用于内燃发动机的隔板插件的制作方法

用于内燃发动机的隔板插件的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种用于内燃发动机的隔板插件。发动机包括限定与汽缸相邻的至少一个主轴承隔板的汽缸体以及通过主轴承可旋转地容纳在缸体内的曲轴。隔板插件具有盖部分以及设置在隔板内的插件部分。插件部分具有通过第一带和第二带连接的第一端部区域和第二端部区域。每个带具有凸缘梁的横截面。插件部分的第一端部和第二端部构造为将主轴承盖柱孔连接至汽缸盖柱孔。第一端部区域和第二端部区域中的每者限定具有相对于发动机燃烧和反作用负荷倾斜或基本上与其正交的表面的至少一个突起。盖部分构造为在主轴承盖柱孔处与第一端部区域匹配并且支撑主轴承。
【专利说明】
用于内燃发动机的隔板插件
技术领域
[0001 ]多个实施例涉及一种用于内燃发动机的隔板插件(bulkhead insert)。
【背景技术】
[0002]内燃发动机具有形成一个或更多个汽缸的发动机缸体。汽缸盖附接至缸体以与缸体的汽缸形成燃烧室。缸体可以在相邻汽缸之间形成提供用于发动机的结构支撑和汽缸之间的分隔的隔板。通常，例如使用沿且通过缸盖螺栓柱孔(bolt column)延伸的缸盖螺栓将发动机缸体和缸盖紧固或螺栓连接在一起。随着发动机运转，汽缸内活塞的平移运动转换成曲轴的旋转运动。曲轴可以连接至发动机缸体并且被主曲轴轴承支持以旋转。曲轴可以大体上与发动机缸盖相对并且可以具有将曲轴保持在主轴承中并且与缸体相邻的一系列紧固件(比如主轴承螺栓)O随着发动机运转，由于汽缸内燃烧产生的发动机上的力以及它们对应的反作用负荷或力，缸盖螺栓和主轴承螺栓被施加负荷。这些力可能对发动机和发动机缸体产生显著的应力和疲劳。

【发明内容】

[0003]在实施例中，提供一种发动机，该发动机具有限定与汽缸相邻的至少一个主轴承隔板的汽缸体以及通过主轴承可旋转地容纳在缸体内的曲轴。发动机具有带有插件部分和盖部分的隔板插件。插件部分设置在隔板内并且具有通过第一带(strap)和第二带连接的第一端部区域和第二端部区域。每个带具有凸缘梁的横截面。插件部分的第一端部区域和第二端部区域配置用于将主轴承盖柱孔(main bearing cap column)连接至汽缸盖柱孔(cylinder head column)。第一端部区域和第二端部区域中的每者限定具有相对于发动机燃烧和反作用负荷倾斜或基本上与发动机燃烧和反作用负荷正交的表面的至少一个突起。盖部分构造为在主轴承盖柱孔处与第一端部区域匹配并且支撑主轴承。
[0004]在另一个实施例中，发动机主轴承结构设置有用于将主轴承盖柱孔连接至缸盖柱孔的隔板插件。插件具有通过一对带连接的第一端部和第二端部。每个带具有工字梁(1-beam)横截面。每个端部限定具有相对于发动机燃烧和反作用负荷倾斜或与发动机燃烧和反作用负荷正交的表面的至少一个突起。第一端部成形用于支撑曲轴主轴承，并且第二端部构造为容纳缸盖螺栓。
[0005]在又一个实施例中，一种形成发动机的方法包括在工具中提供隔板插件。隔板插件构造为将主轴承盖柱孔连接至汽缸盖柱孔并且具有第一带和第二带。每个带具有凸缘梁的横截面。插件限定具有相对于发动机燃烧和反作用负荷倾斜或基本上与发动机燃烧和反作用负荷正交的表面的突起。在工具中将发动机缸体形成为具有包含隔板插件的隔板。
【附图说明】
[0006]图1示出了构造为实施所公开的实施例的发动机的示意图；
[0007]图2示出了具有根据实施例的插件的发动机缸体的立体截面图；
[0008]图3示出了图2中发动机缸体和插件的另一个截面图；
[0009 ]图4示出了图2中发动机使用的插件的立体图；
[0010]图5示出了图4中插件的截面图；
