汽缸盖结构
阅读：918发布：2020-05-12
专利汇可以提供汽缸盖结构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及多缸 发动机 的 汽缸盖 结构，能够提高汽缸盖的排气侧的 侧壁 的 散热 性。该汽缸盖结构具备：排气集中部，与多个汽缸连接的多个排气口集中在该排气集中部；汽缸盖出口(24)，设置于排气集中部；凸缘部(26)，形成于汽缸盖出口(24)的周围，具有与排气管紧固的紧固面(26a)；减薄部(26c)，在位于汽缸盖出口(24)的多个汽缸的并列设置方向上的两侧的部位，将凸缘部(26)的厚度形成得比其它部分薄而构成；以及肋(27)，凸出形成于汽缸盖(1)的排气侧侧壁(20)，并从减薄部(26c)向着并列设置方向延伸设置。，下面是汽缸盖结构专利的具体信息内容。
1.一种汽缸盖结构，其特征在于，具备：
排气集中部，与多个汽缸连接的多个排气口集中在所述排气集中部；
汽缸盖出口，设置于所述排气集中部；
凸缘部，形成于所述汽缸盖出口的周围与排气管连接，具有与所述排气管间的紧固面；
减薄部，在位于所述汽缸盖出口的所述多个汽缸并列设置方向上的两侧的部位，将所述凸缘部的厚度形成得比其它部分薄而构成，所述减薄部设置于所述凸缘部；以及肋，凸出形成于汽缸盖的排气侧侧壁，并从所述减薄部向着所述并列设置方向延伸设置，
所述凸缘部的厚度为从所述汽缸盖出口的外周边缘到所述凸缘部的紧固面的外边缘的最短长度。
2.根据权利要求1所述的汽缸盖结构，其特征在于，
所述凸缘部具有用于安装紧固件的多个突起部，所述紧固件将所述排气集中部的下游端与所述排气管固定，
所述减薄部以距离所述突起部越远所述凸缘部的厚度越薄的方式，作为连接所述多个突起部之间的弯曲面而形成。
3.根据权利要求2所述的汽缸盖结构，其特征在于，
所述减薄部在所述多个突起部间的中心处形成为最薄。
4.根据权利要求1所述的汽缸盖结构，其特征在于，
所述汽缸盖结构在所述排气侧侧壁具备与所述肋连续地凸出形成的翼片部。
5.根据权利要求2所述的汽缸盖结构，其特征在于，
所述汽缸盖结构在所述排气侧侧壁具备与所述肋连续地凸出形成的翼片部。
6.根据权利要求3所述的汽缸盖结构，其特征在于，
所述汽缸盖结构在所述排气侧侧壁具备与所述肋连续地凸出形成的翼片部。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的汽缸盖结构，其特征在于，
所述汽缸盖结构具备水套，所述水套形成于所述汽缸盖，并在上下夹着所述排气集中部的位置分别使冷却水在所述并列设置方向上流通，
所述肋从所述减薄部的所述汽缸盖出口的中心沿着所述并列设置方向延伸设置，并位于被所述水套夹着的位置。
汽缸盖结构
技术领域
背景技术
[0002] 近年来，已经开发出一种在汽缸盖的内部形成来自多个燃烧室的排气集中的排气集中部，并且在汽缸盖的排气侧侧壁连接单一的排气管的多缸发动机。在如此地将排气集中部形成于汽缸盖内的情况下，与将排气歧管与汽缸盖的侧壁连接的现有结构相比较，除了具有能够使整个发动机小型化的优点以外，还具有由于排气的散热量受到抑制而能够使催化剂提前激活等优点。
[0003] 为了既抑制燃烧室中的温度上升，又抑制高温排气集中的排气集中部的温度上升，在这种汽缸盖形成用于将燃烧室和排气集中部一起冷却的水套。例如在专利文献1中记载的汽缸盖结构中，除了设置有以沿着汽缸列的方式形成的用于冷却燃烧室的水套以外，还设置有分别覆盖排气集中部的上面以及下面的水套。并且，上下水套在与排气口不干涉的部分彼此连通。由此，能够有效地冷却易于变为高温的汽缸盖的排气侧。
[0004] 在先技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1：日本专利第3569636号公报
发明内容
[0007] 发明要解决的技术问题
