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CN102536495B - 结构框架 - Google Patents

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CN102536495B
CN102536495B CN201110452584.2A CN201110452584A CN102536495B CN 102536495 B CN102536495 B CN 102536495B CN 201110452584 A CN201110452584 A CN 201110452584A CN 102536495 B CN102536495 B CN 102536495B
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cylinder body
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史蒂夫·坡
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Abstract

本发明提供一种结构框架。所述结构框架包括底部面、第一和第二缸体侧壁接合面，当所述结构框架连接于缸体时，所述第一和第二缸体侧壁接合面以在缸体所包含的曲轴支撑件的中心线之上的高度位于所述底部面上方。

Description

结构框架
相关申请交叉参考
本申请要求于2010年12月29日提交的名称为“CYLINDER BLOCKASSEMBLY(气缸体总成)”的美国临时专利申请号61/428,119的权益，其整体内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及车辆领域，更具体地说，涉及一种结构框架。
背景技术
内燃机不断的被完善以提高发动机的输出以及降低发动机的重量和/或大小。例如涡轮增压器和机械增压器的增压设备已经被加入到发动机中，使发动机可以输出类似于大排量发动机的功率，而不会出现大排量发动机的燃油费用和排放量。此外，拥有小型发动机的车辆的车辆燃油经济性可以至少部分被提高，这是因为小型的发动机比大排量的发动机要轻。另外，发动机的输出功率在不显著增加发动机重量的情况下可以大幅增加。例如直喷式这种额外提高发动机功率的技术手段也可以在不显著增加发动机重量的情况下被使用。
然而，减小发动机的尺寸和/或增加发动机的功率输出可以提高发动机部件的应力。这种担忧可能会特别存在于增压发动机，其和自然吸气式发动机相比，通常有一个高的功率重量比。因此，一些增压发动机增加了大量的材料(例如铝)用来加强气缸体。但是，提高材料的使用量制成的缸体同时增加了发动机的重量，从而破坏了增加发动机的功率重量比的最基本的目标。
发明内容
发明者在此已经认识到促进减轻发动机重量的挑战，并提供了一种结构框架。所述结构框架包括底部面、第一和第二缸体侧壁接合面，当所述结构框架连接于缸体时，所述第一和第二缸体侧壁接合面以在缸体所包含的曲轴支撑件的中心线之上的高度位于所述底部面上方。
通过提高结构框架侧壁的高度，可以增加所述缸体总成的强度，同时减少所述缸体总成的重量。特别是，虽然所述结构框架由更轻的材料制成，但是其可以支撑所述缸体。进一步，所述结构框架可包括用来接合传动装置钟型罩至少一部分的安装面。因此，所述结构框架可以支撑并加固所述缸体和传动装置。
进一步，在一些实施例中，所述结构框架可包括多种整体组件，例如油泵、机油滤清器、冷却器、油旁路系统、和/或油道。当所述上述组件与所述结构框架成为一体，可以增加所述发动机的紧凑性并且也可以简化所述发动机的组装。
在一个实施例中，所述结构框架包括油盘接合面；第一和第二缸体侧壁接合面，当所述结构框架连接于发动机气缸体时，所述第一和第二缸体侧壁接合面以在曲轴中心线之上的高度位于所述油盘接合面上方；油泵提取器；以及机油滤清器，所述缸体侧壁接合面位于所述结构框架顶部；其中当所述结构框架连接于发动机气缸体时，所述结构框架由强度体积比比发动机气缸体的强度体积比更小的材料制成；其中当所述结构框架连接于发动机气缸体时，所述结构框架是缸体总成的侧壁的一部分。
在另一个实施例中，所述结构框架进一步包括传动装置钟型罩接合面；其中当所述结构框架连接于发动机气缸体和传动装置时，所述结构框架将发动机的内部的至少一部分与传动装置分离。所述结构框架进一步包括后盖接合面。
在另一个实施例中，所述第一和第二缸体侧壁接合面包含于第一和第二结构框架外部侧壁中，并且支撑件从所述第一结构框架外部侧壁横向延伸至所述第二结构框架外部侧壁。
