Установочная система для двигателя, способ установки элемента на двигатель и установочная конструкция для установочной системы - RU2682209C2
Код документа: RU2682209C2
Чертежи
Описание
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение в целом относится к системам и способам надежной установки вспомогательных элементов на наружную сторону двигателя внутреннего сгорания.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Двигатель транспортного средства может допускать установку вспомогательных или периферийных частей, таких как устройства привода вспомогательных агрегатов передней части, расположенные спереди двигателя и на основном корпусе двигателя. Ведущий шкив может быть присоединен к коленчатому валу двигателя, а кроме того, присоединен к вспомогательным устройствам через систему ремней и вспомогательных шкивов, образуя систему, которая выдает мощность на вспомогательные устройства через коленчатый вал. Например, вспомогательные элементы могут включать в себя генератор переменного тока для зарядки аккумуляторной батареи, водяной насос для подачи холодной воды в двигатель и другие устройства, термостат, присоединенный к водяному насосу, компрессор кондиционирования воздуха и масляный насос, присоединенный к системе рулевого управления с усилителем.
Части, описанные выше, могут устанавливаться на конструкцию вспомогательных частей или конструкцию привода вспомогательных агрегатов передней части (FEAD), которая затем устанавливается на двигатель. При производстве транспортного средства и при близком завершении двигателя, вспомогательные части могут крепиться к конструкции вспомогательных частей, в то время как конструкция уже прикреплена к двигателю. Человек-оператор может требоваться для крепления вспомогательных частей к конструкции. В качестве примера, элемент, такой как генератор переменного тока может крепиться к конструкции на двух кронштейнах, которые являются частями конструкции. Генератор переменного тока может крепиться к конструкции посредством болтов, которые проходят через отверстия, расположенные как на генераторе переменного тока, так и на кронштейнах. Геометрия и положение кронштейнов могут по меньшей мере частично определять способ, которым генератор переменного тока крепится к кронштейнам, и каким образом вес генератора переменного тока несется конструкцией. Требуется надежный способ установки генератора переменного тока (и других вспомогательных элементов), а также исполнение кронштейна, которое дает возможность прочной посадки между генератором переменного тока и конструкцией.
В одном из исполнений кронштейна для генератора переменного тока, показанном Койамой и другими в US 8,511,272 (МПК F02B 67/00, опубл. 20.08.2013), две детали (два кронштейна) используются для расположения генератора переменного тока на месте. Нижний кронштейн, принимающий форму горизонтальной канавки, предусмотрен для поддержки веса генератора переменного тока. Стержень болта вставляется через установочные детали генератора переменного тока, и стержень вводится в горизонтальную канавку и сдерживается от перемещения. На этой стадии, вес генератора поддерживается горизонтальной канавкой, и генератор переменного тока затем поворачивается вокруг оси болта, так чтобы крепежная втулка генератора переменного тока крепилась к крепежной части посредством еще одного болта. Крепежная часть расположена в более вертикальном направлении (по отношению к силе тяжести), чем горизонтальная канавка.
Однако, авторы в материалах настоящего описания выявили потенциальные проблемы у подхода из US 8,511,272. При установке генератора переменного тока в установочной конструкции, по расположению генератора переменного тока в горизонтальной канавке, человек-оператор должен вручную поворачивать генератор переменного тока при движении в целом вверх против силы тяжести и удерживать генератор переменного тока на месте для присоединения крепежных втулок к крепежной части блока цилиндров. Более того, оператор должен гарантировать, что отверстия крепежной части и крепежных втулок выровнены для предоставления второму болту возможности скользить через обе детали. Так как горизонтальная канавка расположена ниже крепежной части, оператор должен манипулировать генератором переменного тока против силы тяжести одной рукой, тем временем манипулируя болтами другой рукой. Эти конструкция и способ крепления могут оказываться затруднительными и небезопасными для оператора. Дополнительно, авторы в материалах настоящего описания выявили, что необходимы система и способ установки, которые соответствуют сборочным стандартам, которые могут существовать в многих производственных учреждениях. Эти стандарты могут включать в себя оговорки, что вспомогательные элементы должны иметь временные признаки удерживания, поэтому, оператор может загонять крепежные детали, не удерживая элемент на месте.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, в одном из аспектов изобретения, вышеприведенные проблемы могут быть по меньшей мере частично преодолены установочной системой для двигателя, содержащая:
элемент с двумя верхними фланцами и двумя нижними фланцами;
установочную конструкцию, содержащую верхний кронштейн, содержащий полукруглую канавку и стволообразный проем, причем канавка содержит упорный выступ, который расположен под острым углом от горизонтальной плоскости, образованной нижним краем канавки, при этом установочная конструкция дополнительно содержит нижний кронштейн, расположенный вертикально ниже верхнего кронштейна, содержащий полукруглую канавку и стволообразный проем с закрытым участком;
первый соединитель, введенный через два верхних фланца, причем стержень первого соединителя выполнен с возможностью расположения в канавке верхнего кронштейна после введения первого соединителя через два верхних фланца для свешивания элемента с верхнего кронштейна, при этом стержень удерживается на месте в канавке верхнего кронштейна посредством угла упорного выступа; и
второй соединитель, выполненный с возможностью введения через два нижних фланца и нижний кронштейн при свешивании первого соединителя с верхнего кронштейна.
В одном из вариантов предложена система, в которой элемент является генератором переменного тока, насосом, компрессором или другим вспомогательным элементом двигателя, причем двигатель установлен в дорожном транспортном средстве.
В одном из вариантов предложена система, в которой первый и второй соединители являются болтами.
В одном из вариантов предложена система, в которой упорный выступ верхнего кронштейна является смежным стержню первого соединителя и предотвращает соскальзывание первого соединителя с верхнего кронштейна.