[0008] 然而，在上述的专利文献1的汽缸盖结构中，由于排气集中部不隔着水套而直接面对汽缸盖的排气侧的侧壁，因而排气侧的侧壁难以被冷却。尤其是被上下水套夹着的区域由于离开水套，因而难以被充分地水冷，易于变为高温。此外，也可以考虑通过在排气集中部的外侧形成水套而用水冷却排气侧的侧壁。但是，在这种情况下，汽缸盖大型化，其结构也变复杂，因而削减成本变得困难。
[0009] 本发明是鉴于上述问题而构想出来的，其目的之一在于通过一种多缸发动机的汽缸盖结构，能够提高汽缸盖的排气侧的侧壁的散热性。此外，不局限于该目的，实现由后述的用于实施发明的方式中所示的各结构导出的作用效果、通过现有技术无法获得的作用效果这一点也能够作为本发明的其它目的而赋予其适当位置。
[0010] 解决技术问题的技术方案
[0011] (1)在此公开的汽缸盖结构具备：排气集中部，与多个汽缸连接的多个排气口集中在所述排气集中部；以及汽缸盖出口，设置于所述排气集中部。另外，具备：凸缘部，形成于所述汽缸盖出口的周围，具有与排气管间的紧固面；以及减薄部，在位于所述汽缸盖出口的所述多个汽缸的并列设置方向上的两侧的部位，将所述凸缘部的厚度形成得比其它部分薄而构成。并且，具备凸出形成于汽缸盖的排气侧侧壁，并从所述减薄部向着所述并列设置方向延伸设置的肋。
[0012] (2)所述凸缘部优选具有用于安装将所述排气集中部的下游端与所述排气管固定的紧固件的多个突起部。在这种情况下，所述减薄部优选以距离所述突起部越远所述凸缘部的厚度越变薄的方式，作为连接所述多个突起部之间的弯曲面而形成。
[0013] (3)所述减薄部优选在所述多个突起部间的中心处形成为最薄。
[0014] (4)优选在所述排气侧侧壁具备与所述肋连续地凸出形成的翼片部。
[0015] (5)优选具备形成于所述汽缸盖，并在上下夹着所述排气集中部的位置上分别使冷却水在所述并列设置方向上流通的水套。在这种情况下，所述肋部优选从所述减薄部的所述汽缸盖出口的中心沿着所述并列设置方向延伸设置，并位于被所述水套夹着的位置。从所述汽缸盖出口的中心沿着所述并列设置方向的位置成为距离设置于所述排气集中部的上下的所述水套最远的位置，优选在该位置上设置所述肋。
[0016] 发明效果
[0017] 根据公开的汽缸盖结构，通过使凸缘部的一部分薄壁化，能够设置在汽缸盖与排气管的紧固面上热量难以积存的减薄部，能够抑制凸缘部的温度上升。除此以外，通过从减薄部延伸设置肋，能够促进凸缘部的散热，进而能够提高汽缸盖的排气侧侧壁的散热性。由此，能够提高发动机或汽缸盖的冷却性能。并且，由于即使在排气集中部的外侧不形成水套，也能够提高排气侧侧壁的散热性，因此能够使汽缸盖紧凑化，能够抑制产品成本。并且，通过设置肋，能够使制造汽缸盖时的熔液流动性提高，因此也能够抑制制造成本。附图说明
[0018] 图1是一种实施方式所涉及的汽缸盖结构的排气侧侧壁的立体放大图。
[0019] 图2是一种实施方式所涉及的汽缸盖结构的吸气口以及集中排气口部分的横截面图。
[0020] 图3是图2的B－B箭头方向截面图。
[0021] 图4是图2的A方向箭头视图。
[0022] 图5是第一变形例所涉及的汽缸盖结构的排气侧侧壁的主视图(对应于图4的图)。
[0023] 图6是第二变形例所涉及的汽缸盖结构的排气侧侧壁的主视图(对应于图4的图)。
具体实施方式
[0024] 下面，参照附图而对本发明的实施方式进行说明。此外，以下所示的实施方式终归不过是例示，并非意图排除在以下的实施方式中未明示的各种变形和技术的应用。以下的实施方式的各结构能够在不脱离其宗旨的范围内进行各种变形而实施，并能够根据需要而取舍选择，或者可以将其适当组合。
[0025] 1.结构
[0026] 1-1.整体结构
[0027] 使用图1～图4对本实施方式所涉及的汽缸盖结构进行说明。在此，对已应用于串联四缸发动机的汽缸盖结构进行说明。此外，在以下的说明中，将未图示的汽缸体与汽缸盖1结合的一侧作为下方，将其相反一侧即未图示的盖罩与汽缸盖1结合的一侧作为上方而进行说明。
[0028] 也就是说，汽缸盖1与汽缸体的上表面结合，在汽缸盖1的上表面结合盖罩。此外，如图3所示，汽缸盖1的上表面被凹陷设置，形成动阀室(動弁室)7。盖罩以覆盖该动阀室7的方式而结合在上方。在动阀室7中设置有具备未图示的吸气凸轮以及排气凸轮的凸轮轴等。