在另一个实施例中，结构框架包括：缸体，所述缸体具有带有中心线的曲轴开口；结构框架，连接于所述缸体，所述框架包括油盘接合面；第一和第二缸体侧壁接合面，所述第一和第二缸体侧壁接合面以在结构框架中心线之上的高度位于所述油盘接合面上方；至少一个传感器安装凸台；和至少一个紧固件开口，其用来容纳将所述结构框架连接于轴承盖的紧固件。在另一个实施例中，两个紧固件开口位于所述结构框架内部，用来容纳将所述结构框架连接于轴承盖的两个紧固件；所述结构框架进一步包括发动机前盖接合面；发动机油冷却器安装凸台；和从所述第一结构框架外部侧壁横向延伸至所述第二结构框架外部侧壁的支撑件。
提供本发明内容以简单形式引入概念选择，这些在下面详细说明中进一步描述。本发明内容并非旨在辨别要求保护主题的主要特征或必要特征，也并非旨在限制要求保护主题的范围。此外，要求保护的主题不仅仅局限于解决在此披露的任何或者所有缺点的实施。
附图说明
图1所示的是内燃机的示意图。
图2所示的是图1所示的包括缸体总成的内燃机的另一示意图。
图3所示的是缸体总成实施例的分解视图。
图4所示的是图3所示的缸体总成的组装视图。
图5所示的是包括在图3所示的缸体总成中的结构框架的仰视图。
图6所示的是图3所示的缸体的后端视图。
图7所示的是图3所示的结构框架的后端视图。
图8所示的是图4所示的缸体总成的后端视图。
图9所示的是图4所示的缸体总成的左视图。
图10所示的是图4所示的缸体总成的右视图。
图11所示的是图3所示的缸体总成的前端视图。
图12所示的是图3所示的结构框架的前端视图。
图13和14所示的是图4所示的缸体总成的截面视图。
图15和16所示的是图3所示的缸体总成的侧视图。
图17所示的是图3所示的结构框架的俯视图。
图18所示的是图4所示的缸体总成的俯视图。
图19所示的是图3所示的结构框架的仰视图。
图3-19是以大致的比例进行绘制的。
具体实施方式
参照图1，内燃机10包括多个气缸，其中一个气缸如图1所示，内燃机被电子发动机控制器12控制。发动机10包括气缸30和气缸壁32，其中，活塞36位于气缸壁内部并与曲轴40相连接。气缸30也可以被称为燃烧室。所示的气缸30分别通过进气阀52和排气阀54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气和排气阀均可由进气凸轮51和排气凸轮53操纵。另外，一个或多个进气和排气阀可以被机电控制阀线圈和电枢总成操纵。进气凸轮51的位置可以由气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。
所示的进气歧管44位于进气阀52和进气口拉链管42之间。使用包括燃料箱、燃料泵和燃料轨道(未显示)的燃料系统(未显示)，将燃料送入燃料喷射器66中。图1中的发动机10配置成将燃料直接注入发动机气缸，这是所属领域技术人员熟知的直喷。响应控制器12的驱动器68为燃料喷射器66提供工作电流。此外，所示的进气歧管44通过节气门板64与可选择的电子节气门62连接。举一个实施例，可以在燃料压力提高到大约20-30巴(bar)的情况下使用低压直喷系统。另外，高压、双阶段、燃料系统可以用来产生更高的燃料压力。此外，可以将燃料喷射器定位在进气阀52的上游，并且被设置成将燃料喷射到进气歧管中，这是本领域的技术人员所公知的端口喷射。
无分电器点火系统88通过响应控制器12的火花塞92为气缸30提供点火火花。所示的广域或宽域排气氧(UEGO)传感器126与位于催化转换器70上游的排气歧管48相连。另外，双态排气氧传感器可以代替UEGO传感器126
其中一个实施例中，转换器70包括多个催化剂块。在另一个实施例中，可是使用多个排放控制装置，每个排放控制装置都包括多个块。在一个实施例中，转换器70可以是一个三元催化剂。
如图1的控制器12示出为传统的微型计算机，包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106、随机存取内存108、不失效记忆体(keep alive memory)110和传统数据总线。所示的控制器12从连接于电动机10的传感器中接收多种信号，除了在前所述的这些信号之外，还包括：来自连接于冷却套筒113的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；连接于油门踏板130用于检测脚132力量的位置传感器134；来自连接于进气歧管44的压力传感器122测量的发动机歧管压力(MAP)；来自霍尔效应传感器118的发动机位置传感器检测的曲轴40位置；传感器120检测的进入发动机的空气质量；和传感器58检测的节气门的位置。同样被检测(传感器未显示)的气压可以被控制器12处理。本描述的首选，霍尔传感器118在曲轴每一次变动产生预定数量的等距脉冲，通过这样可以确定发动机的转速(RPM)。
