CN109996947A - 气缸盖 - Google Patents

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Abstract

气缸盖(3)具备：气缸盖主体(6)，其具有与缸体(2)的气缸(11)连通的吸气端口(21)、及与气缸连通的排气端口(22)；以及摇杆外壳(7)，其一体成形于气缸盖主体上，并且其内侧设为气门系收容空间(40)。摇杆外壳具有侧壁(41)，侧壁具有侧壁主体(44)及基端部(45)，基端部沿侧壁主体的下端延伸并将侧壁主体向气缸盖主体连接，并且基端部的厚度比侧壁主体的厚度厚。在基端部内形成有沿基端部的延伸方向延伸并供流体流通的流路(46)。

Description

气缸盖
技术领域
本发明涉及一种气缸盖。
背景技术
在专利文献1公开有在气缸盖一体成形有摇杆外壳(摇臂壳体)的发动机。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9-250321号公报
对于将摇杆外壳一体化的气缸盖，期望刚性的提高、小型化。
发明内容
发明要解决的课题
本发明是鉴于这样的课题完成的，其目的在于提供一种能够实现刚性的提高、小型化的气缸盖。
用于解决课题的方案
本发明的第一方案的气缸盖具备：气缸盖主体，其具有与缸体的气缸连通的吸气端口、及与所述气缸连通的排气端口；及摇杆外壳，其一体成形于所述气缸盖主体上，并且其内侧设为气门系收容空间，所述摇杆外壳具有侧壁，所述侧壁具有侧壁主体及基端部，所述基端部沿该侧壁主体的下端延伸并将该侧壁主体连接于所述气缸盖主体，并且所述基端部的厚度比所述侧壁主体厚，所述摇杆外壳在所述基端部内形成有沿该基端部的延伸方向延伸并供流体流通的流路。
发明效果
根据本发明，能够实现气缸盖的刚性提高、小型化。
附图说明
图1是表示包含本发明的一实施方式的气缸盖的发动机的剖视图。
图2是从上方观察图1的发动机所得到的俯视图。
图3是图2的III-III剖视图。
图4是图3的IV-IV剖视图。
图5是图3的V-V剖视图。
具体实施方式
以下，参照图1～图5对本发明的一实施方式进行详细说明。如图1所示，发动机1包括本实施方式的气缸盖3及缸体2。本实施方式的发动机1是柴油发动机。
在图1～图5中，将缸体2和气缸盖3排列的方向设为Z轴方向。另外，将与Z轴方向正交的第一正交方向设为Y轴方向。此外，将与Z轴方向及Y轴方向正交的第二正交方向设为X轴方向。
<缸体>
如图1所示，在缸体2形成有气缸11。气缸11是供活塞4配置的空间。气缸11在缸体2的上表面2a开口。活塞4在气缸11内受到燃烧了的燃烧气体的压力作用而沿上下方向(Z轴方向)往复运动。本实施方式的缸体2如图2所示具有多个(图示例中为3个)气缸11。多个气缸11在与上下方向正交的第一正交方向(Y轴方向)上排成一列。在以下的说明中，将多个气缸11排列的第一正交方向称为气缸列方向。
如图1所示，在缸体2内配置有用于驱动后述的摇臂52的凸轮轴5。凸轮轴5沿气缸列方向延伸。凸轮轴5根据活塞4的往复运动来进行旋转。
<气缸盖>
气缸盖3重叠地配置在缸体2的上表面2a。气缸盖3具备气缸盖主体6和摇杆外壳7。另外，气缸盖3还具备吸气歧管8。
<气缸盖主体>
气缸盖主体6具有吸气端口21及排气端口22。吸气端口21及排气端口22分别与缸体2的气缸11连通。
吸气端口21的长边方向的第一端在气缸盖主体6的与缸体2的上表面2a对置的下表面6b开口。吸气端口21的第一端连接于气缸11。吸气端口21的第二端在气缸盖主体6的朝向与上下方向及气缸列方向正交的第二正交方向的一侧(X轴正向侧)的侧部开口。吸气端口21的第二端连接于后述的吸气歧管8。吸气端口21在从气缸11侧向上方延伸的基础上，向第二正交方向的一侧弯曲地延伸。即，吸气端口21形成为从第二正交方向的一侧即气缸盖主体6的吸气侧进行吸气。