[0029] 如图2所示，形成于汽缸体的四个汽缸2(在图2中由双点划线示出)串联排列地配置，在这些汽缸2中，滑动自由地内装有未图示的活塞。以下，将四个汽缸2并排设置的方向(并列设置方向)叫做汽缸列方向L。即，汽缸盖1的长度方向与汽缸列方向L一致。此外，在此，如图2所示在俯视图中将排气侧作为上侧、将吸气侧作为下侧时，将汽缸盖1的左侧称为前侧，将右侧称为后侧。
[0030] 如图2以及图3所示，在汽缸盖1的下面，在沿着汽缸列方向L与活塞的顶面相对的位置形成四个屋脊形燃烧室3。在燃烧室3的三角屋顶状的一个(吸气侧)斜面形成两个吸气阀孔11，在另一个(排气侧)斜面形成两个排气阀孔21。在汽缸盖1设置从两个吸气阀孔11向吸气侧侧壁10弯曲形成的吸气口12和从各排气阀孔21向排气侧侧壁20弯曲形成的排气口23a。
[0031] 对一个汽缸2各设置一个吸气口12，在俯视图中形成为Y字状，不相互集中而独立地在吸气侧侧壁10上开口。也就是说，在汽缸盖1形成四个吸气口12，在吸气侧侧壁10上设置四个开口(汽缸盖入口)。
[0032] 另一方面，对一个排气阀孔21各设置有一个排气口23a，八个排气口23a在汽缸盖1的内部被集中为一个气口。将该集中部分称为排气集中部23b。在多个排气口23a的并列设置方向(即排气侧侧壁20的汽缸列方向L)的中央，设置通过排气集中部23b集中的排气流出的一个开口(以下，称为汽缸盖出口24)。八个排气口23a和排气集中部23b是形成于汽缸盖1的内部的中空部，由这些形成集中排气口23。
[0033] 在汽缸盖1的内部，为了抑制由排气热量引起的燃烧室3和集中排气口23的过热而形成使冷却水流通的水套30。水套30设置在吸气口12以及排气口23a的周边和排气集中部23b的上方以及下方，从汽缸盖1的前侧向后侧而使冷却水在汽缸列方向L上流通。
[0034] 在此，水套30具有以通过四个燃烧室3的上方附近的方式而在汽缸列方向L上延伸的主水套31、和在上下夹着排气集中部23b的位置上分别在汽缸列方向L上延伸的上水套32及下水套33。上水套32以及下水套33与主水套31连通。图2的截面图中的主水套31是连通上水套32与下水套33的部分。也就是说，在图2所示的截面的上方设置上水套32，在图2所示的截面的下方设置下水套33。
[0035] 如图3所示，上水套32以及下水套33在排气侧侧壁20的后述的伸出部25中分别设置于集中排气口23的下游端(汽缸盖出口24)的附近的上侧以及下侧。由此，高温排气集中的排气集中部23b和汽缸盖出口24的上侧以及下侧被水冷。
[0036] 如图2所示，在汽缸盖1的各汽缸2的中央形成突起(boss)部4b，在该突起部4b形成用于插入未图示的火花塞而使其面对燃烧室3的火花塞插入孔4h。另外，在汽缸盖1上，用于将汽缸盖1与汽缸体结合的多个紧固螺栓(图示略)插入贯通的多个紧固螺栓孔5分别形成于吸气侧以及排气侧的相邻的汽缸2之间和两端的汽缸2的外侧。另外，在汽缸盖1的排气侧形成通气孔6。
[0037] 并且，在位于汽缸盖1的最后侧的排气口23a的汽缸列方向L上的外侧，形成在上下方向(与汽缸列方向L正交的方向)上贯通汽缸盖1的油孔8。积存于设置在动阀室7的底部的油套中的油从油孔8和未图示的前侧油孔向集油盘落下。
[0038] 1-2.排气侧侧壁的结构
[0039] 如图1～图3所示，排气侧侧壁20在面对集中排气口23的排气集中部23b的部分，具有中央向外侧凸成曲面状而形成的拱形形状的伸出部25。伸出部25的上表面部25a以及下表面部25b分别形成为平面状的弓形，侧面部25c形成为曲面状。在伸出部25的侧面部25c的汽缸列方向L的中央，设置有形成于汽缸盖出口24的周围的凸缘部26。凸缘部26比伸出部25的侧面部25c更向外方突出设置，连接有未图示的排气管。
[0040] 如图1以及图4所示，凸缘部26具有包围汽缸盖出口24的上下左右的平面状的紧固面26a，在紧固面26a的四角设置多个突起部26b。在突起部26b，沿与紧固面26a正交的方向贯穿设置有用于使固定集中排气口23的下游端与排气管的紧固件插通的四个紧固孔26h。此外，在集中排气口23的下游端与排气管之间，夹着例如与紧固面26a的形状匹配的未图示的衬垫。
