CN105484890A - 气缸盖 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气缸盖，该气缸盖位于气缸体与盖罩之间，该气缸盖包括凸轮室、突出部和坐置表面，其中，凸轮室设置在气缸盖的上部中并且朝向盖罩敞开，突出部从凸轮室的底表面朝向盖罩突出并且包括喷射器插入孔，坐置表面设置在凸轮室的底表面中并且接纳气门弹簧。突出部包括限定喷射器插入孔周围的喷射器密封表面的顶表面。突出部包括沿着底表面与坐置表面隔开不同的距离的第一部分和第二部分。第二部分距坐置表面的距离比第一部分距坐置表面的距离长。第一部分的侧表面设定为与第二部分的侧表面相比具有较小的拔模角。

Description

气缸盖

技术领域

本发明涉及一种气缸盖。

背景技术

日本公开特许公报No.2003-293851公开了一种用于直喷式柴油发动机的气缸盖，该直喷式柴油发动机将燃料直接喷射到缸膛中。

如图7中所示，日本公开特许公报No.2003-293851中描述的气缸盖包括具有上开口的凸轮室50。这些凸轮室50共用喷射器凸台51，喷射器凸台51为管状突出部并且从凸轮室50的底表面50A朝向气缸盖的上侧突出。喷射器凸台51包括喷射器插入孔52，该喷射器插入孔52沿着喷射器凸台51的轴线延伸。喷射器插入孔52接纳喷射器。

喷射器凸台51包括限定喷射器密封表面51A的顶表面。在喷射器密封表面51A上设置有密封构件，该密封构件限制燃烧气体等从喷射器插入孔52泄漏。喷射器凸台51的侧表面51B以用来模制凸轮室50的嵌件的拔模角延伸。更具体地，喷射器凸台51形成为使得与上述轴线正交的截面面积朝向凸轮室50的底表面50A增大。

每个底表面50A均包括靠近喷射器凸台51的坐置表面53，该坐置表面53接纳气门弹簧。在气缸盖铸造成之后，气缸盖经历机械加工等以形成坐置表面53。

在进气门与排气门的气门夹角较小并且气门之间的距离较短的情况下，用于气门弹簧的坐置表面53位于喷射器插入孔52附近。因此，喷射器凸台51会与凸轮室50的形成坐置表面53处所在的底表面50A部分地重叠。在这种情况下，当机械加工坐置表面53时，必须部分地切掉喷射器凸台51。这降低了坐置表面53的机械加工性。为了避免干涉坐置表面53，可以减小喷射器凸台51的直径。然而，这将使限定喷射器密封表面51A的顶表面的面积减小。因此，确保密封性能将变得困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种下述的气缸盖，该气缸盖即使在喷射器插入孔和坐置表面位于彼此附近的情况下也能确保喷射器密封表面的面积而不降低气门弹簧坐置表面的机械加工性。

本公开的一个方面是一种气缸盖，该气缸盖位于气缸体与盖罩之间。该气缸盖包括凸轮室、突出部和坐置表面。凸轮室设置在气缸盖的上部中并且朝向盖罩敞开。突出部从凸轮室的底表面朝向盖罩突出并且包括喷射器插入孔。坐置表面设置在凸轮室的底表面中并且接纳气门弹簧。突出部包括限定喷射器插入孔周围的喷射器密封表面的顶表面。突出部包括沿着底表面与坐置表面隔开不同的距离的第一部分和第二部分。第二部分距坐置表面的距离比第一部分距坐置表面的距离长。第一部分的侧表面设定为与第二部分的侧表面相比具有较小的拔模角。

