CN100404171C - 进气口用分隔板、进气口成形用型芯和气缸盖 - Google Patents
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Abstract
进气口用分隔板、进气口成形用型芯和气缸盖,涡流板(100)具有形成跨越多个气缸盖的进气口(14)配置的板形状的主体部(101)。涡流板还具有:从主体部的一部分形成、将各进气口内分隔为多个口的多个分隔部(102);从主体部的两侧缘形成、在铸造成形气缸盖时被金属熔液包铸的侧方包铸部(103);从主体部中的多个分隔部彼此之间的部位形成、在铸造成形气缸盖时被金属熔液包铸的内方包铸部(104);形成在内方包铸部的一部分上、用于促进金属熔液的凝固的促进部(110)。充分抑制分隔板的位置偏移和在产品内的松动等,提高产品质量,限定由口型芯的裂纹引起的毛刺的发生部位,使加工后的去毛刺作业变容易。
Description
技术领域
本发明涉及进气口用分隔板、进气口成形用型芯和气缸盖。
背景技术
在最近的内燃机中存在具有搭载了称作分岔口(dividedport)的机构的气缸盖。这种气缸盖通过称作涡流板的分隔板把进气口内划分为上下两部分。通过控制配置在进气口的进气侧端部的气流控制阀,由分隔板使从进气口向缸膛导入的进气偏流,强化在缸膛内产生的翻转流(纵涡流),实现耗油量的提高(参照日本特开2001-193469号公报(参照第0011、0020、0022段以及图1、3、4))。
另外,在本说明书中,在分隔板中,把空气和气体燃料的进气流入来的上游侧称作“进气侧”,把其相反侧、即缸膛侧的下游侧称作“气缸侧”。
在铸造成形气缸盖时,通常是在进气口成形用型芯内设置金属制的分隔板,把分隔板包铸成形。在铸造成形气缸盖时,进气口成形用型芯和分隔板分别由于来自金属熔液的热而温度上升,产生热膨胀。在此,由于分隔板的热膨胀系数和保持分隔板的芯砂的热膨胀系数之差较大,分隔板比芯砂的热膨胀量大。因此,由于分隔板的热膨胀,分隔板对芯砂进行加压或推开,在铸造成形气缸盖时,分隔板的位置可能会偏移。
因此,由于分隔板的位置偏移和在产品内的松动还会导致产品质量的下降。因此,对于分隔板,必须充分考虑热影响。
日本特开2001-193469号公报(参照第0011、0020、0022段以及图1、3、4)中公开的分隔板,作为针对在铸造成形气缸盖时把包铸分隔板时的热膨胀引起的变形的对策,是将其形成波浪状。可是,波浪状的分隔板即使能吸收进气口的径向的热膨胀,也无法吸收轴向的热膨胀。因此,无法充分抑制由分隔板和型芯的热膨胀量差引起的分隔板的位置偏移和在产品内的松动等。
发明内容
本发明是鉴于所述实际情况而提出的,其目的在于,充分抑制分隔板相对于进气口的位置偏移,谋求产品质量的提高。
为实现上述目的,本发明的进气口用分隔板,其设在内燃机的气缸盖内,沿进气流动方向分隔多个进气口的截面,其特征在于,分隔板具有:
分隔部,其沿进气流动方向分隔所述气缸盖内的进气口内;
侧方包铸部(side cast-in insert portion),其设于位于与进气流动方向交叉的方向的所述分隔板的至少一端部,在铸造成形所述气缸盖时,被金属熔液包铸;
内方包铸部(inner cast-in insert portion),其设于相邻分隔部之间,在铸造成形所述气缸盖时,被金属熔液包铸;
在所述内方包铸部,设有凝固促进部,该凝固促进部是设置多个冲孔、多个凹部、多个凸部、凹凸部或孔与凹部的组合、孔与凸部的组合、孔与凹凸部的组合中的至少一种而成的,用于促进金属熔液的凝固。
此外,一种进气口成形用型芯,其用于成形设于内燃机的气缸盖的多个进气口,其特征在于,
进气口成形用型芯具有设于型芯内的、沿进气流动方向分隔内燃机的气缸盖内的进气口截面的分隔板,所述分隔板具有:
分隔部,在铸造成形气缸盖时,其沿进气流动方向分隔进气口内;
侧方包铸部,其在与进气流动方向交叉的方向的端部,在铸造成形所述气缸盖时,被金属熔液包铸;
内方包铸部,其是多个所述分隔部之间的部分,在铸造成形所述气缸盖时,被金属熔液包铸;
在所述内方包铸部,设有凝固促进部,该凝固促进部是设置多个冲孔、多个凹部、多个凸部、凹凸部或孔与凹部的组合、孔与凸部的组合、孔与凹凸部的组合中的至少一种而成的,用于促进金属熔液的凝固。
此外,一种气缸盖,具有多个进气口和沿进气流动方向分隔多个进气口截面的分隔板,其特征在于,
