Несущий каркас (варианты)

Несущий каркас (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Данная заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США № 61/428,119, поданной 29 декабря 2010 года, и озаглавленной «УЗЕЛ БЛОКА ЦИЛИНДРОВ», полное содержание которой таким образом включено в материалы настоящей заявки путем ссылки для всевозможных целей.

Уровень техники

Двигатели внутреннего сгорания непрерывно совершенствуются для повышения отдаваемой мощности двигателя, а также снижения веса и/или габаритов двигателя. Форсирующие устройства, такие как турбокомпрессоры и нагнетатели, были добавлены к двигателям, так что двигатели могут обладать отдаваемой мощностью, подобной двигателям большего рабочего объема, без расхода топлива и выбросов двигателей большего рабочего объема. Кроме того, расход топлива транспортного средства может быть улучшен в транспортных средствах, имеющих меньшие двигатели, по меньшей мере частично, так как меньшие двигатели могут весить меньше, чем двигатели большего рабочего объема. В качестве альтернативы, мощность двигателя может быть существенно увеличена без добавления двигателю значительной величины веса. Дополнительные технологии для увеличения мощности двигатели, такие как непосредственный впрыск, также могут использоваться без значительного увеличения веса двигателя.

Однако, уменьшение габаритов двигателя и/или увеличение мощности, снимаемой с двигателя, может повышать механическую нагрузку на элементы двигателя. Такие проблемы особенно могут быть присутствовать в форсированных двигателях, которые обычно имеют высокое отношение мощности к весу по сравнению с двигателями без наддува. Поэтому, некоторые форсированные двигатели составлены из повышенных количеств материала, такого как алюминий, для усиления блока цилиндров. Но, увеличение количества материала, используемого для формирования блока цилиндров, может повышать вес двигателя, тем самым, подрывая основную задачу повышения отношения мощности к весу двигателя.

Раскрытие изобретения

Авторы осознали проблемы форсирования двигателя со сниженным весом и предложили несущий каркас.

Согласно одному варианту предложен несущий каркас, содержащий нижнюю поверхность, первую и вторую поверхности сочленения боковой стенки блока цилиндров, расположенные над нижней поверхностью на высоте, которая выше центральной линии опоры коленчатого вала, включенной в блок цилиндров, когда несущий каркас соединен с блоком цилиндров.

Поверхность сочленения масляного поддона предпочтительно является нижней поверхностью несущего каркаса, а первая и вторая поверхности сочленения боковой стенки блока цилиндров образуют верхние поверхности несущего каркаса.

Несущий каркас предпочтительно дополнительно содержит множество отверстий для крепежных средств по длине первой и второй поверхностей сочленения боковой стенки блока цилиндров.

Несущий каркас предпочтительно выполнен из материала, имеющего отношение прочности к объему, меньшее, чем отношение прочности к объему блока цилиндров двигателя, когда несущий каркас соединен с блоком цилиндров двигателя.

Первая и вторая поверхности сочленения боковой стенки блока цилиндров двигателя предпочтительно расположены на противоположных сторонах несущего каркаса.

Первая и вторая поверхности сочленения боковой стенки блока цилиндров предпочтительно являются частью первой и второй боковых стенок несущего каркаса, при этом первая и вторая боковые стенки несущего каркаса включают в себя повышающие жесткость ребра жесткости.

Несущий каркас предпочтительно дополнительно содержит поверхность сочленения колоколообразного картера трансмиссии.

Нижняя поверхность предпочтительно является поверхностью сочленения масляного поддона.

Согласно другому варианту предложен несущий каркас, содержащий поверхность сочленения масляного поддона, первую и вторую поверхности сочленения боковой стенки блока цилиндров, расположенные над поверхностью сочленения масляного поддона на высоте, которая выше центральной линии коленчатого вала, когда несущий каркас соединен с блоком цилиндров двигателя, заборником масляного насоса и масляным фильтром, при этом поверхности сочленения боковой стенки блока цилиндров расположены в верхней части несущего каркаса.

Несущий каркас предпочтительно выполнен из материала, имеющего отношение прочности к объему, меньшее, чем отношение прочности к объему блока цилиндров двигателя, когда несущий каркас соединен с блоком цилиндров двигателя.

Несущий каркас предпочтительно является частью боковой стенки узла блока цилиндров, когда несущий каркас соединен с блоком цилиндров двигателя.

