CN103775230B - 气缸盖的水套结构 - Google Patents

Abstract

提供一种气缸盖的水套结构，能够实现排气汇集部的冷却效率的提高，并且抑制铸造时的气体和空气的滞留。气缸盖的水套结构具有：多个燃烧室顶部（21）；多个排气口（23）；使多个排气口（23）汇集的排气汇集部（24）；相对于排气汇集部（24）配置在上侧的上侧排气用水套（80）；以及相对于排气汇集部（24）配置在下侧的下侧排气用水套（90）。上侧排气用水套（80）和下侧排气用水套（90）形成相互独立的流路。上侧排气用水套（80）具有突出部（81），下侧排气用水套具有突出部（91）。突出部（81）和突出部（91）被设置为在气缸轴线方向上相互隔开预定间隔，突出部（81）的突出量L1小于突出部（91）的突出量L2。

Description

气缸盖的水套结构

技术领域

本发明涉及气缸盖的水套结构，尤其是，涉及一体地形成有使多个排气口汇集的排气汇集部的气缸盖的水套结构。

背景技术

作为气缸盖，已知有一体地形成有使从多个燃烧室延伸的多个排气口汇集的排气汇集部的气缸盖。在这样的气缸盖中，为了充分冷却容易成为高温的排气汇集部，除了冷却燃烧室的燃烧室用水套之外，还设置有冷却排气口和排气汇集部的排气用水套。

例如，在专利文献1中，公开了如下的气缸盖的水套结构：在排气汇集部的上侧和下侧分别设置排气用水套，在设置有排气汇集部的排气开口部的气缸盖的侧面与该排气汇集部之间，设置有连通上侧与下侧的排气用水套的连通部。

然而，作为气缸盖的制造方法，通常采用使用型芯的铸造成形进行制造的方法。已知，在这样的铸造方法中，通过浇注到模具的腔体内的熔融金属的热，使形成型芯的树脂制粘结剂燃烧而产生气体，如果该气体混入熔融金属而包含于铸成品中，则会导致铸造缺陷。此外，已知，如果浇注之前的腔体内存在的空气混入熔融金属中而包含于铸造品，则会导致铸造缺陷。因此，希望尽可能将气体和空气排出到模具外。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010－209749号公报

发明内容

但是，在专利文献1所述的结构中，由于具有连通排气汇集部的上侧和下侧的排气用水套的连通部，因此在铸造气缸盖时，会产生这样的弊病：气体和空气容易滞留在被与上侧和下侧的排气用水套对应的型芯以及与连通部对应的型芯包围的区域内。

本发明是鉴于这样的问题而完成的，其课题在于，提供一种气缸盖的水套结构，该水套结构能够实现排气汇集部的冷却效率的提高，并抑制铸造时的气体和空气的滞留。

本发明的气缸盖的水套结构的特征在于，所述气缸盖的水套结构具有：形成在气缸盖的底面的多个燃烧室顶部；多个排气口，它们与所述多个燃烧室顶部中的各个燃烧室顶部分别连通；排气汇集部，其在所述气缸盖的内部使所述多个排气口汇集，并具有在所述气缸盖的沿着气缸列方向的一侧表面上开口的排气开口部；上侧排气用水套，其相对于所述排气汇集部被配置在气缸轴线方向上的上侧，冷却所述排气汇集部；以及下侧排气用水套，其相对于所述排气汇集部配置在气缸轴线方向上的下侧，冷却所述排气汇集部，所述上侧排气用水套与所述下侧排气用水套在所述气缸盖的内部形成相互独立的流路，所述上侧排气用水套具有上侧突出部，该上侧突出部被配置为朝所述下侧排气用水套突出并与所述排气汇集部的下游侧侧部相对，所述下侧排气用水套具有下侧突出部，该下侧突出部被配置为朝所述上侧排气用水套突出，并与所述排气汇集部的下游侧侧部相对，所述上侧突出部和所述下侧突出部被设置为在气缸轴线方向上相互隔开预定间隔，所述上侧突出部的突出量小于所述下侧突出部的突出量。

此外，“气缸轴线方向上的上下”是指：相对于作为与气缸轴线垂直的平面的气缸垂直平面，以成为上方的一侧为上侧，以成为下方的一侧为下侧。

根据本发明，由于上侧突出部和下侧突出部被设置为在气缸轴线方向上相互隔开预定间隔，并且上侧突出部的突出量小于下侧突出部的突出量，因而在铸造这样的结构的气缸盖时，气体和空气不会滞留在与上侧突出部对应的型芯的部位，而通过形成在与上侧突出部对应的型芯的部位和与下侧突出部对应的型芯的部位之间的间隙，排出到被与上下的排气用水套对应的型芯包围的区域外。因此，能够抑制铸造时的气体和空气的滞留。

此外，根据本发明，由于能够利用上侧突出部和下侧突出部覆盖排气汇集部的下游侧侧部而利用上下的排气用水套覆盖排气汇集管整体，因而能够提高排气汇集部的冷却效率。

此外，根据本发明，由于下侧突出部的突出量大于上侧突出部的突出量，因此，即使在例如内燃机倾斜地安装于车辆的情况下或者内燃机由于斜坡等而倾斜的情况下，下侧排气用水套也能够作为放气通道发挥作用。由此，能够抑制下侧排气用水套中产生空气滞留，提高排气汇集部的冷却效率。

