CN108779736B - 内燃机的进气构造 - Google Patents

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Abstract

在内燃机的进气构造中，构成有在进气端口(42)处连接有进气管(6)而连续的进气通路(80)，进气通路通过分隔板部(85)而被分隔成第1进气通路(80A)和第2进气通路(80B)，进气端口(42)中的分隔板部(85)与缸盖(32)一体成形。在缸盖(32)的与进气管(6)的连接面部(100)上形成有供紧固部件(103)螺入的进气管安装部(101)，进气管安装部和进气端口(42)的分隔板部(85B)一体成形。另外，进气管安装部(101)的至少一部分在进气端口(42)的上游侧端面(42a)位于分隔板部(85B)横穿进气端口(42)而延伸的方向的延长线上。由此，在缸盖(32)的尤其是分隔板部(85)的区域的铸造时容易保持熔融金属的热量，能够提高铸造时的熔融金属流动性。

Description

内燃机的进气构造
技术领域
本发明涉及在进气端口上一体地成形有分隔板部的内燃机的进气构造。
背景技术
以往，在内燃机的进气构造中，构成有在缸盖的进气端口处连接有进气管(inletpipe)而连续的进气通路。在这样的内燃机的进气构造中，为了在内燃机的燃烧室内产生滚流，而在进气通路设置分隔板部，将进气通路一分为二而分隔成滚流路和主流路，在内燃机低载荷时将来自气化器的开闭阀的吸入空气向滚流路引导而促进产生滚流，在高载荷时主要向主流路引导吸入空气，这种构造例如在下述专利文献1中有所公示。
在这样的情况下，存在缸盖和进气管的制造材料不同的情况，进气通路的分隔板部在缸盖侧和进气管侧单独设置。
因此，存在缸盖的进气端口侧的分隔板部与缸盖一体地铸造的情况。在这样的情况下，在如以往那样在分隔板部与进气管安装部之间形成有减厚空间的情况下，具有在厚度薄的分隔板部处铸造时的熔融金属流动性变差的课题。另外，要向分隔板部流入的熔融金属的热量会被用于形成上述减厚空间的铸模吸收，在熔融金属流到分隔板部前，熔融铝有可能会凝固。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-210478号公报(图1、6、11)
发明内容
本发明是鉴于上述现有技术而研发的，其课题在于提供一种内燃机的进气构造，在进气端口处一体地成形分隔板部的缸盖中，在铸造时容易保持熔融金属的热量而能够提高铸造时的熔融金属流动性。
为了解决上述的课题，根据本发明，提供一种内燃机的进气构造，在滑动自如地嵌合于缸体的缸膛内的活塞的顶面与该顶面所相对的缸盖的燃烧室顶壁的内表面之间构成有燃烧室，进气端口和排气端口分别从在上述缸盖的上述燃烧室顶壁的内表面开口的进气阀口和排气阀口一边向相互远离的方向弯曲一边延伸而形成，构成有在上述进气端口处连接有进气管而连续的进气通路，该进气通路通过分隔板部而被分隔成第1进气通路和第2进气通路，上述进气端口中的上述分隔板部与上述缸盖一体成形，上述内燃机的进气构造的特征在于，上述缸盖具有与上述进气管连接的连接面部，在该连接面部上形成有供进气管安装用紧固部件螺入的进气管安装部，该进气管安装部和上述进气端口的上述分隔板部一体成形，并且上述进气管安装部的至少一部分在上述进气端口的上游侧端面位于分隔板部横穿上述进气端口而延伸的方向的延长线上。
根据本发明的优选的实施方式，上述进气管安装部与上述分隔板部之间通过连结部而一体地连结。该连结部处于上述分隔板部横穿进气端口而沿左右延伸的方向的延长线上。
根据本发明的优选的实施方式，上述缸盖在上述燃烧室顶壁的外表面侧具有火花塞安装部，在该火花塞安装部的附近设有空腔部，上述缸盖在上述空腔部的上述进气管安装部侧具有开口，该开口与上述进气管安装部偏置。
发明效果