本发明的其它方面和优势将从以下结合通过示例的方式示出本发明的原理的附图的描述中变得明显。

附图说明

本发明及其目的和优势可以通过参考以下对当前优选的实施方式的说明以及附图而被最好地理解，在附图中：

图1为示出了气缸盖的一个实施方式所应用至的直喷式柴油发动机的一部分的剖视图；

图2为示出了图1的气缸盖的局部平面图；

图3为示出了图1的气缸盖中的凸轮室的局部立体图；

图4为气缸盖的沿着图2的线4-4截取的剖视图；

图5为气缸盖的沿着图2的线5-5截取的剖视图；

图6A至图6C为示出了用于铸造图1的气缸盖的过程的示图；以及

图7为常规的气缸盖的剖视图。

具体实施方式

现在将参照图1至图6详细地描述气缸盖的实施方式。本实施方式的气缸盖应用于直喷式柴油发动机，该直喷式柴油发动机将燃料直接喷射到气缸中。

如图1中所示，气缸盖10的本实施方式应用于直喷式柴油发动机，该直喷式柴油发动机包括气缸体11和盖罩12，气缸体11位于气缸盖10的下方，盖罩12位于气缸盖10的上方。气缸体11包括气缸，所述气缸中的每个气缸均限定容置可移动的活塞11A的缸膛13。在本说明书中，从气缸盖10朝向气缸体11延伸的方向被定义为“向下方向(第一方向)”，而从气缸盖10朝向盖罩12延伸的方向被定义为“向上方向(第二方向)”。此外，当从上方观察气缸盖10时，气缸排列的方向被定义为“气缸盖纵向方向”，而与气缸盖纵向方向正交的方向被定义为“气缸盖横向方向”。

在气缸盖10的位于每个缸膛13紧上方的部分中，喷射器插入孔14在竖向方向上延伸穿过气缸盖10。每个喷射器插入孔14均从上方接纳喷射器15。此外，用螺栓紧固至气缸盖10的喷射器保持器16限制喷射器15从喷射器插入孔14移除。围绕每个喷射器插入孔14的上开口端部布置有密封构件17。密封构件17限制燃烧气体泄漏通过喷射器插入孔14。

气缸盖10的上部包括朝向盖罩12敞开的凸轮室26。该凸轮室26包括气门驱动机构，该气门驱动机构用于将气体引入到每个缸膛13中以及将气体排出每个缸膛13。

该气门驱动机构包括两个凸轮轴18，即，一个进气凸轮轴18和一个排气凸轮轴18。对每个气缸而言，该气门驱动机构还包括多个摇臂19、多个提升式气门20(进气门和排气门)以及多个气门弹簧21。在直喷式柴油发动机中，每个气缸均设置有两个提升式气门20，即，进气提升式气门20和排气提升式气门20。此外，在直喷式柴油发动机中，进气提升式气门20与排气提升式气门20的气门夹角为大致“零”度。

驱动提升式气门20使得提升式气门20打开及关闭的每个凸轮轴18均包括分别设置为用于提升式气门20的凸轮24。气缸盖10的上部包括凸轮托架22，每个凸轮托架22均具有半圆形的凹部。凸轮轴18可转动地设置在凸轮托架22与凸轮盖23之间，凸轮盖23位于凸轮托架22的上方并且用螺栓紧固至气缸盖10。

摇臂19在凸轮室26中位于相应的凸轮24的下方。每个摇臂19均包括由固定至气缸盖10的间隙调节器25以枢转的方式支承的一个端部以及其下表面与相应的提升式气门20的上端部接触的另一端部。每个提升式气门20均被气门弹簧21沿向上方向或气门闭合方向迫压。摇臂19被由气门弹簧21向上迫压的提升式气门20向上推动。由此，每个摇臂19均压靠相应的凸轮24。

图2为示出了气缸盖10的一部分的结构的平面图。图3为示出了凸轮室的一部分的结构的立体图。图1中示出的直喷式柴油发动机的截面与气缸盖10的沿着图2中的线1-1截取的截面对应。

气缸盖10的凸轮室26包括突出部27，该突出部27从凸轮室26的底表面26A向上突出。突出部27包括喷射器凸台27A、凸轮托架部27B和肋部27C、27D。在气缸盖10中，突出部27设置成使得突出部27的顶表面与气缸盖10的顶表面(上端面)齐平。

每个喷射器凸台27A——为容置喷射器15的管状部分——均包括沿着喷射器凸台27A的轴线延伸的喷射器插入孔14。喷射器15插入到喷射器插入孔14中。每个喷射器凸台27A的顶表面限定喷射器密封表面TS，该喷射器密封表面TS接触密封构件17。