В одном из вариантов предложена система, в которой верхний кронштейн содержит две плоских торцевых поверхности, которые перпендикулярны горизонтальной плоскости верхнего кронштейна.
В одном из вариантов предложена система, в которой нижний кронштейн содержит две плоских торцевых поверхности, которые перпендикулярны горизонтальной плоскости, образованной нижним краем полукруглой канавки нижнего кронштейна.
В одном из вариантов предложена система, в которой полукруглые канавки верхнего и нижнего кронштейна выполнены с контуром для соответствия профилю первого и второго соединителей, соответственно.
В одном из дополнительных аспектов предложен способ установки элемента на двигатель, включающий в себя этапы, на которых:
вводят первый болт через два верхних фланца на элементе;
вешают первый болт, прикрепленный к элементу, на верхнем кронштейне, установленном на двигатель, располагая стержень первого болта в криволинейной части верхнего кронштейна, причем упорный выступ, выполненный на нижнем крае криволинейной части, расположен под острым углом от горизонтальной плоскости, образованной нижним краем криволинейной части, предотвращающей тем самым соскальзывание первого болта с верхнего кронштейна;
поворачивают элемент для выравнивания с нижним кронштейном, установленным на двигатель; и
вводят второй болт через два нижних фланца на элементе.
В одном из вариантов предложен способ, в котором элемент является генератором переменного тока, насосом, компрессором или другим вспомогательным элементом двигателя.
В одном из вариантов предложен способ, в котором верхний кронштейн поддерживает вес элемента посредством первого болта перед введением второго болта.
В одном из вариантов предложен способ, в котором человек-оператор не поддерживает вес элемента при одновременном введении первого или второго болтов.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых затягивают первый и второй болты до технических требований по крутящему моменту.
В одном из дополнительных аспектов предложена установочная конструкция для установочной системы для двигателя, содержащая:
верхний кронштейн, содержащий полукруглую канавку, удлиненную в горизонтальном направлении, при этом канавка образует стволообразный проем по всей длине верхнего кронштейна и имеет поперечное сечение постоянной формы и размеры по длине верхнего кронштейна; и
упорный выступ, образованный на нижнем крае канавки, расположенный под острым углом от горизонтальной плоскости, образованной нижним краем канавки,
при этом канавка выполнена с возможностью приема стержня соединителя, прикрепленного к вспомогательной части двигателя для ее свешивания с верхнего кронштейна, при этом стержень удерживается на месте в канавке посредством угла упорного выступа.
В одном из вариантов предложена конструкция, в которой проем имеет размеры, чтобы вмещать соединитель.
В одном из вариантов предложена конструкция, в которой дополнение полукруглой канавки и стволообразного проема образует полную круглую конструкцию.
В одном из вариантов предложена конструкция, в которой соединитель прикреплен к вспомогательной части двигателя посредством двух фланцев вспомогательной части двигателя, разделенных выемкой, причем выемка заполнена стержнем соединителя, который укладывается в полукруглую канавку.
В одном из вариантов предложена конструкция, в которой упорный выступ является смежным соединителю и предотвращает соскальзывание соединителя с верхнего кронштейна в горизонтальном направлении.
В одном из вариантов предложена конструкция, дополнительно содержащая две плоских торцевых поверхности, которые перпендикулярны горизонтальной плоскости.
В одном из вариантов предложена конструкция, в которой две торцевых поверхности находятся в непосредственном контакте с соединителем.
Таким образом, человек-оператор может манипулировать болтами или другими крепежными деталями, тем временем одновременно не поднимая и не удерживая генератор переменного тока на месте, как описано ниже. Например, оператор сначала может вставлять первый болт через два верхних фланца элемента (такого как генератор переменного тока или компрессор), в то время как элемент находится на устойчивой поверхности. Затем, в то время как болт перекрывает два верхних фланца, оператор может вешать первый болт на верхний кронштейн, содержащий полукруглую канавку и стволообразный проем, кронштейн является прикрепленным к двигателю, и обеспечивается поддержание кронштейном веса элемента. Водитель затем может поворачивать элемент для выравнивания с нижним кронштейном и вставлять второй болт через два нижних фланца элемента. Во время этой последовательности операций, оператору не нужно одновременно вставлять и/или затягивать болты, тем временем удерживая вес элемента.
Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, представлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 показывает схематичное изображение примерного двигателя внутреннего сгорания.
Фиг. 2 показывает схематичное изображение конструкции привода вспомогательных агрегатов передней части, присоединенной к двигателю.
Фиг. 3 иллюстрирует держатель генератора переменного тока с прикрепленным генератором переменного тока.
Фиг. 4 иллюстрирует держатель генератора переменного тока по фиг. 3 без прикрепленного генератора переменного тока.
Фиг. 5 показывает закрытый кронштейн, в то время как он расположен на держателе генератора переменного тока.
Фиг. 6A показывает открытый кронштейн, в то время как он расположен на держателе генератора переменного тока.
Фиг. 6B показывает открытый кронштейн по фиг. 6A по виду спереди.
Фиг. 7A-7C иллюстрирует способ установки генератора переменного тока на кронштейнах, прикрепленных к держателю генератора переменного тока.
