，該內(nèi)燃機包括氣缸體和氣缸蓋，所述氣缸體與所述氣缸蓋之間由多個螺栓緊固連接，其特征在于:從所述氣缸體的前端部至后端部，沿氣缸的排列方向設置有多個用于插入所述螺栓的螺栓孔，位于所述氣缸體的前端部、后端部的所述螺栓孔所對應的螺栓尺寸小于其他部位的所述螺栓孔所對應的螺栓尺寸，所述多個螺栓孔的沉孔深度之差在±5mm以內(nèi)。
[0008]具有上述結(jié)構(gòu)的本實用新型的內(nèi)燃機的優(yōu)點在于，由于位于氣缸體的前端部、后端部的螺栓孔所對應的螺栓尺寸小于其他部位的螺栓孔所對應的螺栓尺寸，所以，位于氣缸體的前端部、后端部的螺栓孔中插入的螺栓的尺寸小于其他部位的螺栓孔中插入的螺栓的尺寸，這樣便能減小容易變形的氣缸體兩端所受的螺栓軸向力，從而避免氣缸體兩端變形過大的情況發(fā)生，進一步，由于多個螺栓孔的沉孔深度之差在±5mm以內(nèi)，所以氣缸體上緊固力所作用的深度基本一致，能使氣缸體的變形均勻。其結(jié)果，能夠防止在氣缸體中支承曲軸的各軸承間的同軸度降低，從而減小摩擦損失，抑制燃費增加。
【附圖說明】
[0009]圖1是表示本實用新型的一種實施方式的內(nèi)燃機的氣缸蓋與氣缸體間的螺栓緊固連接部分的截面圖。
[0010]圖2是表不從氣缸蓋一側(cè)看到的氣缸體的俯視圖。
[0011]圖3是表示將沉孔深度設定為端部較深時曲軸不同部位的位移的曲線圖。
[0012]圖4是表示將沉孔深度設定為整體大致相同時曲軸不同部位的位移的曲線圖。
[0013]圖5是表示將沉孔深度設定為除端部以外較深時曲軸不同部位的位移的曲線圖。
【具體實施方式】
[0014]以下，參照附圖對本實用新型的實施方式進行說明。
[0015]本實用新型的內(nèi)燃機如圖1及圖2所示，氣缸蓋I與氣缸體2間由多個螺栓5緊固連接。在本實施方式中，以對直列四缸內(nèi)燃機采用本實用新型的結(jié)構(gòu)為例進行說明。
[0016]如圖2所示，在各個氣缸周圍各設有4根將氣缸蓋I與氣缸體2緊固連接的螺栓
5。另外，相鄰接的氣缸之間共用2根螺栓5，因而，總共配置有10根(5對)螺栓5。
[0017]氣缸體2中設有水套3。水套3是供冷卻內(nèi)燃機用的冷卻水循環(huán)的路徑。但是，水套3未形成在內(nèi)燃機的前側(cè)。
[0018]如上所述，氣缸排列方向的前側(cè)(或者前側(cè)及后側(cè))未設置水套3的氣缸體2中，無水套3的氣缸與有水套3的氣缸相比，因螺栓的緊固而產(chǎn)生的變形更大。由于氣缸體2的變形不均等，因而在氣缸體2中支承著曲軸的各個曲軸軸承(未圖示)間的同軸度會降低，從而導致摩擦損失增大，燃費增加。
[0019]因此，本實施方式的內(nèi)燃機通過改善氣缸蓋I與氣缸體2間的螺栓緊固連接結(jié)構(gòu)，來防止曲軸軸承的同軸度降低。
[0020]具體而言，本實施方式的內(nèi)燃機中，將氣缸蓋I與氣缸體2緊固連接的螺栓5被加工成，氣缸排列方向的端部(前側(cè)及后側(cè))的螺栓5A的螺栓尺寸不同于端部以外部位的螺栓5B的螺栓尺寸。即，在端部使用的螺栓5A的尺寸比在端部以外的部位使用的螺栓5B的尺寸更小。由此，能夠使較易發(fā)生變形的氣缸體2端部的螺栓5A的軸向力降低，從而減小氣缸體2端部的變形。
[0021]另外，從氣缸體2的前側(cè)至后側(cè)，沿氣缸的排列方向設有10個(5對)用于供螺栓5插入的螺栓孔。在這些螺栓孔中設有沉孔(即，未加工螺紋的平壁部分)，且所有螺栓孔的沉孔深度大致均等。在此，所有螺栓孔的沉孔深度之差被設定在±5mm以內(nèi)。例如，如圖1所示，端部螺栓孔的沉孔深度為35mm，端部以外的螺栓孔的沉孔深度為40mm。通過這樣按螺栓孔將沉孔深度設定在相互接近的范圍內(nèi)，能使氣缸體2上的螺栓的緊固力作用的深度一致，從而使氣缸體2的變形均勻。
[0022]圖3?圖5是表示與氣缸體2上設置的各個螺栓孔相對應的曲軸的不同部位的位移(曲軸軸心在氣缸體2高度方向上的位移)的曲線圖，各圖分別示出采用不同的螺栓孔沉孔深度的情況下的結(jié)果。