Несущий каркас предпочтительно дополнительно содержит поверхность сочленения колоколообразного картера трансмиссии.

Несущий каркас предпочтительно изолирует по меньшей мере часть внутренности двигателя от трансмиссии, когда несущий каркас соединен с блоком цилиндров и трансмиссией.

Несущий каркас предпочтительно дополнительно содержит поверхность сочленения задней крышки.

Первая и вторая поверхности сочленения боковой стенки блока цилиндров предпочтительно включены в первую и вторую наружную боковую стенку несущего каркаса, а опоры продолжаются поперечно от первой наружной боковой стенки несущего каркаса до второй наружной боковой стенки несущего каркаса.

Согласно еще одному варианту предложен несущий каркас, содержащий блок цилиндров, имеющий отверстие коленчатого вала с центральной линией, при этом несущий каркас соединен с блоком цилиндров и включает в себя поверхность сочленения масляного поддона, первую и вторую поверхности сочленения боковой стенки блока цилиндров, расположенные над поверхностью сочленения масляного поддона на высоте, которая выше центральной линии несущего каркаса, по меньшей мере один прилив для установки датчика и по меньшей мере одно отверстие для крепежного средства, расположенное для приема крепежного средства, соединяющего несущий каркас с крышкой подшипника.

Два отверстия для крепежного средства предпочтительно расположены в несущем каркасе для приема двух крепежных средств, соединяющих несущий каркас с крышкой подшипника.

Несущий каркас предпочтительно дополнительно содержит поверхность сочленения передней крышки двигателя.

Несущий каркас предпочтительно дополнительно содержит прилив для установки масляного охладителя двигателя.

Несущий каркас предпочтительно дополнительно содержит опоры, продолжающиеся поперечно от первой наружной боковой стенки несущего каркаса до второй наружной боковой стенки несущего каркаса.

Посредством подъема высоты боковых стенок несущего каркаса можно увеличить прочность узла блока цилиндров наряду со снижением веса узла блока цилиндров. В частности, несущий каркас может обеспечивать опору для блока цилиндров наряду при выполнении из более легковесного материала. Кроме того, несущий каркас может включать в себя установочную поверхность для сопряжения с по меньшей мере частью колоколообразного картера трансмиссии. Таким образом, несущий каркас может поддерживать и упрочнять как блок цилиндров, так и трансмиссию.

Кроме того, в некоторых примерах, несущий каркас может включать в себя различные интегрированные элементы, такие как масляный насос, масляный фильтр, охладитель, масляную байпасную систему и/или масляные проходы. Когда вышеупомянутые элементы интегрированы в несущий каркас, компактность двигателя может быть повышена, а узел двигателя - упрощена.

Это раскрытие изобретения приведено для представления в упрощенном виде подборки концепций, которые дополнительно описаны ниже в подробном описании изобретения. Это раскрытие изобретения не предназначено для идентификации ключевых признаков или существенных признаков заявленного объекта изобретения, а также не предназначено для ограничения объема заявленного объекта изобретения. Кроме того, заявленный объект изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые решают любые или все недостатки, отмеченные в любой части данного описания.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой схематичный вид двигателя внутреннего сгорания.

Фиг.2 представляет собой еще один схематичный вид двигателя внутреннего сгорания, показанного на фиг.1, включающего в себя узел блока цилиндров.

Фиг.3 представляет собой вид в перспективе с пространственным разнесением элементов примерного узла блока цилиндров.

Фиг.4 представляет собой вид в сборе узла блока цилиндров, показанного на фиг.3.

Фиг.5 представляет собой вид снизу несущего каркаса, включенного в узел блока цилиндров, показанный на фиг.3.

Фиг.6 представляет собой вид сзади блока цилиндров, показанного на фиг.3.

Фиг.7 представляет собой вид сзади несущего каркаса, показанного на фиг.3.

Фиг.8 представляет собой вид сзади узла блока цилиндров, показанного на фиг.4.

Фиг.9 представляет собой вид сбоку слева узла блока цилиндров, показанного на фиг.4.

Фиг.10 представляет собой вид сбоку справа узла блока цилиндров, показанного на фиг.4.

Фиг.11 представляет собой вид спереди блока цилиндров, показанного на фиг.3.

Фиг.12 представляет собой вид спереди несущего каркаса, показанного на фиг.3.