Фиг. 8 показывает блок-схему последовательности операций способа, изображающую способ крепления генератора переменного тока на держателе генератора переменного тока.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Последующее описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения предусматривает примерную систему двигателя и предлагаемые исполнение кронштейна и систему для установки генератора переменного тока или другого вспомогательного элемента. Более того, предусмотрены способы установки для прикрепления генератора переменного тока к опорной конструкции двигателя. Примерный вариант осуществления одного цилиндра в многоцилиндровом двигателе внутреннего сгорания показан на фиг. 1 наряду с тем, что фиг. 2 изображает конструкцию привода вспомогательных агрегатов передней части (FEAD) у двигателя, такого как двигатель по фиг. 1. Верхняя часть конструкции FEAD подробно показана на фиг. 2 с прикрепленным генератором переменного тока. Фиг. 4 показывает ту же самую часть конструкции FEAD, но без генератора переменного тока, чтобы обеспечить лучший обзор установочных кронштейнов. Фиг. 5 иллюстрирует закрытое исполнение для кронштейна наряду с тем, что фиг. 6A-6B показывают открытое исполнение кронштейна с разных углов. В заключение, способ установки генератора переменного тока на верхнюю часть, или держатель генератора переменного тока, конструкции FEAD показан на фиг. 7A-7C наряду с тем, что блок-схема последовательности операций способа той же самой последовательности операций отображена на фиг. 8. Отмечено, что фиг. 3-7C начерчены в масштабе, хотя, если требуется, могут использоваться другие относительные размеры. Более того, понятно, что, хотя на всем протяжении настоящего раскрытия генератор переменного тока является элементом, прикрепленным к верхнему и нижнему кронштейнам, другие вспомогательные элементы FEAD могут устанавливаться на конструкцию FEAD. Эти элементы могут включать в себя водяной насос, компрессор кондиционирования воздуха или насос рулевого управления с усилителем.
Последующее описание относится к системам для двигателя транспортного средства, включающего в себя устройства вспомогательных агрегатов, установленные на опорную конструкцию, присоединенную к двигателю, и приводимые в действие приводным контуром, присоединенным к коленчатому валу двигателя.
Со ссылкой на фиг. 1, она включает в себя схематичное изображение, показывающую один цилиндр многоцилиндрового двигателя 10 внутреннего сгорания. Двигатель 10, например, может управляться по меньшей мере частично системой управления (не показана) и входным сигналом от водителя транспортного средства (не показан).
Цилиндр 30 сгорания двигателя 10 может включать в себя стенки 32 цилиндра сгорания с поршнем 36, расположенным в них. Поршень 36 может быть присоединен к коленчатому валу 40, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу транспортного средства через промежуточную систему трансмиссии. Кроме того, стартерный электродвигатель может быть присоединен к коленчатому валу 40 через маховик, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10. Как подробнее описано ниже, коленчатый вал 40 может быть присоединен к системе привода от двигателя через цепь, при этом направляющая для цепи, по меньшей мере частично, поддерживает натяжение цепи посредством механизма регулировки натяжения.
Цилиндр 30 сгорания может принимать всасываемый воздух из впускного коллектора 44 через впускной канал 42 и могут выпускать газообразные продукты сгорания выхлопных газов через выпускной канал 48. Впускной коллектор 44 и выпускной канал 48 могут избирательно сообщаться с цилиндром 30 сгорания через соответствующие впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. В некоторых вариантах осуществления, цилиндр 30 сгорания может включать в себя два или более впускных клапана и/или два или более выпускных клапана.
В этом примере, впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 могут управляться посредством приведения в действие кулачков через соответствующие системы 51 и 53 кулачкового привода. Как подробнее описано ниже, системы 51 и 53 кулачкового привода могут быть присоединены к системе привода через цепь, при этом направляющая для цепи, по меньшей мере частично, поддерживает натяжение цепи посредством механизма регулировки натяжения.
Топливная форсунка 66 показана присоединенной непосредственно к цилиндру 30 сгорания для впрыска топлива непосредственно в него, например, пропорционально сигналу длительности импульса, принятого из контроллера через электронный формирователь. Таким образом, топливная форсунка 66 обеспечивает то, что известно в качестве непосредственного впрыска топлива в цилиндр 30 сгорания. Топливная форсунка, например, может быть установлена сбоку цилиндра сгорания или поверх камеры сгорания. Топливо может подаваться в топливную форсунку 66 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель топлива. В некоторых вариантах осуществления, цилиндр 30 сгорания, в качестве альтернативы или дополнительно, может включать в себя топливную форсунку, расположенную во впускном канале 42, в конфигурации, которая обеспечивает то, что известно как впрыск топлива во впускное окно, выше по потоку от цилиндра 30 сгорания.
Впускной канал 42 может включать в себя дроссель 62, имеющий дроссельную заслонку 64, выполненную с возможностью для электронного управления дросселем (ETC), который предоставлен в качестве неограничивающего примера. Таким образом, дроссель 62 может приводиться в действие, чтобы регулировать всасываемый воздух, выдаваемый в цилиндр 30 сгорания, среди других цилиндров сгорания двигателя. Система 88 зажигания может выдавать искру зажигания в камеру 30 зажигания посредством свечи 92 зажигания в ответ на контроллер.
Как описано выше, фиг. 1 показывает только один цилиндр многоцилиндрового двигателя, и каждый цилиндр может подобным образом включать в себя свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливную форсунку, систему зажигания, и т.д. Во время работы, многоцилиндровый двигатель может подвергаться четырехтактному циклу, при этом приведение в движение коленчатого вала и распределительных валов синхронизированы системой привода от двигателя, как описано ниже. Кроме того, система привода от двигателя может включать в себя различные другие приводы вспомогательных агрегатов, присоединенные к системе привода от двигателя через один или более контуров, в том числе, цепи, ремни, ленты, и т.д. Например, масляный насос, уравновешивающий вал, вентилятор, и т.д., могут приводиться в движение раскрытой системой привода от двигателя.
Следует понимать, что двигатель 10 может быть бензиновым или дизельным двигателем. Как показано на фиг. 1, двигатель 10 может потреблять бензин в качестве своего топлива, но, в альтернативных вариантах осуществления, дизельное топливо может быть расходуемым топливом. В случае дизельного двигателя, искра 92 зажигания может быть удалена с фиг. 1, и форсунка 66 непосредственного впрыска может быть перемещена в верхнюю часть цилиндра 30, где прежде располагалась свеча 92 зажигания. Более того, другие элементы по фиг. 1 могут быть добавлены, изменены и/или удалены для модификации двигателя 10 под конкретную систему. Например, свеча накаливания (не показана) может быть включена в вариант осуществления с дизельным двигателем, чтобы выдавать тепло для холодного запуска двигателя. Как подробнее пояснено ниже, дизельные двигатели могут вырабатывать больший шум и более жесткие колебания, чем бензиновые двигатели, а потому, требует более прочных и долговечных конструкций.
