CN109642477A - 内燃机 - Google Patents

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Abstract

一种能够确保内燃机的前方侧和后方侧的设置空间并抑制油控制阀的耐久可靠性降低的内燃机，包括：排气侧凸轮轴，其具备旋转轴；致动器，其被供给油，并通过该被供给的油的压力，控制排气侧凸轮轴的相位；油控制阀，其以与排气侧凸轮轴的旋转轴正交的方式配置，并控制被供给到致动器的油；以及隔热部件，其阻断从排气歧管向油控制阀传导的热的路径。

Description

内燃机
技术领域
本发明涉及内燃机。
背景技术
例如，在内燃机中，设置可变气门正时机构(Variable Valve TimingMechanism)，该可变气门正时机构具备通过由油控制阀(Oil Control Valve，以下称为OCV)供给的油的压力使凸轮轴的相位变化的致动器(例如，参见专利文献1)。
在OCV中，通常使用螺线管。OCV的容许耐热温度，例如是根据螺线管的耐热温度设定的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-19361号公报
发明内容
发明要解决的问题
在将OCV设置于内燃机的前方侧或后方侧的情况下，难以确保内燃机的前方侧或后方侧的设置空间，例如，在驾驶室的下方以纵置状态安装内燃机的布局中，在OCV配置于后侧的情况下，成为突出至货箱部分的形态，在确保卡车等商用车辆的货箱大容积这方面不优选。
此外，在将OCV设置在内燃机的前方侧和后方侧以外的、作为侧方侧的例如排气侧的情况下，由于在排气侧设置有排气歧管等的高温热源，因此存在有可能OCV的温度上升至容许耐热温度以上，从而导致OCV的耐久可靠性降低的问题。
本发明的目的在于，提供能够确保内燃机的前方侧和后方侧的设置空间，并抑制油控制阀的耐久可靠性降低的内燃机。
解决问题的方案
本发明所涉及的内燃机包括：排气侧凸轮轴，其具备旋转轴；致动器，其被供给油，并通过该被供给的油的压力，控制所述排气侧凸轮轴的相位；油控制阀，其以与所述排气侧凸轮轴的旋转轴正交的方式配置，并控制被供给到所述致动器的所述油；以及隔热部件，其阻断从排气歧管向所述油控制阀传导的热的路径。
发明效果
根据本发明，能够确保内燃机的前方侧和后方侧的设置空间，并抑制油控制阀的耐久可靠性降低。
附图说明
图1是本发明的一实施方式中的可变气门正时机构的立体图。
图2是表示本发明的一实施方式中的发动机的隔热结构的立体图。
图3是图1的主要部分的分解图。
图4是一实施方式中的可变气门正时机构的控制框图。
具体实施方式
下面，参照上述附图对本发明的实施方式进行说明。
在各附图中，x轴表示与抵接面(后述的上表面121和下表面161的境界面)平行且进行旋转的排气侧凸轮轴14的旋转轴(中心轴)所延伸的方向。y轴表示与上述抵接面平行且与x轴正交的、OCV收纳孔31内的OCV18的轴向。z轴表示与x轴和y轴正交的方向。此外，在下面的描述中，有时将x轴方向、y轴方向和z轴方向称为发动机E的前后方向、左右方向和上下方向。
在图1中例示了具备一实施方式的可变气门正时机构1的直列四缸柴油发动机E。另外，图1中以省略了为了阻断来自排气歧管4的热的路径而设置的隔热部件6(参见图2)的方式表示发动机E。
发动机E以安装有排气歧管4的排气侧成为发动机E的左右方向(在图1中为右方向)的方式，以纵置状态被安装在车辆(省略图示)上。在排气歧管4的排气下游侧连接有用于对从燃烧室排出的高温的排气进行处理的DPF(Diesel Particulate Filter，柴油颗粒过滤器)等后处理装置(省略图示)，在后处理装置的排气下游侧连接有与外部空气连通的消声器(省略图示)。
如图1所示，在发动机E的气缸盖2上设有通过铝压铸制作的凸轮支架3。
图2是表示发动机E的隔热结构的立体图。在图2中，在气缸盖2的排气侧设有隔热部件6。
隔热部件6具有：前侧热保护器62，其覆盖排气歧管4的中央部以及前端部中的各自的上方；后侧热保护器64，其覆盖排气歧管4的后端部中的上方、侧方以及下方。前侧热保护器62和后侧热保护器64例如通过焊接一体地组装。
再次参照图1，对使发动机E中的进气/排气用的阀(省略图示)打开以及闭合的阀开闭机构进行说明。