所述分隔板具有:
侧方包铸部,其设于与进气流动方向交叉的方向的分隔板端部部分,在铸造成形所述气缸盖时,被金属熔液包铸;
内方包铸部,其在所述多个进气口之间的部分,被金属熔液包铸;
凝固促进部,其设于内方包铸部,是设置多个冲孔、多个凹部、多个凸部、凹凸部或孔与凹部的组合、孔与凸部的组合、孔与凹凸部的组合中的至少一种而成的,用于促进金属熔液的凝固。
此外,一种进气口用分隔板,其设在内燃机的气缸盖内,沿进气流动方向分隔多个进气口的截面,其特征在于,进气口用分隔板包括:
分隔部件,其沿进气流动方向分隔所述气缸盖内的进气口内;
凝固促进部件,其是在所述多个分隔部件之间设置多个冲孔、多个凹部、多个凸部、凹凸部或孔与凹部的组合、孔与凸部的组合、孔与凹凸部的组合中的至少一种而构成的,在铸造成形气缸盖时被金属熔液包铸,用于促进金属熔液的凝固。
根据本发明,由于比其他部分附近的金属熔液的凝固更促进内方包铸部中的设有促进部的一部分附近的金属熔液的凝固,所以能限制分隔板相对于进气口的位置,可充分抑制分隔板相对于进气口的位置偏移和在产品内的松动等,可提高产品质量。并能将由金属熔液的热引起的分隔板热膨胀的方向限定或控制在一个方向,限定由型芯的裂纹引起的毛刺的发生部位,能使后加工的去毛边作业变容易。
并且,由于1个涡流板被以跨越多个进气口的方式配置,所以与在各进气口配置涡流板的形态相比,能减少1个气缸盖所必需的涡流板的数量。因此,通过减少零件数量,能提高生产率,实现质量的稳定化。
附图说明
图1是表示发动机的气缸盖的概略剖视图。
图2是进气口的与中心线垂直方向的剖面图。
图3是表示发动机中的气流状态的概略图。
图4是沿着图1的4-4线剖切的概略剖视图。
图5(A)、(B)是表示第1实施方式的涡流板的俯视图和侧视图,图5(C)是沿着图5(A)的5C-5C线剖切的剖视图。
图6(A)、(B)是表示预先设置有第1实施方式的涡流板的口型芯的俯视图和侧视图。
图7是表示把口型芯造型的模具的概略剖视图。
图8是把口型芯造型的模具截断而在露出涡流板的状态下表示的俯视图。
图9是表示在铸造成形气缸盖的铸造模具内设置了口型芯的状态的剖视图。
图10(A)是表示第2实施方式的涡流板的俯视图,图10(B)是沿着图10(A)的10B-10B线剖切的剖视图,图10(C)是用于说明铸造工序中的第2实施方式的涡流板的长度变化的图。
图11是表示预先设置有第3实施方式的涡流板的口型芯的俯视图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施方式。
第1实施方式
首先,说明成为本发明前提的具有进气口14用的分隔板100的气缸盖10。另外,在以下的说明中,把进气口14用的分隔板100也称作“涡流板100”。
图1是表示发动机的气缸盖10的概略剖视图,图2是进气口14的与中心线垂直方向的剖面图,图3是表示发动机的气流状态的概略图,图4是沿着图1的4-4线的概略剖视图。
参照图1~图4,气缸盖10具有:设置在气缸体11的上部,把由来自进气歧管12的空气或气体燃料构成的进气流导入缸膛13内的进气口14;用于排出在缸膛13内燃烧后的废气的排气口15。进气口从其通路形状上大致划分为二重联接类型和分割类型。二重联接类型具有进气歧管12侧为1个、在燃烧室前分支为2股状的通路形状。分割类型在从进气歧管12侧直到燃烧室侧具有一个通路形状。图示的发动机是1缸4阀门,分别设置2个进气阀16和排气阀17。此外,进气口14是分割类型,在1缸中独立设置2个进气口14。
该进气口14被所谓高开口。高开口的进气口14相对于气缸盖10的下表面的倾斜角度较大,进气侧开口14a在气缸盖10壁面的上部附近开口。进气口14的高开口用于减少进气的流动阻力,或者在接近进气阀16安装对燃烧室内直接喷射燃料的喷射器时,用于避免喷射器和进气口14的干涉。在是直接喷射类型的发动机时,当然由空气构成的进气流流过进气口14。
在进气口14内,沿着从进气侧开口14a向气缸侧流动的进气流动方向(空心箭头)设有涡流板100。涡流板100被以跨越独立的2个进气口14的方式配置(参照图4)。在涡流板100的进气侧连接有设置了控制阀18的进气歧管12。进气口14被涡流板100分隔为上部口14u和下部口14d,通过控制阀18关闭下部口14d时,则进气增速,在上部口14u内流动,在缸膛13内形成强力的涡流(纵涡流)。当对该纵涡流点火时,则能用少量的气体量取得理想的燃烧模式。