[0011 ]图6示出了根据实施例的用于形成具有插件的发动机的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0012]根据需要，本说明书中公开了本发明的具体实施例;然而，应理解公开的实施例仅仅是示例性的并且可以以多种和替代的形式实施。附图无需按比例绘制；可以放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。所以，此处所公开的具体结构和功能细节不应解释为限定，而仅为教导本领域技术人员以多种形式实施本公开的代表性基础。
[0013]在多个示例中，内燃发动机设置有定位在汽缸体的隔板区域内的插件。隔板插件通过将缸盖螺栓柱孔直接连接至主轴承柱孔或者将发动机缸盖螺栓直接连接至主轴承螺栓而对发动机提供额外的结构强度。隔板插件可以设置有在缸盖螺栓和主轴承螺栓之间延伸的部件，比如带。带可以具有提供增加的负荷承载能力的工字梁横截面或者其它凸缘梁的横截面。插件的两个带可以通过在带之间提供持续连接用于平均负荷分配的弧形连接而彼此连接。弧形连接可以没有会在插件中提供额外应力点的拐角或者类似的不连续。
[0014]插件的结构提供在发动机缸体中使用的紧凑封装，同时与单独的隔板相比能够使得通过插件承载较高的负荷。随着发动机设计趋于更小的缸体尺寸和更紧凑的结构，插件的尺寸也减小，并且关于隔板插件的相应的封装约束增加。随着发动机设计趋于重量减小，发动机缸体可以由替代材料(比如铝合金、复合材料等)制成。隔板插件可以由不同于缸体的材料(比如铁合金)制成以提供用于发动机的希望的强度并且用作隔板内以及缸盖螺栓和主轴承螺栓之间的主负荷承载结构，同时尺寸设计成用于有限的封装空间。
[0015]隔板插件可以设置有提供相对于在运转期间发动机内的燃烧和反作用力倾斜或者大体上与其正交的表面以沿自然的负荷路径将这些负荷吸收进插件并且将集中在主轴承盖螺栓柱孔或凸台以及缸盖螺栓柱孔或凸台附近的局部区域的负荷进行消散的额外结构特征。在一个示例中，隔板插件设置为定位在用于铝铸造的发动机缸体模具内的近净形(near-net-shape)铸造的含铁插件。插件提供用于曲轴主轴承的支撑并且被断裂分离以还提供主轴承盖。
[0016]插件提供有构造为将缸盖螺栓柱孔连接至主轴承盖柱孔的连接带(tiestrap) ο该插件随后成为现场浇铸(cast-1n-place)的隔板插件，通过其与缸体的隔板相对的较强的插件材料承载燃烧负荷。插件提供增加的负荷承载能力。除之缸体耐久性和寿命的安全因素外，传统的气缸体隔板宽度还通过隔板和曲轴主轴颈的连接需要承载的最高燃烧负荷来限定。发动机缸体通过汽缸孔尺寸和汽缸孔间隔而提供封装约束。根据本公开的现场浇铸的隔板插件在称为发动机的曲轴轴线或纵向轴线的前后(fore-aft)方向上安置在隔板宽度内，并且从曲轴孔的中心线向上开始部分包裹在缸体隔板宽度内以覆盖整个缸盖螺栓柱孔端部和插件的连接带。插件还提供集成进隔板插件的主轴承螺栓柱孔。连接带和插件的尺寸和形状为隔板提供增加的负荷承载构件。可以基于汽缸体润滑回路的封装进一步约束插件的连接带的形状。此外，该插件为具有较窄的隔板的较小的紧凑发动机缸体设计提供了需要的强度。
[0017]图1示出了内燃发动机20的示意图。发动机20具有多个汽缸22，并且示出了一个汽缸。发动机20可以包括以包括直列配置和V形配置的各种方式设置的多个汽缸。发动机20具有与每个汽缸22关联的燃烧室24。汽缸22由汽缸壁32和活塞组件34形成。活塞组件34连接至曲轴36。燃烧室24与进气歧管38和排气歧管40流体连通。进气门42控制从进气歧管38进入燃烧室24的流动。排气门44控制从燃烧室24至排气歧管40的流动。可以以本技术领域已知的各种方式来运转进气门42和排气门44而控制发动机的运转。