凸轮托架部27B——凸轮托架部27B中的每个凸轮托架部均为与凸轮盖23联接的部分——设置在每个喷射器凸台27A的在气缸盖横向方向上的相反侧部处。每个凸轮托架部27B均包括凸轮托架22和用来固定凸轮盖23的两个螺栓孔29。在气缸盖10中，每个凸轮托架部27B的在气缸盖横向方向上的外侧部连接至凸轮室26的外壁26B。

每个肋部27C均为将喷射器凸台27A与凸轮托架部27B连接的部分。每个肋部27D均为将相邻气缸的喷射器凸台27A连接的部分。肋部27D包括用来固定喷射器保持器16的螺栓孔30。

在凸轮室26的底表面26A中，围绕每个喷射器凸台27A布置有接纳气门弹簧21的四个坐置表面28。在气缸盖10铸造成之后，通过对凸轮室26的底表面26A进行切削来机械加工坐置表面28。如上所述，在气缸盖10中，进气门与排气门的气门夹角为大致“零”度。因此，气门弹簧21的坐置表面28设置在距喷射器插入孔14相当小的距离处。

在铸造气缸盖10时，凸轮室26和设置在凸轮室26中的突出部27是利用安置在铸模中的嵌件来形成的。通常，这些嵌件从模具向上或朝向凸轮室26的开口移除。因此，在凸轮室26的侧表面和突出部27的侧表面上设置斜度(拔模角)，以使嵌件能够容易地从模具向上移除。更具体地，凸轮室26的侧表面和突出部27的侧表面大致形成为具有正的拔模角。该拔模角为相对于模具移除方向(向上方向)的倾斜角。

如上所述，在本实施方式的气缸盖10中，气门弹簧21的坐置表面28形成在靠近喷射器插入孔14的位置处。因此，在喷射器凸台27A形成为使得确保限定喷射器密封表面TS的顶表面的足够的面积并且侧表面具有足够的拔模角的情况下，喷射器凸台27A会与凸轮室26的形成坐置表面28处所在的底表面26A部分地重叠。在这种情况下，当机械加工坐置表面28时，将不得不部分地移除喷射器凸台27A的侧表面。这将降低坐置表面28的机械加工性。

在这点上，在本实施方式中，突出部27包括沿着底表面26A与坐置表面28隔开较短距离的部分(第一部分)的侧表面以及沿着底表面26A与坐置表面28隔开较长距离的部分(第二部分)的侧壁。第一部分的侧表面与第二部分的侧表面相比具有较小的拔模角。更具体地，在图2中，位于两个分型线L的在气缸盖横向方向上的内侧的部分Y为突出部27的侧表面具有较小的拔模角之处，而位于两个分型线L的在气缸盖横向方向上的外侧的部分Z为突出部27的侧表面具有较大的拔模角之处。也就是说，突出部27的位于两个分型线L的在气缸盖横向方向上的内侧的部分Y对应于第一部分，而突出部27的位于两个分型线L的在气缸盖横向方向上的外侧的部分Z对应于第二部分。

图4为示出了气缸盖10的上部的结构的沿着图2中的线4-4截取的剖视图。图4示出了位于突出部27的部分Y中的喷射器凸台27A，突出部27的部分Y位于两个分型线L的在气缸盖横向方向上的内侧。如图4的喷射器凸台27A中所示，突出部27在部分Y中的侧表面S1以拔模角α形成，该拔模角α相对于移除模具所沿的向上方向是负的。

图5为示出了气缸盖10的上部的结构的沿着图2中的线5-5截取的剖视图。图5示出了位于突出部27的部分Z中的凸轮托架部27B的截面，突出部27的部分Z位于两个分型线L的在气缸盖横向方向上的外侧。如图5的凸轮托架部27B中所示，突出部27在部分Z中的侧表面S2以拔模角β形成，该拔模角β相对于移除模具所沿的向上方向是正的。