Фиг.13 и 14 представляют собой виды в разрезе узла блока цилиндров, показанного на фиг.4.

Фиг.15 и 16 представляют собой виды сбоку блока цилиндров, показанного на фиг.3.

Фиг.17 представляет собой вид сверху несущего каркаса, показанного на фиг.3.

Фиг.18 представляет собой вид сверху узла блока цилиндров, показанного на фиг.4.

Фиг.19 представляет собой вид снизу блока цилиндров, показанного на фиг.3.

Фиг.3-19 начерчены приблизительно в масштабе.

Подробное описание изобретения

Со ссылкой на фиг.1, двигатель 10 внутреннего сгорания, содержащий множество цилиндров, один цилиндр которого показан на фиг.1, управляется электронным контроллером 12 двигателя. Двигатель 10 включает в себя цилиндр 30 и стенки 32 цилиндра с поршнем 36, расположенным в нем и соединенным с коленчатым валом 40. Цилиндр 30 также может упоминаться как камера сгорания. Цилиндр 30 показан сообщающимся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответственный впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной клапан и выпускной клапан может приводиться в действие кулачком 51 впускного клапана и кулачком 53 выпускного клапана. В качестве альтернативы, один или более из впускных и выпускных клапанов может приводиться в действие электромеханически управляемым узлом катушки и якоря клапана. Положение кулачка 51 впускного клапана может определяться датчиком 55 кулачка впускного клапана. Положение кулачка 53 выпускного клапана может определяться датчиком 57 кулачка выпускного клапана.

Впускной коллектор 44 также показан находящимся между впускным клапаном 52 и гибкой трубкой 42 воздухозаборника. Топливо подается на топливную форсунку 66 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива (не показана). Двигатель 10 по фиг.1 выполнен так, чтобы топливо впрыскивалось непосредственно в цилиндр двигателя, что известно специалистам в данной области техники как непосредственный впрыск. Топливная форсунка 66 питается рабочим током из формирователя 68, который реагирует на действие контроллера 12. Кроме того, впускной коллектор 44 показан сообщающимся с необязательным дросселем 62 с электроприводом с дроссельной заслонкой 64. В одном из примеров, может использоваться система непосредственного впрыска низкого давления, в которой давление топлива может подниматься до приблизительно 20-30 бар. В качестве альтернативы, двухступенчатая топливная система высокого давления может использоваться для генерирования более высоких давлений топлива. Дополнительно или в качестве альтернативы, топливная форсунка может быть расположена выше по потоку от впускного клапана 52 и выполнена с возможностью впрыска топлива во впускной коллектор, что известно специалистам в данной области техники как впрыск во впускной канал.

Система 88 зажигания без распределителя выдает искру зажигания в цилиндр 20 через запальную свечу 92 в ответ на действие контроллера 12. Универсальный датчик 126 кислорода выхлопных газов (UEGO) показан соединенным с выпускным коллектором 48 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 70 отработавших газов. В качестве альтернативы, двухрежимный датчик кислорода выхлопных газов может использоваться вместо датчика 126 UEGO.

Нейтрализатор 70 отработавших газов, в одном из примеров, включает в себя множество блоков катализатора. В еще одном примере, может использоваться множество устройств снижения токсичности отработавших газов, каждое с множеством блоков. Нейтрализатор 70 отработавших газов, в одном из примеров, может быть катализатором трехходового типа.

Контроллер 12 показан на фиг.1 в качестве обычного микрокомпьютера, включающего в себя: микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и обычную шину данных. Контроллер 12 показан принимающим различные сигналы с датчиков, соединенных с двигателем 10, в дополнение к тем сигналам, которые описаны ранее, в том числе: температуру охлаждающей жидкости двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, соединенного с патрубком 114 охлаждения; датчик 134 положения, соединенный с педалью 130 акселератора для считывания усилия, приложенного ступней 132; измерение давления во впускном коллекторе двигателя (MAP) с датчика 122 давления, соединенного с впускным коллектором 44; датчик положения двигателя с датчика 118 на эффекте Холла, считывающего положение коленчатого вала 40; измерение массы воздуха, входящего в двигатель, с датчика 120; и измерение положения дросселя с датчика 58. Барометрическое давление также может считываться (датчик не показан) для обработки контроллером 12. В предпочтительном аспекте настоящего описания, датчик 118 на эффекте холла вырабатывает заданное количество равномерно разнесенных импульсов каждого оборота коленчатого вала, по которому может определяться частота вращения двигателя (RPM, в оборотах в минуту).