[0018]燃料喷射器46将燃料从燃料系统直接传输进燃烧室24，这样该发动机是直接喷射式发动机。发动机20可以使用低压或高压燃料喷射系统，或者在其它示例中可以使用进气道喷射系统。点火系统包括被控制用于以火花的形式提供能量以点燃燃烧室24中的燃料空气混合物的火花塞48。在其它实施例中，可以使用其它燃料输送系统和点火系统或者技术，包括压缩点火。
[0019]发动机20包括控制器以及配置为将信号提供至控制器以控制输送至发动机的空气和燃料、点火正时、发动机的功率和扭矩输出等的的多个传感器。发动机传感器可以包括但不限于排气歧管40中的氧传感器、发动机冷却剂温度传感器、加速踏板位置传感器、发动机歧管压力(MAP)传感器、用于曲轴位置的发动机位置传感器、进气歧管38中的空气质量传感器、节气门位置传感器等。
[0020]在一些实施例中，发动机20用作车辆(比如传统车辆或者启-停车辆(stop-startvehicIe))中唯一的原动机。在其它实施例中，可以在混合动力车辆中使用发动机，其中，额外的原动机(比如电机)可用于提供额外的功率来推进车辆。
[0021]每个汽缸22在包括进气冲程、压缩冲程、点火冲程和排气冲程的四冲程循环下运转。在其它示例中，可以使用二冲程循环运转发动机。在进气冲程期间，进气门42打开并且排气门44关闭同时活塞组件34从汽缸22的顶部移动至汽缸22的底部以从进气歧管引入空气至燃烧室。处于汽缸22的顶部的活塞组件34位置通常称为上止点(TDC)。处于汽缸的底部的活塞组件34位置通常称为下止点(BDC)。
[0022]在压缩冲程期间，进气门42和排气门44关闭。活塞34从汽缸22的底部移向顶部以压缩燃烧室24内的空气。
[0023]随后将燃料引入燃烧室24并且点火。在示出的发动机20中，将燃料喷射进燃烧室24并且随后使用火花塞48被点燃。在其它示例中，使用压缩点火点燃燃料。
[0024]在膨胀冲程期间，燃烧室24中点燃的燃料空气混合物膨胀，从而使活塞34从汽缸22的顶部移动至汽缸22的底部。活塞组件34的移动使曲轴36产生对应的运动并且从发动机20提供机械扭矩。产生膨胀冲程的燃烧过程导致发动机20上的负荷和力。燃烧室24中的燃烧事件产生的发动机上的力将力施加在活塞34的面部50上，并且至少一部分力在连杆52上向下传输至主轴承和曲轴36。在主轴承上的力可以称为反作用力。燃烧室24内的燃烧事件还对汽缸盖62施加力，这对发动机缸盖62和汽缸体60之间的附接点(attachment point)(比如缸盖螺栓)施加负荷。汽缸盖和缸盖螺栓上的力可以称为燃烧力。
[0025]在排气冲程期间，进气门42保持关闭并且排气门44打开。活塞组件34从汽缸的底部移动至汽缸22的顶部以通过减小燃烧室24的容积从燃烧室24中移除废气和燃烧产物。废气从燃烧汽缸22流动至排气歧管40和后处理系统，比如催化转化器。
[0026]对于各个发动机冲程，可以改变进气门42和排气门44的位置和正时以及燃料喷射正时和点火正时。
[0027]发动机20可以具有形成汽缸22的汽缸体60。汽缸盖62连接至缸体60。缸盖62包围燃烧室24并且还支撑多个气门42、44以及进气和排气系统38、40。可以在缸体60和缸盖62之间设置缸盖衬垫或者其它密封部件以密封燃烧室24。
[0028]图2示出了根据示例的发动机20的一部分。发动机20示出为直列式三缸发动机，但是还可以预想其它配置。发动机20显示为具有剖面线的截面图，在沿通过曲轴的旋转轴线的平面上形成该剖面线。
[0029]发动机缸体60显示为具有构造为与汽缸盖62的对应平台面(deckface)或者缸盖衬垫相匹配的平台面70。缸体60具有用于连接汽缸盖62的附接特征72。在示出的示例中，使用进入汽缸盖螺栓柱孔72中螺纹孔的紧固件(比如汽缸盖螺栓)将汽缸盖62连接至缸体60。