图6A、图6B、图6C示出了用于铸造气缸盖10的过程。在铸造之后，气缸盖10经历各种类型的机械加工以形成喷射器插入孔14、坐置表面28、螺栓孔29、30等。

如图6A中所示，气缸盖10的铸造使用了外模31和嵌件，外模31形成气缸盖10的外侧部，该嵌件形成凸轮室26。该嵌件被分成内嵌件部32和外嵌件部33。内嵌件部32形成凸轮室26的、位于分型线L的在气缸盖横向方向上的内侧的部分Y。外嵌件部33形成凸轮室26的、位于分型线L的在气缸盖横向方向上的外侧的部分Z。内嵌件部32在凸轮室26中形成其中位于凸轮室26中的突出部27的侧表面相对于移除模具所沿的向上方向具有负拔模角的部分。此外，外嵌件部33在凸轮室26中形成其中位于凸轮室26中的突出部27的侧表面相对于移除模具所沿的向上方向具有正拔模角的部分。以上面的方式，凸轮室26的内部被突出部27分隔成多个区域。因此，内嵌件部32和外嵌件部33各自相应地分成多个部分。

在铸造之后，内嵌件部32和外嵌件部33从模具中顺序地移除。外嵌件部33形成凸轮室26的一部分以及突出部27的相对于移除模具所沿的向上方向具有正拔模角的侧表面。另外，外嵌件部33的嵌件分离表面相对于移除模具所沿的向上方向具有正的拔模角。因此，如图6B中所示，外嵌件部33是被向上移除的。在外嵌件部33移除之后，在凸轮室26中形成了敞开空间。因此，如图6C中所示，为了移除内嵌件部32，将内嵌件部32在水平方向上移动然后向上移除。

具有以上结构的气缸盖10的本实施方式具有下述优势。

本实施方式的气缸盖10包括与接纳气门弹簧21的坐置表面28隔开较短距离的部分Y。部分Y包括喷射器凸台27A。在部分Y中，突出部27的侧表面S1的拔模角α设定得较小。更具体地，在部分Y中，突出部27的侧表面形成为具有负的拔模角(α<0)。由此，可以避免突出部27与在凸轮室26的底表面26A中形成坐置表面28的位置之间的干扰，同时限制在避免这种干扰时将出现的喷射器密封表面TS的面积的减小。因此，即使在喷射器插入孔14位于坐置表面28附近的情况下，也能够使坐置表面28的机械加工性不受影响的同时确保喷射器密封表面TS的面积。特别地，即使在坐置表面28形成在极其接近喷射器插入孔14的位置处的情况下，位于沿着凸轮室26的底表面26A与坐置表面28隔开较短距离的部分Y中的突出部27的侧表面也具有负的拔模角。这确保了坐置表面28的机械加工性的同时确保了喷射器密封表面TS具有足够的面积。

在气缸盖10的铸造中，当利用放置在模具中的嵌件形成凸轮室26时，所述嵌件被向上或朝向凸轮室26的开口移除。在这种情况下，在凸轮室26中存在有具有较小拔模角的部分Y时，嵌件从模具的移除将是困难的。在这点上，在沿着底表面26A与坐置表面28隔开较长距离的部分Z中，突出部27的侧表面S2的拔模角β设定得较大。因此，具有较小拔模角的部分Y受限于需要获得喷射器密封表面TS的面积的部分。这有利于移除用来形成凸轮室26的嵌件。更具体地，在部分Z中，突出部27的侧表面S2形成为具有正的拔模角(β>0)。因此，即使在突出部27包括具有负拔模角的部分的情况下，用于形成凸轮室26的嵌件也可以以分开的部分形成以便于从模具中移除嵌件。

对本领域的熟练技术人员而言应该明显的是，在不背离本发明的范围的情况下，本发明可以以很多其他特定形式来实施。特别地，应当理解的是，本发明可以以下面的形式实施。

喷射器凸台27A和凸轮托架部27B的数目和位置可以根据所应用的直喷式柴油发动机中的气缸的位置以及气门驱动机构的结构而改变。

在上面的实施方式中，突出部27设置成使得突出部27的顶表面TP与气缸盖10的顶表面齐平。代替地，突出部27可以形成为使得突出部27的顶表面TP位于比气缸盖10的顶表面低的位置处。