在操作过程中，发动机10的每个气缸通常经过四冲程循环：循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。一般来说，在进气冲程中，排气阀54关闭，进气阀52打开。空气通过进气歧管44被引入气缸30，并且活塞36移动到气缸的底部用来增加气缸30内的体积。活塞36在气缸底部附近且其冲程结束的位置(例如，当气缸30在其最大体积时)通常被所属领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程中，进气阀52和排气阀54关闭。活塞36向缸盖移动用来压缩气缸30内的空气。活塞36在其冲程结束并与缸盖最接近的点(例如，当气缸30在其最小体积时)通常被所属领域技术人员称为上止点(TDC)。以下称为喷射的过程中，燃料进入气缸。在以下称为点火的过程中，喷射燃料被公知的例如火花塞92点火的方式点燃，产生燃烧。在膨胀冲程中，膨胀气体推动活塞36回到BDC。曲轴40将活塞运动转换成转轴转矩。最后，在排气冲程中，排气阀54打开，将燃烧后的空气燃料混合物释放到排气歧管48，并且活塞返回TDC。需要强调的是，上述所示仅仅是一个实施例，并且可以改变进气和排气阀打开和/或关闭时刻，例如提供正的或负的阀门重叠(valve overlap)、晚关闭进气阀或者各种其它实施例。
发动机10可以进一步包括具有压缩机80的涡轮增压器，压缩机位于进气歧管44内连接于位于排气歧管48的涡轮82。驱动轴84可以连接涡轮与压缩机。因此，涡轮增压器可以包括压缩机80、涡轮82和驱动轴84。排出气体可以直接通过涡轮，驱动转子总成，进而旋转驱动轴。然后驱动轴旋转叶轮，叶轮包括在压缩机中，配置成增加输送到气缸30中的空气的浓度。通过这种方式，发动机的输出功率可以增加。在其它实施例中，压缩机可以是机械驱动并且发动机可以不包括涡轮82。进一步，在其它实施例中，发动机10可以是自然吸气式发动机。
如图2所示，示出的是发动机10的示例性示意图。发动机10包括连接于缸体总成202的缸盖200。可以理解的是，发动机可以进一步包括各种组件用来连接缸盖和缸体总成，例如盖头垫片(未显示)、螺栓或者其它适合连接的元件等等。
缸盖和缸体总成均可以包括至少一个气缸。如上述根据图1的描述，发动机10可以包括额外的组件，配置用来在至少一个气缸中实现燃烧。
缸体总成包括与结构框架206连接的缸体204。结构框架可以包括集成于其内部的润滑线路207。润滑线路可以包括油道208、机油滤清器210、油泵212和电磁阀213。油道配置成为各种发动机组件(例如曲轴和曲轴轴承)提供润滑。机油滤清器可以与油道相连，并且配置成从油道内清除不需要的微粒。此外，油泵可以与包括在油道208中的油道相连，并且配置用来增加润滑线路207的压力。可以理解的是，在结构框架206中可以包括额外的集成组件。例如，集成组件可以包括平衡轴、块加热器、致动器和传感器。
在一个实施例中，油盘214连接于结构框架206。油盘位于润滑线路内。油泵212可以通过螺栓或其它合适的紧固件连接于结构框架206。油泵212可以配置成使油从油盘214中流入油道208中。因此，油泵可以包括设置在油盘中的提取器(如根据图3中更加详细描述的)。将理解的是，油道208与位于缸盖200内的油道流体连通。
发动机10可以进一步包括集成到缸体总成202的冷却器260。冷却器206可以配置成用来将润滑线路207中的热量清除。冷却器206可以是机油冷却器。
参照图3，示出缸体总成202实施例的分解视图。如图所示，缸体总成202包括垂直位于结构框架206上方的缸体204。泵212和油盘214垂直位于结构框架206下方。方向矢量(即，纵向、竖向和横向的向量)用来提供概念上的理解。然而，将理解的是，当缸体总成位于车辆内时，其可以被定位在许多方向。
缸体204进一步包括多个位于缸体204底部的曲轴支撑件300，并且其被配置成结构上支撑曲轴(未显示)。在一些实施例中，缸体可以包括两个曲轴支撑件。曲轴支撑件300均可以包括轴承盖304。轴承盖被配置成接收曲轴轴承。因此，曲轴支撑件形成开口用来接收曲轴轴承(未显示)，曲轴轴承配置成可以使曲轴(未显示)旋转。将理解的是，曲轴可以包括各种组件，例如，平衡块、轴颈、曲柄针轴颈等等。曲柄针轴颈可以通过连杆与活塞连接。这样，气缸内的燃烧就可以用来旋转曲轴了。
轴承盖304可以均包括两个结构框架连接凹槽306，在图19中有更详细的描述。结构框架连接凹槽可以设置成容纳紧固件，例如螺栓或者其它合适的连接件，用来将结构框架206连接于缸体204，根据图4更加详细的描述进行描述。在这种情况下，结构框架206通过轴承盖304连接于缸体204。如图所示，每个结构框架连接凹槽306从每一个轴承盖的底部面308垂直延伸至曲轴支撑件300。而且，每个结构框架连接凹槽位于底部面308的侧周。然而在其它实施例中，结构框架连接凹槽可以位于其它合适的位置。进一步，在一些实施例中，结构框架连接凹槽可以具有一个替换的几何结构和/或方向。