[0030]通过缸体60在相邻的汽缸22之间以及在汽缸22和缸体60的端部之间形成隔板74。尽管由于视图在本图中显示了一个汽缸盖柱孔72，但是隔板74通常具有与其关联的一对汽缸盖柱孔72。
[0031]在缸体60的隔板74中提供有插件80。插件80为用于曲轴36的主轴承提供支撑结构。插件80具有附接至插件80的盖端部区域84以环绕主轴承并且可旋转地支撑曲轴36的主轴承盖(或盖部分)82。发动机20的活塞可以连接至主轴承盖82之间的曲轴36。
[0032]插件80具有将主轴承盖82连接至盖区域84的附接特征86。在示出的示例中，使用进入主轴承螺栓柱孔86中螺纹孔的主轴承螺栓将主轴承盖82连接至插件80的剩余部分。还可以在发动机20的隔板74中或者相邻隔板74设置这些主轴承螺栓柱孔86。
[0033]可以提供有曲轴箱(未显示)并且曲轴箱连接至缸体60以整体上围住曲轴、包含润滑剂等。在本示例中，由于曲轴大体上与汽缸盖相对，所以曲轴箱大体上与平台面70相对。
[0034]图3示出了通过隔板74截取的发动机20的横截面图。缸体60形成有在隔板74内的隔板插件80。可以在缸体60铸造或成形之后或者在缸体60成形之前将插件80形成为单个的整体部件并且随后分割或分离。插件80具有插件部分90和盖部分82。插件部分90大体上设置在隔板74内并且具有第一端部区域(或者盖端部区域)84和第二端部区域92。通过第一带94和第二带96连接第一端部区域84和第二端部区域92。
[0035]插件80具有主轴承盖82或盖部分82。盖部分82具有成形为支撑用于曲轴36的主轴承100的至少一部分的表面98。插件部分90的端部区域84也具有成形为支撑用于曲轴36的主轴承100的另一部分的表面102。表面98、102包围主轴承100。盖82沿分离线(或断裂线)162与端部区域连接和匹配。
[0036]插件80的第一端部区域84和第二端部区域92构造为提供主轴承盖柱孔86和汽缸盖柱72孔之间的连接。
[0037]盖部分82和插件部分90的端部区域84限定用于每个主轴承盖柱孔86的连接特征106。在本示例中，连接特征106是尺寸设计成容纳主轴承螺栓或其它紧固件以将盖部分82连接至插件部分90的孔(比如螺纹孔)。孔的全部或一部分可以攻有螺纹。孔的螺纹区域可以位于部分82、90两者或者仅位于部分90—者。从而，主轴承螺栓仅连接至插件80并且通过插件直接传输任何负荷。缸体60的剩余部分上的负荷从而是间接的。
[0038]插件部分90的端部区域92限定用于每个汽缸盖柱孔72的连接特征108。在本示例中，连接特征108是尺寸设计成容纳缸盖螺栓或其它紧固件以将汽缸盖62连接至插件部分90和缸体60的孔(比如螺纹孔)。连接特征108可以从平台面70延伸通过隔板74并且至插件80。连接特征108还向上延伸通过对应的汽缸盖62。孔的全部可以攻有螺纹或者仅孔的一部分可以攻有螺纹。孔的螺纹区域可以位于插件部分90和缸体60两者或者仅在插件部分90—者中。从而，缸盖螺栓仅连接至插件80并且通过插件直接传输任何负荷。缸体60的剩余部分上的负荷从而是间接的。
[0039]由于发动机20的燃烧室24中燃烧事件使得发动机被施加力。由于燃烧事件，因为紧固件108将汽缸盖连接至汽缸体，所以缸盖螺栓108经历通过箭头132显示的与燃烧力相反的反作用力。由于燃烧事件，反作用力132对旋进插件80的插件部分90的端部区域92的紧固件施加负荷。该力传输通过插件部分90的第一带94和第二带96，其中该燃烧力反作用在主轴承的盖部分82上。该燃烧力或负荷施加在主轴承壳和主轴承盖部分82上，并且总体上通过箭头134显示。主轴承螺栓86或主轴承盖紧固件通过沿主轴承柱孔且与力134相反旋进隔板插件而施加夹持负荷(clamp load) ο