排气端口22的长边方向的第一端与吸气端口21同样地，在气缸盖主体6的下表面6b开口。排气端口22的第一端连接于气缸11。排气端口22的第二端在气缸盖主体6的朝向第二正交方向的另一侧(X轴负向侧)的侧部开口。排气端口22在从气缸11侧向上方延伸的基础上，向第二正交方向的另一侧弯曲地延伸。即，排气端口22形成为向第二正交方向的另一侧即气缸盖主体6的排气侧排气。
上述的吸气端口21及排气端口22设置于靠气缸盖主体6的下端部侧(缸体2侧)的位置。
在本实施方式中，吸气端口21及排气端口22与多个气缸11中的各个汽缸11连通。即，吸气端口21及排气端口22形成为与各气缸11相对应。在本实施方式中，如图2所示，针对1个气缸11，形成有两个吸气端口21及1个排气端口22。多个吸气端口21、及多个排气端口22分别沿气缸列方向排列。
如图1、图2所示，在气缸盖主体6设有对各吸气端口21的第一端进行开闭的进气门23，进气门23设置成能够沿上下方向移动。进气门23的一部分从气缸盖主体6的上表面6a突出。在气缸盖主体6与进气门23同样地，设有对各排气端口22的第一端进行开闭的排气门24。排气门24的结构、配置与进气门23同样。
如图2、图3所示，在气缸盖主体6设有用于向气缸11喷射燃料的燃料喷射器25(喷射器)。燃料喷射器25沿气缸盖主体6的上下方向贯穿气缸盖主体6。针对多个气缸11中的每个气缸11均设有1个燃料喷射器25。即，在本实施方式中，多个燃料喷射器25沿气缸列方向排列。
各燃料喷射器25在从上方侧观察气缸盖主体6时的俯视(图2)下，位于与各气缸11的中心相对应的位置。在同一气缸11上开口的吸气端口21及排气端口22的第一端、以及对它们进行开闭的进气门23及排气门24位于燃料喷射器25的周围。
在各燃料喷射器25的从气缸盖主体6的上表面6a突出的上端部连接有向第二正交方向的一侧(吸气侧)延伸的燃料供给管26。各燃料供给管26贯穿后述的摇杆外壳7的吸气侧侧壁41A。如图2所示，多个燃料供给管26连接于共轨29。共轨29是将燃料保持在规定的压力(高压)的管路部。共轨29例如可以固定于气缸盖3。燃料从燃料箱27依次向燃料泵28、共轨29流通，然后依次在各燃料供给管26及各燃料喷射器25中流通，从而向各气缸11喷射。
<摇杆外壳>
如图1～图3所示，在气缸盖主体6上一体成形有摇杆外壳7。摇杆外壳7的内侧成为气门系收容空间40。
如图2所示，摇杆外壳7具有侧壁41及端壁42。侧壁41及端壁42分别在气缸盖主体6的上表面6a的周缘向气缸盖主体6的上方(Z轴正向)延伸。侧壁41在第二正交方向(X轴方向)上的气缸盖主体6的两端沿气缸列方向(Y轴方向)延伸。另一方面，端壁42在气缸列方向上的气缸盖主体6的两端沿第二正交方向延伸。由上述的一对侧壁41及一对端壁42围成的空间成为前述的气门系收容空间40。气门系收容空间40的底面由气缸盖主体6的上表面6a构成。
如图1、图2所示，在气门系收容空间40，作为气门系部件而收容有用于驱动前述的进气门23、排气门24的摇臂轴51及摇臂52。
如图1～图3所示，摇臂轴51一体地形成于摇臂支架53，摇臂支架53固定于气门系收容空间40的底面。摇臂轴51借助摇臂支架53空开间隔地位于气门系收容空间40的底面的上方。摇臂轴51沿气缸列方向延伸。摇臂轴51及摇臂支架53配置于气门系收容空间40中的靠气缸盖主体6的排气侧(X轴负向侧)的区域。
