一種發(fā)動(dòng)機(jī)及曲軸箱頂板區(qū)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種發(fā)動(dòng)機(jī)及曲軸箱頂板區(qū)。所述頂板區(qū)包括從頂板區(qū)的側(cè)面朝向頂板區(qū)的頂面延伸的排氣彎管。所述頂板區(qū)還包括板，所述板被配置成在頂板區(qū)內(nèi)限定出第一腔室和第二腔室。第一腔室被配置成至少部分地包圍排氣彎管；第二腔室被配置以提供用于流體流動(dòng)的通道，通過(guò)布設(shè)所述板將第二腔室與排氣彎管隔離。本實(shí)用新型可在多個(gè)排氣彎管中提供減小的熱梯度，這可預(yù)防排氣彎管和頂板區(qū)之間存在的焊縫斷裂。
【專利說(shuō)明】一種發(fā)動(dòng)機(jī)及曲軸箱頂板區(qū)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱，并且更具體地涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱的頂板。

【背景技術(shù)】
[0002]在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，會(huì)產(chǎn)生高溫排放氣體。高溫排放氣體通過(guò)排氣彎管從汽缸流到排氣歧管。排氣彎管布置在頂板區(qū)中。頂板區(qū)也用作發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的儲(chǔ)存器。
[0003]排放氣體的溫度明顯大于儲(chǔ)存器中冷卻劑的溫度。這會(huì)導(dǎo)致排氣彎管內(nèi)排放氣體和頂板區(qū)內(nèi)冷卻劑之間大的熱梯度。因此，用于將排氣彎管附接到頂板區(qū)的焊縫可能容易斷裂或者破裂。來(lái)自儲(chǔ)存器的冷卻劑可從焊縫中產(chǎn)生的裂縫泄漏。這可引起發(fā)動(dòng)機(jī)缺乏冷卻劑，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)由于過(guò)熱而發(fā)生故障。
[0004]專利號(hào)為6，827，049的美國(guó)專利公開了一種用于汽缸蓋的水套。該水套包括至少兩個(gè)被配置成將燃燒氣體從汽缸排出的排氣端口。水套還限定出較低路徑、較高路徑和中心路徑。較高路徑被配置成用于在至少兩個(gè)排氣端口的上方使冷卻流體循環(huán)。較低路徑被配置成用于在至少兩個(gè)排氣端口的下方使冷卻流體循環(huán)。此外，中心路徑將較低路徑流體地耦接到較高路徑。中心路徑還將所述至少兩個(gè)排氣端口相互隔開。中心路徑還被配置成用于使冷卻流體在所述至少兩個(gè)排氣端口之間循環(huán)。在中心路徑的一側(cè)在較低路徑中形成限制部分。該限制部分被配置成限制流體流經(jīng)較低路徑的限制部分，從而迫使冷卻流體通過(guò)中心路徑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型旨在提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)及其曲軸箱的頂板區(qū)，以防止排氣彎管與頂板之間的焊縫發(fā)生斷裂。
[0006]在一個(gè)方面，本實(shí)用新型提供了一種曲軸箱頂板，所述頂板區(qū)包括從頂板區(qū)的側(cè)面朝向頂板區(qū)的頂面延伸的排氣彎管。該頂板區(qū)還包括板。該板被配置成在頂板區(qū)內(nèi)限定出第一腔室和第二腔室。第一腔室被配置成至少部分地包圍排氣彎管。第二腔室被配置成提供用于流體流動(dòng)的通道，從而板被布置以將第二腔室與排氣彎管隔離。
[0007]在另一方面，本實(shí)用新型提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括汽缸蓋和發(fā)動(dòng)機(jī)缸體。發(fā)動(dòng)機(jī)缸體包括頂板區(qū)。頂板區(qū)包括從頂板區(qū)的側(cè)面朝向頂板區(qū)的頂面延伸的排氣彎管。頂板區(qū)還包括板，所述板被配置成在頂板區(qū)限定出第一腔室和第二腔室。第一腔室被配置成至少部分地包圍排氣彎管。第二腔室被配置以提供用于流體流動(dòng)的通道，從而板被布置以將第二腔室與排氣彎管隔離。
[0008]上面提到的技術(shù)解決方案在多個(gè)排氣彎管中提供減小的熱梯度，這可預(yù)防存在于排氣彎管和頂板區(qū)之間的焊縫斷裂。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)的示例性曲軸箱的透視圖；