Во время работы, каждый цилиндр в двигателе 10 обычно претерпевает четырехтактный цикл: цикл включает в себя такт впуска, такт сжатия, рабочий такт и такт выпуска. В течение такта впуска, обычно, выпускной клапан 54 закрывается, а впускной клапан 52 открывается. Воздух вовлекается в цилиндр 30 через впускной коллектор 44, поршень 36 перемещается к дну цилиндра для увеличения объема внутри цилиндра 30. Положение, в котором поршень 36 находится около дна цилиндра и в конце своего хода (например, когда цилиндр 30 находится при наибольшем своем объеме), обычно упоминается специалистами в данной области техники как нижняя мертвая точка (НМТ). Во время такта сжатия, впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещается к головке блока цилиндров для сжатия воздуха внутри цилиндра 30. Точка, в которой поршень 36 находится в конце своего хода и самой близкой к головке блока цилиндров (например, когда цилиндр 30 находится при наименьшем своем объеме), обычно упоминается специалистами в данной области техники как верхняя мертвая точка (ВМТ). В процессе, в дальнейшем упоминаемом как впрыск, топливо вводится в цилиндр. В процессе, в дальнейшем упоминаемом как воспламенение, впрыснутое топливо воспламеняется известным средством воспламенения, таким как свеча 92 зажигания, приводя к сгоранию. Во время рабочего такта, расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно к НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует перемещение поршня в крутящий момент вращающегося вала. В заключение, во время такта выпуска, выпускной клапан 54 открывается для выпуска подвергнутой сгоранию топливовоздушной смеси в выпускной коллектор 48, и поршень возвращается в ВМТ. Следует отметить, что вышеприведенное показано просто в качестве примера, и что привязка по времени открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов может меняться так, чтобы давать положительные или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрывание впускного клапана, или различные другие примеры.

Двигатель 10 дополнительно может включать в себя турбокомпрессор, имеющий компрессор 80, расположенный во впускном коллекторе 44, соединенном с турбиной 82, расположенной в выпускном коллекторе 48. Ведущий вал 84 может соединять компрессор с турбиной. Таким образом, турбокомпрессор может включать в себя компрессор 80, турбину 82 и ведущий вал 84. Выхлопные газы могут направляться через турбину, приводя в действие роторный узел, который, в свою очередь, вращает ведущий вал. В свою очередь, ведущий вал вращает насосное колесо, включенное в компрессор, выполненное с возможностью повышения плотности воздуха, подаваемого в цилиндр 30. Таким образом, мощность, снимаемая с двигателя, может быть увеличена. В других примерах, компрессор может приводиться в действие механически, а турбина 82 может быть не включена в двигатель. Кроме того, в других примерах, двигатель 10 может быть без наддува.

Со ссылкой на фиг.2, показан примерный схематичный вид двигателя 10. Двигатель 10 включает в себя головку 200 блока цилиндров, соединенную с узлом 202 блока цилиндров. Следует понимать, что двигатель может дополнительно включать в себя различные элементы для прикрепления головки блока цилиндров к узлу блока цилиндров, такие как прокладка головки (не показана), болты и другие пригодные крепежные устройства, и т.д.

Каждая из головки блока цилиндров и узла блока цилиндров может содержать по меньшей мере один цилиндр. Как описано выше в отношении фиг.1, двигатель 10 может включать в себя дополнительные элементы, выполненные с возможностью выполнения сгорания в по меньшей мере одном цилиндре.

Узел блока цилиндров может включать в себя блок 204 цилиндров, соединенный с несущим каркасом 206. Несущий каркас может включать в себя контур 207 смазки, интегрированный в него. Контур смазки может включать в себя масляные проходы 208, масляный фильтр 210, масляный насос 212 и электромагнитный клапан 213. Масляные проходы могут быть выполнены с возможностью подачи смазки в различные элементы двигателя, такие как коленчатый вал и коренные подшипники. Масляный фильтр может быть соединен с масляным проходом и выполнен с возможностью удаления нежелательных твердых частиц из масляного прохода. Более того, масляный насос также может быть соединен с масляным проходом, включенным в масляные проходы 208, и выполнен с возможностью повышения давления в контуре 207 смазки. Следует понимать, что дополнительные интегрированные узлы могут быть включены в несущий каркас 206. Например, интегрированные элементы могут включать в себя уравновешивающие валы, нагреватели блока цилиндров, исполнительные механизмы и датчики.