如图所示，曲轴支撑件300由一块连续的材料制成。换句话说，曲轴支撑件300是由单个铸件制成。在进一步描述的实施例中，缸体204是由单个铸件制成的整体发动机缸体。曲轴支撑件是在铸造之后从缸体204上破裂或以其它方式分离出来的，所以可以安装曲轴(未显示)。在曲轴被正确定位后，曲轴支撑件可以在从缸体上分离后接着固定在缸体上。相比于其它缸体设计(其可以连接将独立制造的(例如，浇铸)缸体的上部分和下部分连接起来来形成轴承盖)，通过这种方式，可以提高结构的整体性以及曲轴支撑件配合间隙的精确性。当曲轴支撑件用单件材料制成时，也可以减少缸体总成中的NVH。
缸体204还包括外部前壁310。外部前壁310在图11中有更加详细的描述。同样，缸体204进一步包括外部后壁312，如图6所示。外部前壁310包括第一最外层曲轴支撑件1100。然而，在实施例中，缸体包括两个曲轴支撑件，外部前壁包括第一曲轴支撑件。外部后壁312包括第二最外层曲轴支撑件600，这里根据图6详细的描述进行描述。
继续参考图3，描述的缸体204包括多个气缸314。然而，在其它实施例中，缸体204可能包括单个气缸。将理解的是，如图1所示的气缸30包含在多个气缸314中。多个气缸314可以被概念的分为第一和第二气缸组(316和318)。根据图18详细描述气缸组318。如图所示，发动机可以以V形配置，其中，在各自气缸组中的相对的气缸相对于彼此设置在非直的角度上。通过这种方式，气缸以V形设置。然而，在其它实施例中，其它气缸配置也是有可能的。凹部320可以位于缸体204的第一和第二气缸组(316和318)之间。当缸体总成202被组装时，冷却器260可以位于凹部230内。垫片319可以位于油冷却器260和缸体204之间。
缸体204进一步包括位于缸体顶部323的第一缸盖接合面322。此外，在描述的实施例中，缸体包括第二缸盖接合面324。然而在其它实施例中，缸体可以包括单独的缸盖接合面。在图2中，第一和第二缸盖接合面(322和324)可以被配置成连接于缸盖200。在一些实施例中，使用例如螺栓的合适的连接件将缸盖200连接于缸体204上。当将如图2所示的缸盖200和缸体204组装连接时，根据图1在前描述的在其内可执行燃烧的燃烧室就形成了。合适的连接件(未显示)可以用来将如图2所示缸盖200连接于缸体204上。此外，密封件(例如，垫片)可以位于缸盖200和第一和第二缸盖接合面(322和324)之间用来密封气缸。
缸体204进一步包括两个结构框架接合面(326和328)，配置用来连接结构框架206内部的两个对应的缸体侧壁接合面(330和332)，这些将在下面详细描述。两个结构框架接合面(326和328)位于缸体204的相对侧。如图3所示的缸体总成202的透视图，第二结构框架接合面328没有被完全显示出来。然而，第二结构框架接合面328和其它位于缸体另一侧的组件在图19中会有详细的描述。如描述所述，结构框架接合面(326和328)包括几个紧固件开口334。如根据图4更加详细的描述，当连接于结构框架206时，紧固件开口334可以被设置成容纳如螺栓的紧固件。
缸体204进一步包括第一外部侧壁333和第二外部侧壁335。第一缸体外部侧壁333在图15中会有更加详细的描述。同样，第二缸体外部侧壁335在图16中会有更加详细的描述。第一缸体外部侧壁333从第一缸盖接合面322开始延伸至位于多个曲轴支撑件300中心线339之间的第一结构框架接合面326处。同样，第二缸体外部侧壁335从第二缸盖接合面324开始延伸至位于多个曲轴支撑件300中心线339之间的第二结构框架接合面328处。如图所示，结构框架接合面(326和328)基本都是平面。然而，在其它实施例中，结构框架接合面可以包括其它几何配置。例如，结构框架接合面的高度会改变。
此外，结构框架206包括底部面309和两个外部侧壁(即，第一结构框架外部侧壁336和第二结构框架外部侧壁338)。在一些实施例中，如图5所示，油盘接合面506可以是结构框架206的底部面309。然而，在其它实施例中，底部面309可以包括额外的组件。第一结构框架外部侧壁336从底部面309开始延伸，并且包括第一缸体侧壁接合面330。同样，第二结构框架外部侧壁338从底部面309开始延伸，并且包括第二缸体侧壁接合面332。此外，当开始组装缸体总成202时，第一和第二结构框架外部侧壁(336和338)在曲轴支撑件300的顶部之上延伸。此外，底部面309位于曲轴支撑件300的下方。然而，在其它实施例中，可能会有其它的配置。例如，第一和第二结构框架外部侧壁(336和338)可以不在曲轴支撑件的顶部之上延伸。如描述的，结构框架具有U型。然而，在其它实施例中，可能会有其它的形状。缸体侧壁接合面(330和332)被配置用来在缸体204上连接结构框架接合面(326和328)，并且被定位在结构框架206的相对侧。在描述的实施例中，缸体侧壁接合面(330和332)形成了结构框架的顶部面。然而，在其它的实施例中，可能会有其它的配置。缸体侧壁接合面(330和332)在其长度方向上具有几个紧固件开口340。如图所示，缸体侧壁接合面(330和332)基本上是平面，并且是合适的横向和纵向的平面。然而，在其它实施例中，可能会有替换的几何配置和方向。例如，侧壁接合面的垂直高度可以改变。