在倾斜角度小的低开口的进气口时,沿着进气流动方向的涡流板的长度约70mm,但是在高开口的进气口14时,涡流板100的长度约为115mm,比较长。长的涡流板100由于铸造成形气缸盖10时的热膨胀所引起的伸长量的绝对量比短涡流板大。因此,在为长的涡流板100时,有必要充分考虑热影响。
进气口14,气缸侧的通路较大弯曲,涡流板100的气缸侧端部Ta的位置偏移时,则气流的特性变化,对涡流的发生状况带来较大影响,所以气缸侧端部Ta的位置是极重要的位置。另一方面,进气侧端部Tb的位置是把进气分支的侧,并且是设有控制阀18的部分,所以即使其位置稍微偏移,也不会使气流特性产生变化,通常没必要像气缸侧端部Ta的位置那样进行高精度设定。
因此,在第1实施方式中,在铸造成形气缸盖10时,采用使气缸侧端部Ta的位置为固定,进气侧端部Tb的位置比较自由的结构,在注入金属熔液时,即使涡流板100受到热影响,也可由进气侧端部Tb侧吸收它。
另外,被铸造成形后的气缸盖10为了赋予必要的机械特性,实施热处理(T6处理(固溶处理+时效处理))。固溶处理是为了使组织均匀化而进行的处理,由于铸造品在其表层含有润滑剂的成分,所以进行该处理。固溶处理例如在固溶温度约500℃进行3~4小时。
下面说明涡流板100的结构。
图5(A)、(B)是表示第1实施方式的涡流板100的俯视图和侧视图,图5(C)是沿着图5(A)的5C-5C线剖切的剖视图。
涡流板100预先设置在形成气缸盖10的进气口14的后面描述的进气口成形用型芯200(参照图6)中,在气缸盖10的铸造成形时被包铸,将气缸盖10的进气口14分隔为多个口(上部口14u和下部口14d)。另外,在以下的说明中,把预先设有涡流板100的进气口成形用型芯200简称作“口型芯200”。
参照图5,涡流板100具有跨越气缸盖10的多个进气口14配置的形成大致矩形板状的主体部101。该主体部101具有:位于进气口14内的进气流动方向的上游侧的进气侧端部Tb(相当于上游侧端部)和位于下游侧的气缸侧端部Ta(相当于下游侧端部)。涡流板100还具有:从主体部101的一部分形成,把各进气口14内分隔为多个口(上部口14u、下部口14d)的多个分隔部102;从主体部101中的位于与进气流动方向交叉的方向的两侧缘形成,在铸造成形气缸盖10时被金属熔液包铸的侧方包铸部103;从主体部101中的多个分隔部102彼此之间的部位形成,在铸造成形气缸盖10时被金属熔液包铸的内方包铸部104;形成在内方包铸部104的一部分上,促进金属熔液的凝固的促进部110。
1个涡流板100被以跨越独立的2个进气口14的方式配置(参照图4),将2个进气口14分别分隔为上部口14u、下部口14d。因此,1个涡流板100具有2个分隔部102和一个内方包铸部104。
在每个各进气口14设置涡流板的形态中,涡流板的数量需要是进气口14的数量,零件数量比较多。零件数量的增加可以成为制造工时增加、处理性的恶化、质量确认项目的增加等使生产率变差的一个重要原因。与此相对,在本实施方式中,由于1个涡流板100被以跨越多个进气口14的方式配置,所以能减少一个气缸盖10所需要的涡流板100的数量。因此,通过削减零件数量,生产率提高,质量也变得稳定。
虽然也能跨越3个或3个以上的进气口14地配置1个涡流板,但是如本实施方式那样,跨越2个进气口14地配置1个涡流板100是现实的。若配置成跨越3个或3个以上的进气口14,则不仅对长度方向(进气的流动方向),还有必要实施对横向(与进气的流动方向交叉的方向)伸长的对策。另外,整个涡流板变得过大时,则涡流板的刚性不足,还能产生在处理的过程中容易变形的问题。
考虑再利用性,涡流板100的材料最好使用铝合金。
涡流板100的板厚最好是不成为在进气口14内流通的进气的阻力的小厚度,但是当涡流板100的材料为铝合金时,考虑到有必要防止在对气缸盖10的铸造品进行热处理时的热变形,最好为约1.5mm或1.5mm以上。
所述主体部101的进气侧端部Tb以面临气缸盖10壁面的进气侧开口14a的方式配置。