Фиг. 2 показывает схематичный вид опорной конструкции 200 привода вспомогательных агрегатов передней части (FEAD), присоединенной к двигателю 10, в соответствии с настоящим раскрытием. Все элементы, показанные на фиг. 2, содержатся в пределах моторного отсека 101. Моторный отсек 101 может включать в себя головку 301 блока цилиндров, опорную конструкцию 200 вспомогательных агрегатов передней части, коленчатый вал 40, картер 308 коленчатого вала, впускной коллектор 44, выпускной коллектор 48, генератор 305 переменного тока и дополнительные элементы.
Головка 301 блока цилиндров может быть присоединена к впускному коллектору 44, который втягивает воздух из впускного канала 42 и в цилиндры 30 через множество впускных окон и впускных клапанов. Цилиндр 30 может быть дополнительно присоединен к выпускному коллектору 48, который может быть расположен внутри в головке 301 блока цилиндров или снаружи. Цилиндры 30 могут отводить выхлопные газы через множество выпускных окон и выпускных клапанов через выпускной коллектор 48. На фиг. 2, показана головка 301 блока цилиндров, содержащая 5 цилиндров в прямолинейной ориентации (следует принимать во внимание, что эта ориентация может указываться ссылкой как рядный 5-цилиндровый блок или блок I-5). В других примерах, головка 301 блока цилиндров может содержать альтернативное количество цилиндров, например, 4 цилиндра, и может принимать конфигурацию V-образного типа или другую конфигурацию. Что касается рядной ориентации, показанной на фиг. 2, сторона головки блока цилиндров, прилегающая к впускному коллектору, может быть сконструирована в качестве стороны 306 впуска, а сторона головки блока цилиндров, прилегающая к выпускному коллектору, может быть сконструирована в качестве стороны 307 выпуска. Ряд цилиндров может быть ориентирован, чтобы длинная ось ряда цилиндров была перпендикулярна продольной оси транспортного средства (следует принимать во внимание, что эта ориентация может указываться ссылкой как западно-восточная или поперечная конфигурация). В еще одном примере, продольная ось ряда цилиндров может быть параллельной продольной си транспортного средства (следует принимать во внимание, что эта ориентация может указываться ссылкой как северо-южная или продольная конфигурация).
Функция элементов, таких как генератор 305 переменного тока, действует описанным на данный момент образом. Двигатель 10 может включать в себя головку 301 блока цилиндров, содержащую множество цилиндров 30, когда присоединена к блоку 302 цилиндров. Цилиндры 30 могут быть присоединены к коленчатому валу 40, предоставляя энергии сгорания, передаваемой возвратно-поступательному поршней 36, возможность преобразовываться во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 содержится в пределах картера 308 коленчатого вала, который включает в себя раскладку для коленчатого вала 40. Коленчатый вал 40 может быть присоединен к ведущему шкиву 327, чтобы вращательное движение коленчатого вала 40 могло преобразовываться во вращательное движение ведущего шкива. Ведущий шкив может быть присоединен к одному или более приводных ремней, один из которых является приводным ремнем 310. Приводной ремень 310 также может быть присоединен к генератору 305 переменного тока посредством направления по шкиву 303 генератора переменного тока. Один или более дополнительных приводных ремней (не показаны) дополнительно могут быть присоединены к дополнительным шкивам и устройствам вспомогательных агрегатов. установленных на или прикрепленных к конструкции FEAD. Конструкция 200 FEAD дополнительно может включать в себя оправу (не показана) коленчатого вала для крепления кронштейна к картеру 308 коленчатого вала. В настоящем примере, конструкция 200 крепится непосредственно к головке 301 блока цилиндров. В еще одном примере, конструкция 200 может быть присоединена к двигателю 10 посредством оправы коленчатого вала, которая может быть прикреплена к картеру 308 коленчатого вала. Хотя только генератор 305 является единственным элементом, показанным на фиг. 2, понятно, что дополнительные периферийные элементы могут быть прикреплены к конструкции 200 и приводиться в движение одним или более приводных ремней, элементы могут включать в себя насос рулевого управления с усилителем, водяной насос, пневматический насос и компрессор.
Как указанно выше, в примере, изображенном на фиг. 2, конструкция 200 FEAD может быть присоединена непосредственно к головке 301 блока цилиндров посредством множеству установочных болтов и установочных втулок или других пригодных крепежных деталей. В еще одном примере, установочные болты или установочные втулки не используются для непосредственного присоединения кронштейна 200 к головке 301 блока цилиндров, а взамен, конструкция 200 может быть присоединена к двигателю 10 посредством оправы коленчатого вала (не показана), которая может быть прикреплена к картеру 308 коленчатого вала.
Авторы в материалах настоящего описания выявили, что кронштейн и связанный способ установки периферийного элемента FEAD на двигателе 10 могут использоваться для защиты оператора от ненужного усилия и предоставления возможности боле быстрого способа установки элемента FEAD.
Фиг. 3 изображает описываемый в настоящий момент кронштейн 301, который также может указываться ссылкой как верхний кронштейн вследствие своего большего вертикального расположения по сравнению с нижним кронштейном 302 (частично видимым на фиг. 3). Отмечено, что вертикальное направление, как оно используется на всем протяжении этого описания, простирается противоположно направлению силы тяжести. Другими словами, стрелка, показанная на фиг. 3, иллюстрирует вертикальное направление, а противоположное направление является направление, в котором действует сила тяжести. Более того, конструкция 200 FEAD установлена в транспортном средстве, которое находится на равнинной местности, означающей, что вертикальное направление также является вертикальным направлением транспортного средства. К тому же, следует отметить, что, как только конструкция 200 FEAD прикреплена к двигателю, конструкция FEAD является частью двигателя, а значит, кронштейны 301 и 302 посредством расширения.