结构框架可以进一步包括前盖接合面(382和384)，其沿着结构框架外部侧壁(336和338)的至少一部分延伸。第一密封件370可以位于第一缸体侧壁接合面330和第一结构框架接合面326之间。同样，第二密封件372可以位于第二缸体侧壁接合面332和第二结构框架接合面328之间。第一和第二密封件(370和372)可以基本上是气密的并且是液体不能透过的。示例性密封件包括但不仅仅局限于垫片、粘合剂等等。
当组装缸体总成202时，结构框架206包括与曲轴支撑件300毗邻的内部部分342。内部部分342包括紧固件开口344，开口设置用来容纳例如螺栓的合适的紧固件。在这里进行详细的描述，紧固件可以延伸穿过结构框架206的紧固件开口344和缸体204的连接凹槽306。内部部分342会根据图17进行更加详细的描述。
在一些实施例中，缸体204和结构框架206可以使用不同的材料制造而成。特别是在一个实施例中，缸体204可以由其强度体积比比结构框架206的更大的材料制成。然而，在其它的实施例中，缸体和结构框架会使用大体相同的材料制成。可以用于制造缸体的示例性材料包括灰铸铁、蠕墨铸铁、球墨铸铁、铝、镁和/或塑料。可以用于制造结构框架的示例性材料包括灰铸铁、蠕墨铸铁、球墨铸铁、铝、镁和/或塑料。在一个特定的实施例中，缸体可以由蠕墨铸铁制成，而结构框架会由铝制成。通过这种方式，可以为缸体总成上经受更大压力的位置(例如燃烧室和周边区域)提供改进后的结构整体性。此外，相比于仅仅使用铝来制成的缸体，当在缸体总成中使用上述材料组合时，可以减少缸体总成的体积大小。进一步，结构框架可以由强度重量比比制成缸体的材料的强度重量比更大的材料制成，从而可以减少缸体总成202的重量。
缸体总成进一步包括位于结构框架206和缸体204垂直下方的油盘214。当组装时，将油泵212与如图5所示的位于结构框架底部上的油盘接合面506相连。此外，油泵包括组装油缸总成时位于油盘内的油提取器350以及设置用来将油输送到位于结构框架206内的油道510(如图5所示)的出口端352。通过这种方式，油泵212从油盘214接收油。缸体总成202进一步包括机油滤清器210和用来容纳机油滤清器210的机油滤清器端口550。机油滤清器可以连接于板体冷却器360。板体冷却器360冷却循环通过发动机的发动机油。
缸体总成202进一步包括油盘214。油盘包括具有容纳紧固件的紧固件开口376的第三结构框架接合面374。密封件378可位于第三结构框架接合面374和位于图5所示的结构框架内的油盘接合面506之间，在这里进行详细内容的描述。
结构框架206进一步包括用来容纳传感器的传感器(例如油压传感器)安装凸台380。如图所示，传感器安装凸台380位于第一结构框架外部侧壁336上。然而，在其它实施例中，传感器安装凸台可以位于其它合适的位置，例如在第二结构框架外部侧壁338上。
图4所示的是缸体总成202在组装配置下的另一个透视图。如图所示，缸体204与结构框架206连接。如图所示，结构框架206上的第一和第二缸体侧壁接合面(330和332)可以与相对应的结构框架接合面(326和328)相连。将理解的是，结构框架接合面和缸体侧壁接合面可以相互吻合的连接在一起，这样这些面可以面对面的共享接触。然而，在一些实施例中，如在前描述，密封件可以位于接合面之间。
紧固件400延伸穿过结构框架接合面(326和328)和缸体侧壁接合面(330和332)中的紧固件开口(334和340)。通过这种方式，接合面相互之间可以紧固连接。虽然图4示出缸体总成202的单一侧面，在图中，接合面相互连接，将理解的是，也可以连接位于缸体总成相对侧的接合面。
图5示出结构框架206的底部面309的外部部分500。如图所示，紧固件开口340从如图3所示结构框架206的内部部分342开始延伸，延伸至结构框架206的外部部分500，因此形成开口。当缸体总成处于组装配置中时，如前述例如螺栓的紧固件延伸穿过紧固件开口340。在描述的实施例中，结构框架206具有阶梯结构。在阶梯结构中，结构框架206包括横向排列的支撑件502。当结构框架206具有阶梯结构时，其被认为是阶梯框架。特别是在这种阶梯结构中，当缸体总成202在组装时，支撑件502与如图3所示的曲轴支撑件300排列在一起，因而为缸体204和曲轴提供结构支撑。将理解的是，当缸体204通过这种方式连接到结构框架206上时，缸体总成的结构整体性就会提高，并且发动机工作时的NVH就会减少。然而，在其它实施例中，可能会有其它支撑件排列方式或者结构框架不包括支撑件。图5同样示出了油盘接合面506。油盘接合面包括紧固件开口504，其配置用来当连接到油盘214时，容纳紧固件。结构框架206进一步包括油道510，油道设置成用于接收来自油泵212的出口端352的油。结构框架206同样包括用于从机油滤清器210中提供油和接收来自机油滤清器的油的机油滤清器端口550。