В одном из примеров, масляный поддон 214 может быть соединен с несущим каркасом 206. Масляный насос может быть включен в контур смазки. Масляный насос 212 также может быть соединен с несущим каркасом 206 посредством болтов или других пригодных крепежных средств. Масляный насос 212 может быть выполнен с возможностью осуществления циркуляции масла из масляного поддона 214 в масляные проходы 208. Таким образом, масляный насос включает в себя заборник, расположенный в масляном поддоне, как более подробно описано здесь в отношении фиг.3. Следует понимать, что масляные проходы 208 могут быть соединены по текучей среде с масляными проходами, включенными в головку 200 блока цилиндров.

Двигатель 10 дополнительно может включать в себя охладитель 260, интегрированный в узел 202 блока цилиндров. Охладитель 260 может быть выполнен с возможностью удаления тепла из контура 207 смазки. Охладитель 260 может быть масляным охладителем.

Со ссылкой на фиг.3, показан вид в перспективе с пространственным разнесением элементов примерного узла 202 блока цилиндров. Как показано, узел 202 блока цилиндров включает в себя блок 204 цилиндров, расположенный вертикально над несущим каркасом 206. Насос 212 и масляный поддон 214 расположены вертикально под несущим каркасом 206. Направленные векторы (то есть, продольный, вертикальный и боковой векторы) предусмотрены для концептуального понимания.

Однако, следует понимать, что узел блока цилиндров может быть расположен во множестве ориентаций, когда он включен в транспортное средство.

Блок 204 цилиндров дополнительно включает в себя множество опор 300 коленчатого вала, расположенных в нижней части блока 204 цилиндров и выполненных с возможностью конструктивной опоры коленчатого вала (не показан). В некоторых примерах, блок цилиндров может включать в себя две опоры коленчатого вала. Каждая из опор 300 коленчатого вала может включать в себя крышку 304 подшипника. Крышки подшипника выполнены с возможностью приема подшипника коленчатого вала. Таким образом, опоры коленчатого вала образуют отверстия, которые выполнены с возможностью приема подшипника коленчатого вала (не показан), выполненного с возможностью обеспечения вращения коленчатого вала (не показан). Следует понимать, что коленчатый вал может включать в себя различные элементы, такие как противовесы, шейки, шатунные шейки, и т.д. Каждая из шатунных шеек может быть соединена с поршнем через шатун. Таким образом, сгорание в цилиндрах может использоваться для вращения коленчатого вала.

Каждая из крышек 304 подшипника может включать в себя две крепежные выемки 306 несущего каркаса, более подробно показанные на фиг.19. Крепежные выемки несущего каркаса могут быть выполнены с возможностью приема крепежного средства, такого как болт, или другого пригодного крепежного устройства для соединения несущего каркаса 206 с блоком 204 цилиндров, более подробно описанного здесь в отношении фиг.4. Таким образом, несущий каркас 206 соединен с блоком 204 цилиндров через крышки 304 подшипника. Как показано, каждая крепежная выемка 306 несущего каркаса продолжается вертикально в опоры 300 коленчатого вала от нижней поверхности 308 каждой из крышек подшипника. Более того, каждая крепежная выемка несущего каркаса расположена на боковой периферии нижней поверхности 308. Однако, в других примерах, крепежные выемки несущего каркаса могут быть расположены в другом пригодном местоположении. Кроме того, в некоторых примерах, крепежные выемки несущего каркаса могут иметь альтернативную геометрическую конфигурацию и/или ориентацию.

Как показано, опоры 30 коленчатого вала выполнены из одного сплошного куска материала. Другими словами, опоры 300 коленчатого вала изготавливаются посредством цельной отливки. Кроме того, в показанном примере, блок 204 цилиндров является блоком цилиндров двигателя из одной детали, созданным в цельной отливке. Опоры коленчатого вала могут быть отломлены или иным образом отделены от блока 204 цилиндра после отливки, так чтобы мог быть установлен коленчатый вал (не показан). После того, как коленчатый вал установлен надлежащим образом, детали опор коленчатого вала впоследствии могут быть прикреплены к блоку цилиндров после отделения от блока цилиндров. Таким образом, конструктивная целостность, а также точность сопряженных опор коленчатого вала могут быть повышены по сравнению с другими конструкциями блока цилиндров, которые могут соединять по отдельности созданные (например, отлитые) верхнюю и нижнюю детали блока цилиндров для формирования крышки подшипника. Более того, NVH (шум, вибрации и неплавность движения) могут быть уменьшены в узле блока цилиндров, когда опоры коленчатого вала выполнены из единственного куска материала.