根据本发明的内燃机的进气构造，在进气端口处一体地成形分隔板部的缸盖中，使分隔板部和进气管安装部接近，而能够在集中的部位中使其具有体积(volume)，由此容易保持铸造时的熔融金属的热量，而能够提高铸造时的熔融金属流动性，除此以外，通过分隔板部和进气管安装部的构造上的连续性，进气管安装部周围的刚性提高。
根据本发明的一个实施方式，能够经由将进气管安装部和分隔板部连结的连结部而将铸造时的熔融金属引到分隔板部，另外，能够避免如在进气管安装部与分隔板部之间形成了减厚空间的情况那样熔融金属的热量被用于形成减厚空间的铸模吸收，从而能够提高向分隔板部的熔融金属流动性。
根据本发明的一个实施方式，由于进气管安装部和空腔部的进气管安装部侧的开口偏置，所以能够扩大空腔部的开口的开口面积，从而能够良好地进行缸盖的火花塞安装部周围的冷却。
附图说明
图1是搭载了具有本发明的本实施方式的内燃机的进气构造的动力单元的踏板型摩托车的右视图。
图2是将图1的踏板型摩托车的车身罩拆下后的后部右视图。
图3是图2所示的动力单元的内燃机部分的、基于与图2所示取向相同的取向得到的侧面剖视图。
图4是图3的主要部分放大图。
图5是缸盖的壳体的左视图，图示左方是车辆前方。
图6是基于图5中VI-VI向视的、缸盖的壳体的俯视图。
图7是基于图5中VII-VII向视的、缸盖的壳体的平面剖视图。
图8是基于图5中VIII向视的、缸盖的壳体的从上表面观察到的立体图。
图9是基于图6、图7中IX-IX向视的、缸盖的壳体的前表面剖视图。
具体实施方式
参照附图来说明本发明的一个实施方式的内燃机的进气构造。
此外，本说明书的说明及权利要求书中的前后左右上下等的朝向遵照搭载了具有本实施方式的进气构造的内燃机的车辆的朝向。在本实施方式中车辆为小型车辆，例如为踏板型摩托车。
另外，图中箭头FR表示车辆前方，LH表示车辆左方，RH表示车辆右方，UP表示车辆上方。
在图1中示出搭载了由本实施方式的内燃机构成的动力单元的踏板型摩托车(以下简称为摩托车)1的右侧面。
摩托车1的车身前部1A和车身后部1B经由低的底板部1C而连结，形成车身骨架的车身架2大致由下管(down tube)21和主管(main pipe)22(参照图2)构成。
即，下管21从车身前部1A的头管20向下方延伸，下管21在下端沿水平弯曲并在底板部1C的下方向后方延伸，如图2所示，经由在其后端沿车宽方向配置的连结架23而将左右一对的主管22连结，主管22从连结架23向斜后方立起，以在中途减缓倾斜的方式弯曲而向后方延伸。
通过主管22，乘员座椅11和其下方的收纳箱、燃料箱等被支承，乘员座椅11的下方被车身罩12覆盖。
另一方面，在车身前部1A中，轴支承在头管20上地在上方设有把手13，在下方延伸有前叉14且在前叉14的下端轴支承有前轮15。
在图2中，如示出拆下了车身罩12后的摩托车1的后部右侧面那样，在主管22的倾斜部的下端附近突出设置有托架24，在托架24上经由连杆部件25而能够摆动地连结支承有动力单元3。
动力单元3的前部是单缸4冲程循环的空冷式内燃机(以下简称为“内燃机”)30，在构成曲柄壳体部50a的动力单元壳体50的前部，沿车宽方向配置曲柄轴51并将其旋转自如地轴支承，且处于使缸轴线X大幅前倾直至接近大致水平的状态的姿势。从动力单元壳体50的下端向前方突出的悬吊臂(hanger arm)52的端部经由安装在主管22的托架24上的连杆部件25而被连结。
动力单元3在构成曲柄壳体部50a的动力单元壳体50的前部具有大致水平地大幅前倾的内燃机30。构成内燃机30的缸体31、缸盖32、缸盖罩33以依次堆叠的方式被紧固，具有带式无级变速器等的动力传动壳体部55从曲柄壳体部50a向左侧后方一体地延伸，在其后部设有作为动力单元3的输出轴的后车轴56，且安装有后轮16。
此外，在动力单元3的后部的动力传动壳体部55与主管22的后部之间夹装有未图示的后缓冲器。
如图2所示，在动力单元3的上部，进气管6从内燃机30的大幅前倾的缸盖32的上部延伸并向后方弯曲，与进气管6连接的气化器7位于缸体31的上方，在气化器7上经由连接管37而在动力传动壳体部55的上方配置有未图示的空气过滤器装置。