[0010]圖2是包括板的曲軸箱的一端的橫截面視圖；
[0011]圖3是所述板的透視圖；
[0012]圖4是曲軸箱的另一端的橫截面視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]在任何可能的地方，相同的參考標(biāo)號(hào)在整個(gè)附圖中將用于表示相同的零部件。參照?qǐng)D1，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例示出了一種發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)的示例性曲軸箱102。更具體地，所示的曲軸箱102是V型結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)。應(yīng)當(dāng)注意，本文中公開的曲軸箱102的結(jié)構(gòu)僅為示例性的，并且可按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)和要求而變化。例如，曲軸箱102的結(jié)構(gòu)可以包括直列式結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)、水平對(duì)置結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)或W型結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)。在一個(gè)實(shí)施例中，曲軸箱102可以由一個(gè)或多個(gè)部件制造而成。在這種情況下，曲軸箱102的各種部件可以通過(guò)任何已知的緊固方法(例如但不限于焊接和螺栓連接)緊固在一起。在另一實(shí)施例中，曲軸箱102可以被鑄造成單個(gè)部件。曲軸箱102可由本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何合適的金屬制成。
[0014]曲軸箱102包括汽缸端104和曲軸端106。汽缸蓋(未示出)可以設(shè)置在曲軸箱102的汽缸端104上。汽缸端104包括一個(gè)或多個(gè)汽缸108。汽缸蓋和襯墊(未示出)的組件被配置以支撐活塞(未示出)。通過(guò)使用軸頭銷(未示出)可將活塞連接到連桿(未示出)。此外，連桿可被連接到曲軸(未示出)。曲軸箱102的曲軸端106被配置成接收并支撐發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸。
[0015]冷卻系統(tǒng)(未示出)可與發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)聯(lián)。冷卻系統(tǒng)可以包括各種組件，包括但不限于冷卻劑泵(未示出)、冷卻劑進(jìn)口歧管(未示出)、冷卻劑進(jìn)口跳線(未示出)和冷卻劑夾套(未示出)?？赏ㄟ^(guò)冷卻劑泵將冷卻劑(未示出)供應(yīng)到冷卻劑進(jìn)口歧管。冷卻劑可從冷卻劑進(jìn)口歧管進(jìn)入冷卻劑進(jìn)口跳線。冷卻劑可被供應(yīng)到冷卻劑夾套并進(jìn)一步進(jìn)入曲軸箱102。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間產(chǎn)生的熱量可以被冷卻劑吸收。然后，冷卻劑可以進(jìn)入汽缸蓋并可以進(jìn)一步從各種部件如排氣閥(未示出)中吸收熱量。冷卻劑可以為本領(lǐng)域已知的任何熱量吸收流體，包括但不限于水、甲醇、甘油和油基溶液。
[0016]此外，曲軸箱102包括頂板區(qū)112。參照?qǐng)D2，示出了曲軸箱102 —端的剖面透視圖。頂板區(qū)112包括側(cè)面204和頂面206。頂板區(qū)112可包括多個(gè)從側(cè)面204朝向頂板區(qū)112的頂面206延伸的排氣彎管208。更具體地，排氣彎管208被配置為將側(cè)面204上的汽缸108流體地連接到頂板區(qū)112的頂面206。頂板區(qū)112的頂面206可設(shè)有排氣歧管(未示出)。在這種配置中，排氣彎管208可被流體地連接到排氣歧管。頂板區(qū)112被配置為接收冷卻劑入口 220供給的冷卻劑。頂板區(qū)112的頂面206可具有多個(gè)狹槽210。