Верхний и нижний кронштейны 301 и 302 имеют разные формы, как дополнительно детализировано в отношении фиг. 5 и 6. Как видно, кронштейн 301 прикреплен к держателю 205 генератора переменного тока. Подобным образом, кронштейн 302 также прикреплен к держателю 205 генератора переменного тока. Держатель 205 генератора переменного тока является верхней частью конструкции 200 FEAD, а нижняя часть (или оставшаяся часть) конструкции 200 удалена на виде на фиг. 3 в направлении, показанном стрелкой. В последующем описании, фокус будет направлен на держатель 205 генератора переменного тока, его связанные элементы и генератор 305 переменного тока. Заметим, что генератор 305 переменного тока является по существу цилиндрическим по форме, в то время как он крепится к держателю 205. Как описано со ссылкой на фиг. 2, конструкция 200 FEAD может быть присоединена непосредственно к головке 301 блока цилиндров посредством установленных болтов и втулок. Что касается способа установки, множество установочных отверстий 323 расположены на держателе 205 (конструкции 200) с целью крепления конструкции 200 к головке 301 блока цилиндров.
Генератор 305 переменного тока имеет в целом цилиндрическую форму с признаками и детализацией, не показанной в генераторе 305 переменного тока по фиг. 3. Генератор переменного тока имеет два верхних фланца 315, прикрепленных к наружной поверхности генератора 305 переменного тока, верхние фланцы линейно разведены на некоторое расстояние. Два фланца содержат в себе отверстия, которые совместно используют общую центральную ось, чтобы болт 319 (первый, верхний болт) мог проходить в оба фланца. Подобным образом, два нижних фланца расположены на нижнем краю генератора переменного тока, возле нижнего кронштейна 302, но не видны на фиг. 3. Два нижних фланца идентичны верхним фланцам 315, но расположены на нижней стороне генератора переменного тока, установлены для еще одного болта 320 (второго, нижнего болта), чтобы проходить в отверстия фланцев. Фланцы 315 и в целом являются треугольными по форме, в то время как они выступают из генератора 305 переменного тока. Болты 319 и 320 фиксируют генератор 305 переменного тока относительно держателя 205 генератора переменного тока. Как видно на фиг. 3, стержень или длинная часть болта 319 (или другого типа соединителя) перекрывает выемку между фланцами 315 и укладывается в кронштейн 301.
Следует понимать, что болты 319 и 320 могут быть обычными крепежными деталями или соединителями, которые являются по существу цилиндрическими по форме и умещаются внутри своих соответствующих фланцев и отверстий генератора переменного тока и держателя генератора переменного тока. Для связности, термин болт используется в дальнейшем, но понятно, что болтами могут быть другие типы соединителей, которые служат прежней цели прочного соединения многочисленных элементов друг с другом. Как видно на фиг. 3, верхние фланцы 315 расположены по каждую сторону от центральной оси 361, которая делит цилиндр генератора 305 переменного тока на две половины равной длины, которые могут быть верхней и нижней половиной. Фланцы 315 оба расположены равноудаленно от оси 361. Подобным образом, хотя и не показано, два нижних фланца дистанцированы подобным образом, то есть, равноудаленно от оси 361.
Фиг. 4 показывает держатель 205 генератора переменного тока с аналогичного угла, как на фиг.3, но с генератором 305 переменного тока, снятым для легкости обзора других признаков. На этом изображении, нижний кронштейн 302 полностью виден, в то время как он прикреплен к держателю 205 генератора переменного тока. Более того, держатель 205 генератора переменного тока, в частности около верхнего кронштейна 301 и нижнего кронштейна 302, изогнут, чтобы по существу соответствовать контуру генератора 305 переменного тока. Как указанно ранее, следует отметить, что формы кронштейнов 301 и 302 различны, различия пояснены позже со ссылкой на фиг. 4 и 5.
Следует понимать, что размер верхнего и нижнего кронштейнов 301 и 302 могут отличаться по размеру от показанных на фиг. 4, а также отличаться по размеру и форме друг от друга. Задание размеров может зависеть от системы двигателя и размера элемента, который прикрепляется к кронштейнам. В качестве примера, для использования в традиционном бензиновом двигателе внутреннего сгорания, болты и генератор переменного тока выбирались бы для использования с таким двигателем. Если бы использовался дизельный двигатель, большие болты и элементы кронштейна необходимо устанавливать, так как дизельные двигатели могут вырабатывать большую вибрацию, чем бензиновые двигатели. Большие элементы могут способствовать устойчивости и прочности конструкции FEAD, а также улучшать характеристики шума, вибрации и неплавности хода (NVH) транспортного средства.
Фиг. 5 изображает закрытый кронштейн 502, который является таким же, как нижний кронштейн 302 по фиг. 4, но фиксируется по верху держателя 205 вместо низа держателя 205 (как показано на фиг. 4). Формы кронштейнов 502 и 302 идентичны наряду с тем, что их положения и ориентации на держателе 205 различны. Любое описание геометрических признаков кронштейна 502 также может быть применено к кронштейну 302. Кронштейн 502 (и 302) является закрытым кронштейном по той причине, что он содержит открытый участок 514 и закрытый участок 512. Открытый участок 514 принимает форму стволообразного проема по той причине, что вал стержня болта может плотно укладываться в открытый участок. Сплошная часть открытого участка 514 соответствует форме полукруглой канавки, который удлинен в горизонтальном направлении. Закрытый участок 512 включает в себя полукруглую канавка, но полностью закрытый вместо включения в состав стволообразного проема. Из этой геометрии, круглый канал 516 расположен внутри закрытого участка 512, чтобы предоставлять болту возможность проходить насквозь, такому как болт 319 по фиг. 3.