[0040]图4示出了插件80的立体图。由图3至图4可见，插件80在第一端部区域84上具有一系列表面特征110。表面特征110可以是一系列突起、齿或锯齿。每个突起110具有相对于发动机燃烧和反作用负荷相倾斜和/或基本上与发动机燃烧和反作用负荷正交的表面112。这些表面112的定向辅助负荷传输至插件80。
[0041]插件80在第二端部区域92上也具有一系列表面特征114。表面特征114可以是一系列突起、齿或锯齿。每个突起114具有相对于发动机燃烧和反作用负荷相倾斜和/或基本上与发动机燃烧和反作用负荷正交的表面116。这些表面116的定向辅助负荷传输至插件80。
[0042]从图4可见，表面特征110、114可以具有它们的深度使得它们沿发动机20的纵向轴线122延伸。纵向轴线122示出在图3中，并且根据本示例延伸通过发动机20中相邻汽缸的中央。还示出了横向轴线124和垂直轴线126。垂直轴线可以与发动机20的重力对齐或者不对齐。
[0043]面部或正交表面112、116可以大致或者基本上彼此平行。在其它示例中，面部112、116可以相对于彼此成角度或者倾斜。
[0044]在进一步的示例中，表面特征110、114可以定位在插件80的其它位置。表面特征110、114还可以设置为其它形状和尺寸。表面特征110、114可以是其它宏观摩擦学(macro-tribology)表面特征并且可以包括多个指定的粗糙度。可替代地，插件80可以具有锯齿110、114以及额外的宏观摩擦学特征以在发动机运转和使用期间稳定发动机燃烧和反作用负荷。
[0045]在进一步的示例中，可以仅设置一组或者可以设置两组以上的表面特征110、114。表面特征示出为在第一端部区域的任意侧和第二端部区域的任意侧彼此相似;然而，表面特征在插件80上多个位置的尺寸、形状以及数量可以变化。
[0046]插件80可以设置有钻成的或者以其它方式形成的用于发动机流体的通道。例如，插件80上形成的通道120提供至主轴承100的润滑剂的流动。
[0047]总体参考图3至图5，带94、96从第一端部区域84向外延伸并且总体上彼此分离。例如，带94、96可以形成对称的或非对称的V形。第二端部区域92的一部分设置在每个带94、96的端部并且包括汽缸盖螺栓柱孔108。
[0048]带94、96示出为非对称的，并且该构造可以用于具有偏置曲轴的发动机20。偏置曲轴是从汽缸的中心线偏置的或者从轴线122偏置的曲轴36。对于偏置曲轴，每个带94、96可以具有不同的长度、不同的形状或弧度以及不同的横截面面积或形状。带94、96需要在端部区域84和各个缸盖螺栓柱孔108之间大体上承载相同的负荷，并且带94、96的尺寸设计成可以承载基本上相等的负荷。例如，对于偏置曲轴36，基于负荷路径的角度，一个带的尺寸可能需要不同于另一个带。由于发动机运转期间的扭力(比如曲轴36的扭转产生的力)，带94、96可能需要彼此具有不同的尺寸。
[0049]插件80可以设置有在两个带94、96之间延伸的连续的弧形130。连续的弧形130与插件80的第一端部区域84相邻。连续的弧形设置为用于减小或消除在重复的负荷和发动机使用下可能在插件80中产生应力点导致疲劳、断裂和其它问题的台阶、拐角或其它不连续。弧形130的结构提供了通过插件80的平顺的负荷分配和负荷路径。
[0050]图5示出了沿平行于轴线122、124的平面截取的插件80的横截面图并且示出了带94、96的横截面。如图5显示的，一个带的横截面面积基本上等于另一个带的横截面面积。在其它示例中，每个带94、96的横截面面积可以彼此不同。
