CN102046952B - 内燃机的气缸盖 - Google Patents

Abstract

插入喷射阀安装孔(2)内的每个燃料喷射阀(3)通过分叉夹具(21)固定在气缸盖(1)上。每个夹具(21)包括：基部(22)，其抵接并且支撑在位于凸轮支架(13)中部的中部螺栓(14A)上；分叉末端部(23)，其按压燃料喷射阀(3)；以及中间部分(24)，其通过具有与气缸盖(1)螺纹接合的前端的螺栓(25)来紧固。四个夹具(21)沿着气缸列的方向直线设置。对应于#1和#2气缸的夹具(21)与对应于#3和#4气缸的夹具(21)设置为彼此对称，使得基部(22)朝向外侧。气缸盖(1)的没有覆盖夹具(21)的中央部分上设置有铸芯支撑孔(31)。利用这种构造，可以有效释放气体。

Description

内燃机的气缸盖

技术领域

本发明涉及多缸内燃机的气缸盖，其中的水套为铸造而成，并且更具体而言，涉及内燃机的改进气缸盖，其中，插入位于燃烧室大致中央部分处的喷射阀安装孔内的每个燃料喷射阀分别通过分叉夹具而固定。 

背景技术

已知，例如在诸如柴油发动机等缸内直喷式内燃机中，燃料喷射阀插入延伸穿过燃烧室大致中央部分的喷射阀安装孔中，并且分别通过分叉夹具固定在内燃机上。 

专利文献1披露了这种类型的用于直列型四缸内燃机的气缸盖。进气凸轮轴和排气凸轮轴设置在直线排列的四个燃料喷射阀的相对两侧。四个夹具沿着内燃机气缸列的方向排成直线。每个夹具包括基部、分叉末端部和位于基部与分叉末端部之间的中间部分。基部抵接并支撑在支点部上，该支点部分由突出地装配在气缸盖上的销形成。分叉末端部按压燃料喷射阀。中间部分通过具有拧入气缸盖内的末端部的螺栓来紧固。夹具可以围绕作为支点的支点部向上和向下摆动。借助螺栓来紧固夹具的中间部分，使燃料喷射阀刚性固定在气缸盖上。 

引用列表 

专利文献 

专利文献1：未审查的日本专利申请公开No.2003-269244。 

发明内容

本发明要解决的问题 

在上述常规技术的构造中，与#1气缸和#2气缸相对应的夹具设置为分叉末端部指向内燃机的前侧的姿态，而与#3气缸和#4气缸相对应的夹具设置为分叉末端部指向内燃机的后侧的姿态。也就是说，在四个夹具中，其中两个夹具设置为与另两个夹具相对称。用作与#2气缸相对应的夹具的支点部的销以及用作与#3气缸相对应的夹具的支点部的销设置为在气缸盖的沿气缸列方向的中央部分处彼此邻接。 

因此，不可能在气缸盖的中央部分处——也就是说，在#2气缸和#3气缸之间——设置这样的铸芯支撑孔，其中每个铸芯支撑孔用于支撑一个待用来模制水套的铸芯。如本领域所知，铸芯支撑孔还用作在铸造期间从水套内释放气体的通气孔。通常，铸芯支撑孔形成在气缸盖的上表面的多个部分上。一般来说，当从气缸盖的剖面观看时，水套的上表面(顶表面)的中央部分附近抬起，即形成弧形以具有最大的高度。基于这个原因，可以通过在气缸盖的中央部分处设置铸芯支撑孔来最有效地释放气体。也就是说，如果铸芯支撑孔之一可以设置在气缸盖的中央部分处，则可以使作为通气孔的铸芯支撑孔的数量降至最小，并且可以更切实地避免因残留气体而产生缺陷。 

在上述常规技术的构造中，由于铸芯支撑孔不能设置在气缸盖的中央部分处，所以很不理想地需要增加用于释放气体的铸芯支撑孔的数量。 

此外，在上述常规技术的构造中，必须将作为独立部件安装在气缸盖上的销用作夹具的支点部。这导致了部件数量增加的问题。 

解决问题的方式 

本发明的一个方面提供一种用于多缸内燃机的气缸盖，该气缸盖包括：水套，其在铸造期间利用铸芯形成在气缸盖内；以及多个燃料喷射阀，每个燃料喷射阀插入一个喷射阀安装孔中，喷射阀安装孔延伸穿过各个气缸的燃烧室的大致中央部分，燃料喷射阀通过多个分叉夹具固定在所述气缸盖上。每个所述夹具包括：基部，其抵接并且支撑在位于所述气缸盖一侧的固定支点部上；分叉末端部，其按压所述燃料喷射阀；以及中间部分，其通过具有拧入气缸盖内的末端部的螺栓来紧固。 