所述促进部110限定设置在内方包铸部104中的一部分上。具体而言,促进部110设于内方包铸部104中的靠近气缸侧端部Ta的位置。促进部110具有贯通内方包铸部104而形成的冲孔111(参照图5(C))。在图示的例子中,促进部110具有多个冲孔111,各冲孔111具有圆形形状。冲孔111除了具有促进金属熔液凝固的功能外,还具有从气缸盖10看时,由于金属熔液通过冲孔111而凝固,所以提高进气口14相互间的密封性的功能,并具有提高气缸盖10的强度、刚性的功能。
主体部101中的气缸侧端部Ta的截面最好是大致圆形状。当涡流板100热膨胀时,能缓和从气缸侧端部Ta对口型芯200的应力集中,结果,能抑制气缸侧端部Ta侧的型芯产生裂纹。
主体部101中的进气侧端部Tb最好实施倒角。在气缸盖10的铸造成形后的后加工中,有时用刀具等对连接有进气歧管12的气缸盖10端面进行机械加工,在这样的情形下,能更顺利进行涡流板100的进气侧端部Tb的切除,能抑制加工时产生的飞边。
第1实施方式的涡流板100中,具有形成在侧方包铸部103的一部分上、促进金属熔液凝固的侧方促进部120。
所述侧方促进部120也限定设置在侧方包铸部103中的一部分上。具体而言,侧方促进部120设在侧方包铸部103中靠近气缸侧端部Ta侧的位置。侧方促进部120具有形成在侧方包铸部103上的凹部121。图示例子的凹部121具有从侧方包铸部103的侧面向内侧凹陷的三角形形状。
另外,也把内方包铸部104中设有促进部110的一部分称作“凝固促进部分a”,把未设有促进部110的其他部分称作“平滑部分b”。与此相同,把侧方包铸部103中设有侧方促进部120的一部分也称作“凝固促进部分a”,把未设有侧方促进部120的其他部分也称作“平滑部分b”。
在涡流板的包铸成形方法中,进气口成形用型芯保持涡流板的力较弱,涡流板相对于进气口成形用型芯的位置容易偏移。结果,在铸造成形气缸盖10时,涡流板相对于进气口14也容易产生位置偏移。
因此,在本实施方式的涡流板100上,设置防止相对于口型芯200的位置偏移的偏移防止部件140。所述偏移防止部件140形成在气缸侧端部Ta和进气侧端部Tb上,并且由位于芯砂内的台阶部141、142构成。台阶部141、142相对于进气流动方向倾斜地形成。另外,考虑涡流板100所要求的对口型芯200的保持力、涡流板100所要求的位置精度等,当然是可以使台阶部141、142的长度、其相对于进气流动方向的倾斜角度等变化。此外,偏移防止部件140可以仅设置在气缸侧端部Ta和进气侧端部Tb中的任一方上。
涡流板100的制造方法并没有特别限定,但从简便并且廉价地制作相同质量的产品的方面考虑,最好用冲压成形制作涡流板100。
图6(A)、(B)是表示预先设有第1实施方式的涡流板100的、口型芯200的俯视图和侧视图。此外,图7是表示对口型芯200进行造型的模具300的概略剖视图。图8是在截断对口型芯200进行造型的模具300、露出了涡流板100的状态下表示的俯视图。另外,在以下的说明中,将对口型芯200进行造型的模具300简称作“型芯模具300”。
在铸造成形气缸盖10时,首先使用图7所示的型芯模具300,制作图6所示的口型芯200。
口型芯200设置在铸造成形气缸盖10的铸造模具400内(参照图9),形成气缸盖10的进气口14。该口型芯200预先设置成,上述的涡流板100使分隔部102位于芯砂210内,使侧方包铸部103和内方包铸部104从芯砂210露出到外部。台阶部141、142也位于芯砂210内。
口型芯200在形成进气口14的形状的区域(也称作“产品形状内”)更外侧(也称作“产品形状外”)具有芯头201。所述产品形状内与金属熔液的接触多,容易受到热劣化的影响,但由于芯头201与金属熔液的接触少,所以芯砂210粘接的热劣化的影响小,在铸造时,与所述产品形状内相比,是能保证型芯强度的部分。因此,由于铸造成形气缸盖10时的涡流板100的热膨胀,口型芯200被气缸侧端部Ta加压,有可能在产品形状内产生龟裂和破损等。若在产品形状内产生型芯折断,则加工后的去毛刺作业极麻烦。
因此,本实施方式的口型芯200具有挖空进气侧端部Tb侧的芯砂210而形成的挖砂空间部220,能将在该口型芯200中具有最弱强度的部位积极稳定地设定在产品形状外。挖砂空间部220成为允许由金属熔液热导致的涡流板100的热膨胀、吸收涡流板100的伸长量的空间的部分。具有挖砂空间部220的构成是想把由涡流板100和芯砂210的热膨胀差引起的内部应力稳定地释放到产品形状外。
