CN103291485A - 一种气缸盖及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气缸盖，所述气缸盖具有顶面、底面、进气侧面、排气侧面、前端面和后端面，所述顶面上分布有凸轮轴安装座和摇臂支座安装凸台，所述前端面与所述后端面之间具有贯通的回油道，L形管状件被铸造在所述气缸盖中，所述L形管状件的竖直部分的端部的开口位于所述摇臂支座安装凸台处，所述L形管状件的水平部分与所述回油道连通并且所述水平部分的端部与所述进气侧面之间具有间隔。本发明还提供了上述气缸盖的制造方法。本发明的气缸盖具有制造简单、精度高的优点。

Description

一种气缸盖及其制造方法

技术领域

本发明涉及发动机领域，具体涉及一种其中铸造有L形管状件作为润滑油道的气缸盖及其制造方法。

背景技术

在汽车工业的发展过程中，如何实现发动机的小型化、紧凑化一直是设计人员不断追求的目标。

在中国专利申请号：96192117.X、申请日：1996-10-16、发明名称“内燃机的摇臂组件”的发明专利中，公开了一种内燃机，气门摇臂通过摇臂支座安装到气缸盖上，而安装摇臂支座紧固到缸盖上时，需要在缸盖上铸造出摇臂支座安装凸台。并且，为了给气门摇臂提供润滑，在摇臂支座和摇臂支承垫上设置了润滑油道。

在中国专利申请号：201220401277.1、申请日：2012-8-14、发明名称“顶置凸轮轴缸盖”的实用新型专利中，进一步公开了气缸盖的回油道向摇臂支座安装凸台供油的油道。由于发动机的结构已经很紧凑，为了避让周围的水套等结构，回油道只能位于凸轮轴安装座的下方，出于加工方便的考虑，摇臂支座安装凸台采用斜油孔与回油道贯通。但是，斜油孔也限制了发动机的进一步小型化，存在改进空间。

在中国专利申请号：201310134760.7、申请日：2013-4-18、发明名称“一种气缸盖及顶置凸轮轴发动机”的发明专利申请中，发明人提出利用从摇臂支座安装凸台开始竖直向下延伸的第一直油孔和从进气侧面开始水平延伸的第二直油孔来与回油道连通，取代通常采用的斜油孔，从而实现发动机的进一步小型化。但是，第一直油孔与第二直油孔是通过机加工形成的，这就需要在加工过程中经历从气缸盖顶部钻孔和从进气侧面钻孔两道工序，一方面两次钻孔加工精度要求高，否则会造成两孔不能连通使气缸盖成为废品，或者即使连通但由于两孔轴线异面而非相交而使两孔错位连通，阻碍油液向摇臂支座安装凸台的流动；另一方面，由于水平钻孔时要从进气侧面进刀，而钻孔完成后要在进气侧面进行封堵，因此又增加了封堵工序；再一方面，由于要从进气侧面开始钻孔直到水平的第一直油孔与竖直的第二直油孔连通，因此在回油道与进气侧面之间无法形成水套的腔室，因为这里的腔室会被第二直油孔贯穿而造成油、水混合，这就降低了气缸盖冷却水套所能够达到的范围，影响气缸冷却效果。

发明内容

本发明的目的是克服上述缺点，提供一种能够实现发动机的进一步小型化，并且制造简单、精度更高的气缸盖。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种气缸盖，所述气缸盖具有顶面、底面、进气侧面、排气侧面、前端面和后端面，所述顶面上分布有凸轮轴安装座和摇臂支座安装凸台，所述前端面与所述后端面之间具有贯通的回油道，L形管状件被铸造在所述气缸盖中，所述L形管状件的竖直部分的端部的开口位于所述摇臂支座安装凸台处，所述L形管状件的水平部分与所述回油道连通并且所述水平部分的端部与所述进气侧面之间具有间隔。