多个夹具设置成排列在沿着气缸列方向的直线上的姿态并且布置成与多个气缸所分成的两个气缸组亦即前气缸组和后气缸组相对应。与前气缸组相对应的夹具设置成基部位于内燃机的前侧而分叉末端部位于内燃机的后侧。与后气缸组相对应的夹具设置成基部位于内燃机的后侧而末端部位于内燃机的前侧。也就是说，与前气缸组相对应的夹具和与后气缸组相对应的夹具设置成朝向相反方向的姿态，使得各个夹具的末端部向内而各个夹具的基部向外。利用这种方式，可以保证两个气缸组之间的空间，使得可以在气缸盖的上表面上的两个夹具之间设置铸芯支撑孔。 

在本发明的一个优选实施例中，在各个燃料喷射阀的两侧设置有进气凸轮轴和排气凸轮轴；并且用于凸轮支架的紧固螺栓紧固在气缸盖上以便支撑位于气缸盖与凸轮支架之间的进气凸轮轴和排气凸轮轴中的至少一者。每个紧固螺栓的头部用作固定支点部。 

本发明的效果 

根据上述构造，铸造期间用作通气孔的铸芯支撑孔可以布置在气缸盖的中央部分，而不会干扰夹具的固定支点部。因此，在铸造 期间可以有效地从水套内释放气体。因此，无需增加铸芯支撑孔或通气孔的数量，并且可更切实地避免因铸造期间的残留气体而产生缺陷。 

附图说明

图1是示出根据本发明一个实施例的气缸盖的平面图。 

图2是沿线II-II截取的气缸盖的主要部分的剖视图。 

附图标记： 

1.气缸盖 

2.喷射阀安装孔 

3.燃料喷射阀 

11.进气凸轮轴 

12.排气凸轮轴 

13.凸轮支架 

14.螺栓 

21.夹具 

22.基部 

23.末端部 

24.中间部分 

25.螺栓 

31、32.铸芯支撑孔 

具体实施方式

下面，参考附图对本发明的一个实施例进行说明。 

图1和图2示出一个应用于直列型四缸柴油发动机的本发明实施例的气缸盖。图1示出即将安装到气缸体之前的气缸盖1，其中从该气缸盖上拆下了气缸盖罩(未示出)。如本领域所知，气缸盖1 由诸如铝合金或铸铁等材料经铸造而形成。气缸盖呈大致直角四方体形状，并且其内部具有用作冷却水通道的水套(未示出)。该具有复杂形状的水套是利用铸芯经铸造而形成的。每个气缸在其燃烧室的大致中央部分处具有喷射阀安装孔2(见图2)。喷射阀安装孔2沿竖直方向(即，沿与气缸轴线平行的方向)延伸穿过燃烧室的中央部分，燃料喷射阀3插入该喷射阀安装孔2内。燃料喷射阀3呈细杆形状并且构造为所谓共轨式燃料喷射装置，以便电动地打开和关闭。燃料喷射阀3的顶部设置有用于电气配线的连接器4(见图2)，并且装配有与燃料管道连接的燃料连接部分5。燃料连接部分5从燃料喷射阀3的中部沿对角线向上延伸。 

此外，进气凸轮轴11和排气凸轮轴12设置在排列成一行的四个燃料喷射阀3的两侧。进气凸轮轴11和排气凸轮轴12分别驱动进气门和排气门(均未示出)以在打开位置和关闭位置之间移动。每个气缸都设置有一对进气门和排气门。进气凸轮轴11和排气凸轮轴12可旋转地支撑在形成在气缸盖1一侧的半圆形轴承面与形成在每个凸轮支架13上的半圆形轴承面之间，其中凸轮支架借助螺栓紧固在气缸盖1上。每个凸轮支架13都形成为跨进气凸轮轴11和排气凸轮轴12而延伸的一体式零件。每个凸轮支架13借助螺栓14在三个点处——即凸轮支架13的两端部以及凸轮支架13的位于两端部之间的中部——紧固在气缸盖1上。位于凸轮支架13中部的中部螺栓14(由附图标记14A表示)设置成在气缸列的方向上稍微偏离设置在凸轮支架13的两端部的一对螺栓14。具体地说，位于#1至#5这五个凸轮支架13中的#1和#2前侧凸轮支架13上的中部螺栓14A稍微偏向内燃机的前侧，而位于#3至#5后侧凸轮支架13上的中部螺栓14A稍微偏向内燃机的后侧。顺便提及，图1的左侧与内燃机的前侧对应，而图1的右侧与内燃机的后侧对应。此外，气缸盖1的两侧——即，进气凸轮轴11和排气凸轮轴12的外侧——设置有多个气缸盖螺栓孔16，用于将气缸盖1安装到气缸体上的气缸盖螺栓(未示出)安装到这些气缸盖螺栓孔16内。 