Фиг. 6A и 6B изображают верхний кронштейн 301 с двух видов, где верхний кронштейн является открытым кронштейном. Кронштейн 301 расположен по верхнему краю держателя 205, так же, как он расположен на фиг. 4. Как видно на фиг. 6A, подобно кронштейну 502, кронштейн 301 соответствует форме полукруглой канавки 645, которая удлинен в горизонтальном направлении 650. Другими словами, кронштейн 301 содержит полукруглую канавку 645 и стволообразный проем 646. Однако вся полнота длины кронштейна 301 скорее открыта, нежели частично закрыта, как у кронштейна 502. Канавка 645 кронштейна 301 продолжается дальше в вертикальном направлении, чтобы формировать упорный выступ 630, причем, упорный выступ также продолжается по всей длине канавки. Канавка 645 содержит в себе внешнюю поверхность 659, которая определяет границу между канавкой 645 и проемом 646. Поверхность 659 продолжается вдоль направления 550 и обращена, не выступая, в направлении пространства 661 вокруг держателя 205 генератора переменного тока. Первая плоская торцевая поверхность 671 определяет первый край кронштейна 301 наряду с тем, что вторая плоская торцевая поверхность 672 определяет второй край кронштейна 301. Поверхности 671 и 672 параллельны друг другу. В то время как генератор переменного тока установлен на кронштейн 301, гайки и/или шайбы первого болта 319 могут находиться в непосредственном контакте с поверхностями 671 и 672, где сжимающая сила может прикладываться для крепления генератора переменного тока к кронштейну и держателю генератора переменного тока.
Фиг. 6B показывает вид спереди кронштейна 301, где профиль полукруглой канавки 645 виден яснее. Как видно, одна угловая часть кронштейна образована сплошным материалом канавки 645 наряду с тем, что проем 646 определяет вырез кронштейна. Следует отметить, что дополнение канавки 645 и проема 645 формируют полную окружность. Другими словами, если бы стволообразный проем содержал в себе сплошной материал вместо образования отсутствия материала, край кронштейна был бы круглым, как видно на виде спереди по фиг. 6B. Отмечено, что сочетание сплошного материала участка 645 и выемки (отсутствия сплошного материала) формирует круглую канавку кронштейна 301. Кривизна канавки профилирована, чтобы плотно вмещать болт, такой как болт 319 по фиг. 3. Более того, проем 646 может быть достаточно велик, чтобы вмещать диаметр стержня болта. Проем 646 расположен, чтобы болт 319 (или другая крепежная деталь) удерживался внутри проема без возможности соскальзывать вследствие силы тяжести и/или невертикального усилия генератора 305 переменного тока на болте. Вследствие висения генератора переменного тока на болту через проем 646, как горизонтальная, так и вертикальная сила может прикладываться к болту, так чтобы болт смещался для перемещения от кронштейна 301. Угол проема 646 в качестве образованного углом упорного выступа 630 предусматривает материал, который может быть смежным болту и предотвращать падение болта (и генератора переменного тока) с кронштейна 301.
Касательная ось 680, которая является касательной к нижнему изгибу канавки 645 и перпендикулярной к вертикальной оси из канавки, как видно на фиг. 6B. Касательная ось 680 может быть продолжена, чтобы формировать горизонтальную плоскость 680 по фиг. 6A, которая также перпендикулярна вертикальной оси и является смежной нижнему изгибу канавки 645. Поверхности 671 и 672 перпендикулярны горизонтальной плоскости, образованной осью 680. Дополнительно, образующая угол ось 670 также продолжается от канавки, где один конец оси 670 совпадает с одним концом касательной оси 680. Образующая угол ось 670 проводит линию по границе между проемом 646 и сплошным участком 645. Другими словами, ось 670 определяет край упорного выступа 630 и степень, с которой искривлен упорный выступ 630. Количественно, степень кривизны или размер упорного выступа 630 могут быть образованы углом 675, который перекрывает угол между касательной осью 680 и образующей угол осью 670. В настоящем варианта осуществления кронштейна 301, угол 675 может быть острым углом, то есть, меньшим, чем 90 градусов, но большим, чем 0 градусов. Острый угол 675, который определяет угол упорного выступа 630, может удерживать генератор переменного тока (или другую вспомогательную часть) в проеме 646, чтобы генератор переменного тока не падал вследствие силы тяжести, как описано выше. Если угол 675 был бы большим, чем или равным 90 градусов, проем 646 мог бы быть меньшим, чем диаметр стержня болта, и таким образом, мешать надлежащей установке генератора переменного тока. Если угол 675 был бы равным или меньшим, чем 0 градусов (скошенным вниз), болт мог бы выскальзывать из проема 646, и генератор переменного тока мог бы падать, потенциально травмируя оператора при установке генератора переменного тока, или вызывая другое повреждение.
Торцевая поверхность 671, как видно на фиг. 6B, дает поперечное сечение кронштейна 301, и поперечное сечение остается постоянным по форме и размеру на всем протяжении длины кронштейна до второй торцевой поверхности 672. Торцевая поверхность 671 и (поверхность 672) формирует окружность сплошного материала, которая никогда не замыкается полностью и остается непрерывно разомкнутой на всем протяжении длины кронштейна. Как описано ранее, эта круглая форма торцевой поверхности 671 образована полукруглой канавкой 645 и проемом 646. В совокупности, есть три поверхности кронштейна 301, которые находятся в контакте с пространством 661: торцевая поверхность 671, торцевая поверхность 672 и поверхность 659 (часть полукруглой канавки 645).