图6示出缸体204的外部后壁312包括最外层曲轴支撑件600和相应的轴承盖602。缸盖接合面(322和324)和第一和第二结构框架接合面(326和328)同样在图6中显示。相似的，图7示出结构框架206的后端700。第一和第二缸体侧壁接合面(330和332)同样在图7中显示。
图8示出缸体总成202的后部800，包括在组装配置中的缸体204的后壁312和结构框架206的后端700。如图所示，结构框架206可以连接于缸体204的外部后壁312。如图所示，结构框架206的后端700和后壁312提供传动装置钟型罩接合面802。传动装置钟型罩接合面802可连接于传动装置钟型罩(未显示)。通过这种方式，传动装置可以连接于缸体总成202。进一步，结构框架206可以将发动机10的内部的至少一部分从传动装置(未显示)中隔离出来。如图所示，传动装置钟型罩接合面位于缸体总成202的后端周围的附近。然而，在其它实施例中，传动装置钟型罩接合面可以位于其它合适的位置。传动装置钟型罩接合面802包括多个连接凹槽804。连接凹槽配置用来容纳紧固件，紧固件用来将传动装置钟型罩连接到缸体总成202上。进一步，所示的连接凹槽804环绕曲轴支撑件的中心线339延伸整个360°。将理解的是，图8所示的中心线向页面内和页面外延伸。因此，缸体总成202的后部设置成环状。缸体204形成环的顶部，并且结构框架206形成环的底部。因此，当传动装置钟型罩连接于缸体总成202时，缸体204和结构框架206提供支撑件的至少一个部分用来将传动装置钟型罩保持在位。通过这种方式，可以增强传动装置和缸体总成的连接，因而减少车辆内部的NVH。
此外，结构框架206可以包括用于后端主曲轴密封壳的后盖接合表面806。同样，缸体204可以包括一个用于后端主曲轴密封壳的后盖接合表面808。通过这种方式，曲轴可以被充分密封。接合面806和808都可以包括接收紧固件的紧固件开口810。
图8同样示出缸盖接合面(322和324)、与第一缸体侧壁接合面330相连的第一结构框架接合面326、以及与第二缸体侧壁接合面332相连的第二结构框架接合面328。
图9和10示出缸体总成202的横向相对侧壁的侧视图。特别图9示出缸体总成202的第一总成侧壁900和图10示出的缸体总成202的第二总成侧壁1000。如图所示，缸体总成202的缸体204的一部分和结构框架206形成总成侧壁(900和1000)。特别的，第一总成侧壁900包括第一缸体外部侧壁333和第一结构框架外部侧壁336。进一步，侧壁900的第一结构框架外部侧壁336包括加强边902。而且，在描述的实施例中，第一结构框架外部侧壁336提供超过第一总成侧壁900垂直长度一半的长度。然而在其它的实施例中，可能有其它的配置。同样，如图10所示，第二总成侧壁1000包括缸体第二外部侧壁335和结构框架第二外部侧壁338。此外，第二总成侧壁1000的结构框架第二外部侧壁338包括加强边1002。加强边可以加强壁部，而不用增强整个缸体总成202和尤其是结构框架206的壁的强度。因此，加强边(902和1002)可以加强缸体总成202的结构框架206，而不会明显增加结构框架206的重量。进一步在描述的实施例中，结构框架第二外部侧壁338提供超过第二总成侧壁的垂直长度的一半的长度。然而在其它的实施例中，可能会有其它的配置。
图9同样示出第一结构框架接合面326连接于第一缸体侧壁接合面330。如图所示，紧固件400可以延伸穿过第一结构框架接合面和第一缸体侧壁接合面，将缸体204连接于结构框架206上。缸盖接合面322也同样在图9中进行了描述。
图10同样示出第二结构框架接合面328连接于第二缸体侧壁接合面322。如图所示，紧固件400可以延伸穿过第二结构框架接合面和第二缸体侧壁接合面，将缸体204连接于结构框架206上。
图11示出缸体204的外部前壁310的视图。如在前描述，外部前壁310包括最外层曲轴支撑件1100和相应的轴承盖1102。缸盖接合面(322和324)和第一和第二结构框架接合面(326和328)同样在图11中显示。图12示出结构框架206的详细的前侧1200。结构框架206的前侧1200可以包括前部部分1202。如图所示，前部部分1202连接第一和第二结构框架外部侧壁(336和338)。缸盖接合面(322和324)和第一和第二缸体侧壁接合面(330和332)同样在图12中显示。
根据图13，其示出了缸体总成202的截面图。图4所示的切面450定义了图13所示的横截面。示出了包括在多个曲轴支撑件300中的一个曲轴支撑件1300。中心线339向页面内和页面外延伸。如图所示，包括在如图4所示的多个紧固件400中的一个紧固件1302延伸穿过第一结构框架接合面326中包括在如图3所示的多个紧固件开口334中的紧固件开口1304，并且穿过位于第一缸体侧壁接合面330中的包括在如图3所示的多个紧固件开口340中的紧固件开口1305。紧固件1302和如图4所示的其它紧固件400相对于缸体204的底部和结构框架206将结构框架206在曲轴的中心线239的垂直上方连接于缸体204。通过这种方式，结构框架206的第一和第二结构框架外部侧壁(336和338)在曲轴支撑件300的中心线339上方延伸。因此，第一和第二缸体外部侧壁(333和335)在曲轴支撑件300的中心线339的上方结束。同样，第一和第二结构框架外部侧壁(336和338)在曲轴支撑件300的中心线339的上方结束。