优选地，所述L形管状件的所述竖直部分与所述水平部分之间为圆滑过渡。

优选地，所述L形管状件的外壁具有凸棱或者尖突。

优选地，所述水平部分的端部与所述进气侧面之间的间隔位置分布有水套腔室。

一种气缸盖的制造方法，包括以下步骤：将L形管状件预埋在铸模中；

浇注铸造材料并冷却，使所述L形管状件被铸造在所述气缸盖中，并使所述L形管状件的竖直部分的端部的开口位于所述气缸盖的摇臂支座安装凸台处，所述L形管状件的水平部分的端部与所述气缸盖的进气侧面之间具有间隔；加工回油道，使所述回油道与所述L形管状件的水平部分连通。

优选地，铸造完成后，在所述L形管状件的竖直部分的端部的开口处进行机加工。

优选地，铸造完成后，在所述L形管状件的竖直部分的端部的开口处进行机加工将所述L形管状件和所述铸造材料的一部分同时切除，使所述开口成锥形。

本发明在气缸盖的铸造过程中将L形管状件预埋在铸模中，从而使L形管状件被铸造在气缸盖中形成从摇臂支座安装凸台到回油道的油路，无需再进行水平钻孔和垂直钻孔，节省了工序，加工更简单，并且能够保证油路是贯通的而无需考虑钻孔的机加工精度的影响。而且，L形管状件的水平部分的端部与进气侧面之间具有间隔，这不仅节省了在进气侧面进行封堵的工序，而且为气缸盖水套的布置提供了空间。

进一步地，L形管状件的竖直部分与水平部分之间圆滑过渡，不仅使得油液流动更加通畅，同时能够消除或者减弱在铸造过程中，气缸盖在竖直部分与水平部分之间的连接位置处由于应力集中而产生裂纹的风险。

进一步地，L形管状件的外壁上的凸棱或者尖突能够使L形管状件与铸造材料的连接更加紧密。

进一步地，水平部分的端部与进气侧面之间的间隔位置分布有水套腔室，使得冷却水套分布范围更广，有利于气缸冷却。

进一步地，铸造完成后，在L形管状件的竖直部分的端部的开口处进行机加工，能够消除开口附近的肉瘤、粘砂、多余材料等，从而避免润滑油道被封堵影响供油效果，同时使摇臂支座安装凸台的表面更光滑，保证摇臂支座的安装精度。

进一步地，铸造完成后，在L形管状件的竖直部分的端部的开口处进行机加工将L形管状件开口处的材料及其附近的铸造材料同时切除，使所述开口成锥形，不仅能够消除开口附近的肉瘤、粘砂、多余材料等，从而避免润滑油道被封堵影响供油效果，同时使摇臂支座安装凸台的表面更光滑，保证摇臂支座的安装精度，而且消除了铸造过程中铸造材料与L形管状件的端部的开口处的应力集中，提高受力能力。

附图说明

接下来将结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细说明，其中：

图1是一种顶置凸轮轴发动机的气缸盖的俯视图；

图2是本发明的实施例的发动机的立体图，并且发动机上的部分组件被省略；

图3是沿图1的A-A线的剖视图，表明了现有技术一的润滑油道结构；

图4是类似图3的沿图1的A-A线的剖视图，表明了现有技术二的润滑油道结构；

图5示意性示出了现有技术二中第一直油孔与第二直油孔错位仅部分连通的情况；

图6是本发明的实施例的L形管状件的主视图；

图7是类似图3的沿图1的A-A线的剖视图，表明了本发明的第一个实施例的润滑油道结构；

图8是类似图3的沿图1的A-A线的剖视图，表明了本发明的第二个实施例的润滑油道结构；

图9是类似图3的沿图1的A-A线的剖视图，表明了本发明的第三个实施例的润滑油道结构。

上图标记说明：顶面1、进气侧面2、排气侧面3、前端面4、后端面5、凸轮轴安装座6、摇臂支座安装凸台7、回油道8、斜油孔9、第一直油孔10、第二直油孔11、水套腔室12、凸轮轴13、摇臂支座14、底面15、进气摇臂16、进气门17、排气摇臂18、排气门19、L形管状件20、竖直部分201、水平部分202、凸棱203、第一端部204、第二端部205。