[0051]带94、96示出为具有凸缘梁形状的横截面，并且在显示的示例中，具有工字梁的横截面。尽管工字梁是优选的横截面，但是可以使用其它梁截面并且包括C形的梁形状、L形的梁形状、T形的梁形状等。凸缘梁的横截面用于带94、96以增加每个构件的强度。由于横截面面积受到发动机的封装约束和窄的隔板区域74的限制，所以没有该形状，带94、96可能没有足够的强度。
[0052]每个带94、96的工字梁形状具有中央部分140以及第一端部凸缘142和第二端部凸缘144。中央部分140连接至端部凸缘142、144的中间区域。工字梁示出为大体上对称;然而，工字梁可以是非对称的，具有相对于其它部分偏置连接的一个或更多个部分140、142、144。
[0053]用于每个带94、96的梁形状可以彼此相同或者可以不同。例如，中央部分140可以具有相同或不同的长度和宽度、端部凸缘可以具有相同或不同的长度和宽度且/或中央部分140可以在相同或不同的点连接至每个端部凸缘142、144。
[0054]图6示出了用于形成和/或组装发动机(比如根据实施例的发动机20)的工艺或方法150。方法150的多个实施例可以包括更多或更少的步骤，并且可以以不同于示出的其它顺序来执行这些步骤。
[°°55]在步骤152处形成插件80。在示出的示例中，插件80是铸造的并且包含铁、铁合金等。在其它示例中，由强度高于缸体60的材料的其它适当的材料形成插件80。可以使用近净成形铸造工艺铸造插件80，并且可以使用高压或低压工艺铸造。插件形成有如上文描述的表面特征和摩擦学特征，并且在进一步的示例中，可以通过机加工工艺等提供额外的表面特征。插件80还形成有适于如下文描述的发动机缸体60制造方法的多个接触点和定位点。在其它示例中，可以使用其它合适的制造技术形成插件80，这些技术包括但不限于铸造、粉末冶金技术、锻造、机加工、模铸和热处理等。
[0056]在步骤154处将插件80定位在用于形成发动机缸体60的工具内。根据用于发动机缸体60的制造技术提供工具，并且工具可以包括多个冲模、模具、滑块等。工具还可以包括提供缸体60的其它特征的多个插件或公模。可以在置于工具之前喷涂插件以提供与缸体60的改善的接合。还可以在置于工具之前对插件机加工或切块(cube)。
[0057]在步骤156处形成发动机缸体60。根据适于缸体60的主材料的制造技术形成发动机缸体60。在一个示例中，发动机缸体60铸造为根据铸造工艺将铝或铝合金围绕在插件80周围。可以使用高压铸造工艺或低压铸造工艺铸造发动机缸体60，并且可以是沙模铸造、压铸等。在另一个示例中，发动机缸体是通过在金属插件80周围模塑或者喷射模塑复合材料而制成的。
[0058]由描述可见，插件80通常由不同于缸体60的材料形成。插件80可以由较高强度的材料形成，而缸体60可以由重量减小、热传导性较高等的材料形成。插件80的结构可以额外地允许提供较低强度的材料和较轻的缸体60，这本来在发动机的隔板中没有插件80的情况下是不可用的。
[0059]在步骤158处缸体60从工具移除并且可以机加工或者以其它方式后处理以形成缸体60的多个特征。例如，可以机加工缸体60以成形平台面70等。此外，可以对缸体60机加工或钻孔和攻螺纹以形成进入缸体和插件的缸盖螺栓孔。可以对插件80机加工或钻孔和攻螺纹以形成主轴承盖孔。可以机加工缸体和插件以形成发动机20中的多个冷却或润滑通道，比如通道120。
[0060]在步骤160处分离或分割插件80以成形插件部分90和盖部分82。在一个示例中，断裂分离(fracture split)插件80，其可以包括使用工艺(比如激光蚀刻或划线)形成断裂线或定位点。限定断裂分离线之后插件80被弯曲或分离。分离之后，插件80具有盖部分82和插件部分90，盖部分和插件部分具有通过分离形成的沿图3和4显示的分离线162匹配的匹配表面。分离线可以是线性的、非线性的、对称的、非对称的或者其它方式成形的。