[0017]排氣彎管208的一端可被焊接到頂板區(qū)112的側(cè)面204和/或汽缸108。排氣彎管208的另一端可被焊接到設(shè)置在頂板區(qū)112的頂面206內(nèi)的狹槽210。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，排氣彎管208可由兩種或多種C形部件(未示出)制成。C形部件可被焊接在一起以形成排氣彎管208。在另一實(shí)施例中，排氣彎管208可被模制或鑄造成單個(gè)部件。排氣彎管208可包括設(shè)置在排氣彎管208 —端或兩端的凸緣(未示出)。在一個(gè)實(shí)施例中，凸緣的厚度可明顯大于排氣彎管208的壁的厚度。較大的厚度可在狹槽210與凸緣之間為形成較厚的焊縫提供足夠的空間。較厚的焊縫可提高焊接的強(qiáng)度。
[0018]本實(shí)用新型在曲軸箱102的頂板區(qū)112中設(shè)置板212。如圖2所示，板212被配置成在頂板區(qū)112內(nèi)限定出第一腔室214和第二腔室216。頂板區(qū)112的第一腔室214被配置為至少部分地包圍多個(gè)排氣彎管208，板212布置在多個(gè)排氣彎管208的下方。第一腔室214還可包括多個(gè)虹吸管218。虹吸管218可由本領(lǐng)域已知的任何金屬制成。虹吸管218被配置以提供用于冷卻劑流動(dòng)的通道。在一個(gè)實(shí)施例中，可在汽缸壁222中鉆出冷卻劑入口 220以將冷卻劑夾套連接到虹吸管218。在另一實(shí)施例中，冷卻劑入口 220可被整體鑄造到曲軸箱102中。虹吸管218可將冷卻劑夾套流體地連接到頂板區(qū)112的第二腔室216。虹吸管218也允許冷卻劑從第二腔室216反向流動(dòng)到冷卻劑夾套并進(jìn)一步朝向冷卻劑泵流動(dòng)。
[0019]通過(guò)板212限定的頂板區(qū)112的第二腔室216可用作發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)的冷卻劑的儲(chǔ)存器。冷卻劑可通過(guò)多個(gè)與第二腔室216流體連通設(shè)置的虹吸管218進(jìn)入儲(chǔ)存器。排氣彎管208中的排放氣體的溫度遠(yuǎn)高于冷卻劑的溫度。
[0020]本實(shí)用新型中的板212布置為將第二腔室216與排氣彎管208分隔。在一個(gè)實(shí)施例中，板212可通過(guò)任何已知的緊固方法(包括但不限于，焊接和螺栓連接)固定地附接在頂板區(qū)112中。在另一實(shí)施例中，板212可被整體鑄造為單個(gè)部件。
[0021]參照?qǐng)D3，示出了板212的透視圖。如給定的實(shí)施例所示，板212具有彎曲的結(jié)構(gòu)。在另一實(shí)施例中，板212可具有任何其它結(jié)構(gòu)，例如扁平結(jié)構(gòu)。板212可沿頂板區(qū)112的長(zhǎng)度至少部分地延伸?？筛鶕?jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求將板212制成任何厚度。板212可由本領(lǐng)域已知的任何金屬制成。
[0022]另外，板212的邊緣302可具有倒角。倒角邊緣302可促進(jìn)焊接的完全熔透。板212可包括多個(gè)與多個(gè)虹吸管218的位置相對(duì)應(yīng)的凹槽304。板212可進(jìn)一步包括位于板212 —端的出口 306。出口 306可被配置以提供用于使存在于第二腔室216內(nèi)的冷卻劑排出頂板區(qū)112的通道。如圖4所示，導(dǎo)管402或管402可設(shè)置在出口 306處。導(dǎo)管402可提供用于冷卻劑流動(dòng)的通道。導(dǎo)管402可通過(guò)任何已知的緊固方法(例如焊接、螺栓連接等)貼附到板212上。另外，第二腔室216的出口 306可與散熱器(未示出)或任何其它發(fā)動(dòng)機(jī)的部件流體連通。
[0023]工業(yè)實(shí)用性
[0024]發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間產(chǎn)生的排放氣體通過(guò)多個(gè)排氣彎管從汽缸流到排氣歧管，產(chǎn)生的排放氣體的溫度非常高。在當(dāng)前的設(shè)計(jì)中，排氣彎管布置在發(fā)動(dòng)機(jī)的頂板區(qū)內(nèi)。頂板區(qū)還用作發(fā)動(dòng)機(jī)中冷卻劑的儲(chǔ)存器，使得排氣彎管至少部分地浸沒(méi)在冷卻劑中。排放氣體的溫度以及排氣彎管的溫度明顯高于冷卻劑的溫度。這導(dǎo)致了排氣彎管與冷卻劑之間大的熱梯度。大的熱梯度導(dǎo)致排氣彎管與頂板區(qū)的頂面之間設(shè)置的焊縫斷裂。由于該斷裂導(dǎo)致冷卻劑可通過(guò)焊縫中形成的裂縫泄漏。這可造成冷卻劑體積減小，從而導(dǎo)致由于過(guò)熱造成的冷卻系統(tǒng)以及發(fā)動(dòng)機(jī)的故障。