具体实施方式

结合图1和图2，气缸盖具有顶面1、朝向气缸体（未示出）并与其连接的底面15、分布有进气口的进气侧面2、分布有排气口的排气侧面3、朝向正时轮系的前端面4和与前端面4相对的后端面5。本领域普通技术人员应当理解，前端面4和后端面5是相对正时轮系的位置定义的，当然也能够采用其它的定义方式，例如将前、后端面的定义位置互换。在顶面1上，分布有凸轮轴安装座6，并且在其附近分布有摇臂支座安装凸台7。凸轮轴13安装在凸轮轴安装座6内，摇臂支座14安装在摇臂支座安装凸台7上，摇臂支座14上安装有进气摇臂16和排气摇臂8。凸轮轴13驱动进气摇臂16以驱动一对进气门17，同时凸轮轴13驱动排气摇臂18以驱动一对排气门19。回油道8从前端面4开始延伸直到后端面5，从而在前、后端面之间贯通整个气缸盖，作为气缸润滑油路的一部分。

参考图3，由于需要避让水套12等周边结构，回油道8的加工位置可选择性很小，基本位于摇臂支座安装凸台7的斜下方靠近进气侧面2的位置。在现有技术一中，为了向气门摇臂（包括进气摇臂和排气摇臂）组件提供润滑，一般采用从摇臂支座安装凸台7上钻斜油孔9的方式连通到回油道8，这样只需一次钻孔既可，加工方便。

参考图4，与图3不同的是，在现有技术二中，从摇臂支座安装凸台7开始竖直向下钻出第一直油孔10，然后从进气侧面2开始水平钻第二直油孔11，第一直油孔10与第二直油孔11相交连通，并且在加工过程中使第二直油孔11与回油道8连通，从而使回油道8中的油液能够经由第二直油孔11、第一直油孔10到达摇臂支座安装凸台7，进一步进入气门摇臂。采用两个直油孔来取代斜油孔能够使得凸轮轴13上的凸轮的旋转轨迹进一步切向两个直油孔，使得发动机的结构更加紧凑和小型化，但是，为了不影响供油效果和发动机性能，在加工完第二直油孔11后需要将其位于进气侧面2的开口通过焊接、压装堵盖等方式进行封堵，而且，如果不能很好地控制加工精度的话，第一直油孔10与第二直油孔11很可能因错位而不能够连通使气缸盖成为废品，或者两者仅部分连通（如图5所示）。并且，由于第二直油孔11要从进气侧面12开始钻入，因此在回油道8与进气侧面2之间的部分无法铸造出水套腔室12，或者说在此位置，水套腔室12只能位于第二直油孔11以下的位置，影响气缸盖的散热效果。

参考6，L形管状件20具有竖直部分201和水平部分202两个部分，并且竖直部分201的端部标记为第一端部204，水平部分202的端部标记为第二端部205，第一端部204为开口端。在气缸盖的铸造过程中，L形管状件20作为预埋件置于铸模中，然后向铸模中浇注铸造材料，例如铝合金、铸铁等，待铸造材料冷却后，L形管状件20作为气缸盖的一部分被铸造于其中。为了增加与铸造材料连接的紧密性，优选L形管状件20的外壁上具有多条凸棱203，图示凸棱203为直线形，但本领域普通技术人员能够很容易地想象，凸棱203还能够是环形、曲线形等多种形状，或者L形管状件20的外壁上形成麻点状的尖突，均能起到良好的连接效果。