[0023]圖3?圖5中，橫軸表示螺栓孔的中心至氣缸體2的長度方向的中心的距離；縱軸表示曲軸軸心在氣缸體2的高度方向的位移，從前側(cè)(Fr)排列至后側(cè)(Rr)的5對黑點分別示出與排列在氣缸體2的前側(cè)至后側(cè)的5對螺栓孔對應的曲軸的各部位的位移。
[0024]圖3示出將端部(前側(cè)(Fr)及后側(cè)(Rr))的螺栓孔的沉孔深度設定得較深(端部螺栓孔的沉孔深度比端部以外的螺栓孔的沉孔深5mm)的情況下的結(jié)果。如圖3所示，在此情況下，由于兩端部的螺栓孔的沉孔深度較深，氣缸體2的兩端部被較強的螺栓軸向力向上方拉起。所以，與氣缸體2的兩端部(Fr及Rr)的螺栓孔對應的曲軸的部位向正方向位移。相比之下，由于兩端以外的螺栓孔的沉孔深度較淺，螺栓的軸向力較弱，所以，與兩端以外的螺栓孔對應的曲軸的部位向負方向位移，其中，曲軸中間部位的位移量稍微小于其兩旁的部位的位移量。如圖3所示，曲軸整體向下凹陷變形，這種變形意味著各曲軸軸承的同軸度降低。因而，在此情況下，摩擦損失增大。
[0025]圖4示出將所有螺栓孔的沉孔深度設定在相互接近的范圍內(nèi)(增加了兩端以外的螺栓孔的沉孔深度，使所有沉孔深度之間的差在±5mm以內(nèi))的情況下的結(jié)果。如圖4所示，在此情況下，與位于兩端部(Fr及Rr)的螺栓孔對應的曲軸的部位的位移與圖3所示的相同，但與兩端以外的螺栓孔對應的曲軸的部位向負方向位移的量大大減小。這是因為，兩端以外的螺栓孔的沉孔深度加深后，螺栓5B的軸向力增大而抑制了氣缸體2的中間區(qū)域向下方變形的緣故。與圖3相比，圖4示出的曲軸整體上的變形較小，意味著曲軸軸承的同軸度沒有明顯降低。因而，在此情況下，能避免摩擦損失的增加。
[0026]圖5示出將兩端以外的螺栓孔的沉孔深度加深(使端部以外的螺栓孔的沉孔深度比兩端部的螺栓孔的沉孔深5mm以上)的情況下的結(jié)果。如圖5所示，在此情況下，與位于氣缸體2兩端部(Fr及Rr)的螺栓孔對應的曲軸的部位的位移與圖3所示的相同，但與兩端以外的螺栓孔對應的曲軸的部位向正方向大幅位移。這是因為，兩端以外的螺栓孔的沉孔深度比兩端部的螺栓孔的沉孔還深5mm以上，這樣，螺栓5B的軸向力大幅增大而將氣缸體2的中間區(qū)域大幅向上方拉起的緣故。如圖5所示，曲軸整體向上凸起變形，意味著各曲軸軸承的同軸度降低。因而，在此情況下，摩擦損失增大。
[0027]從圖3?圖5所示的結(jié)果可知，將所有螺栓孔的沉孔深度設定在大致相同的范圍內(nèi)，能使氣缸體2的變形量均勻，從而減小曲軸整體的變形，抑制曲軸軸承的同軸度降低，減小摩擦損失。
[0028]進一步，若將各對螺栓5之間的間距設定得基本相同，更有利于使氣缸2的變形均等。通常，使各對螺栓5的間距之差在3mm以內(nèi)即可。
[0029]另外，在本實施方式中，水套3未形成在內(nèi)燃機的前側(cè)。但是，即便是在內(nèi)燃機的前側(cè)和后側(cè)均未形成水套3，本實用新型的結(jié)構(gòu)也同樣有效。
【主權項】
1.一種內(nèi)燃機，包括氣缸體和氣缸蓋，所述氣缸體與所述氣缸蓋之間由多個螺栓緊固連接，其特征在于: 從所述氣缸體的前端部至后端部，沿氣缸的排列方向設置有多個用于插入所述螺栓的螺栓孔， 位于所述氣缸體的前端部、后端部的所述螺栓孔所對應的螺栓尺寸小于其他部位的所述螺栓孔所對應的螺栓尺寸， 所述多個螺栓孔的沉孔深度之差在±5_以內(nèi)。
【專利摘要】本實用新型提供一種內(nèi)燃機。該內(nèi)燃機包括氣缸體和氣缸蓋，氣缸體與氣缸蓋之間由多個螺栓緊固連接，從氣缸體的前端部至后端部，沿氣缸的排列方向設置有多個用于插入螺栓的螺栓孔，位于氣缸體的前端部、后端部的螺栓孔所對應的螺栓尺寸小于其他部位的螺栓孔所對應的螺栓尺寸，多個螺栓孔的沉孔深度之差在±5mm以內(nèi)。基于該結(jié)構(gòu)，能提高在氣缸體中支承曲軸的各軸承的同軸度，從而能夠減小摩擦損失，抑制燃費增加。
【IPC分類】F02F1/18
【公開號】CN204921184
【申請?zhí)枴緾N201520650843
【發(fā)明人】坂田邦彥
【申請人】豐田自動車株式會社
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年8月26日