另一方面，从缸盖32的下部向下方延伸的排气管38向后方弯曲并偏向右侧地沿后方延伸，与后轮16的右侧的消声器39连接。
图3是动力单元3的前部即内燃机30的一部分的、基于与图2所示的取向相同的取向得到的侧面剖视图。内燃机30由连杆35将在缸体31的缸膛31a内往复移动的活塞34和曲柄轴51的曲柄销51a连结。
在滑动自如地嵌合于缸体31的缸膛31a内的活塞34的顶面34a与顶面34a所相对的缸盖32的燃烧室顶壁32a的内表面32ai之间，构成有燃烧室36。
在本实施方式中内燃机30采用了SOHC型的双气门系统，在缸盖32上设有气门机构9。
在缸盖32上重叠地盖有缸盖罩33，以覆盖气门机构9。
为了向缸盖罩33内的气门机构9进行动力传递，未图示的环状的凸轮链从设在曲柄壳体50a、缸体31、缸盖32的曲柄轴51方向的一侧的凸轮链室96(参照图9)通过，架设在凸轮轴91与曲柄轴51之间，凸轮轴91与曲柄轴51同步地以1/2的旋转速度旋转。
此外，未图示的火花塞在缸盖32中从与上述凸轮链室96相反的一侧(曲柄轴51方向的另一方侧)朝向燃烧室36内嵌插于火花塞安装部32b(参照图9)。
如图3所示，在使缸轴线X接近大致水平地大幅前倾的缸盖32中，进气端口42和排气端口43分别从在燃烧室顶壁32a的内表面32ai开口的进气阀口40和排气阀口41一边向相互沿上下远离的方向弯曲一边延伸而形成。
进气端口42的上游侧端面42a朝向缸盖32的上方且与进气管6连接，构成了连续的进气通路80，在进气管6的上游侧连接有气化器7。
排气端口43的下游端朝向缸盖32的下方而与排气管38连结。
在缸盖32中的进气端口42的弯曲外壁部上一体地嵌合有圆筒状的阀引导部44，能够滑动地支承在阀引导部44上的进气阀46对进气端口42的与燃烧室36相面对的进气阀口40进行开闭。
另外，能够滑动地支承在阀引导部45上的排气阀47对排气端口43的与燃烧室36相面对的排气阀口41进行开闭，其中该阀引导部45一体地嵌合于缸盖32中的排气端口43的弯曲外壁部。
进气阀46及排气阀47的伞部46a、47a均以关闭与燃烧室36相面对的进气阀口40、排气阀口41的方式，通过阀弹簧48而被弹压到内燃机上方，但通过与凸轮轴91的进气凸轮92、排气凸轮93抵接摆动的进气摇臂94、排气摇臂95而将进气阀46、排气阀47的阀杆端部(stem end)46b、47b下压，在规定的定时进气阀46、排气阀47打开，进气端口42和燃烧室36、另外排气端口43和燃烧室36连通，进行规定定时的进气、排气。
在以上那样的本实施方式的内燃机30中，为了在燃烧室36中提供燃料、空气混合气体的滚流即垂直旋流(vertical swirl)而形成有上述进气通路80，以得到燃烧室36中的更好的燃烧。
即，进气通路80从进气管6向进气端口42连续并被分隔板部85分隔成第1进气通路80A和第2进气通路80B。第2进气通路80B是与气化器7的开闭阀71关闭时的下端71a接近的下侧的下侧通路，成为滚流路。另外，第1进气通路80A是除去了第2进气通路80B的上侧的上侧通路，成为主流路。
在本实施方式中，如图4所示，气化器7的流路70的上游侧与连接管37连接，其下游端70a经由隔热体(insulator)75而与进气管6的上游侧端部6a、即进气通路80的上游侧端部80a连接。另外，在流路70的中途设有由文丘里部72的文丘里活塞形成的开闭阀71。气化器7在开闭阀71的上游侧设有节气阀73(图3)，构成了负压动作型气化器，但由于其自身是广泛公知的，所以省略说明。
如作为图3的主要部分放大图的图4所示，开闭阀71被推压到流路70的下端而关闭流路70，但当打开开闭阀71时会从文丘里部72吸出燃料，成为与吸入空气的混合气体，被从气化器7的下游侧的流路70向进气管6、即进气通路80输送。