[0061]通过在已经形成缸体60之后分离插件80并且通过整体上在将要设置断裂线162的地方的上面形成缸体材料，可以实现到多个优点，这包括去除断裂分离设计通常存在的鞍锁宽度(saddle and lock width)机加工工艺，并且消除导致工具寿命缩短并且潜在增加废品率的双材料机加工。
[0062]由于插件部分90和盖部分82由相同材料形成，所以这两个部件具有共同的热膨胀系数，发动机20的运转可以具有减小的噪声、振动和粗糙性。
[0063]尽管表面特征和宏观摩擦学特征设置在插件80上以在发动机运转期间与燃烧和反作用负荷相互作用，但是它们还可以具有当插件80被分离和机加工时在缸体60内稳定插件80以及保持插件部分90和缸体60之间的接合的次级效益。
[0064]分离插件80之后，可以进行其它机加工，例如机加工用于曲轴轴承的孔，例如机加工表面98、102。
[0065]除所示的插件80的简单分离之外，还可以预想该分离可以包括在盖部分82上添加槽以及在插件部分90上添加匹配的突起，或者反之亦然。当重新装配插件80时，槽和突起将会匹配以在插入主轴承紧固件时辅助定位盖部分82，并且还可以辅助主轴承在盖部分82上的任何扭转或侧面负荷。
[0066]在步骤164处装配发动机20，并且可以包括将发动机20放置进车辆。使用在附接点108处连接至插件80的缸盖螺栓将汽缸盖62连接至缸体60。主轴承和曲轴36定位在表面102内并且随后定位盖部分98。使用主轴承螺栓经由附接点86将盖部分82连接至插件部分90。插件80从而机械地连接或固定至缸盖螺栓和主轴承螺栓两者以在其间提供负荷路径。
[0067]尽管上文描述了示例性实施例，但是并非意味着这些实施例描述了本发明的所有可能形式。更确切地，说明书中使用的词语为描述性词语而非限定性词语，并且应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以作出各种改变。此外，可以组合各种实施的实施例的特征以形成本发明进一步的实施例。
【主权项】
1.一种发动机，包含: 汽缸体，限定与汽缸相邻的至少一个主轴承隔板； 曲轴，通过主轴承可旋转地容纳在所述汽缸体内；以及 隔板插件，具有插件部分和盖部分，所述插件部分设置在所述隔板内并且具有通过第一带和第二带连接的第一端部区域和第二端部区域，每个带具有凸缘梁的横截面，所述插件部分的所述第一端部区域和第二端部区域被构造为将主轴承盖柱孔连接至汽缸盖柱孔，所述第一端部区域和第二端部区域中的每者限定具有相对于发动机燃烧和反作用负荷倾斜或基本上与发动机燃烧和反作用负荷正交的表面的至少一个突起，所述盖部分被构造为在所述主轴承盖柱孔处与所述第一端部区域匹配并且支撑所述主轴承。2.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述第一端部区域的所述至少一个突起是第一系列锯齿，其中所述第一系列锯齿的每个锯齿的面部相对于发动机反作用负荷倾斜或正交;并且 其中所述第二端部区域的所述至少一个突起是第二系列锯齿，其中所述第二系列锯齿的每个锯齿的面部相对于发动机燃烧负荷倾斜或正交。3.根据权利要求1所述的发动机，进一步包含被构造为与所述汽缸体匹配的汽缸盖；以及 用于经由所述汽缸盖柱孔将所述缸盖连接至所述汽缸体的缸盖螺栓，所述缸盖螺栓的一部分通过所述隔板插件的所述插件部分的所述第二端部区域容纳。4.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述汽缸体由第一材料形成而所述隔板插件由第二材料形成。5.根据权利要求4所述的发动机，其中，所述第一材料包含铝而所述第二材料包含铁。6.