如图1、图2所示，摇臂52摆动自如地安装于摇臂轴51。针对与各气缸11相对应的进气门23和排气门24均设有摇臂52。多个摇臂52沿气缸列方向排列。通过伴随着前述的凸轮轴5的旋转而使沿气缸盖主体6的上下方向贯穿的推杆54(图1)沿上下方向移动，由此，使各摇臂52以摇臂轴51为中心进行摆动。由此，能够驱动进气门23、排气门24。
在本实施方式中，摇臂轴51分成多个地构成。多个摇臂轴51彼此空开间隔地排列于气缸列方向。摇臂轴51设置成与各气缸11相对应。即，摇臂轴51的数量与气缸11的数量相同。在同一摇臂轴51上安装有与各气缸11相对应的摇臂52。另外，针对多个摇臂轴51分别设有摇臂支架53。
摇杆外壳7的各侧壁41具有侧壁主体44及基端部45。各侧壁41的基端部45是沿着侧壁主体44的下端沿气缸列方向延伸、且将侧壁主体44连接于气缸盖主体6的部位。各侧壁41的基端部45的厚度比侧壁主体44的厚度厚。在各侧壁41的基端部45内形成有沿基端部45的延伸方向(Y轴方向)延伸的流路46。即，流路46沿气缸列方向延伸。
<燃料返回流路>
如图1～4所示，在一对侧壁41中的配置于气缸盖主体6的吸气侧(X轴正向侧)的吸气侧侧壁41A的基端部45内形成有燃料返回流路46A作为前述的流路46。从多个燃料喷射器25返回的燃料(流体)在燃料返回流路46A流通。如图2～图4所示，在燃料返回流路46A连接有在气缸盖主体6的内部从多个燃料喷射器25分别延伸的连接流路47。
各连接流路47的长边方向的第一端连接于在各燃料喷射器25的长边方向的中途部形成的燃料返回端口(未图示)。另一方面，各连接流路47的第二端连接于燃料返回流路46A。在此，燃料返回端口位于比燃料返回流路46A靠下方侧(Z轴负向侧)的位置。因此，各连接流路47随着从各燃料喷射器25朝向气缸盖主体6的吸气侧去而向上方倾斜地延伸。多个连接流路47彼此空开间隔地排列于燃料返回流路46A的长边方向。
燃料返回流路46A的长边方向(Y轴方向)的第一端连接于燃料箱27。由此，从共轨29供给到各燃料喷射器25的燃料中的多余的燃料通过各连接流路47及燃料返回流路46A返回燃料箱27。
在燃料返回流路46A的第二端连接有共轨29。另外，在共轨29和燃料返回流路46A之间设有对将该共轨29和燃料返回流路46A连起来的管路进行开闭的阀(未图示)。阀在共轨29内的压力过量地升高时打开，另外，在发动机1停止时打开。由此，共轨29内的燃料向燃料返回流路46A流出，因此能够使共轨29内的压力降低。从共轨29内向燃料返回流路46A流出的燃料与前述同样地返回燃料箱27。
<润滑油流路>
如图1～图3、图5所示，在一对侧壁41中的配置于气缸盖主体6的排气侧(X轴负向侧)的排气侧侧壁41B的基端部45内形成有润滑油流路46B作为前述的流路46。向气门系部件即摇臂轴51及摇臂52的滑动部分供给的润滑油(流体)在润滑油流路46B流通。在润滑油流路46B连接有从该润滑油流路46B延伸到摇臂轴51与摇臂52的滑动部分的供给流路48(在图1、图2中用虚线表示)。在本实施方式中，摇臂轴51分成多个，因此在润滑油流路46B连接有多个供给流路48。多个供给流路48彼此空开间隔地排列于润滑油流路46B的长边方向。
各供给流路48从润滑油流路46B朝向摇臂支架53地在气缸盖主体6的内部向气缸盖主体6的吸气侧(X轴正向侧)延伸，然后从气缸盖主体6进入摇臂支架53内地向上方弯曲并延伸。此外，各供给流路48通过摇臂支架53及摇臂轴51的内部，并在供摇臂52滑动的摇臂轴51的外周面开口。由此，如图3所示，能够向摇臂轴51与摇臂52的滑动部分供给润滑油。
对润滑油流路46B供给润滑油的供给路径可以是任意的。润滑油例如可以从缸体2侧向润滑油流路46B供给。
<吸气歧管>
如图1～图3所示，吸气歧管8一体成形于气缸盖主体6的吸气侧(X轴正向侧)。吸气歧管8连接于各吸气端口21地沿气缸列方向延伸。