Блок 204 цилиндров дополнительно включает в себя наружную переднюю стенку 310. Наружная передняя стенка 310 более подробно показана на фиг.11. Аналогичным образом, блок 204 цилиндров дополнительно включает в себя наружную заднюю стенку 312, показанную на фиг.6. Наружная передняя стенка 310 включает в себя первую самую дальнюю от центра опору 1100 коленчатого вала. Однако, в примере, в котором блок цилиндров содержит две опоры коленчатого вала, наружная передняя стенка включает в себя первую опору коленчатого вала. Наружная задняя стенка 312 включает в себя вторую самую дальнюю от центра опору 600 коленчатого вала, более подробно описанную здесь в отношении фиг.6.

Продолжая с фиг.3, как показано, блок 204 цилиндров включает в себя множество цилиндров 314. Однако, в других примерах, блок 204 цилиндров может включать в себя единственный цилиндр. Следует понимать, что цилиндр 30, показанный на фиг.1, может быть включен во множество цилиндров 314. Множество цилиндров 314 может быть концептуально поделено на первый и второй ряд (316 и 318) цилиндров. Ряд 318 цилиндров более подробно показан здесь в отношении фиг.18. Как показано, двигатель может быть в V-образной конфигурации, в которой противоположные цилиндры в каждом из соответственных рядов цилиндров расположены не под прямым углом друг относительно друга. Таким образом, цилиндры расположены V-образно. Однако, в других примерах возможны другие конфигурации цилиндров. Углубление 320 может быть расположено между первым и вторым рядами (316 и 318) цилиндров в блоке 204 цилиндров. Охладитель 260 может быть размещен в углублении, когда узел 202 блока цилиндров собран. Прокладка 319 может быть установлена между масляным охладителем 260 и блоком 204 цилиндров.

Блок 204 цилиндров дополнительно включает в себя первую поверхность 322 сочленения головки блока цилиндров, расположенную в верхней части 323 блока цилиндров. Дополнительно, в изображенном примере, блок цилиндров включает в себя вторую поверхность 324 сочленения головки блока цилиндров. Однако, в других примерах, блок цилиндров может включать в себя единственную поверхность сочленения головки блока цилиндров. Первая и вторая поверхность (322 и 324) сочленения головки блока цилиндров могут быть выполнены с возможностью соединения с головкой 200 блока цилиндров, показанной на фиг.2. Пригодные крепежные устройства, такие как болты, могут использоваться для соединения головки 200 блока цилиндров с блоком 204 цилиндров в некоторых примерах. Когда скрепляются собранные головка 200 блока цилиндров, показанная на фиг.2, и блок 204 цилиндров, могут формироваться камеры сгорания, в которых может осуществляться сгорание, как описано выше в отношении фиг.1. Пригодные крепежные устройства (не показаны) могут использоваться для соединения головки 200 блока цилиндров, показанной на фиг.2, с блоком 204 цилиндров. Дополнительно, уплотнение (например, прокладка) может быть установлено между головкой 200 блока цилиндров и первой и второй поверхностями (322 и 324) сочленения головки блока цилиндров для герметизации цилиндров.

Блок 204 цилиндров дополнительно включает в себя две поверхности (326 и 328) сочленения несущего каркаса, выполненные с возможностью прикрепления к двум соответствующим поверхностям (330 и 332) сочленения боковой стенки блока цилиндров, включенным в несущий каркас 206, более подробно описанный здесь. Две поверхности (326 и 328) сочленения несущего каркаса расположены на противоположных сторонах блока 204 цилиндров. На виде в перспективе узла 202 блока цилиндров, показанного на фиг.3, вторая поверхность 328 сочленения несущего каркаса не может быть видна полностью. Однако, вторая поверхность 328 сочленения несущего каркаса, а также другие узлы, включенные в состав на другой стороне блока цилиндров, более подробно показаны на фиг.19. Как показано, поверхности (326 и 328) сочленения несущего каркаса включают в себя множество отверстий 334 для крепежных средств. Отверстия 334 для крепежных средств могут быть выполнены с возможностью приема крепежных средства, таких как болты при соединении с несущим каркасом 206, более подробно описанным здесь в отношении фиг.4.