参考图7，L形管状件20被铸造在气缸盖中后，第一端部204的开口位于摇臂支座安装凸台7上，用于向摇臂支座14并进一步向进气摇臂16和排气摇臂18提供润滑。回油道8为气缸盖铸造完成后通过机加工形成的，并且水平部分202与回油道8连通。第二端部205与进气侧面2之间具有间隔S，即水平部分202在进气侧面2处并无开口，无需封堵。这样，本发明在保持了直油孔取代斜油孔所带来的小型化优势的同时，不仅省略了两次钻孔的机加工工序和封堵工序，并且，L形管状件20的竖直部分201和水平部分202之间能够确保是完全贯通的，不会产生直油孔错位的现象，而且，间隔S的位置处能够加工出减重坑，或者在铸造时在此处布置水套腔室12。为了获得更好的水套冷却效果，优选在间隔S处布置水套腔室12。在本实施例中，第二端部205恰好终结于回油道8处，本领域普通技术人员能够很容易地想象，出于加工精度等原因，第二端部205能够继续向着进气侧面2延伸，但并不能到达进气侧面2处，相应地，间隔S将减小。铸造过程中如果出现粘砂、肉瘤等铸造缺陷，则会影响进气摇臂16和排气摇臂18的安装精度，进一步影响进、排气的相位精度，并且，这些铸造缺陷也会部分或者全部封堵住开口，使油液不能顺畅流通，因此优选在第一端部204的开口处进行一次机加工，例如钻、锪等，从而切除该位置处的粘砂、肉瘤等多余材料。在本实施例和第二个实施例中，通过钻孔仅切除了第一端部204的开口处的多余材料。

与图7中所示出的第一个实施例不同的是，在图8所示出的本发明的第二个实施例中，L形管状件20的竖直部分201与水平部分202之间为圆弧形的圆滑过渡，这样不仅能够使回油道8中的油液更加顺畅地流出，而且能够避免在铸造材料冷却收缩时，在竖直部分201与水平部分202的连接位置处产生的应力集中，从而避免或者降低产生裂纹的风险。在摇臂支座安装凸台7上的第一端部204的开口处，

在铸造中，L形管状件20的材料与铸造材料的物理性质不同，因此在两种材料急剧过渡的边缘处容易产生应力集中。与图8中所示出的第二个实施例不同的是，在图9所示出的本发明的第三个实施例中，铸造完成后，第一端部204的开口通过机加工在摇臂支座安装凸台7上成锥形，加工过程中将第一端部204的开口处的部分材料和开口附近的部分铸造材料同时切除，这样，仅靠一次机加工，既能够起到消除L形管状件20与气缸盖铸造材料之间的应力集中，消除L形管状件的竖直部分的开口附近的粘砂、肉瘤等铸造缺陷从而保证摇臂支座安装凸台7的安装精度和受力性能的作用，并且利于油液流出。本领域普通技术人员能够很容易地想象，本发明的第一个实施例中同样能够开锥形口。

虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不被限定于上述实施例，而只受权利要求的限定，本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本发明的实质构思和范围。

Claims (7)

1.一种气缸盖，所述气缸盖具有顶面、底面、进气侧面、排气侧面、前端面和后端面，所述顶面上分布有凸轮轴安装座和摇臂支座安装凸台，所述前端面与所述后端面之间具有贯通的回油道，其特征在于，L形管状件被铸造在所述气缸盖中，所述L形管状件的竖直部分的端部的开口位于所述摇臂支座安装凸台处，所述L形管状件的水平部分与所述回油道连通并且所述水平部分的端部与所述进气侧面之间具有间隔。

2.根据权利要求1所述的气缸盖，其特征在于，所述L形管状件的所述竖直部分与所述水平部分之间为圆滑过渡。

3.根据权利要求1所述的气缸盖，其特征在于，所述L形管状件的外壁具有凸棱或者尖突。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的气缸盖，其特征在于，所述水平部分的端部与所述进气侧面之间的间隔位置分布有水套腔室。

5.一种气缸盖的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

将L形管状件预埋在铸模中；

浇注铸造材料并冷却，使所述L形管状件被铸造在所述气缸盖中，并使所述L形管状件的竖直部分的端部的开口位于所述气缸盖的摇臂支座安装凸台处，所述L形管状件的水平部分的端部与所述气缸盖的进气侧面之间具有间隔；

加工回油道，使所述回油道与所述L形管状件的水平部分连通。

6.根据权利要求5所述的气缸盖的制造方法，其特征在于，铸造完成后，在所述L形管状件的竖直部分的端部的开口处进行机加工。

7.根据权利要求6所述的气缸盖的制造方法，其特征在于，铸造完成后，在所述L形管状件的竖直部分的端部的开口处进行机加工将所述L形管状件开口处的材料及其附近的铸造材料同时切除，使所述开口成锥形。

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