此外，优选构成为：所述下侧突出部隔着所述排气开口部而设置于两侧，所述下侧突出部的突出端以越沿着所述排气汇集部的下游侧侧部远离所述排气开口部就越位于气缸轴线方向上的上侧的方式倾斜。

根据这样的结构，下侧突出部的突出端以越沿着排气汇集部的下游侧侧部远离排气开口部就越位于气缸轴线方向上的上侧的方式倾斜，因而下侧排气用水套内的冷却液中含有的空气在通过下侧突出部时，沿着下侧突出部的倾斜面被引导而不会停滞，因而容易流动。由此，能够抑制下侧突出部处发生空气滞留，提高排气汇集部的冷却效率。

此外，优选构成为：所述上侧突出部隔着所述排气开口部而设置于两侧，所述上侧突出部的突出端以越沿着所述排气汇集部的下游侧侧部远离所述排气开口部就越位于气缸轴线方向上的下侧的方式倾斜之后，以越沿着所述排气汇集部的下游侧侧部远离所述排气开口部就越位于气缸轴线方向上的上侧的方式倾斜。

根据这样的结构，上侧突出部的突出端以越沿着排气汇集部的下游侧侧部远离排气开口部就越位于气缸轴线方向上的下侧的方式倾斜之后，以越沿着排气汇集部的下游侧侧部远离排气开口部就越位于气缸轴线方向上的上侧的方式倾斜，因此，在铸造这样的结构的气缸盖时，能够将气体和空气从与抑制了突出量的倾斜面对应的型芯的部位引导到间隙，从而能够抑制气体和空气的滞留。尤其是，气体和空气容易绕着与上侧突出部的突出量最大的部位（倾斜方向变化的部位）对应的型芯的部位，从与倾斜面对应的型芯的部位被引导到间隙。

本发明的气缸盖的水套结构的特征在于，所述气缸盖的水套结构具有：形成在气缸盖的底面的多个燃烧室顶部；多个排气口，它们与所述多个燃烧室顶部中的各个燃烧室顶部分别连通；排气汇集部，其在所述气缸盖的内部使所述多个排气口汇集，并具有在所述气缸盖的沿着气缸列方向的一侧表面上开口的排气开口部；上侧排气用水套，其相对于所述排气汇集部配置在气缸轴线方向上的上侧，冷却所述排气汇集部；以及下侧排气用水套，其相对于所述排气汇集部配置在气缸轴线方向上的下侧，冷却所述排气汇集部，所述上侧排气用水套与所述下侧排气用水套在所述气缸盖的内部形成相互独立的流路，被配置成与所述排气汇集部的下游侧侧部相对的突出部仅被设置在所述下侧排气用水套，所述突出部朝所述上侧排气用水套突出，所述上侧排气用水套和所述突出部被设置为在气缸轴线方向上相互隔开预定间隔。

根据本发明，上侧排气用水套和突出部被设置为在气缸轴线方向相互隔开预定间隔，并且，被配置成与排气汇集部的下游侧侧部相对的突出部仅被设置在下侧排气用水套，因而在铸造这样的结构的气缸盖时，气体和空气不会滞留在与上侧排气用水套对应的型芯处，而通过形成在与上侧排气用水套对应的型芯和与突出部对应的型芯的部位之间的间隙，排出到被与上下的排气用水套对应的型芯包围的区域外。因此，能够抑制铸造时的气体和空气的滞留。

此外，根据本发明，由于能够利用突出部覆盖排气汇集部的下游侧侧部，利用上下的排气用水套覆盖排气汇集管整体，因而能够提高排气汇集部的冷却效率。

此外，根据本发明，由于只对下侧排气用水套设置突出部，能够确保突出部的突出量较大，因此，即使在例如内燃机倾斜地安装于车辆的情况下或者内燃机因斜坡等而倾斜的情况下，下侧排气用水套也能够作为放气通道发挥作用。由此，能够抑制下侧排气用水套处发生空气积存，提高排气汇集部的冷却效率。

根据本发明，能够提供一种气缸盖的水套结构，该水套结构能够实现排气汇集部的冷却效率的提高，并且能够抑制铸造时的气体和空气的滞留。

附图说明

图1是具有本实施方式的缸盖的水套结构的内燃机的剖视图。

图2是缸盖的立体图。

图3是以透视的方式绘出了气缸盖的内部的排气汇集部和缸盖侧水套的立体图。

图4是沿上下方向分解缸盖侧水套和排气汇集部来示出的立体图。

图5是进气用水套、燃烧室用水套和上侧排气用水套的底面图。

图6是下侧排气用水套的底面图。

图7是从前方观察缸盖侧水套和排气汇集部的前视图。

图8是图1的局部放大剖视图。

图9是用于说明冷却液从缸体侧水套流入进气用水套的分解立体图。

图10是用于说明冷却液从缸体侧水套流入下侧排气用水套的分解立体图。

图11是将缸盖侧水套和缸体侧水套与衬垫重合来绘制的底面图。

图12是用于说明进气用水套、燃烧室用水套和上侧排气用水套的冷却液的流动的底面图。

图13是用于说明下侧排气用水套的冷却液的流动的底面图。

图14是与图8对应的部位的铸造模具装置的局部放大剖视图，图14的（a）示出向腔体内注入熔融金属之前的状态，图14的（b）示出向腔体内注入熔融金属的过程中的状态，图14的（c）示出腔体内整体被注入了熔融金属后的状态。