[0041] 上侧的两个突起部26b向伸出部25的上表面部25a的上方凸出形成，下侧的两个突起部26b形成为该突起部26b的下表面与伸出部25的下表面部25b大致一致。另外，上侧的两个紧固孔26h设置在汽缸盖1的内部的上水套32上方，下侧的两个紧固孔26h设置在与缸盖1的内部的下水套33相同的高度上。
[0042] 凸缘部26在位于汽缸盖出口24的汽缸列方向L上的两侧的部位，具有凸缘部26的厚度比其它部分形成得薄的减薄部26c。在此所说的凸缘部26的厚度是指在汽缸列方向和上下方向上，从汽缸盖出口24的外周边缘到紧固面26a的外边缘的最短长度(即，如图4所示从正面观察凸缘部26的紧固面26a时的宽度和高度)。
[0043] 减薄部26c形成在被上水套32以及下水套33夹着的区域，设置于汽缸盖出口24的左右两侧。减薄部26c是以凸缘部26的厚度比其它部分(例如汽缸盖出口24的上侧和下侧)的厚度变薄的方式，外周面被减薄后的部分。
[0044] 以距离上下突起部26b越远(即越靠近上下突起部26b间的中心)凸缘部26的厚度越变薄的方式，作为连接上下突起部26b之间的弯曲面而形成减薄部26c。即，如图4所示从正面观察凸缘部26的紧固面26a时，减薄部26c是凸缘部26的左右外周面向汽缸盖出口24侧凹陷设置为曲面状。减薄部26c在上下突起部26b间的中心处其厚度形成为最薄。在图4中由尺寸线A示出的部分是减薄部26c的厚度最薄的部分，以下将该部分称为最薄部A。
[0045] 汽缸盖1的排气侧侧壁20的被水套32、33夹着的区域，由于难以被水套32，33水冷而可能变为热点，因此通过空气冷却方式冷却。以下，将该区域称为空冷区域。本汽缸盖1由于在该空冷区域中的凸缘部26上设置减薄部26c，因此可以防止排气热滞留于凸缘部26。也就是说，通过设置减薄部26c，使得空冷区域不成为热点。
[0046] 另外，上下突起部26b间的中心是由紧固件所产生的紧固力最弱的部分，是容易发生热变形、可能发生排气泄漏的部分。因此，通过将该部分作为减薄部26c的最薄部A，可以抑制热量积存，进而抑制热变形。由此，既抑制紧固面26a变形，也防止排气泄漏。
[0047] 在排气侧侧壁20的伸出部25的侧面部25c，凸出形成从凸缘部26的两个减薄部26c分别朝着汽缸列方向L而延伸的肋27。两个肋27都设置在空冷区域，从汽缸盖出口24的中心P沿着汽缸列方向L延伸设置。肋27在汽缸盖出口24侧的一端与凸缘部26的减薄部26c的最薄部A的稍微下方连接。肋27在汽缸列方向L上的长度和上下方向长度考虑制造汽缸盖1时的熔液流动(熔融金属的流动性)而适当设定。
[0048] 由于肋27凸出形成于排气侧侧壁20，因此与空气接触的面积增大，散热性提高。并且，由于肋27与促进散热的减薄部26c连接而形成，因此排气侧侧壁20的散热性更加提高。此外，由于上下水套32、33上下夹着排气集中部23b而设置，因此从汽缸盖出口24的中心沿着汽缸列方向L而设置的肋27，位于距离上水套32以及下水套33最远处。该位置虽然是难以获得来自上下水套32、33的冷却效果的部分，但是通过在此处形成肋27，从而提高通过空气冷却而带来的散热性。
[0049] 2.效果
[0050] (1)通常存在在内置有具有排气集中部23b的集中排气口23的汽缸盖1与排气管的紧固面26a上，排气热易于积存，发动机和汽缸盖1的冷却性能易于下降这样的问题。
[0051] 对此，在本实施方式所涉及的汽缸盖结构中，通过设置将凸缘部26的一部分(位于汽缸列方向L的部位)形成为薄壁的减薄部26c，从而能够抑制热量积存于凸缘部26。由此，能够抑制汽缸盖1与排气管的紧固面26a的变形，能够保持紧固力。