插入上述喷射阀安装孔2内的燃料喷射阀3分别通过分叉夹具21固定在气缸盖1上。每个夹具21包括：锥形基部22，其抵接并且支撑在气缸盖1一侧的固定支点部上；分叉末端部23，其与燃料喷射阀3的台阶部接合并且沿气缸的轴向按压燃料喷射阀3；以及中间部分24，其通过具有拧入气缸盖1内的末端部25a的螺栓25(见图2)紧固。每个夹具21都用作一种可以围绕作为支点的基部22向上和向下摆动的杆，并且刚性地、固定地保持燃料喷射阀3。如图2所示，位于凸轮支架13的中间部分的螺栓14A用作与基部22抵接的固定支点部。更具体地说，中部螺栓14A的头部的上表面与形成在基部22的下表面的突起部22a接触。中部螺栓14A的头部向上偏离设置在凸轮支架13的两端部的一对螺栓14，使得夹具21保持在基本水平的姿态(垂直于气缸的轴线)。 

分别固定燃料喷射阀3的四个夹具21设置在进气凸轮轴11与排气凸轮轴12之间并在沿气缸列方向的直线上彼此对齐。与#1和#2气缸相对应的夹具21设置成以下姿态：基部22布置在内燃机的前侧，而末端部23布置在内燃机的后侧。相反，与#3和#4气缸相对应的夹具21设置成以下姿态：基部22布置在内燃机的后侧，而末端部23布置在内燃机的前侧，这与对应于#1和#2气缸的夹具21相对称。换句话说，#1至#5这五个凸轮支架13中的#1、#2、#4和#5四个凸轮支架13分别用作夹具21的固定支点部。此外，四个夹具21对称地布置成每个夹具21的分叉末端部指向气缸盖1的中心，即，指向#2气缸与#3气缸之间的位置。沿气缸盖1的纵向设置在气缸盖1的中央部分的#3凸轮支架13不用于支撑夹具21。如图2所示，#3凸轮支架13上的中部螺栓14A设置在与#3凸轮支架13两端部的一对螺栓14相同高度的位置。 

 采用上述布置的夹具21，允许气缸盖1的没有被夹具21所覆盖的中部设置铸芯支撑孔31，该铸芯支撑孔起到支撑用于形成水套的铸芯的作用。铸芯支撑孔31布置在#3凸轮支架13附近，更具体地说，布置在内燃机的前侧，偏离#3凸轮支架13上的中部螺栓14A，该中部螺栓14A位于偏向内燃机的后侧的位置。此外，气缸盖1具有一对铸芯支撑孔32，其布置在气缸盖1的两个部分，即气缸盖1的前端部和气缸盖1的后端部，这两个部分相对于气缸盖1的中央部分偏向进气门侧。铸芯支撑孔32布置在分别位于#1气缸一侧和#4气缸一侧的气缸盖螺栓孔16附近。这些铸芯支撑孔31和32由构成铸芯的一部分并且在铸造期间支撑铸芯的棒状部分形成，并且用作在铸造期间释放气体的通气孔。在本实施例中，由于这对铸芯支撑孔32布置在进气门侧并且没有用作通气孔的铸芯支撑孔设置在排气门侧，因此在使模具保持稍微倾斜的姿态下进行铸造，使得进气门侧高于排气门侧。铸造之后，铸芯支撑孔31、32由压配合的塞子31A和32A密封。 

在根据上述实施例的气缸盖1中，铸芯支撑孔31可以设置在气缸盖1的中央部而不会干扰夹具21的固定支点部。采用这种方式，在铸造期间可以有效地从水套内释放气体。因此，可以利用最少数量(即，3个)的铸芯支撑孔——也就是说，铸芯支撑孔31和设置在气缸盖1的前端部和后端部的铸芯支撑孔32——确保进行通气。因此，不仅可以避免因设置大量铸芯支撑孔而引起强度下降，而且还可以更切实地抑制因铸造期前的残留气体而产生缺陷。 

此外，由于位于凸轮支架13中部的螺栓14A布置在较高位置并且用作夹具21的固定支点部，可以减少构成气缸盖1的部件的数量。此外，用作夹具21的固定支点部的中部螺栓14A在气缸列的方向上偏离位于夹具21两端部的一对螺栓14。采用这种方式，可以增强凸轮支架13的支撑刚性，从而可以切实支承从夹具21的基部22输入的载荷。 