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述曲轴从汽缸的中心线偏置;并且 其中所述第一带的横截面面积大于所述第二带的横截面面积。7.一种发动机主轴承结构，包含: 隔板插件，用于将主轴承盖柱孔连接至缸盖柱孔并且具有通过一对带连接的第一端部和第二端部，每个带具有工字梁的横截面，每个端部限定具有相对于发动机燃烧和反作用负荷倾斜或与发动机燃烧和反作用负荷正交的表面的至少一个突起，所述第一端部成形为用于支撑曲轴主轴承，所述第二端部被构造为容纳缸盖螺栓。8.根据权利要求7所述的主轴承结构，进一步包含被构造为与所述插件的所述第一端部匹配并且成形为用于支撑所述主轴承的主轴承盖。9.根据权利要求7所述的主轴承结构，其中所述带从所述第一端部向外延伸并彼此分离，每个带限定所述插件的所述第二端部的一部分并且提供缸盖螺栓柱孔的一部分。10.根据权利要求7所述的主轴承结构，进一步包含与所述插件的所述第一端部相邻的连续的弧形，所述连续的弧形在所述一对带之间延伸。11.根据权利要求7所述的主轴承结构，其中，所述第一端部的所述至少一个突起是第一系列锯齿，其中所述第一系列锯齿的每个锯齿的面部相对于发动机反作用负荷倾斜或正交。12.根据权利要求11所述的主轴承结构，其中，所述第二端部的所述至少一个突起是第二系列锯齿，其中所述第二系列锯齿的每个锯齿的面部相对于发动机燃烧负荷倾斜或正交。13.根据权利要求12所述的主轴承结构，其中，所述第一系列锯齿的所述面部与所述第二系列锯齿的所述面部大体上平行。14.根据权利要求7所述的主轴承结构，其中，所述一对带的每者具有沿与所述插件的所述第一端部的匹配表面平行的平面截取的各自的横截面面积，其中所述一对带中的一者的所述横截面面积大于所述一对带中所述另一者的所述横截面面积。15.根据权利要求7所述的主轴承结构，其中，所述插件进一步包含宏观摩擦学特征的至少一个区域以稳定发动机燃烧和反作用负荷。16.根据权利要求7所述的主轴承结构，其中，所述插件进一步包含配置用于与所述插件周围的所述发动机的汽缸体接合的涂层。17.一种形成发动机的方法，包括: 在工具中提供隔板插件，所述隔板插件被构造为将主轴承盖柱孔连接至汽缸盖柱孔，所述隔板插件具有第一带和第二带，每个带具有凸缘梁的横截面，所述插件限定具有相对于发动机燃烧和反作用负荷倾斜或基本上与发动机燃烧和反作用负荷正交的表面的突起；以及 在所述工具中形成具有包含所述隔板插件的隔板的发动机缸体。18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括将所述隔板插件断裂成插件部分和盖部分，所述插件部分设置在所述隔板内，所述盖部分被构造为与所述插件部分协作以支撑曲轴的主轴承。19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括: 对发动机缸体进行表面加工以形成被构造为与汽缸盖匹配的平台面； 形成进入所述隔板插件用于容纳汽缸盖螺栓的汽缸盖柱孔；以及 形成通过所述盖部分并且进入所述插件部分用于容纳主轴承盖紧固件的主轴承柱孔。20.根据权利要求17所述的方法，进一步包括形成具有第一带和第二带的所述隔板插件，所述第一带和第二带中的每者具有工字梁的横截面，并且所述插件带有具有相对于发动机燃烧和反作用负荷倾斜或基本上与发动机燃烧和反作用负荷正交的表面的突起。
【文档编号】F02F1/18GK105888872SQ201610073128
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月2日
【发明人】克利福德E·马基, 杰弗里·艾略特·卓廷纳, 里克·L·威廉姆斯, 马克·W·蒂博, 詹姆斯·道格拉斯·欧文, 詹姆斯·莫里斯·波瓦洛, 布莱恩·迈克尤
【申请人】福特全球技术公司