标号说明

1气缸体，1a气缸，2气缸盖，21燃烧室顶部，22进气口，23排气口，24排气汇集部，24a开口部（排气开口部），24d下游侧侧部，3衬垫，10缸体侧水套，40缸盖侧水套，50进气用水套，60燃烧室用水套，70排气用水套，80上侧排气用水套，81突出部（上侧突出部），81a第1倾斜面，81b第2倾斜面，90下侧排气用水套，91突出部（下侧突出部），91a第3倾斜面，91b第4倾斜面，L1、L2突出量，E内燃机，Lc气缸轴线。

具体实施方式

参照图1～图14，对本发明的实施方式进行详细说明。在说明中，对于相同的要素标注相同的编号，并省略重复的说明。此外，如各图所示，在说明方向时，根据将内燃机E设置于车辆的状态下的前后左右上下来说明。

图1是具有本实施方式的缸盖的水套结构的内燃机的剖视图。

如图1所示，应用了本发明的内燃机E具有内燃机主体，该内燃机主体由气缸体1、与气缸体1的上侧端部接合的气缸盖2、设置在气缸体1和气缸盖2之间的衬垫3、与气缸盖2的上侧端部接合的缸盖罩（省略图示）构成，其中，气缸体1一体地设置有直列地排列的4个气缸1a（在图1中仅图示了1个）。

内燃机E是具有4个气缸1a、以能够往复运动的方式嵌合在各个气缸1a内的活塞4、经由连杆5与各活塞4联结的曲柄轴6的多气缸内燃机，并以曲柄轴6的旋转中心线指向左右方向的横向配置方式搭载于作为搭载对象的车辆中。此外，内燃机E将进气侧配置为朝向车辆后方并将排气侧配置为朝向车辆前方。

在每个气缸1a中，在与该气缸1a的气缸轴线Lc平行的方向即气缸轴线方向上，在活塞4和气缸盖2之间，由气缸1a、活塞4和气缸盖2形成燃烧室7。

此外，在本实施方式中，内燃机E被设置为气缸轴线Lc与垂直轴方向（即上下方向）一致，但是本发明不限于此，例如也可以将内燃机E设置为气缸轴线Lc相对于垂直轴方向倾斜。

气缸体1除了具有所述的气缸1a和曲轴箱（省略图示）以外，还具有作为冷却气缸1a的冷却液的流路的缸体侧水套10。缸体侧水套10是连续地包围4个气缸1a的整体的凹槽状空间，并开口于气缸体1的上表面（参照图9、图10）。在缸体侧水套10的一端侧，被提供由未图示的散热器冷却的冷却液。此外，缸体侧水套10经由衬垫3的贯通孔32、35等与后述的进气用水套50和下侧排气用水套90连通，向两者提供冷却液。关于缸体侧水套10和衬垫3，将在后面进行详细说明。

图2是气缸盖的立体图。图3是以透视的方式绘出了气缸盖的内部的排气汇集部和缸盖侧水套的立体图。此外，在图3中，以假想线（双点划线）绘出气缸盖2的外形。

气缸盖2是由使用了型芯的铸造成形制造的金属制部件。如图1～图3（主要是图1）所示，气缸盖2主要具有：构成燃烧室7的顶部的4个燃烧室顶部21（在图1中仅图示了1个）、向各个燃烧室7导入空气的进气口22、从各个燃烧室7排出燃烧气体的排气口23、在气缸盖2的内部使多个排气口23汇集的排气汇集部24以及用于对它们进行冷却的缸盖侧水套40。此外，气缸盖2在其上部具有收纳阀门传动机构的一部分（省略图示）的阀门传动室25。

燃烧室顶部21是设置在气缸盖2的底面2a的大致圆锥形状的凹部。进气口22将各个燃烧室顶部21和气缸盖2的后表面2b连通。排气口23将各个燃烧室顶部21和排气汇集部24连通。针对1个燃烧室顶部21，分别设置2个进气口22和排气口23。此外，在进气口22和排气口23上，设置有未图示的进气阀和排气阀。

如图2所示，排气汇集部24具有1个开口部24a，该开口部24a在气缸盖2的前表面2c的左右方向上的大致中央部开口。排气汇集部24设置在气缸盖2的内部且设置在比气缸体1向前方突出的部位（参照图1）。阀门传动室25是形成在气缸盖2的上表面2d的凹状的空间。阀门传动室25收纳未图示的凸轮轴、摇臂以及阀门等阀门传动机构的一部分。此外，在气缸盖2的左侧面2e，形成有后述的作为缸盖侧水套40的冷却液的出口的出口开口部63、83、93。在气缸盖2的左侧面2e，安装有将从出口开口部63、83、93排出的冷却液分配给加热器和散热器的出水口（省略图示）。

此外，在气缸盖2的前表面2c存在有两个支承孔2f，这两个支承孔2f是通过联结铸造成形时设置在腔体240（参照图14）内的型芯100（参照图14）与支承于模具的芯座的联结部而形成的，该支承孔2f由后备的帽等封闭。

如图1和图3所示，缸盖侧水套40是成为冷却液的流路的空间，具有用于冷却进气口22的进气用水套50、用于冷却燃烧室顶部21的燃烧室用水套60以及用于冷却排气口23和排气汇集部24的排气用水套70。

如图1所示，进气用水套50设置在进气口22的下方。燃烧室用水套60设置在燃烧室顶部21的正上方且设置在进气口22与排气口23之间。排气用水套70具有配置在排气口23和排气汇集部24的上侧的上侧排气用水套80和配置在排气口23和排气汇集部24的下侧的下侧排气用水套90。