尽管在上述实施例中说明了用于直列型四缸内燃机的气缸盖， 但是本发明不限于该实施例并且可以应用于具有任意数量气缸的内燃机的气缸盖，例如直列型三缸内燃机、直列型五缸内燃机、直列型六缸内燃机等，或者诸如V型六缸内燃机和V型八缸内燃机等的相对的气缸列之一上的气缸盖。 

Claims (9)

1.一种用于多缸内燃机的气缸盖，所述气缸盖具有在铸造期间利用铸芯形成在所述气缸盖内的水套，所述气缸盖包括：燃料喷射阀，每个所述燃料喷射阀插入一个喷射阀安装孔中，所述喷射阀安装孔延伸穿过多个气缸中的每一个气缸的燃烧室的大致中央部分，

其中，插入所述喷射阀安装孔中的所述燃料喷射阀通过多个分叉夹具固定在所述气缸盖上，每个所述夹具包括：基部，其抵接并且支撑在位于所述气缸盖一侧的固定支点部上；分叉末端部，其按压所述燃料喷射阀；以及中间部分，其通过具有拧入所述气缸盖内的末端部的螺栓来紧固，

所述夹具设置成排列在沿着所述多个气缸的气缸列方向的直线上的姿态，

所述多个气缸分为两个气缸组，包括前气缸组和后气缸组，所述夹具设置为与所述前气缸组和所述后气缸组相对应，与所述前气缸组相对应的所述夹具设置成所述基部位于所述内燃机的前侧而所述分叉末端部位于所述内燃机的后侧，与所述后气缸组相对应的所述夹具设置成所述基部位于所述内燃机的后侧而所述末端部位于所述内燃机的前侧，并且

在所述气缸盖的位于所述两个气缸组之间的上表面上设置有铸芯支撑孔，所述铸芯支撑孔设置在两个所述夹具之间。

2.如权利要求1所述的气缸盖，还包括：进气凸轮轴和排气凸轮轴，所述进气凸轮轴和所述排气凸轮轴设置在所述燃料喷射阀的两侧；以及凸轮支架，每个所述凸轮支架通过凸轮支架紧固螺栓紧固在所述气缸盖上，从而支撑位于所述气缸盖与所述凸轮支架之间的所述进气凸轮轴和所述排气凸轮轴中的至少一者，其中每个所述凸轮支架的凸轮支架紧固螺栓中有一个的头部用作所述固定支点部。

3.如权利要求2所述的气缸盖，其中每个所述凸轮支架形成为一体式零件，以延伸跨越所述进气凸轮轴和所述排气凸轮轴，每个所述凸轮支架通过凸轮支架紧固螺栓在三个点处紧固在所述气缸盖上，所述三个点包括所述凸轮支架的两端部以及所述凸轮支架的位于所述两端部之间的中部，并且，所述凸轮支架紧固螺栓包括中部紧固螺栓和一对端部紧固螺栓，所述中部紧固螺栓位于所述凸轮支架的中部并且用作所述固定支点部，所述端部紧固螺栓位于所述凸轮支架的两端部，所述中部紧固螺栓的位置在气缸列的方向上稍微偏离所述一对端部紧固螺栓。

4.如权利要求1至3中任一项所述的气缸盖，其中，所述气缸盖适用于直列型四缸内燃机，并且所述铸芯支撑孔布置在所述气缸盖的在所述多个气缸的气缸列方向上的中央部分处，并且在所述气缸盖的前端部和所述气缸盖的后端部布置有一对铸芯支撑孔，并且所述一对铸芯支撑孔或者偏向进气门侧，或者偏向排气门侧。

5.如权利要求1至3中任一项所述的气缸盖，其中，各个铸芯支撑孔用作通气孔，在铸造期间气体通过所述通气孔从所述水套释放。

6.如权利要求4所述的气缸盖，其中，各个铸芯支撑孔用作通气孔，在铸造期间气体通过所述通气孔从所述水套释放。

7.如权利要求3所述的气缸盖，其中，所述凸轮支架中包括位于所述气缸盖的纵向上的中央部分并且不用于支撑所述夹具的凸轮支架。

8.如权利要求7所述的气缸盖，其中，所述铸芯支撑孔位于所述位于所述气缸盖的纵向上的中央部分的凸轮支架上的所述中部紧固螺栓附近。

9.如权利要求7所述的气缸盖，其中，布置在位于所述气缸盖的纵向上的中央部分的所述凸轮支架的中部的中部紧固螺栓，与布置在位于所述气缸盖的纵向上的中央部分的所述凸轮支架的两端部的一对端部紧固螺栓处于同一高度。

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