Наряду с кронштейнами и установочной конструкцией для фиксации периферийных элементов (таких как генератор переменного тока) относительно двигателю, необходимы способы позиционирования и прикрепления таких элементов. Как описано в сущности изобретения, другие способы установки элементов FEAD заключают в себе поддерживание человеком-оператором веса элемента в одной руке наряду с манипулированием крепежными деталями другой рукой. Эта ситуация может быть опасной для оператора в случае если элемент роняется, неэффективной по времени для сборочной линии и трудной для оператора. Авторы в материалах настоящего описания выявили, что существующие исполнения кронштейна и их связанные способы установки элементов могут не быть благоприятными для правил сборки, которые требуют временного удерживания признаков для безопасного прикрепления элементов, как описано ранее в сущности изобретения.
Для конкретизации, держатель элемента конструкции FEAD может использовать верхний и нижний кронштейн для прикрепления к элементу (генератору переменного тока в этом случае). Существующее решение может включать в себя использование закрытого кронштейна 502 в качестве обоих, верхнего и нижнего кронштейнов. Кронштейн 502 может быть подходящим устройством для удерживания генератора переменного тока вследствие величины площади поверхности, имеющейся в распоряжении на внешней поверхности закрытого участка 512. Площадь поверхности может предоставлять возможность, чтобы большее усилие зажима прикладывалось к кронштейну, не подвергая риску поломки кронштейна. По этой причине, этот тип кронштейна может использоваться как для верхнего, так и для нижнего кронштейнов, чтобы прочно удерживать генератор переменного тока на месте.
Однако, с двумя закрытыми кронштейнами 502, физическое прикрепление генератора переменного тока может быть затруднительным. При исполнении генератора переменного тока с двумя фланцами 315, как показано на фиг. 3, генератору переменного тока сначала нужно было бы подниматься человеком-оператором и удерживаться возле верхнего кронштейна. Затем, наряду с удерживанием генератора переменного тока с отверстиями фланцев 315, соосными с каналом 516 кронштейна 502 одной рукой, оператору было бы необходимо вставлять болт другой своей рукой. Физическое поддерживание веса генератора переменного тока наряду с попыткой зафиксировать его на месте может быть трудным и опасным для оператора.
Следует отметить, что, в других вариантах осуществления, не показанных и не описанных в настоящий момент, нижний кронштейн 302 (по фиг. 3 и 4) с закрытым исполнением, как пояснено в отношении кронштейна 502 на фиг. 5, может быть заменен вторым открытым кронштейном, таким как 301, показанным на фиг. 6A-6B. Неотъемлемый признак настоящего узла FEAD включает в себя этап, на котором верхний кронштейн содержит в себе в качестве отличительного признака открытое исполнение, чтобы давать возможность способа безопасной сборки, как пояснено позже. По существу, нижний кронштейн может иметь открытое исполнение 301 или закрытое исполнение 502. На всем протяжении этого раскрытия и связанных фигур, нижний кронштейн держателя 205 генератора переменного тока будет иметь закрытое исполнение 502.
В качестве способа, альтернативного способу установки, представленному со ссылкой на US 8,511,272 в уровне техники, авторы предложили способ установки для использования с кронштейном 301. В этом способе, верхний кронштейн имеет открытое исполнение (301), а нижний кронштейн имеет закрытое исполнение (302 или 502), как видно на фиг. 4. Способ установки графически показан на фиг. 7A-7C. Следует отметить, что генератор 305 переменного тока показан пунктирной линией и прозрачным, чтобы лучше видеть держатель 205 и другие элементы, такие как кронштейны 301 и 302.
Во-первых, в то время как генератор переменного тока лежит на устойчивой поверхности, оператор вставляет первый болт 319 через два верхних фланца генератора переменного тока, где болт может быть свободно затянут, чтобы гарантировать, что он не выпадает. Затем, показано на фиг. 7A, что оператор поднимает генератор переменного тока обеими руками и опирает его на верхний кронштейн 301. Оператор может отпускать генератор переменного тока, так как угол упорного выступа 630 может удерживать генератор переменного тока в канавке кронштейна 301, предоставляя генератору переменного тока возможность свисать из седла, созданного верхним кронштейном. Генератор переменного тока с установленным болтом 319 может легко помещаться на кронштейне 301, если болт свободно затянут, но не затянут туго.
Затем, на фиг. 7B показано, что генератор переменного тока шарнирно поворачивается вокруг своих верхних фланцев 315, так что отверстия его нижних фланцев выравниваются с каналом 516 нижнего кронштейна 302 (или 502). Поскольку первый болт 319 уже поддерживает выравнивание верхних фланцев 315 и кронштейна 301, выравнивание нижних признаков может выполняться посредством шарнирного поворачивания генератор переменного тока на место. На этой стадии, второй болт 320 может вставляться в отверстия фланцев и канала 516. Следует отметить, что этот этап может выполняться обеими руками оператора, в то время как вес генератора переменного тока прочно поддерживается двигателем 10.
В заключение, на фиг. 7C показано, что болты 319 и 320 удерживают генератор 305 переменного тока правильно расположенным, но свободно фиксирующим верхний и нижний фланцы 315 и к кронштейнам 301 и 302 соответственно. Чтобы гарантировать по существу жесткое соединение между генератором переменного тока и держателем генератора переменного тока, болты 319 и 320 затягиваются по заданным техническим условиям крутящего момента, как требуется конкретной системой двигателя. Например, оба болта могут затягиваться крутящим моментом 47,5 N⋅m. Генератор переменного тока позиционируется на месте на держателе 205, где он формирует по существу жесткое соединение с держателем, чтобы генератор переменного тока демонстрировал от малого до никакого линейного перемещения или поворота.