进气用水套50与缸体侧水套10连通，并且与燃烧室用水套60连通（参照图1的虚线）。燃烧室用水套60与缸体侧水套10连通，并且与上侧排气用水套80连通。下侧排气用水套90与缸体侧水套10连通。并且，下侧排气用水套90不与进气用水套50、燃烧室用水套60和上侧排气用水套80连通。即，上侧排气用水套80与下侧排气用水套90在气缸盖2的内部形成相互独立的流路。

接下来，参照图4～图7，对排气汇集部24和缸盖侧水套40（即、进气用水套50、燃烧室用水套60、上侧排气用水套80和下侧排气用水套90）的详细结构进行说明。

图4是沿上下方向分解缸盖侧水套和排气汇集部来示出的立体图。图5是进气用水套、燃烧室用水套和上侧排气用水套的底面图。图6是下侧排气用水套的底面图。图7是从前方观察缸盖侧水套和排气汇集部的前视图。

此处，在图4～图7中，为了便于说明，将作为空间的排气汇集部24和缸盖侧水套40绘制为具有实体（即与它们对应的型芯）。

如图4所示，排气汇集部24具有：第1汇集部24b，其将与各个燃烧室7连通的2个排气口23汇集成1个；以及第2汇集部24c，其将4个第1汇集部24b汇集到紧靠开口部24a前面的一个部位。第2汇集部24c和开口部24a设置在气缸盖2的左右方向上的大致中央部。在4个第1汇集部24b中，右侧和左侧的第1汇集部24b比两者之间的两个第1汇集部24b长。该右侧和左侧的第1汇集部24b的前侧的侧面构成了作为由后述上侧排气用水套80的突出部81和下侧排气用水套90的突出部91（参照图1、图4～图6）进行冷却的冷却对象的排气汇集部24的下游侧侧部24d。在俯视图中，下游侧侧部24d从左右两端的排气口23起，以越靠近中央的开口部24a就越位于前侧的方式倾斜。

如图4、图5（主要是图5）所示，进气用水套50是对进气口22（参照图1）进行冷却的部位，并以沿左右方向横跨在各个进气口22的下侧的方式蜿蜒地延伸。进气用水套50在各个进气口22的下方，具有8个开口于气缸盖2的底面2a（参照图2）的进气侧流入部51。此外，进气用水套50在相邻的气缸1a彼此之间（以下，有时称作“气缸轴间”）以及与左右的气缸1a的外侧对应的位置，具有与燃烧室用水套60连通的连通部52。在3个气缸轴间的连通部52的下方，分别设置有开口于气缸盖2的底面2a的轴间流入部53。

燃烧室用水套60是对燃烧室顶部21（参照图1）进行冷却的部位，并以沿左右方向横跨在各个燃烧室顶部21的上方的方式延伸。燃烧室用水套60形成为在前后方向上比进气用水套50宽，并包围在未图示的火花塞的周围。燃烧室用水套60在右侧的端部具有开口于气缸盖2的底面2a的两个燃烧室侧流入部61（参照图7）。此外，燃烧室用水套60在与排气口23（参照图1）彼此之间对应的位置，具有与上侧排气用水套80连通的连通部62。此外，燃烧室用水套60在左侧的端部，具有开口于气缸盖2的左侧面2e而成为冷却液的出口的出口开口部63（参照图2）。出口开口部63形成为在前后方向上比燃烧室用水套60宽，且延伸到前侧。

如图4、图5、图7（主要是图5）所示，上侧排气用水套80被设置为覆盖各个排气口23和排气汇集部24的上侧。上侧排气用水套80形成为：与进气用水套50和燃烧室用水套60相比，前后方向上的宽度尺寸较大，并且上下方向上的厚度尺寸较薄（参照图1）。上侧排气用水套80具有从前侧的端部向下突出的突出部81（参照图1）。突出部81被配置为与排气汇集部24的下游侧侧部24d相对。此外，在上侧排气用水套80的前侧的端部中的与排气汇集部24的开口部24a对应的部分82，不设置突出部81。上侧排气用水套80在左侧的端部，具有开口于气缸盖2的左侧面2e而成为冷却液的出口的出口开口部83（参照图2）。

另外，如果参照图5来说明，则在进气用水套50与燃烧室用水套60之间的部位55，设置有进气口22。此外，在燃烧室用水套60中的与气缸1a的中心位置对应的部位65，设置有火花塞（省略图示）。此外，在燃烧室用水套60和上侧排气用水套80之间的部位67，设置有排气阀（省略图示）。

如图4、图6、图7（主要是图6）所示，下侧排气用水套90被设置为覆盖各个排气口23和排气汇集部24的下侧。下侧排气用水套90以厚度尺寸为与上侧排气用水套80相同程度的方式形成为扁平（参照图1）。下侧排气用水套90具有从前侧的端部向上突出的突出部91（参照图1）。突出部91被配置为与排气汇集部24的下游侧侧部24d相对。此外，在下侧排气用水套90的前侧的端部中的与排气汇集部24的开口部24a对应的部分92，不设置突出部91。下侧排气用水套90在左侧的端部，具有开口于气缸盖2的左侧面2e而成为冷却液的出口的出口开口部93（参照图2）。下侧排气用水套90在后侧的端部且与各个排气口23的下方对应的位置，具有8个开口于气缸盖2的底面2a的排气侧流入部94。这样，由于在排气口23的正下方设置有排气侧流入部94，因而能够高效地冷却排气口23。此外，在距离出口开口部93最远的一侧（即上游侧）的两个排气侧流入部94之间，设置有追加流入部95。