露出到外部的侧方包铸部103和内方包铸部104是使被金属熔液包铸时的保持更可靠的部分。侧方包铸部103的包铸量虽然未特别限定,但是例如设定为约2mm。内方包铸部104的大小由2个进气口14之间的间隔决定。在本实施方式中,在内方包铸部的凝固促进部,在冲孔周围也设有包铸量(例如,约2mm)。由此,可更确实地保持被金属熔液包铸。
在铸造后的气缸盖10中,侧方包铸部103和内方包铸部104相对于气缸盖10未熔敷。这是由于,当熔敷时,由作为发动机使用时受到的反复的热冲击和振动,有可能引起涡流板100的疲劳损坏。由于涡流板100相对于气缸盖10未熔敷,所以,从气缸盖10看时,侧方包铸部103的包铸部分为缺口形状。因此,若侧方包铸部103的包铸量过大,则缺口深度变大,在该缺口形状部分产生应力集中,成为使气缸盖10的构造强度下降的一个重要原因。而且,为了提高气缸盖10的水套冷却性能,或为了轻量化,有时必须使气缸盖10的局部或整体的壁厚变薄。因此,最好侧方包铸部103的包铸量尽可能小。
在本实施方式中,通过设置在内方包铸部104上的促进部110促进金属熔液的凝固,从而牢固地固定内方包铸部104处的凝固促进部分a。而且,通过设置在侧方包铸部103上的侧方促进部120促进金属熔液的凝固,从而牢固地固定侧方包铸部103的凝固促进部分a,所以可尽可能减小侧方包铸部103的包铸量。因此,切口深度变小,能抑制在该缺口形状的部分产生应力集中,能提高气缸盖10的构造强度。并且,能有助于由使气缸盖10的壁厚变薄引起的发动机的冷却性能的提高和轻量化。
如图7所示,所述型芯模具300由型芯用上模具301、型芯用下模具302、用于形成挖砂空间部220的未图示的活块等构成的多个模具部件构成。将这些模具部件对接上时,在其内部形成有用于形成口型芯200的内腔303。在内腔303内喷吹入芯砂210并将该芯砂压实,就形成口型芯200。
如图8所示,在型芯模具300上预先载置有涡流板100的状态下,喷入芯砂210,形成口型芯200。涡流板100被定位成在型芯模具300内不偏移,设置在形成于型芯模具300的合模面上的座上。即,以载置在型芯用下模具302的内腔周缘的状态被保持。
沿图7中箭头所示的分割方向分割为型芯用上模具301、型芯用下模具302等模具部件,从而从型芯模具300取出在型芯模具300内成形的口型芯200。
在如所述那样造型的口型芯200中,形成有挖砂空间部220。此外,台阶部141、142配置在芯砂210内。通过这样配置台阶部141、142,气缸侧端部Ta的向芯砂210的进入长度以及进气侧端部Tb向芯砂210的进入长度变长。向芯砂210的进入长度变长,所以涡流板100相对于口型芯200的保持力增加。由此,能防止涡流板100相对于口型芯200的位置偏移。结果,能可靠确保从口型芯200突出到外部的侧方包铸部103的包铸量。
图9是表示在铸造成形气缸盖10的铸造模具400内设置了口型芯200的状态的剖视图。
如图9所示,口型芯200被组装入用于成形气缸盖10的铸造模具400中。铸造模具400由上模具401、下模具402以及侧模具403构成,在下模具402和侧模具403之间支撑口型芯200,用上模具401覆盖时,则在内部形成有成形气缸盖10的内腔404。另外,图中的符号“405”是水套成形用的型芯。制造法采用低压铸造法(LPDC)。
在该状态下,从浇口(未图示)向内腔404内注入由铝合金、其他金属构成的金属熔液时,就形成如图1所示的气缸盖10,但在注入金属熔液时,由于金属熔液的热,使设置在口型芯200中的涡流板100产生热膨胀。
在本实施方式中,在内方包铸部104中的靠近气缸侧端部Ta处设置具有冲孔111的促进部110。该促进部110用于:与其他部分(平滑部分b)附近的金属熔液的凝固相比,该促进部110更促进设有该促进部110的一部分(凝固促进部分a)附近的金属熔液的凝固,从而限制涡流板100相对于进气口14的位置。
把预先设置有涡流板100的口型芯200组装入铸造模具400中,该涡流板100设有上述那样的促进部110,对内腔404中注入金属熔液时,涡流板100中,内方包铸部104和侧方包铸部103被包铸,金属熔液凝固时,整个内方包铸部104和侧方包铸部103被固定。