Блок 204 цилиндров дополнительно включает в себя первую наружную боковую стенку 333 и вторую наружную боковую стенку 335. Первая наружная боковая стенка 333 блока цилиндров более подробно показана на фиг.15. Аналогичным образом, вторая наружная боковая стенка 335 блока цилиндров более подробно показана на фиг.16. Первая наружная боковая стенка 333 блока цилиндров продолжается от первой поверхности 322 сочленения головки блока цилиндров до первой поверхности 326 сочленения несущего каркаса, расположенной между центральной линией 339 множества опор 300 коленчатого вала. Аналогичным образом, вторая наружная боковая стенка 335 блока цилиндров продолжается от второй поверхности 324 сочленения головки блока цилиндров до второй поверхности 328 сочленения несущего каркаса, расположенной между центральной линией 339 множества опор 300 коленчатого вала. Как показано, поверхности (326 и 328) сочленения несущего каркаса являются по существу плоскими. Однако, в других примерах, поверхность сочленения несущего каркаса может иметь другую геометрическую конфигурацию. Например, может изменяться высота поверхностей сочленения несущего каркаса.

Кроме того, несущий каркас 206 включает в себя нижнюю поверхность 309 и две наружные боковые стенки (то есть, первую наружную боковую стенку 336 несущего каркаса и вторую наружную боковую стенку 338 несущего каркаса). В некоторых примерах, поверхность 506 сочленения масляного поддона, показанная на фиг.5, может быть нижней поверхностью 309 несущего каркаса 206. Однако, в других примерах, нижняя поверхность 309 может включать в себя дополнительные элементы. Первая наружная боковая стенка 336 несущего каркаса продолжается от нижней поверхности 309 и включает в себя первую поверхность 330 сочленения боковой стенки блока цилиндров. Аналогичным образом, вторая наружная боковая стенка 338 несущего каркаса продолжается от нижней поверхности 309 и включает в себя вторую поверхность 332 сочленения боковой стенки блока цилиндров. Кроме того, первая и вторая наружные боковые стенки (336 и 338) несущего каркаса продолжаются выше верхней части опор 300 коленчатого вала, когда узел 202 блока цилиндров собран. Дополнительно, нижняя поверхность 309 находится ниже опор 300 коленчатого вала. Однако, в других примерах, возможны другие конфигурации. Например, первая и вторая наружные боковые стенки (336 и 338) несущего каркаса могут не продолжаться выше верхней части опор коленчатого вала. Как показано, несущий каркас имеет U-образную форму. Однако, в других примерах, возможны другие формы. Поверхности (330 и 332) сочленения боковой стенки блока цилиндров выполнены с возможностью прикрепления к поверхностям (326 и 328) сочленения несущего каркаса на блоке 204 цилиндров и расположены на противоположных сторонах несущего каркаса 206. В показанном примере, поверхности (330 и 332) сочленения боковой стенки блока цилиндров образуют верхние поверхности несущего каркаса. Однако, в других примерах, возможны другие конфигурации. Поверхности (330 и 332) сочленения боковой стенки блока цилиндров включают в себя множество отверстий 340 для крепежных средств вдоль своих длин. Как показано, поверхности (330 и 332) сочленения боковой стенки блока цилиндров являются по существу плоскими и соответствующими поперечной и продольной плоскости. Однако, в других примерах, возможны альтернативные геометрические конфигурации и ориентации. Например, может меняться вертикальная высота поверхностей сочленения боковой стенки.

Несущий каркас может дополнительно включать в себя передние поверхности (382 и 384) сочленения крышки, продолжающиеся вдоль по меньшей мере части наружных боковых стенок (336 и 338) несущего каркаса. Первое уплотнение 370 может быть расположено между первой поверхностью 330 сочленения боковой стенки блока цилиндров и первой поверхностью 326 сочленения несущего каркаса. Аналогичным образом, второе уплотнение 372 может быть расположено между второй поверхностью 332 сочленения боковой стенки блока цилиндров и второй поверхностью 328 сочленения несущего каркаса. Первое и второе уплотнения (370 и 372) могут быть по существу непроницаемыми для воздуха и жидкости. Примерные уплотнения включают в себя, но не ограничиваются прокладку, адгезив, и т.д.