此处，参照图7和图8，对上侧排气用水套80的突出部81和下侧排气用水套90的突出部91进行详细说明。图8是图1的局部放大剖视图。

如图8所示，突出部（上侧突出部）81和突出部（下侧突出部）91被设置为在气缸轴线方向上相互隔开预定间隔。突出部81的突出量L1形成为小于突出部91的突出量L2。换言之，设置为中心线C1比中心线C2更位于上方，其中，中心线C1穿过突出部81的突出端和突出部91的突出端之间的气缸轴线方向中心且沿着与气缸轴线方向垂直的方向，中心线C2穿过排气汇集部24的气缸轴线方向中心且与气缸轴线方向垂直。如图7所示，突出部81、91隔着开口部（排气开口部）24a而设置于左右两侧。

突出部81的突出端形成有第1倾斜面81a和第2倾斜面81b。第1倾斜面81a以越沿着排气汇集部24的下游侧侧部24d远离开口部24a就越位于气缸轴线方向上的下侧的方式倾斜。第2倾斜面81b与第1倾斜面81a相连，以越沿着排气汇集部24的下游侧侧部24d远离开口部24a就越位于气缸轴线方向上的上侧的方式倾斜。另一方面，突出部91的突出端形成有第3倾斜面91a和第4倾斜面91b。第3倾斜面91a以越沿着排气汇集部24的下游侧侧部24d远离开口部24a就越位于气缸轴线方向上的上侧的方式倾斜。第4倾斜面91b与第3倾斜面91a相连，以越沿着排气汇集部24的下游侧侧部24d远离开口部24a就越位于气缸轴线方向上的上侧的方式倾斜。第4倾斜面91b比第3倾斜面91a平缓地倾斜。突出部81设置在第3倾斜面91a和第4倾斜面91b的气缸轴线方向上的上侧。另外，冷却液中含有的空气容易滞留在突出部91的最高的部位，但是在本实施方式中，突出部91的突出端以朝着排气汇集部24逐渐降低的方式倾斜，因而空气沿着第3倾斜面91a和第4倾斜面91b被引导而不会停滞，因而容易流动。

图9是用于说明冷却液从缸体侧水套流入进气用水套的分解立体图。图10是用于说明冷却液从缸体侧水套流入下侧排气用水套的分解立体图。图11是在衬垫的底面图上以重叠的方式绘出了缸盖侧水套和缸体侧水套的底面图。

此外，在图9、图10中，为了便于说明，用假想线（双点划线）来绘制缸盖侧水套40中的流入部以外的部分。此外，在图11中，对衬垫3附加点阴影，并用假想线（粗虚线）绘出缸体侧水套10的开口部。

如图9、图10、图11所示，缸体侧水套10形成为整体地包围在4个气缸1a的周围。缸体侧水套10在最右侧的气缸1a的前侧，具有比其它部位宽的冷却液的导入部11。在导入部11中插入有间隔部件11a，限制冷却液的流动方向。在本实施方式中，冷却液配管P连接于比导入部11的间隔部件11a靠左侧的位置。此外，缸体侧水套10在与气缸1a彼此之间（气缸轴间）对应的部位具有缩颈部12。此外，在气缸轴之间，形成有使前侧和后侧的缩颈部12彼此连通的凹槽状的轴间缝13。

如图9，图10，图11（主要是图11）所示，衬垫3是密封气缸体1与气缸盖2的接合部的金属制板状部件。衬垫3具有与气缸体1的4个气缸1a对应的4个气缸开口部31。此外，衬垫3具有：进气侧贯通孔32和轴间贯通孔33，它们形成在与进气用水套50的进气侧流入部51和轴间流入部53对应的位置；燃烧室侧贯通孔34，其形成在与燃烧室用水套60的燃烧室侧流入部61对应的位置；以及排气侧贯通孔35和追加贯通孔36，它们形成在与下侧排气用水套90的排气侧流入部94和追加流入部95对应的位置。这些进气侧贯通孔32、轴间贯通孔33、燃烧室侧贯通孔34、排气侧贯通孔35和追加贯通孔36均形成在与缸体侧水套10的开口部对应的位置。进气侧贯通孔32和排气侧贯通孔35形成为：除了一部分例外，位于右侧的孔（远离出口开口部63、83、93的孔）大体上口径较大。尤其是，与其它贯通孔32、33、35、36相比，燃烧室侧贯通孔34形成为较大的口径。由此，容易形成后述的纵流。

接下来，参照图9～图13，对对缸体侧水套10和缸盖侧水套40中的冷却液的流动进行说明。

图12是用于说明进气用水套、燃烧室用水套和上侧排气用水套的冷却液的流动的底面图。图13是用于说明下侧排气用水套的冷却液的流动的底面图。

如图9、图10所示，从冷却液配管P流入导入部11的冷却液（箭头Y1）顺着缸体侧水套10朝左方向流过气缸1a的前侧（箭头Y2），在左端部掉头（箭头Y3），顺着缸体侧水套10朝右方向流过气缸1a的后侧（箭头Y4），到达右端部（箭头Y5）。此外，冷却液通过轴间缝13，从前侧的缩颈部12朝后侧的缩颈部12流动（箭头Y6）。