[0025]一種防止焊縫斷裂的解決方案是增加排氣彎管的凸緣的厚度。凸緣的厚度增加可為形成較大尺寸的焊縫提供足夠的空間。較大尺寸的焊縫可為焊縫提供增大的強(qiáng)度，并且可因此防止焊縫斷裂。
[0026]另一種防止焊縫斷裂的解決方案包括對(duì)可能斷裂過(guò)的區(qū)域進(jìn)行重新焊接?？蓪?duì)該區(qū)域進(jìn)行清潔并且形成多道焊縫。多道焊縫可增加有效焊縫尺寸，并且因此增加焊縫的使用壽命。在這種情況下，處于可能出現(xiàn)過(guò)焊縫斷裂的位置的焊縫可被局部強(qiáng)化。這可防止焊縫斷裂轉(zhuǎn)移到其它位置。
[0027]本實(shí)用新型公開的設(shè)置在頂板區(qū)112內(nèi)的板212，在頂板區(qū)112內(nèi)限定出第一腔室214和第二腔室216。多個(gè)排氣彎管208設(shè)置在第一腔室214內(nèi)并且與存在于第二腔室216內(nèi)的冷卻劑分離。因此，多個(gè)排氣彎管208中可不存在熱梯度。減小的熱梯度可防止存在于排氣彎管208與頂板區(qū)112之間的焊縫斷裂。
[0028]雖然本實(shí)用新型的各方面已經(jīng)詳細(xì)地說(shuō)明和描述于上面的實(shí)施例中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在不背離所公開的精神和范圍的情況下，各種附加的實(shí)施例可以通過(guò)修改所公開的機(jī)器、系統(tǒng)和方法而被設(shè)想出。這樣的實(shí)施例應(yīng)該被理解為涵蓋于基于該權(quán)利要求書及其任何等效物所確定的本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，包括: 汽缸蓋；和 發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸體具有頂板區(qū)，所述頂板區(qū)包括: 排氣彎管，所述排氣彎管從所述頂板區(qū)的側(cè)面朝向所述頂板區(qū)的頂面延伸；和 板，所述板被配置成在所述頂板區(qū)內(nèi)限定出第一腔室和第二腔室； 其中，所述第一腔室被配置為至少部分地包圍所述排氣彎管； 所述第二腔室被配置以提供用于流體在其中流動(dòng)的通道，通過(guò)所述板將所述第二腔室與所述排氣彎管隔離。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，進(jìn)一步包括: 虹吸管，所述虹吸管與所述第二腔室流體連通。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述板包括凹槽，所述凹槽與對(duì)應(yīng)的虹吸管連接。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述板沿著所述頂板區(qū)的長(zhǎng)度至少部分地延伸。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述板進(jìn)一步包括出口，所述出口位于所述板的一端。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述排氣彎管的一端包括凸緣，所述凸緣的厚度大于所述排氣彎管的壁的厚度。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述板布置在所述排氣彎管的下方。
8.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述板通過(guò)焊接連接到所述頂板區(qū)。
9.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述板由金屬制成。
10.一種曲軸箱頂板區(qū)，其特征在于，所述頂板區(qū)包括: 排氣彎管，所述排氣彎管從所述頂板區(qū)的側(cè)面朝向所述頂板區(qū)的頂面延伸； 板，所述板被配置成在所述頂板區(qū)內(nèi)限定出第一腔室和第二腔室；其中，所述第一腔室被配置成至少部分地包圍所述排氣彎管； 虹吸管，所述虹吸管與所述第二腔室流體連通； 其中，所述板包括凹槽，所述凹槽與對(duì)應(yīng)的虹吸管連接；所述第二腔室被配置以提供用于流體在其中流動(dòng)的通道，通過(guò)所述板將所述第二腔室與所述排氣彎管隔離。
【文檔編號(hào)】F02F7/00GK204226046SQ201420673947
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】A·R·帕姆拉瑞斯 申請(qǐng)人:易安迪機(jī)車公司