[0052] 除此以外，通过从减薄部26c延伸设置肋27，从而能够使肋27散发凸缘部26的热量，进而能够提高汽缸盖1的排气侧侧壁20的散热性。由此，能够使发动机和汽缸盖1的冷却性能提高。另外，由于即使在排气集中部23b的外侧不形成水套，也能够提高排气侧侧壁20的散热性，因此能够使汽缸盖1紧凑化，能够抑制产品成本。并且，通过设置肋27，能够使制造汽缸盖1时的熔液流动性提高，因此也能够抑制制造成本。
[0053] (2)在上述的汽缸盖结构中，由于以距离突起部26b越远凸缘部26的厚度越变薄的方式，作为连接多个突起部26b之间的弯曲面而形成减薄部26c，因此通过使突起部26b的凸缘部26的厚度变大而能够确保充分的紧固面积，同时通过使减薄部26c的凸缘部26的厚度变小而能够提高散热性。
[0054] (3)在上述的汽缸盖结构中，减薄部26c在多个突起部26b间的中心处形成为最薄。由此，能够抑制热量积存于由紧固件所产生的紧固力变得最弱的突起部26b间的中心，从而能够抑制热变形。因此，也能够抑制紧固面26a的变形，能够防止排气从紧固面26a与排气管的接合面泄漏。
[0055] (4)在上述的汽缸盖结构中，在从汽缸盖出口24的中心沿着汽缸列方向L、即距离上下水套32、33最远的位置形成肋27。由此，能够提高最难以获得由水套32、33带来的水冷效果(难以冷却)的部位的散热性，能够使整个汽缸盖1的热分布均匀化。
[0056] 3.其它
[0057] 以上，虽然说明了本发明的实施方式，但是本发明并非局限于上述实施方式，能够在不脱离本发明的宗旨的范围内进行各种变形而实施。
[0058] 例如，如图5所示，在排气侧侧壁20也可以设置有与肋27连续地凸出形成的多个翼片部28。在图5中，例示出沿与肋27的延伸方向(即汽缸列方向L)正交的方向上下延伸的翼片部28在凸缘部26的左右各设有三个的情况。并且，翼片部28形成于空冷区域。
[0059] 通过这种结构，能够使散热面增大，能够使排气侧侧壁20的散热性进一步提高。并且，能够使制造时的熔液流动性更加提高。并且，也能够提高排气侧侧壁20的刚性。此外，翼片部28的个数和大小、形状等不局限于图示的，能够考虑散热性和熔液流动性而适当设定。例如，既可以将翼片部28相对于肋27倾斜地设置，也可以将其形成为与肋27同等的粗细。
[0060] 另外，凸缘部26的形状不局限于上述的形状。例如，如图6所示，也可以设置有凸缘部26的左右的外周面从汽缸盖出口24向外侧凸出设置成曲面状的减薄部26c。即，减薄部26c只要形成为比其它部分薄即可，不局限于凸缘部26的左右外周面弯曲形成为凹状的情况。另外，减薄部26c可以不具有最薄部A，也可以在上下突起部26b间的中心附近厚度大体上形成为一定。通过将凸缘部26形成为图6所示的形状，能够充分地确保夹住衬垫的面积，进而能够防止排气泄漏。
[0061] 另外，在上述实施方式中，虽然例示出凸缘部26配置于汽缸列方向L的中央的情况，但是凸缘部26的位置不局限于此，也可以向左右任一方移动。另外，凸缘部26的突起部26b可以不设置于紧固面26a的四角。另外，突起部26b与汽缸盖1的内部的水套32、33的位置关系也不局限于上述的情况。
[0062] 另外，本汽缸盖结构也能够适用于串联四缸发动机以外的多缸发动机(例如串联三缸发动机和V型六缸发动机等)。另外，可以是在一个汽缸2各设置有一个吸气阀孔11和排气阀孔21的发动机，燃烧室3的形状和水套30的形状也不局限于上述的形状。
[0063] 符号说明
[0064] 1 汽缸盖 2 汽缸 3 燃烧室
[0065] 10 吸气侧侧壁 11 吸气阀孔 12 吸气口
[0066] 20 排气侧侧壁 21 排气阀孔 23 集中排气口[0067] 23a 排气口 23b 排气集中部 24 汽缸盖出口[0068] 25 伸出部 25a 上表面部 25b 下表面部[0069] 25c 侧面部 26 凸缘部 26a 紧固面
[0070] 26b 突起部 26c 减薄部 26h 螺栓孔
[0071] 27 肋 28 翼片部 30 水套
[0072] 31 主水套 32 上水套 33 下水套
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