Способ установки генератора 305 переменного тока на держателе 205 (части конструкции 200 FEAD), как пояснено со ссылкой на фиг. 7A-7C, изображен в качестве блок-схемы последовательности операций способа на фиг. 8. В ссылке на фиг. 8, представлен способ 800 крепления генератора 305 переменного тока к держателю 205, такой же способ, как графически описано на фиг. 7A-7C.
На первом этапе, на этапе 801, определяется некоторое количество параметров системы. Эти параметры могут включать в себя, но не в качестве ограничения, тип и размер болта, требования по крутящему моменту и вес генератора переменного тока. Во-вторых, на этапе 802, в то время как генератор переменного тока лежит в устойчивом положении, таком как на стенде или земле, первый болт вставляется через два верхних фланца на генераторе переменного тока. Комбинация гайки и/или шайбы навинчивается на хвостовик болта, чтобы свободно удерживать болт на месте. Затем, на этапе 803, оператор поднимает генератор переменного тока и размещает стержень болта (который находится между двумя верхними фланцами) в канавке, образованной верхним кронштейном. Оператор затем может отпускать генератор переменного тока, предоставляя генератору переменного тока возможность свешиваться с верхнего кронштейна и болта. Упорный выступ канавки может удерживать генератор переменного тока на месте. Следует понимать, что, если болт затянут выше порогового крутящего момента на этапе 802, то стержень болта может не вкладываться в канавку вследствие мешающего действия между двумя верхними фланцами генератора переменного тока и концами верхнего кронштейна.
На этой стадии, генератор переменного тока может шарнирно поворачиваться вокруг болта, предоставляя возможность оператору затем поворачивать генератор переменного тока, так чтобы его нижние фланцы выравнивались с нижним кронштейном, на этапе 804. Поскольку генератора переменного тока выполнен для соответствия верхнему и нижнему кронштейнам, выравнивание может достигаться, в то время как генератор переменного тока поворачивается на место. После того, как отверстия выровнены, оператор может отпускать генератор переменного тока, и генератор переменного тока будет оставаться на месте вследствие силы тяжести и веса генератора переменного тока, поддерживаемого верхним кронштейном. Впоследствии, на этапе 805, второй болт вставляется через два нижних фланца генератора переменного тока наряду с круглым каналом нижнего кронштейна. Вновь, комбинация гайки и/или шайбы навинчивается на хвостовик болта, чтобы гарантировать, что болт не выпадает. Во время этой последовательности операций, оператор может использовать обе руки, чтобы манипулировать болтом и его элементами, поскольку генератор переменного тока висит на месте. В заключение, на этапе 806, первый и второй болты затягиваются до заданного крутящего момента (как может быть образовано на этапе 801). По затягиванию, генератор формирует по существу жесткое соединение с верхним и нижним кронштейнами, в то время как они прикреплены к держателю генератора переменного тока.
Посредством использования открытого исполнения кронштейна у верхнего кронштейна 301, генератор 305 переменного тока может безопасно подвешиваться на кронштейне 301 наряду с установкой болта 320 в нижний кронштейн 302 (или 502). Таким образом, сила тяжести может работать в пользу оператора, тем временем, устанавливающего генератор переменного тока на держателе 205. Более того, оператор может доводить крепежные детали до требуемой степени затяжки, не удерживая элемент на месте. Открытый кронштейн предусматривает упорный выступ 630, который установлен под углом, чтобы удерживать генератор переменного тока (или другой вспомогательный элемент) на месте посредством болта 319, предотвращая соскальзывание болта с кронштейна 301. В общем и целом, открытое исполнение кронштейна, используемое в качестве верхнего кронштейна и связанные способы установки могут быть преимущественными над текущими кронштейнами и системами установки.
Следует отметить, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Способы и процедуры управления, раскрытые в материалах настоящего описания, могут храниться в качестве исполняемых команд в постоянной памяти. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции и/или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий, операций и/или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия, операции и/или функции могут графически представлять управляющую программу, которая должна быть запрограммирована в постоянную память машиночитаемого запоминающего носителя в системе управления двигателем.
Следует принимать во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и не очевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.
Последующая формула изобретения подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы изобретения могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы изобретения включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой изобретения посредством изменения настоящей формулы изобретения или представления новой формулы изобретения в этой или родственной заявке. Такая формула изобретения, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле изобретения, также рассматривается в качестве включенной в предмет изобретения настоящего раскрытия.
Реферат
Изобретение может быть использовано при установке вспомогательных элементов на наружные стороны двигателей внутреннего сгорания. Установочная система для двигателя содержит элемент (305) с двумя верхними фланцами (315) и двумя нижними фланцами и установочную конструкцию. Установочная конструкция содержит верхний кронштейн (301), имеющий полукруглую канавку и стволообразный проем. Канавка содержит упорный выступ, который расположен под острым углом от горизонтальной плоскости, образованной нижним краем канавки. Установочная конструкция дополнительно содержит нижний кронштейн (302), расположенный вертикально ниже верхнего кронштейна (301). Нижний кронштейн (302) имеет полукруглую канавку и стволообразный проем с закрытым участком. Первый соединитель (319) введен через два верхних фланца (305). Стержень первого соединителя (319) выполнен с возможностью расположения в канавке верхнего кронштейна (301) после введения первого соединителя (319)через два верхних фланца (315) для свешивания элемента (305) с верхнего кронштейна (301). Стержень удерживается на месте в канавке верхнего кронштейна (301) посредством угла упорного выступа. Второй соединитель введен через два нижних фланца и нижний кронштейн (302) при свешивании первого соединителя (319) с верхнего кронштейна (301). Раскрыты способ установки элемента на двигатель и установочная конструкция для установочной системы для двигателя. Технический результат заключается в упрощении установки вспомогательного элемента на двигатель и в повышении надежности фиксации элемента относительно двигателя. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 11 ил.