Несущий каркас 206 включает в себя внутреннюю часть 342, смежную опорам 300 коленчатого вала, когда узел 202 блока цилиндров собран. Внутренняя часть 342 включает в себя отверстия 344 для крепежных средств, выполненные с возможностью приема пригодных крепежных средств, таких как болты. Как более подробно описано здесь, крепежные средства могут продолжаться через отверстия 344 для крепежных средств в несущем каркасе 206, а также крепежные выемки 306 в блоке 204 цилиндров. Внутренняя часть 342 более подробно описана здесь в отношении фиг.17.

В некоторых примерах, блок 204 цилиндров и несущий каркас 206 могут быть выполнены из разных материалов. Более конкретно, в одном из примеров, блок 204 цилиндров может быть выполнен из материала, имеющего большее отношение прочности к объему, чем несущий каркас 206. Однако, в других примерах, блок цилиндров и несущий каркас могут быть выполнены из по существу идентичных материалов. Примерные материалы, которые могут использоваться для создания блока цилиндров, включают в себя серый чугун, уплотненный серый чугун, чугун с шаровидным графитом, алюминий, магний и/или пластмассу. Примерные материалы, используемые для создания несущего каркаса, включают в себя серый чугун, уплотненный серый чугун, чугун с шаровидным графитом, алюминий, магний и/или пластмассу. В одном конкретном примере, блок цилиндров может быть выполнен из уплотненного серого чугуна, а несущий каркас - из алюминия. Таким образом, повышенная конструктивная целостность может быть придана местоположениям в узле блока цилиндров, которые испытывают большие механические напряжения, таким как камеры сгорания и окружающие области. Более того, объемный размер узла блока цилиндров может быть уменьшен, когда вышеупомянутая комбинация материалов используется в узле блока цилиндров в противоположность блоку цилиндров, выполненному только из алюминия. Кроме того, несущий каркас может быть выполнен из материала, имеющего большее отношение прочности к весу, чем материал, используемый для создания блока цилиндров, тем самым обеспечивая снижение веса узла 202 блока цилиндров.

Узел блока цилиндров дополнительно включает в себя масляный поддон 214, расположенный вертикально ниже несущего каркаса 206 и блока 204 цилиндров. При сборке масляный поддон 212 может быть соединен с поверхностью 506 сочленения масляного поддона, показанной на фиг.5, расположенной на нижней стороне несущего каркаса. Более того, масляный насос включает в себя маслозаборник 350, расположенный в масляном поддоне, когда узел блока цилиндров собран, и выпускной канал 352, выполненный с возможностью подачи масла в масляный проход 510, показанный на фиг.5, в несущем каркасе 206. Таким образом, масляный насос 212 может принимать масло из масляного поддона 214. Узел 202 блока цилиндров дополнительно включает в себя масляный фильтр 210 и канал 550 масляного фильтра для приема масляного фильтра 210. Масляный фильтр может быть соединен с охладителем 360 с пластинчатым корпусом. Охладитель 360 с пластинчатым корпусом охлаждает масло при его циркуляции через двигатель.

Узел 202 блока цилиндров дополнительно включает в себя масляный поддон 214. Масляный поддон включает в себя третью поверхность 374 сочленения несущего каркаса, имеющую отверстия 376 для крепежных средств для приема крепежных средств. Уплотнение 378 может быть расположено между третьей поверхностью 374 сочленения несущего каркаса и поверхностью 506 сочленения масляного поддона, включенную в несущий каркас, показанный на фиг.5, более подробно описанный здесь.

Несущий каркас 206 дополнительно включает в себя прилив 380 для установки датчика для приема датчика, такого как датчик давления масла. Как показано, прилив 380 для установки датчика распложен на первой наружной боковой стенке 336 несущего каркаса. Однако, прилив для установки датчика может быть расположен в другом пригодном местоположении, таком как на второй наружной боковой стенке 338 несущего каркаса, в других примерах.

На фиг.4 показан еще один вид в перспективе узла 202 блока цилиндров в собранной конфигурации. Как показано, блок 204 цилиндров прикреплен к несущему каркасу 206. Как показано, первая и вторая поверхность (330 и 332) сочленения боковой стенки блока цилиндров на несущем каркасе 206 может быть присоединена к соответствующим поверхностям