在凸轮支架3上，至少设置有多个第一支撑部(进气侧)11、多个第一支撑部(排气侧)12、进气侧凸轮轴13、排气侧凸轮轴14、多个第二支撑部(进气侧)15、多个第二支撑部(排气侧)16、致动器17、以及油控制阀(Oil Control Valve，以下称为OCV)18。其中，至少设置在排气侧的多个第一支撑部12、排气侧凸轮轴14、多个第二支撑部16、致动器17、以及OCV18构成可变气门正时机构1。
接着，参照图3，主要对可变气门正时机构1进行说明。另外，在图3中，以省略了以下部件的方式表示阀开闭机构：设置在进气侧的、在图1中分别示出的多个第一支撑部11、进气侧凸轮轴13、以及多个第二支撑部15。
图3是图1的主要部分的分解图。
如图3所示，多个第一支撑部12与凸轮支架3设置成一体。多个第一支撑部12在凸轮支架3的上部右侧在前后方向上排成一列。在各第一支撑部12中，上表面121在可变气门正时机构1的制造中，被加工成与xy平面平行。另外，在各第一支撑部12中，各形成有一个第一轴承面122。各第一轴承面122是相对于对应的第一支撑部12的上表面121向下方凹陷的圆弧面，并且在前后方向上排成一列。各圆弧面的圆弧具有180°的中心角，并且具有与作为排气侧凸轮轴14的旋转轴的轴颈142大致相同的半径。
通过将发动机E以纵置状态安装在车辆上，排气侧凸轮轴14以轴的方向为x轴方向(发动机E的前后方向)的方式被配置。
如图3所示，排气侧凸轮轴14具有多个凸轮141和多个轴颈142。
多个凸轮141分别与各气缸的排气阀(省略图示)连结，通过排气侧凸轮轴14的旋转，使各气缸的排气阀进行打开以及闭合的动作。各个轴颈142与各组第一轴承面122和第二轴承面162的抵接，以能够以x轴为中心旋转的方式被支撑。
再次参照图1。多个第二支撑部16是凸轮盖，其将排气侧凸轮轴14的旋转轴固定。
从图3可知，在各第二支撑部(排气侧)16中，下表面161在可变气门正时机构1中，被加工成与xy平面平行。另外，在各第二支撑部16中，各形成有一个相对于下表面161向上方凹陷的第二轴承面162。各第二轴承面162也是圆弧面，该圆弧面具有中心角为180°并且半径与轴颈142的半径大致相同的圆弧。
各第二支撑部(排气侧)16在成组的第一支撑部(排气侧)12的上方，逐个用未图示的螺栓等固定。由此，第一支撑部12的上表面121和第二支撑部16的下表面161在xy平面内互相抵接，并且各组轴承面122、162呈圆柱形状，并以x轴为中心可旋转地夹持排气侧凸轮轴14的各轴颈142。最接近致动器17的轴颈是图4中所示的轴颈142A。
图4是可变气门正时机构1的控制框图。图4示意性地示出了支撑轴颈142A的第一支撑部12和第二支撑部16以及致动器17。
在支撑轴颈142A的第一轴承面122及第二轴承面162上，分别形成在第一轴承面122及第二轴承面162上的半环状的提前角侧油槽(省略图示)相互连接，从而形成提前角侧的环状油槽111(参见图4)。在第一轴承面122及第二轴承面162上分别形成的半环状的滞后角侧油槽(省略图示)相互连接，从而形成滞后角侧的环状油槽112(参见图4)。
如图4中用实线表示出油的流动那样，油从OCV18的提前角侧端口181被引导到提前角侧的环状油槽111中。油从OCV18的滞后角侧端口182被引导到滞后角侧的环形油槽112中。
如图4所示，在排气侧凸轮轴14上形成有提前角侧通孔143和滞后角侧通孔144。通孔143、144将油从环形油槽111、112引导到致动器17的油室175中的提前角室和滞后角室。
致动器17设置在排气侧凸轮轴14的后端，如图4所示，具有转子171、多个叶片172和壳体173。转子171与排气侧凸轮轴14的后端连结，并与排气侧凸轮轴14同步旋转。多个叶片172安装在转子171的外周面上。
壳体173固定在排气侧凸轮齿轮110(参见图1)上，与曲轴(省略图示)同步旋转。
在壳体173的中央部分的空间中收纳转子171，转子171的外周面在壳体173的内周面上滑动，并且各油室175通过各叶片172被划分成提前角室和滞后角室。另外，盖174通过螺栓等固定在壳体173的后侧，从而壳体173的中央部分的空间被封闭。
这里，再次参照图3等。在凸轮支架3的规定位置上形成OCV收纳孔31。规定位置是在包含两种支撑部12、16的抵接面的xy平面中，从轴颈142A的中心在离心方向(在本实施方式中为z轴的负方向)上离开了规定距离的位置。该OCV收纳孔31具有圆柱形状，其中心轴与y轴平行。