当缸体在曲轴支撑件的中心线上方连接于结构框架时，相比于垂直在曲轴支撑件中心线上或者中心线下方将缸体和框架连接的其它缸体设计，缸体总成可以提高结构整体性。此外，当由于提高缸体总成的结构整体性而利用这种配置方式时，发动机内的NVH也会减少。进一步，在曲轴支撑件的中心线339上方延伸第一和第二结构框架外部侧壁(336和338)将允许使用低强度体积比的材料制造结构框架206，这样可以减少发动机的重量。
此外，紧固件1306可以延伸穿过包括在多个紧固件开口344(如图3所示)中的一个紧固件开口。通过这种方式，结构框架206可以在其它位置连接于缸体，进一步提高结构框架206的强度。图13同样示出气缸的中心线1350相对彼此位于非直的角度1352上。然而，在其它的实施例中，可能会有其它的气缸排列。在曲轴支撑件1300断裂或以其它方式分开后，可以用紧固件1307来将曲轴支撑件1300的下部连接于曲轴支撑件1300的上部。然而，在其它实施例中，缸体总成202可以不包括连接件1307。示例性的紧固件包括螺栓、螺钉或者其它合适的连接元件。
第二缸体侧壁接合面332和第二结构框架接合面328同样在图13中示出。将理解的是，第二缸体侧壁接合面和第二结构框架接合面可以包括与图13所示的紧固件1302和紧固件开口1304和1305相似的紧固件和的紧固件开口。
根据图14，其示出了缸体总成202的另一个横截面图。图4所示的切面452定义了如图14所示的横截面。截面显示了结构框架206的第一和第二结构框架外部侧壁(336和338)和缸体204的第一和第二缸体外部侧壁(333和335)的厚度可以改变。图14同样也显示出了缸盖接合面(322和324)。
图15示出了结构框架206的侧视图。如图所示，曲轴支撑件300在垂直的方向上延伸。然而，在其它实施例中，曲轴支撑件可能具有可替换的方向和/或几何形状。缸盖接合面322、第一缸体侧壁333、结构框架接合面326和多个曲轴支撑件300的中心线339都在图15中显示。如在前描述，结构框架接合面326位于中心线339的垂直上方。图16示出结构框架206的另一个侧视图。此外，图16也示出了缸盖接合面324、第二缸体外部侧壁335、第二结构框架接合面328和中心线339。
图17示出结构框架206内部的俯视图。如图所示，支撑件1700可以横向延伸穿过结构框架206。支撑件横向和纵向与轴承盖对齐来增加对缸体的支撑，从而提高缸体总成的强度，并在发动机工作时减少NVH。如图所示，紧固件开口344位于支撑件1700侧部周边附近。此外，缸体侧壁接合面(330和332)和包括在缸体侧壁接合面(330和332)中的紧固件开口340都被显示。第一密封件370和第二密封件372同样被图17所示。
图18示出缸体204的俯视图。气缸314排列成两组，每组3个气缸。然而，在可选实施例中，气缸体204可以由单个气缸、两组每组4个气缸、两组每组2个气缸或者两组每组1个气缸组成。这些气缸组可以被认为是气缸组。如图所示，两组每组3个气缸在纵向方向上相互偏移。在这个实施例中，缸体204配置用于顶置凸轮轴。然而，在可选的实施例中，缸体204可以配置有推动杆。此外，位于气缸组之间的凹部320也被显示。油道1800可以流体连通于如图3和4所示的冷却器260，其位于凹部320处。通过这种方式，油道1800可以被定位成从冷却器260中接收油。特别是，油道1800可以从冷却器260中接收油。油道1800可以流体的连通于包括在结构框架206中的油道和/或包括在缸体204中的油道。缸盖接合表面(322和324)同样被图18所示。
图19示出缸体204的底部1900的视图。结构框架连接凹槽306接近轴承盖304的底部面308的侧部周边。然而，在其它实施例中，连接凹槽306可能位于其它合适的位置。如在前描述，如图3所示，缸体204包括具有紧固件开口334的第一和第二结构框架接合面(326和328)，紧固件开口配置用来容纳将缸体204连接于结构框架206的紧固件。
如图2-19所示的缸体总成202和发动机10提供一种结构框架，其包括底部面、第一和第二缸体侧壁接合面，当结构框架连接于缸体时，第一和第二缸体侧壁接合面以在缸体中所包含的曲轴支撑件的中心线之上的高度位于底部面上方。
结构框架可以进一步包括，其中油盘接合面是结构框架的底部面，并且其中第一和第二缸体侧壁接合面形成结构框架的顶部面。结构框架可进一步包括多个紧固件开口，其沿着第一和第二缸体侧壁接合面的长度方向。