在内燃机低载荷时，流入到进气通路内的吸入空气与燃料的混合气体(以下简称为“吸入空气”)具有如下特性：从开度小的隔离阀71的下端71a与流路70的底部70b之间沿着底部70b呈扇状流出，并到达进气通路80。
因此，在内燃机30低载荷时，吸入空气容易向第2进气通路80B流动，第2进气通路80B构成为吸入空气越过打开的进气阀46的伞部46a的背侧而流入到燃烧室36中，从而能够容易在燃烧室36内产生滚流。
另外，在内燃机30高载荷时气化器7的开闭阀71的开度变大，大部分的吸入空气在第1进气通路80A中流动，因此能够减少在第2进气通路80B中流动的流量，从而能够抑制在第1进气通路80A和第2进气通路80B中流动的吸入空气在进气通路80的下游、即进气端口42的下游侧碰撞。
如图4所示，进气端口42和进气管6经由隔热体60而连接。另外，分隔板部85构成为具有进气管侧分隔板部85A、进气端口侧分隔板部85B、和与隔热体60的厚度相当的分隔板部85C。
本实施方式的进气端口42中的分隔板部85、即进气端口侧分隔板部85B与缸盖32一体成形。
图5是从与作为右侧面剖视图的图3、图4相反的一侧观察的情况下的、缸盖的壳体的左视图，图示左方为车辆前方。
在缸盖32上夹着隔热体60地设有用于安装进气管6的平面状连接面部100。
如基于图5中VI-VI向视的缸盖32的壳体的俯视图即图6所示，连接面部100的表面形成为管接头的法兰样式。为了夹着隔热体60地在连接面部100上紧固进气管6，在本实施方式中，在连接面部100的左侧，作为进气管安装部而形成有进气管第1安装部101，在右侧形成有进气管第2安装部102。
在进气管第1安装部101上设有供作为进气管6的紧固部件的紧固螺栓103螺入的左侧的内螺纹孔105，在进气管第2安装部102上设有供紧固螺栓103螺入的右侧的内螺纹孔106。
如基于图5中VIII向视的缸盖32的壳体的从上表面观察到的立体图即图8中所示，进气管第2安装部102所在的连接面部100的右侧部100B因缸盖32的壳体主体鼓出而以缸盖32的壳体自身形成。因此，进气管第2安装部102为缸盖32的壳体主体的一部分，右侧的内螺纹孔106从连接面部100的右侧部100B形成于缸盖32的壳体主体。
与此相对，如图8所示，进气管第1安装部101所在的连接面部100的左侧部100A与缸盖32一体成形，但以从缸盖32的壳体主体延伸并从壳体主体的外表面分开的凸缘状部104形成。因此，供紧固螺栓103螺入的左边的内螺纹孔105形成在从缸盖32的壳体主体的外表面突出而到达连接面部100的左侧部100A的凸台状部107上。
即，进气管第1安装部101包含凸台状部107，该凸台状部107从缸盖32的壳体主体外表面突出并到达连接面部100的左侧部100A，以将缸盖32和左侧部100A一体化的方式一体成形。
如图6所示，在连接面部100的左右中央，进气端口42的上游侧端面42a朝向大致上方开口，在其前侧部分(图6图示的上侧部分)形成有第1进气通路80A，在后侧部分(图6图示的下侧部分)形成有第2进气通路80B，在它们之间形成有进气端口42的分隔板部85(85B)。
通常，在连接面部100中位于左右的进气管第1、第2安装部101、102相对于进气端口42的开口的中心而大致左右对称地设置，但在本实施方式中，进气管第1安装部101、尤其是其左侧的内螺纹孔105的区域靠向比进气端口42的开口的中心靠后方的第2进气通路80B侧，并使分隔板部85(85B)横穿进气端口42而沿左右延伸的方向和前后位置大致相同。
即，连接面部100的进气管第1安装部101和进气端口42的分隔板部85(85B)一体成形，并且进气管第1安装部101(尤其是其内螺纹孔105的区域)在进气端口42的上游侧端面42a中位于分隔板部85(85B)横穿进气端口42而延伸的方向的延长线上。