在此,与平滑部分b相比,内方包铸部104的凝固促进部分a,由于冲孔111的存在,每单位长度的与金属熔液的接触面增大。因此,当内方包铸部104被包铸时,凝固促进部分a附近的金属熔液比平滑部分b附近的金属熔液相对急速冷却,能促进金属熔液的凝固。而且,由于冲孔111的存在,金属熔液通过时的通路阻力也增大,所以凝固促进部分a附近的金属熔液比平滑部分b附近的金属熔液相对容易滞留,能促进金属熔液的凝固。另外,内方包铸部的凝固促进部是考虑与铸造时的金属熔液的接触面积而设置的。即,设置了如本实施方式那样的具有冲孔的凝固促进部时,金属熔液通过孔时的通路阻力随着孔变小而增大。因此,确定孔的大小以得到所希望的凝固促进效果。
通过促进部110的急速冷却金属熔液的作用和使金属熔液滞留的作用相结合,与平滑部分b附近金属熔液的凝固相比,能更促进促进部分a附近的金属熔液的凝固。由此,内方包铸部104的靠近其气缸侧端部Ta的部分比靠近进气侧端部Tb的部分先被固定,所以能防止气缸侧端部Ta相对于进气口14的位置偏移。这样能限制涡流板100相对于进气口14的位置,特别是限制气缸侧端部Ta的位置。此外,由于冲孔111的存在,涡流板100在半凝固状态下的金属熔液中要移动时的阻力也增加。从该方面看,涡流板100难以移动,能防止涡流板100的位置偏移。另外,在本实施方式中,通过设置多个冲孔111,特别要成为在半凝固状态下的金属熔液中移动时的阻力,设置充分大小的凝固促进部。
此外,由于能促进凝固促进部分a的附近的金属熔液的凝固,所以即使在内方包铸部104稍微残留砂和树脂膜等时,也能可靠地保持气密性,涡流板100的固定可靠。由此,在作为铸造结束后的产品的气缸盖10中,能大幅度减少涡流板100在产品内的松动。
另外,内方包铸部104,因为其靠近气缸侧端部Ta的部分比靠近进气侧端部Tb的部分先被固定,所以能将由金属熔液的热引起的涡流板100热膨胀的方向限定或控制在从气缸侧端部Ta向着进气侧端部Tb的一个方向上。涡流板100的热膨胀集中在容易膨胀的进气侧端部Tb,所以口型芯200不会被气缸侧端部Ta加压。因此,在口型芯200中,在形成进气口14的形状的重要的区域中,不会产生龟裂或破损等。
即使在涡流板100的热膨胀大时,由于口型芯200被进气侧端部Tb加压,也能将口型芯200上产生的裂纹向芯头201侧诱导或诱发。该口型芯200上的裂纹引起的毛刺不是在作为制造完毕后的产品的气缸盖10的内部,而是在产品形状外产生。因此,以后的去毛刺作业变得容易,或者没必要实施该去毛刺作业。
而且,口型芯200借助挖砂空间部220,使进气侧端部Tb侧的强度比气缸侧端部Ta侧低。因此,能进一步确实地将口型芯200的裂纹向进气侧端部Tb侧诱导或诱发,能进一步限定由型芯的裂纹引起的毛刺的发生部位。
在本实施方式中,在侧方包铸部103中的靠近气缸侧端部Ta处,设置具有凹部121的侧方促进部120。侧方促进部120也与上述的促进部110同样,与平滑部分b附近的金属熔液的凝固相比,更促进凝固促进部分a附近的金属熔液的凝固。由此,侧方包铸部103,因为其靠近气缸侧端部Ta的部分比靠近进气侧端部Tb的部分先固定,所以能防止气缸侧端部Ta相对于进气口14的位置偏移,进而能将涡流板100热膨胀的方向限定或控制在从气缸侧端部Ta向着进气侧端部Tb的一个方向上。
此外,涡流板100借助偏移防止部件140,防止相对于口型芯200的位置偏移,所以将口型芯200组装入铸造模具400中时,能将涡流板100配置在铸造模具400内设计的正规位置。由此,当内方包铸部104和侧方包铸部103被包铸时,能限制涡流板100相对于进气口14的位置,能将涡流板100配置在气缸盖10内设计的正规位置。
如上所述,根据本实施方式,涡流板100即使热膨胀,也能以保持着作为重要位置的气缸侧端部Ta的位置的状态,以精度良好地被包铸。因此,能充分抑制涡流板100的位置偏移和在产品内的松动等,提高产品质量,并且,限定由口型芯200的裂纹引起的毛刺的发生部位,使加工后的去毛刺作业变容易。
另外,1个涡流板100被以跨越多个进气口14的方式配置,所以与在各进气口14配置涡流板的形态相比,能减少1个气缸盖10所必需的涡流板100的数量。因此,通过减少零件数量,能提高生产率,实现质量的稳定。
第2实施方式
图10(A)是表示第2实施方式的涡流板100a的俯视图,图10(B)是沿着图10(A)的10B-10B线剖切的剖视图,图10(C)是用于说明铸造工序中的第2实施方式的涡流板100a的长度变化的图。另外,对于与第1实施方式同样的构件,标注相同的附图标记,省略其说明。