如图10所示，顺着缸体侧水套10朝左方向流过气缸1a的前侧的冷却液（箭头Y2）中的一部分通过衬垫3中形成的排气侧贯通孔35和追加贯通孔36，从排气侧流入部94和追加流入部95流入下侧排气用水套90的内部（箭头Y7）。即，本实施方式中的冷却液的流动是冷却液在流入进气用水套50之前先流入下侧排气用水套90的所谓排气在先型的流动。由此，能够高效地冷却排气口23和排气汇集部24。

此外，如图9所示，顺着缸体侧水套10朝右方向流过气缸1a的后侧的冷却液（箭头Y4）中的一部分，通过衬垫3中形成的进气侧贯通孔32，从进气侧流入部51流入进气用水套50的内部（箭头Y8a）。此外，通过轴间缝13的冷却液（箭头Y6）在后侧的缩颈部12汇合，由此，通过衬垫3中形成的轴间贯通孔33，从轴间流入部53流入进气用水套50的内部（箭头Y8b）。此外，到达了缸体侧水套10的右端部的冷却液（箭头Y5）通过衬垫3中形成的燃烧室侧贯通孔34，从燃烧室侧流入部61流入燃烧室用水套60的右端部（箭头Y9）。

如图12所示，从燃烧室侧流入部61流入燃烧室用水套60的右端部的冷却液从右向左流向左端部的出口开口部63（箭头Y10）。该流动（箭头Y10）在燃烧室用水套60中，形成沿着气缸1a（即燃烧室顶部21）的排列方向Lb（参照图9、图10）的流动（所谓纵流）。此外，从进气侧流入部51和轴间流入部53流入进气用水套50的内部的冷却液通过连通部52流入燃烧室用水套60（箭头Y11），与所述的纵流汇合。从右向左流过燃烧室用水套60的内部的冷却液（箭头Y10）从出口开口部63流出到气缸盖2的外部。

流过燃烧室用水套60的冷却液中的一部分通过连通部62流入上侧排气用水套80。从各连通部62流入的流动（箭头Y12）在上侧排气用水套80的前端侧汇合，形成沿着气缸1a（即燃烧室顶部21）的排列方向Lb（参照图9、图10）的流动（所谓的纵流）（箭头Y13）。此外，上侧排气用水套80的右前部80a由于以越靠近出口开口部83就越位于前侧的方式倾斜，因而从右侧的连通部62朝前方流入的冷却液容易被引导到上侧排气用水套80的右前部80a而流向出口开口部83。从右向左流过上侧排气用水套80的内部的冷却液从出口开口部83流出到气缸盖2的外部。

如图13所示，从排气侧流入部94流入下侧排气用水套90的冷却液（箭头Y14）向前方流动而在下侧排气用水套90的前端侧汇合，形成沿着气缸1a（即燃烧室顶部21）的排列方向Lb（参照图9、图10）的流动（所谓的纵流）（箭头Y15）。此外，下侧排气用水套90的右前部90a由于以越靠近出口开口部93就越位于前侧的方式倾斜，因而从右侧的排气侧流入部94和追加流入部95流向前方的冷却液容易被引导到下侧排气用水套90的右前部90a而流向出口开口部93。从右向左流过下侧排气用水套90的内部的冷却液（箭头Y15）从出口开口部93流出到气缸盖2的外部。

接下来，参照图4和图14，对铸造模具装置200和型芯100进行说明。

图14是与图8对应的部位的铸造模具装置的局部放大剖视图，图14的（a）示出向腔体内注入熔融金属之前的状态，图14的（b）示出向腔体内注入熔融金属的过程中的状态，图14的（c）示出腔体内整体被注入了熔融金属后的状态。

如图14所示，铸造模具装置200是用于铸造气缸盖2的装置，由被设置为能够沿上下方向移动的上模210、为固定型的下模220、被设置为能够沿水平方向移动的4个侧模230（在图14中仅图示了1个）构成。通过将这些多个模具合模而形成腔体240。

在下模220设置有用于从下方将熔融金属注入到腔体240内的未图示的浇口。在上模210和侧模230设置有连通模具内外的未图示的排出孔。排出孔具有将型芯100与熔融金属接触时产生的气体和浇注之前腔体240内存在的空气排出到模具外的功能。此外，排气孔设置在型芯100的上方位置。

型芯100是用于形成排气汇集部24和缸盖侧水套40的砂模。型芯100是以铸造砂为主原料、并在其中混合入以树脂为主成分的粘结剂而形成的。如图4和图14所示，型芯100由第2水套用型芯120、排气用型芯130和第1水套用型芯110构成，并从下方起按该顺序设置在铸造模具装置200的腔体240中。即，只要从下方按顺序地重叠配置3个型芯100即可完成型芯100的设置，因而抑制了型芯100的设置操作的复杂化。

如图4所示，第1水套用型芯110用于形成进气用水套50、燃烧室用水套60和上侧排气用水套80。如图14所示，在第1水套用型芯110的端部，一体地形成有用于形成突出部81的突出部用型芯部位110a。

如图4所示，第2水套用型芯120用于形成下侧排气用水套90。如图14所示，在第2水套用型芯120的端部，一体地形成用于形成突出部91的突出部用型芯部位120a。在突出部用型芯部位110a与突出部用型芯部位120a之间设置有预定的间隙G。突出部用型芯部位110a的突出量形成为小于突出部用型芯部位120a的突出量。