进气管第1安装部101的至少一部分位于进气端口42的上游侧端面42a中的分隔板部85(85B)的延长线上，由此能够得到如下效果。即，在进气端口42上一体地成形分隔板部85(85B)的缸盖32中，能够使分隔板部85(85B)和进气管第1安装部101的区域的体积增大，因此，通过增大了的体积而在铸造时容易保持熔融金属的热量，能够提高铸造时的熔融金属流动性，除此以外，通过分隔板部85(85B)和进气管第1安装部101的构造上的连续性，进气管第1安装部101周围的刚性提高。
此外，进气管第2安装部102因缸盖32的壳体主体鼓出而以壳体主体形成，进气管第2安装部102的铸造时的熔融金属流动性和部件刚性良好。
如基于图5中VII-VII向视的缸盖32的壳体的平面剖视图即图7所示，右侧的内螺纹孔106开设在成为进气管第2安装部102的缸盖32的壳体主体上，但左侧的内螺纹孔105在比右侧的内螺纹孔106靠后方(图7图示的下方)的位置开设在形成进气管第1安装部101的一部分的凸台状部107上。
凸台状部107的周围如上述那样以往被当作用于减厚(谋求轻量化而降低壁厚)的空间，从进气端口42的周围分开地形成，因此产生了铸造时的熔融金属流动性等的课题。
与此相对，在本实施方式中，形成进气管第1安装部101的一部分的凸台状部107与分隔板部85(85B)之间通过连结部108而一体地以最短距离连结地成形。连结部108处于分隔板部85B横穿进气端口42而沿左右延伸的方向的延长线上。另外，连结部108的尤其是中间部为与分隔板部85(85B)的厚度大致相当的厚度。通过使连结部108位于分隔板部85B横穿进气端口42而沿左右延伸的方向的延长线上，而能够维持包含凸台状部107和连结部108在内的部分的整体体积，且在铸造时确保经由连结部108的熔融金属流动性。
因此，能够经由将进气管第1安装部101和分隔板部85(85B)以最短连结的连结部108，使缸盖主体铸造时的熔融金属从缸盖主体铸造用铸模空间经由作为连通部而发挥作用的连结部108引到分隔板部85(85B)。另外，能够避免如在进气管第1安装部101与分隔板部85(85B)之间形成了减厚空间的情况那样熔融金属的热量被用于形成减厚空间的铸模吸收，从而能够提高向分隔板部85的熔融金属流动性。
另外，如基于图6、图7中IX-IX向视的缸盖32的壳体的前表面剖视图(从位于上方的进气端口42的上方朝向后方俯视观察的取向)即图9所示，在缸盖32上，在燃烧室顶壁32a的外表面32ao侧且在火花塞安装部32b的附近设有空腔部32c。
空腔部32c是为了缸盖32的空冷而设置的，空腔部32c在火花塞安装部32b的右方、上部的进气端口42开口侧(图9图示的下方)和下部的排气端口43开口侧(图9图示上方)具有开口，促进外部气体的流通。
如图6～图8所示，缸盖32中的空腔部32c的进气端口42开口侧的开口、即进气管第1安装部101侧的开口32d沿着进气端口42的周壁42b而到达进气管第1安装部101的前方(图6、图7图示的上方)并开口。
另一方面，如从图7也得以明确那样，构成进气管第1安装部101的凸台状部107位于比进气端口42的中心靠后方(图7图示的下方)位置，大致位于分隔板部85(85B)的侧方。
像这样，缸盖32中的空腔部32c的进气管第1安装部101侧的开口32d与进气管第1安装部101偏置，因此能够扩大空腔部32c的上述开口32d的开口面积，外部气体的流通变得良好，从而能够良好地进行缸盖32的火花塞安装部32b周围的冷却。
以上，说明了本发明的一个实施方式，但本发明的方式并不限定于上述实施方式，在本发明的要旨的范围内，当然包含以各种方式实施。
例如，在本实施方式中，在进气管上游配置了气化器，但也可以对在进气管上游配置节气阀体并在节气阀体的下游配置燃料喷射阀的进气构造适用本发明。
为了便于说明，对于具有缸轴线X接近大致水平地前倾的内燃机的动力单元，说明了图示的沿左右配置的动力单元，但例如即使是车辆、动力单元、内燃机的类型不同的结构、缸轴线是立起的结构、左右配置不同的结构，只要在本发明的要旨的范围内就包含在本发明中。
附图标记说明