第2实施方式的涡流板100a,除了第1实施方式的涡流板100的结构之外,还具有用于形成进气口14相互之间的密封部的密封形成部130。密封形成部130设置在内方包铸部104中的比设有促进部110的位置更靠进气侧端部Tb侧的位置。密封形成部130具有留下必要尺寸的包铸部分地贯通内方包铸部104而形成的冲孔131。该冲孔131的开口面积比促进部110的冲孔111的开口面积大。
该涡流板100a被包铸时,在进气口14相互之间,金属熔液通过密封形成部130的冲孔131而凝固,形成密封部。因此,进气口14相互间的密封性提高,并且气缸盖10的强度、刚性提高。
另外,由于在涡流板100a的上游侧设置较大的冲孔131,所以在铸造工序中,从金属熔液受热的面积减少,能减小涡流板100a的伸长量的绝对量。在密封形成部130不设置多个小冲孔的理由如下。即,是为了不仅减小受热面积,还减小涡流板100a伸长时的进气侧端部Tb的摩擦面,将涡流板100a热膨胀的方向限定在从气缸侧端部Ta朝向进气侧端部Tb的一个方向上。
图10(C)中表示测定根据密封形成部130的冲孔131的有无的、涡流板100a在铸造工序中的伸长量的减少状况的结果。如图所示,通过密封形成部130的冲孔131,涡流板100a的伸长量减少。因此,能抑制口型芯200的裂纹。
第3实施方式
图11是表示预先设置有第3实施方式的涡流板100b的口型芯200a的俯视图。另外,对于与第1和第2实施方式同样的构件,标注相同的附图标记,省略其说明。
第3实施方式在涡流板100b以及口型芯200a适合于具有二重联接类型的进气口的气缸盖这方面,与适合于具有分割类型的进气口14的气缸盖10的第1及第2实施方式不同。
本发明的涡流板具有跨越多个进气口而配置的板形状的主体部101,但是进气口的种类并不局限于分割类型。本发明也能应用于二重联接类型的进气口。如上所述,二重联接类型的进气口具有在燃烧室前分支为2股的通路形状,但是1个气缸的进气口是1个。因此,第1及第2实施方式的涡流板100、100a是以跨越与相同气缸连通的多个进气口14的方式配置,但第3实施方式涡流板100b是以跨越与不同气缸连通的多个进气口的方式配置。
其他变型例
虽然表示了具有冲孔111的促进部110,但是本发明并不局限于该情况。促进部110只要能促进金属熔液的凝固,可以采用适宜的构造。促进部110例如只要具有冲孔111、凹部、凸部以及凹凸部中至少一种即可,可以适当组合、混合冲孔111、凹部、凸部以及凹凸部。冲孔111等的形成个数也未被限定,当形成多个时,能排列为一列、多列、散点状、随机状等任意形态。此外,冲孔111等的形状并不局限于圆形形状,也能采用三角形形状、半圆弧形状、椭圆形状、矩形形状等适宜的形状。可以组合、混合不同的形状。可以使其大小均一、或使其大小不同。
虽然表示了具有凹部121的侧方促进部120,但是侧方促进部120与上述的促进部110同样,只要能促进金属熔液的凝固,则可以采用适宜的构造。侧方促进部120例如可以具有冲孔、凹部121、凸部以及凹凸部中至少一种,可以适当组合、混合冲孔111、凹部、凸部以及凹凸部。
Claims (21)
1.一种进气口用分隔板,其设在内燃机的气缸盖内,沿进气流动方向分隔多个进气口的截面,其特征在于,分隔板具有:
分隔部,其沿进气流动方向分隔所述气缸盖内的进气口内部;
侧方包铸部,其设于位于与进气流动方向交叉的方向的所述分隔板的至少一端部,在铸造成形所述气缸盖时,被金属熔液包铸;
内方包铸部,其设于相邻分隔部之间,在铸造成形所述气缸盖时,被金属熔液包铸;
在所述内方包铸部,设有凝固促进部,该凝固促进部是设置多个冲孔、多个凹部、多个凸部、凹凸部或孔与凹部的组合、孔与凸部的组合、孔与凹凸部的组合中的至少一种而成的,用于促进金属熔液的凝固。
2.根据权利要求1所述的进气口用分隔板,其特征在于,
所述凝固促进部设于所述内方包铸部的进气口进气流动方向下游侧端部。
3.根据权利要求1所述的进气口用分隔板,其特征在于,
在所述内方包铸部,在除了设有所述凝固促进部的部位以外的部分设置用于形成进气口之间的密封部的密封形成部。
4.根据权利要求1所述的进气口用分隔板,其特征在于,
在所述内方包铸部,所述凝固促进部设于进气口进气流动方向下游侧端部,并且在比凝固促进部更靠进气流动方向上游侧的位置设置用于形成进气口之间的密封部的密封形成部。
5.根据权利要求1所述的进气口用分隔板,其特征在于,