在上面的实施方式的突出部27中，每个气缸的喷射器凸台27A通过肋部27C、27D一体地联接至凸轮托架部27B。代替地，肋部27C、27D可以部分地或全部地省去。在这种情况下，喷射器凸台27A和凸轮托架部27B可以单独形成。此外，例如，当凸轮托架22并非与气缸盖10一体地形成时，凸轮托架部27B可以从突出部27省去。在任何情况下，从凸轮室26的底表面26A向上突出的突出部的侧表面可以形成为使得相比于与气门弹簧21的坐置表面28隔开较长距离的部分，与气门弹簧21的坐置表面28隔开较短距离的部分具有较小的拔模角。这确保了坐置表面28的机械加工性的同时确保了喷射器密封表面TS的面积。

在上面的实施方式中，突出部27形成为使得在沿着底表面26A与坐置表面28隔开较短距离的部分Y中的侧表面S2具有负的拔模角、在沿着底表面26A与坐置表面28隔开较长距离的部分Z中的侧表面S1具有正的拔模角。然而，在部分Y中，只要能够充分确保喷射器密封表面TS的面积以及坐置表面28的机械加工性，突出部27的侧表面S1也可以形成为具有正的拔模角α。即使在这种情况下，侧表面S1的拔模角α也可以设定为比突出部27在部分Z中的侧表面S2的拔模角小。与突出部27的所有侧表面具有较小拔模角的情况相比，这使得移除用于形成凸轮室26的嵌件变得容易。此外，在这种情况下，取决于凸轮室26的形状和突出部27的形状，可以在不将嵌件分成(多个)部分的情况下将该嵌件从模具移除。

在上面的实施方式中，突出部27的在位于分型线L的在气缸盖横向方向上的内侧的部分Y中的侧表面的拔模角不同于突出部27的在位于分型线L的在气缸盖横向方向上的外侧的部分Z中的侧表面的拔模角。代替地，突出部27的侧表面具有不同的拔模角之处的部分可以改变。例如，喷射器凸台27A可以在周向方向上分成其中喷射器凸台27A的侧表面具有不同拔模角的(多个)部分。另外，突出部27的侧表面可以具有以三个阶段或更多个阶段改变的拔模角。替代性地，突出部27的侧表面可以具有与距坐置表面28的距离相对应地连续改变的拔模角。在任何情况下，突出部27可以形成为使得相比于沿着底表面26A与坐置表面28隔开较长距离的部分的侧表面，沿着底表面26A与坐置表面28隔开较短距离的部分的侧表面具有较小的拔模角。这获得了坐置表面28的机械加工性的同时确保了喷射器密封表面TS的面积。

本示例和实施方式将被认为是说明性的而非限制性的，并且本发明并不限于本文给出的细节，而可以在所附权利要求的范围和等同范围内进行修改。

Claims (5)

1.一种气缸盖，所述气缸盖位于气缸体与盖罩之间，所述气缸盖包括：

凸轮室，所述凸轮室设置在所述气缸盖的上部中，其中，所述凸轮室朝向所述盖罩敞开；

突出部，所述突出部从所述凸轮室的底表面朝向所述盖罩突出，其中，所述突出部包括喷射器插入孔；以及

坐置表面，所述坐置表面设置在所述凸轮室的所述底表面中，其中，所述坐置表面接纳气门弹簧，其中，

所述突出部包括顶表面，所述顶表面限定所述喷射器插入孔周围的喷射器密封表面，

所述突出部包括第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分沿着所述底表面与所述坐置表面隔开不同的距离，

所述第二部分距所述坐置表面的距离比所述第一部分距所述坐置表面的距离长，并且

所述第一部分的侧表面设定为与所述第二部分的侧表面相比具有较小的拔模角。

2.根据权利要求1所述的气缸盖，其中，

所述第一部分的所述侧表面具有负的拔模角，并且

所述第二部分的所述侧表面具有正的拔模角。

3.根据权利要求1或2所述的气缸盖，其中，所述第一部分包括所述突出部的至少包含所述喷射器密封表面的部分。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的气缸盖，其中，所述突出部包括：

管状的喷射器凸台，所述喷射器凸台包括所述喷射器插入孔，

凸轮托架部，所述凸轮托架部支承凸轮轴，以及

肋部，所述肋部将所述喷射器凸台与所述凸轮托架部连接。

5.根据权利要求4所述的气缸盖，其中，

所述第一部分包括所述喷射器凸台和所述肋部，并且

所述第二部分包括所述凸轮托架部。