如图4所示，排气用型芯130用于形成排气汇集部24。

接下来，参照图14，对铸造模具装置200和型芯100的作用效果进行说明。

如图14的（a）～（c）所示，从下模220的未图示的浇口进行浇注的熔融金属从下方被注入到腔体240内。在该情况下，通过熔融金属被灌入配置在腔体240内的型芯100而与型芯100接触，使树脂制粘结剂燃烧而产生气体。该气体与腔体240内的空气一起被熔融金属的液面推进到上模210和侧模230的内壁侧。

此时，在本实施方式中，如图14的（b）所示，在突出部用型芯部位110a与突出部用型芯部位120a之间设置有预定的间隙G，并且，突出部用型芯部位110a的突出量小于突出部用型芯部位120a的突出量，因而气体和空气不会滞留在突出部用型芯部位110a处，而通过间隙G排出到被第1水套用型芯110和第2水套用型芯120包围的区域外（参照图14的（b）的箭头）。

接下来，被排出到所述区域外的气体和空气通过未图示的排气孔排出到模具外。并且，在熔融金属冷却硬化之后，将铸造模具装置200开模，去除（粉碎）型芯100，由此使气缸盖2成形。

如上所述，根据本实施方式的气缸盖的水套结构，上侧排气用水套80的突出部81和下侧排气用水套90的突出部91被设置为在气缸轴线方向上相互隔开预定间隔，并且，突出部81的突出量L1小于突出部91的突出量L2，因而在铸造这样的结构的气缸盖2时，气体和空气不会滞留在与突出部81对应的突出部用型芯部位110a处，而通过形成在突出部用型芯部位110a和与突出部91对应的突出部用型芯部位120a之间的间隙G，排出到被与上下的排气用水套80、90对应的第1水套用型芯110和第2水套用型芯120包围的区域外。因此，能够抑制铸造时的气体和空气的滞留。

此外，由于上侧排气用水套80和下侧排气用水套90具有彼此朝另一侧突出并与排气汇集部24的下游侧侧部24d相对地配置的突出部81、91，因而能够使上侧排气用水套80与下侧排气用水套90形成相互独立的流路，并利用突出部81、91覆盖排气汇集部24的下游侧侧部24d，因而能够利用排气用水套70覆盖排气汇集部24的整体而提高冷却效率。

此外，由于突出部91的突出量L2大于突出部81的突出量L1，因此，即使在例如内燃机E倾斜地安装于车辆的情况下或者在内燃机E因斜坡等而倾斜的情况下，下侧排气用水套90也能够作为放气通道发挥作用。由此，能够抑制下侧排气用水套90中产生空气滞留，提高排气汇集部24的冷却效率。

此外，由于在突出部91的突出端形成有以越沿着排气汇集部24的下游侧侧部24d远离开口部24a就越位于气缸轴线方向上的上侧的方式倾斜的第3倾斜面91a和第4倾斜面91b，因而下侧排气用水套90内的冷却液中含有的空气在通过突出部91时，沿着第3倾斜面91a和第4倾斜面91b被引导而不会停滞，因而容易流动。由此，能够抑制突出部91处发生空气滞留，提高排气汇集部24的冷却效率。

另一方面，如果在突出部91的突出端形成第3倾斜面91a和第4倾斜面91b，则会减小覆盖排气汇集部24的面积，但是在本实施方式中，由于在突出部91的第3倾斜面91a和第4倾斜面91b的气缸轴线方向上的上侧设置有上侧排气用水套80的突出部81，因而能够借助突出部81减轻排气汇集部24的覆盖面积（冷却面积）的减少。

此外，如果在上侧排气用水套80设置突出部81，则在铸造气缸盖2时，气体和空气容易滞留在与突出部81对应的突出部用型芯部位110a处，但是在本实施方式中，由于将突出部81的突出量L1设为小于突出部91的突出量L2，并且在突出部81的突出端，形成有第1倾斜面81a和第2倾斜面81b，其中，第1倾斜面81a以越沿着排气汇集部24的下游侧侧部24d远离开口部24a就越位于气缸轴线方向上的下侧的方式倾斜，第2倾斜面81b以越沿着排气汇集部24的下游侧侧部24d远离开口部24a就越位于气缸轴线方向上的上侧的方式倾斜，因而能够将气体和空气从与抑制了突出量的第1倾斜面81a和第2倾斜面81b对应的第1水套用型芯110的部位引导到间隙G，因而能够抑制气体和空气的滞留。

尤其是，气体和空气容易绕着与突出部81的突出量最大的部位（倾斜方向变化的部位）对应的第1水套用型芯110的部位，从与第1倾斜面81a和第2倾斜面81b对应的第1水套用型芯110的部位被引导到间隙G。

以上，参照附图，对本实施方式的气缸盖的水套结构进行了详细说明，但是不言而喻，本发明不限于这些实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行适当变更。

例如，在本实施方式中，构成为使燃烧室用水套60与上侧排气用水套80连通，但是本发明不限于此，只要上侧排气用水套80与下侧排气用水套90成为相互独立的流路，也可以构成为使燃烧室用水套60与下侧排气用水套90连通。另外，由于使燃烧室用水套60与上侧排气用水套80连通的结构能够增大连通部62的上下方向上的宽度尺寸，因而能够增强图4所示的第1水套用型芯110的刚性。