所述分隔部的上游侧端部,以面临气缸盖壁面的进气侧开口的方式配置。
6.根据权利要求1所述的进气口用分隔板,其特征在于,
在所述侧方包铸部,设置用于促进金属熔液凝固的侧方凝固促进部。
7.根据权利要求6所述的进气口用分隔板,其特征在于,
所述分隔部的所述上游侧端部,被以面临所述气缸盖壁面的进气侧开口的方式配置;
所述侧方促进部设于所述侧方包铸部的靠近所述下游侧端部的位置。
8.根据权利要求1所述的进气口用分隔板,其特征在于,
所述分隔部中的所述下游侧端部的截面为大致圆形状。
9.一种进气口成形用型芯,其用于成形设于内燃机的气缸盖的多个进气口,其特征在于,
进气口成形用型芯具有设于型芯内的、沿进气流动方向分隔内燃机的气缸盖内的进气口截面的分隔板,所述分隔板具有:
分隔部,在铸造成形气缸盖时,其沿进气流动方向分隔进气口内部;
侧方包铸部,其在与进气流动方向交叉的方向的端部,在铸造成形所述气缸盖时,被金属熔液包铸;
内方包铸部,其是多个所述分隔部之间的部分,在铸造成形所述气缸盖时,被金属熔液包铸;
在所述内方包铸部,设有凝固促进部,该凝固促进部是设置多个冲孔、多个凹部、多个凸部、凹凸部或孔与凹部的组合、孔与凸部的组合、孔与凹凸部的组合中的至少一种而成的,用于促进金属熔液的凝固。
10.根据权利要求9所述的进气口成形用型芯,其特征在于,
所述凝固促进部设于所述内方包铸部的进气口进气流动方向下游侧端部。
11.根据权利要求9所述的进气口成形用型芯,其特征在于,
在所述内方包铸部,在除了设有所述凝固促进部的部位以外的部分设置用于形成进气口之间的密封部的密封形成部。
12.根据权利要求9所述的进气口成形用型芯,其特征在于,
在所述内方包铸部,所述凝固促进部设于进气口进气流动方向下游侧端部,并且在比凝固促进部更靠进气流动方向上游侧的位置设置用于形成进气口之间的密封部的密封形成部。
13.一种内燃机的气缸盖,具有多个进气口和沿进气流动方向分隔多个进气口截面的分隔板,其特征在于,
所述分隔板具有:
侧方包铸部,其设于与进气流动方向交叉的方向的分隔板端部部分,在铸造成形所述气缸盖时,被金属熔液包铸;
内方包铸部,其在所述多个进气口之间的部分,被金属熔液包铸;
凝固促进部,其设于内方包铸部,是设置多个冲孔、多个凹部、多个凸部、凹凸部或孔与凹部的组合、孔与凸部的组合、孔与凹凸部的组合中的至少一种而成的,用于促进金属熔液的凝固。
14.根据权利要求13所述的内燃机的气缸盖,其特征在于,
所述凝固促进部设于所述内方包铸部的进气口进气流动方向下游侧端部。
15.根据权利要求13所述的内燃机的气缸盖,其特征在于,
在所述内方包铸部,在除了设有所述凝固促进部的部位以外的部分设置用于形成进气口之间的密封部的密封形成部。
16.根据权利要求13所述的内燃机的气缸盖,其特征在于,
在所述内方包铸部,所述凝固促进部设于进气口进气流动方向下游侧端部,并且在比凝固促进部更靠进气流动方向上游侧的位置设置用于形成进气口之间的密封部的密封形成部。
17.一种进气口用分隔板,其设在内燃机的气缸盖内,沿进气流动方向分隔多个进气口的截面,其特征在于,进气口用分隔板包括:
分隔部件,其沿进气流动方向分隔所述气缸盖内的进气口内部;
凝固促进部件,其是在所述多个分隔部件之间设置多个冲孔、多个凹部、多个凸部、凹凸部或孔与凹部的组合、孔与凸部的组合、孔与凹凸部的组合中的至少一种而成的,在铸造成形气缸盖时被金属熔液包铸,用于促进金属熔液的凝固。
18.根据权利要求17所述的进气口用分隔板,其特征在于,
具有侧方包铸部件,其设于与进气流动方向交叉的方向的端部,在铸造成形所述气缸盖时,被金属熔液包铸。
19.根据权利要求17所述的进气口用分隔板,其特征在于,
所述凝固促进部件,其在多个分隔部件之间,设于进气口进气流动方向下游侧端部。
20.根据权利要求18所述的进气口用分隔板,其特征在于,
在所述多个分隔部件之间,且在除了设有所述凝固促进部的部位以外的部分设置用于形成进气口之间的密封部的密封形成部。
21.根据权利要求18所述的进气口用分隔板,其特征在于,
在所述多个分隔部件之间,凝固促进部设于进气口进气流动方向下游侧端部,并且用于形成进气口之间的密封部的密封形成部设在比凝固促进部更靠进气流动方向上游侧。
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