结构框架可进一步包括，其中当结构框架连接于发动机气缸体时，结构框架由其强度体积比比发动机气缸体的强度体积比更小的材料制成。结构框架可进一步包括，其中第一和第二缸体侧壁接合面位于结构框架的相对侧。结构框架可进一步包括，其中第一和第二缸体侧壁接合面是第一和第二结构框架侧壁的一部分，第一和第二结构框架侧壁包括加强边。结构框架可以进一步包括传动装置钟型罩接合面。结构框架可进一步包括，其中底部面是油盘接合面。
如图2-19所示的缸体总成202和发动机10同样提供一种结构框架，其包括油盘接合面；第一和第二缸体侧壁接合面；当结构框架连接于发动机气缸体时，第一和第二缸体侧壁接合面以在曲轴中心线之上的高度位于油盘接合面上方；油泵提取器；以及机油滤清器，缸体侧壁接合面位于结构框架顶部。
结构框架可进一步包括，其中当结构框架连接于发动机气缸体时，结构框架由强度体积比比发动机气缸体的强度体积比更小的材料制成。
结构框架可进一步包括，其中当结构框架连接于发动机气缸体时，结构框架是缸体总成的侧壁的一部分。结构框架可进一步包括传动装置钟型罩接合面。结构框架可进一步包括，其中当结构框架连接于发动机气缸体和传动装置时，结构框架将发动机的内部的至少一部分与传动装置分离开。结构框架可进一步包括后盖接合面。
结构框架可进一步包括，其中，第一和第二缸体侧壁接合面包含于第一和第二结构框架外部侧壁中，并且支撑件从第一结构框架外部侧壁横向延伸至第二结构框架外部侧壁。
如图2-19所示的缸体总成202和发动机10同样提供一种结构框架，其包括缸体，缸体具有带有中心线的曲轴开口，结构框架连接于缸体，框架包括油盘接合面；第一和第二缸体侧壁接合面，第一和第二缸体侧壁接合面以在结构框架中心线之上的高度位于油盘接合面上方；至少一个传感器安装凸台；和至少一个紧固件开口，其用来容纳将结构框架连接于轴承盖的紧固件。
结构框架可进一步包括，其中，两个紧固件开口定位于结构框架的内部，用来容纳将结构框架连接于轴承盖的两个紧固件。结构框架可包括发动机前盖接合面。结构框架也可包括发动机油冷却器安装凸台。结构框架还可包括从第一结构框架外部侧壁横向延伸至第二结构框架外部侧壁的支撑件。
可以理解的是，此处公开的配置和方法实质上是示范性的，并且不应认为这些具体实施例或示例是限定性的，因为有可能是大量的变型。本发明的主旨是披露各种特征、功能、动作和/或性能的所有新的和非显而易见的组合和子组合，以及任何和所有的等同物。
这里对所述描述做出结论。所属领域技术人员在阅读本申请时，在不违背本描述的精神和范围内可以想到很多变化和修改。例如，用天然气、汽油、柴油或者可选的燃料配置运行的单汽缸，I2、I3、I4、I5、V6、V8、V10、V12以及V16发动机可以使用本发明来获益。

Claims (9)

1.一种结构框架，包括：
底部面，
机油滤清器端口，
第一和第二缸体侧壁接合面，当所述结构框架连接于缸体时，所述第一和第二缸体侧壁接合面以在缸体中的曲轴支撑件的中心线之上的高度位于所述底部面上方，所述缸体侧壁接合面位于所述结构框架顶部，所述第一和第二缸体侧壁接合面包含于第一和第二结构框架外部侧壁中，
从所述第一结构框架外部侧壁横向延伸至所述第二结构框架外部侧壁的支撑件，所述支撑件与所述缸体的轴承盖对齐，以及
位于所述支撑件侧部周边附近并用于将所述结构框架连接至所述缸体的紧固件开口。
2.如权利要求1所述的结构框架，其特征在于，油盘接合面是所述结构框架的所述底部面。
3.如权利要求1所述的结构框架，进一步包括多个紧固件开口，开口沿着所述第一和第二缸体侧壁接合面的长度方向。
4.如权利要求1所述的结构框架，其特征在于，当所述结构框架连接于发动机气缸体时，所述结构框架由强度体积比比发动机气缸体的强度体积比更小的材料制成。
5.如权利要求1所述的结构框架，其特征在于，所述第一和第二缸体侧壁接合面位于所述结构框架的相对侧。
6.如权利要求1所述的结构框架，其特征在于，第一和第二缸体侧壁接合面是第一和第二结构框架侧壁的一部分，所述第一和第二结构框架侧壁包括加强边。
7.如权利要求1所述的结构框架，进一步包括传动装置钟型罩接合面。
8.一种结构框架，包括：
油盘接合面；第一和第二缸体侧壁接合面，当所述结构框架连接于缸体时，所述第一和第二缸体侧壁接合面以在缸体中的曲轴支撑件的中心线之上的高度位于所述油盘接合面上方；油泵提取器；以及机油滤清器，所述缸体侧壁接合面位于所述结构框架顶部，所述第一和第二缸体侧壁接合面包含于第一和第二结构框架外部侧壁中；从所述第一结构框架外部侧壁横向延伸至所述第二结构框架外部侧壁的支撑件，所述支撑件与所述缸体的轴承盖对齐，以及位于所述支撑件侧部周边附近并用于将所述结构框架连接至所述缸体的紧固件开口。
9.如权利要求8所述的结构框架，其特征在于，当所述结构框架连接于发动机气缸体时，所述结构框架由强度体积比比发动机气缸体的强度体积比更小的材料制成。
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