1···摩托车(踏板型摩托车)、2···车身架、3···动力单元、6···进气管、30···内燃机(空冷式内燃机)、31···缸体、31a···缸膛、32···缸盖、32a···燃烧室顶壁、32ai···内表面、32ao···外表面、32b···火花塞安装部、32c···空腔部、32d···(空腔部32c的进气管第1安装部101侧的)开口、34···活塞、34a···顶面、36···燃烧室、40···进气阀口、41···排气阀口、42进气端口、42a···上游侧端面、43···排气端口、46···进气阀、47···排气阀、50···动力单元壳体、50a···曲柄壳体部、51···曲柄轴、80···进气通路、80a···上游侧端部、80A···第1进气通路、80B···第2进气通路、85···分隔板部、85B···进气端口侧分隔板部、100···连接面部、101···进气管第1安装部(进气管安装部)、103···紧固螺栓(紧固部件)、105···(左侧的)内螺纹孔、107···凸台状部、108···连结部、X···缸轴线。

Claims (5)

1.一种内燃机的进气构造，在滑动自如地嵌合于缸体(31)的缸膛(31a)内的活塞(34)的顶面(34a)与该顶面(34a)所相对的缸盖(32)的燃烧室顶壁(32a)的内表面(32ai)之间构成有燃烧室(36)，进气端口(42)和排气端口(43)分别从在所述缸盖(32)的所述燃烧室顶壁(32a)的内表面(32ai)开口的进气阀口(40)和排气阀口(41)一边向相互远离的方向弯曲一边延伸而形成，
构成有在所述进气端口(42)的上游侧连接有进气管(6)而连续的进气通路(80)，该进气通路(80)通过分隔板部(85)而被分隔成第1进气通路(80A)和第2进气通路(80B)，所述进气端口(42)中的分隔板部(85B)与所述缸盖(32)一体成形，所述内燃机的进气构造的特征在于，
所述缸盖(32)具有从所述缸盖(32)的壳体主体的外表面分开的凸缘状部(104)，来作为与所述进气管(6)连接的连接面部(100)的一个侧部，在该连接面部(100)上形成有供进气管安装用紧固部件(103)螺入的进气管安装部(101)，
该进气管安装部(101)和所述缸盖(32)的所述壳体通过凸台状部(107)而连结，在该凸台状部(107)上设有所述进气管安装用紧固部件(103)用的螺纹孔(105)，
该进气管安装部(101)和所述进气端口(42)中的分隔板部(85B)一体成形，并且所述进气管安装部(101)的至少一部分在所述进气端口(42)的上游侧端面(42a)位于所述进气端口(42)中的分隔板部(85B)横穿所述进气端口(42)而延伸的方向的延长线上，所述进气管安装部(101)及所述凸台状部(107)与所述进气端口(42)中的分隔板部(85B)之间通过连结部(108)而一体地连结。
2.如权利要求1所述的内燃机的进气构造，其特征在于，
所述连结部(108)处于所述进气端口(42)中的分隔板部(85B)横穿所述进气端口(42)而延伸的方向的延长线上。
3.如权利要求1或2所述的内燃机的进气构造，其特征在于，
所述缸盖(32)在所述燃烧室顶壁(32a)的外表面(32ao)侧具有火花塞安装部(32b)，在该火花塞安装部(32b)的附近设有空腔部(32c)，所述缸盖(32)在所述空腔部(32c)的所述进气管安装部(101)侧具有开口(32d)，该开口(32d)与所述进气管安装部(101)偏置。
4.如权利要求1或2所述的内燃机的进气构造，其特征在于，
所述连结部(108)的中间部具有与所述进气端口(42)中的分隔板部(85B)的厚度相当的厚度。
5.如权利要求1或2所述的内燃机的进气构造，其特征在于，
所述连结部(108)将所述凸台状部(107)和所述进气端口(42)中的分隔板部(85B)以最短距离连结。
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