如图3所示，OCV18被插入并固定在OCV收纳孔31中。由此，OCV18在xy平面中，相对于轴颈142A的中心被配置在离心方向(在本实施方式中为z轴的负方向侧)，并且以从z轴方向俯视时OCV18的中心轴与排气侧凸轮轴14的中心轴(即x轴)正交的方式配置。由此，OCV18成为从凸轮支架3的侧面向排气侧(在本实施方式中为y轴的正方向)突出的形状。
OCV18在图4所示的发动机控制单元100的控制下，通过使油从提前角侧端口181或滞后角侧端口182向致动器17的油室175中的提前角室或滞后角室喷出，使液压作用于提前角室或滞后角室，从而使多个叶片172旋转。由此，控制排气侧凸轮轴14的相对于凸轮齿轮110(参见图1)的相位。
OCV18位于设置在气缸盖2的排气侧的排气歧管4的后端部的上方。后侧热保护器64介于OCV18和排气歧管4之间。
根据上述实施方式中的内燃机的阻断结构，OCV18被配置成与排气侧凸轮轴14的旋转轴正交。由此，能够确保发动机E的前方侧和后方侧的设置空间，例如在发动机E以纵置状态安装在车辆上，且排气侧凸轮轴14的旋转轴的方向成为车辆的前后方向的状态下，在OCV18以与排气侧凸轮轴14的旋转轴正交的方式配置的情况下，OCV18不从发动机E的后端侧向货箱部分突出，因此能够增大货箱的容积。另外，介于OCV18与排气歧管4之间的后侧热保护器64阻断从排气歧管4向OCV18传导的热的路径。由此，OCV18的温度不会上升到容许耐热温度以上，能够抑制OCV18的耐久可靠性的降低。
另外，后侧热保护器64通过覆盖排气歧管4的后端部中的上方、侧方以及下方，能够阻断从排气歧管4向软管82、84传导的热的路径。
另外，致动器17设置在排气侧凸轮轴14的后端，OCV18配置成在排气侧凸轮轴14的后端部与旋转轴正交。由此，由于OCV18和致动器17之间的油路长度变短，因此能够提高可变气门正时机构1的响应性。另外，致动器17和OCV18集中配置在发动机E的后部，能够实现可变气门正时机构1的小型化。
收纳在OCV收纳孔31中的OCV18为从凸轮支架3的侧面向排气侧突出的形状。但是，从排气歧管4向OCV18传导的热的路径被后侧热保护器64阻断。由此，收纳在OVC收纳孔31中的OCV18的温度不会上升到容许耐热温度以上，能够抑制OCV18的耐久可靠性的降低。
另外，在上述实施方式中，作为通过隔热部件6抑制温度上升的对象，列举了OCV18，但是本发明不限于OCV18，例如也可以是在发动机的排气侧设置的线束或温度传感器等构成可变气门正时机构1的部件。由此，构成可变气门正时机构1的部件集中配置，能够扩展由隔热部件6抑制温度上升的对象。
另外，作为隔热部件6，列举了前侧热保护器62和后侧热保护器64成为一体的部件，但本发明不限于此，例如也可以将多个热保护器独立地配置在各规定位置。由此，例如能够实现隔热部件6的设计自由度。
另外，虽然示出了在凸轮支架3的OCV收纳孔31中收纳了OCV18的例子，但是本发明不限于此，例如，也可以是通过在隔热部件6上设置用于支撑OCV18的支撑部，在隔热部件6上一体地设置OCV18。这样可提高组装性。
本申请主张基于在2016年8月31日提出的日本专利申请(特愿2016-169938号)的优先权。将其内容在此作为参照而引入本申请。
工业实用性
本发明的内燃机对于要求确保内燃机的前方侧和后方侧的设置空间，并且抑制油控制阀的耐久可靠性降低的车辆是有用的。
附图标记说明
1 可变气门正时机构
2 气缸盖
3 凸轮支架
4 排气歧管
6 隔热部件
14 排气侧凸轮轴
142 轴颈
142A 轴颈
17 致动器
18 油控制阀(OCV)

Claims (3)

1.一种内燃机，包括：
排气侧凸轮轴，其具备旋转轴；
致动器，其被供给油，并通过该被供给的油的压力，控制所述排气侧凸轮轴的相位；
油控制阀，其以与所述排气侧凸轮轴的旋转轴正交的方式配置，并控制被供给到所述致动器的所述油；以及
隔热部件，其阻断从排气歧管向所述油控制阀传导的热的路径。
2.如权利要求1所述的内燃机，其中，
所述致动器设置于所述排气侧凸轮轴的后端，
与所述油控制阀正交的所述旋转轴配置于所述致动器附近。
3.如权利要求2所述的内燃机，其中，
进一步具备可旋转地支撑作为所述旋转轴的轴颈的凸轮支架，
所述凸轮支架在从所述轴颈的中心沿离心方向离开了规定距离的规定位置，设置用于收纳所述油控制阀的收纳孔。
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