此外，在本实施方式中，对上侧排气用水套80和下侧排气用水套90这两者设置了突出部81、91，但是本发明不限于此，也可以只对下侧排气用水套90设置突出部91，不对上侧排气用水套80设置突出部81。在这样的结构中，在铸造气缸盖2时，气体和空气也不会滞留在与上侧排气用水套80对应的第1水套用型芯110处，而通过形成在第1水套用型芯110和与突出部91对应的突出部用型芯部位120a之间的间隙G，排出到被与上下的排气用水套80、90对应的第1水套用型芯110和第2水套用型芯120包围的区域外。因此，能够抑制铸造时的气体和空气的滞留。此外，能够使上侧排气用水套80与下侧排气用水套90分离，并对排气汇集部24的下游侧侧部24d进行冷却。此外，由于只对下侧排气用水套90设置突出部91，能够确保突出部91的突出量L2较大，因此，即使在例如内燃机E倾斜地安装于车辆的情况下或者内燃机E因斜坡等而倾斜的情况下，下侧排气用水套90也能够作为放气通道发挥作用。由此，能够抑制下侧排气用水套90处发生空气滞留，提高排气汇集部24的冷却效率。

此外，在本实施方式中，在处于气缸盖2的左右方向上的大致中央的位置形成排气汇集部24的开口部24a，但是也可以在靠近左右任意一方的位置形成排气汇集部24的开口部24a。

此外，本发明以直列4气缸形式的内燃机E为例进行了说明，但是本发明不限于此，也能够应用于2气缸、3气缸等其它气缸数的内燃机E，此外，也能够应用于V型形式的内燃机E等。此外，不言而喻，本发明不限于汽车的内燃机E，也能够应用于船舶或通用机械等其它内燃机E。

Claims (3)

1.一种气缸盖的水套结构，其特征在于，具有：

形成在气缸盖的底面的多个燃烧室顶部；

多个排气口，它们与所述多个燃烧室顶部中的各个燃烧室顶部分别连通；

排气汇集部，其在所述气缸盖的内部使所述多个排气口汇集，并具有在所述气缸盖的沿着气缸列方向的一侧表面上开口的排气开口部；

上侧排气用水套，其相对于所述排气汇集部被配置在气缸轴线方向上的上侧，冷却所述排气汇集部；以及

下侧排气用水套，其相对于所述排气汇集部配置在气缸轴线方向上的下侧，冷却所述排气汇集部，

所述上侧排气用水套与所述下侧排气用水套在所述气缸盖的内部形成相互独立的流路，

所述上侧排气用水套具有上侧突出部，该上侧突出部被配置成朝所述下侧排气用水套突出并与所述排气汇集部的下游侧侧部相对，

所述下侧排气用水套具有下侧突出部，该下侧突出部被配置成朝所述上侧排气用水套突出并与所述排气汇集部的下游侧侧部相对，

所述上侧突出部和所述下侧突出部被设置为在气缸轴线方向上相互隔开预定间隔，

所述上侧突出部的突出量小于所述下侧突出部的突出量，

所述下侧突出部隔着所述排气开口部而被设置于两侧，

所述下侧突出部的突出端倾斜成沿所述排气汇集部的下游侧侧部越远离所述排气开口部就越位于气缸轴线方向上的上侧。

2.一种气缸盖的水套结构，其特征在于，具有：

形成在气缸盖的底面的多个燃烧室顶部；

多个排气口，它们与所述多个燃烧室顶部中的各个燃烧室顶部分别连通；

排气汇集部，其在所述气缸盖的内部使所述多个排气口汇集，并具有在所述气缸盖的沿着气缸列方向的一侧表面上开口的排气开口部；

上侧排气用水套，其相对于所述排气汇集部被配置在气缸轴线方向上的上侧，冷却所述排气汇集部；以及

下侧排气用水套，其相对于所述排气汇集部配置在气缸轴线方向上的下侧，冷却所述排气汇集部，

所述上侧排气用水套与所述下侧排气用水套在所述气缸盖的内部形成相互独立的流路，

所述上侧排气用水套具有上侧突出部，该上侧突出部被配置成朝所述下侧排气用水套突出并与所述排气汇集部的下游侧侧部相对，

所述下侧排气用水套具有下侧突出部，该下侧突出部被配置成朝所述上侧排气用水套突出并与所述排气汇集部的下游侧侧部相对，

所述上侧突出部和所述下侧突出部被设置为在气缸轴线方向上相互隔开预定间隔，

所述上侧突出部的突出量小于所述下侧突出部的突出量，

所述上侧突出部隔着所述排气开口部而被设置于两侧，

所述上侧突出部的突出端倾斜成沿所述排气汇集部的下游侧侧部越远离所述排气开口部就越位于气缸轴线方向上的下侧之后，越远离所述排气开口部就越位于气缸轴线方向上的上侧。

3.一种气缸盖的水套结构，其特征在于，具有：

形成在气缸盖的底面的多个燃烧室顶部；

多个排气口，它们与所述多个燃烧室顶部中的各个燃烧室顶部分别连通；

排气汇集部，其在所述气缸盖的内部使所述多个排气口汇集，并具有在所述气缸盖的沿着气缸列方向的一侧表面上开口的排气开口部；

上侧排气用水套，其相对于所述排气汇集部配置在气缸轴线方向上的上侧，冷却所述排气汇集部；以及

下侧排气用水套，其相对于所述排气汇集部配置在气缸轴线方向上的下侧，冷却所述排气汇集部，

所述上侧排气用水套与所述下侧排气用水套在所述气缸盖的内部形成相互独立的流路，

被配置成与所述排气汇集部的下游侧侧部相对的突出部仅被设置在所述下侧排气用水套，

所述突出部朝所述上侧排气用水套突出，

所述上侧排气用水套和所述突出部被设置为在气缸轴线方向上相互隔开预定间隔。