前述的燃料返回流路46A位于连接于各吸气端口21的吸气歧管8的内部空间的上方。因此，如图3所示，将燃料返回流路46A和燃料喷射器25连接起来的连接流路47在气缸盖主体6的内部以通过气门系收容空间40与吸气端口21及连通于吸气端口21的吸气歧管8的内部空间之间的区域的方式，随着从燃料喷射器25朝向吸气侧去而倾斜地延伸。
如以上那样构成的本实施方式的气缸盖3利用固定用螺栓(未图示)固定于缸体2。如图2所示，在气缸盖主体6形成有多个螺栓孔60，多个螺栓孔60贯穿于气缸盖主体6的上下方向，供固定用螺栓穿过。各螺栓孔60在气缸盖主体6的上表面6a中的被摇杆外壳7包围的区域开口。各螺栓孔60形成于与各气缸11的周围相对应的位置。在图示例中，螺栓孔60在各气缸11的周向上排列有4个。一部分螺栓孔60位于在气缸盖主体6的上表面6a相邻的两个摇臂轴51之间的区域。
<作用效果>
如以上所说明那样，根据本实施方式的气缸盖3及具备气缸盖3的发动机1，摇杆外壳7的侧壁41的基端部45的厚度比侧壁主体44的厚度厚。因此，即使侧壁主体44的厚度较薄，也能够提高摇杆外壳7的侧壁41的刚性。另外，能够将侧壁主体44形成得较薄，由此还能够实现气缸盖3的重量减轻。以下，对这点进行说明。
在仅将摇杆外壳7的侧壁41单纯地一体成形于气缸盖主体6的情况下，应力容易集中于侧壁41的基端部45。因此，在侧壁41整体较薄的情况下，容易在侧壁41的基端部45破裂。另一方面，在将侧壁41整体形成得较厚的情况下，能够抑制应力向侧壁41的基端部45集中，但气缸盖3整体的重量会变重。与此相对，在本实施方式的气缸盖3中，侧壁41的基端部45形成得比侧壁主体44厚。因此，能够抑制应力向侧壁41的基端部45集中，并且能够实现气缸盖3整体的重量的减轻。
另外，根据本实施方式的气缸盖3及发动机1，在侧壁41的厚度较大的基端部45形成有供燃料、润滑油流通的流路46。因此，与将该流路46形成于其他部分(例如气缸盖主体6的内部)的情况相比，能够实现气缸盖主体6的小型化。另外，如前述那样，能够使侧壁主体44的厚度较薄，由此还能够实现摇杆外壳7的小型化。因此，能够实现气缸盖3的小型化。
另外，根据本实施方式的气缸盖3及发动机1，摇杆外壳7的侧壁41、及在侧壁41的基端部45形成的燃料返回流路46A、润滑油流路46B沿气缸列方向延伸。即，将摇杆外壳7的形成得比摇杆外壳7的端壁42长的侧壁41的基端部45形成为较厚，由此，能够提高在气缸列方向较长地延伸的侧壁41的刚性。
此外，多个燃料喷射器25沿气缸列方向(燃料返回流路46A的延长方向)排列，由此，能够使从燃料返回流路46A到各燃料喷射器25的距离均等。由此，不会使将燃料返回流路46A和多个燃料喷射器25分别连接起来的多个连接流路47中的一部分变长，而能够将全部的连接流路47形成得较短。同样，多个气门系部件沿气缸列方向(润滑油流路46B的延长方向)排列，由此，能够使从润滑油流路46B到各气门系部件的距离均等。由此，不会使分别从润滑油流路46B延伸到多个气门系部件的多个供给流路48中的一部分变长，而能够将全部的供给流路48形成得较短。
另外，根据本实施方式的气缸盖3及发动机1，将燃料返回流路46A和燃料喷射器25连接起来的连接流路47以通过吸气端口21及连通于吸气端口21的吸气歧管8的内部空间之间的区域的方式，随着从燃料喷射器25朝向吸气侧去而向上方倾斜地延伸。因此，能够扩大位于连接流路47的下方且成为与吸气歧管8连接的连接部分的吸气端口21的开口。图3中的附图标记21S表示吸气端口21的开口的大小。由此，能够削减发动机1的吸气阻碍，从而实现发动机1的燃料经济性的提高。
另外，根据本实施方式的气缸盖3及发动机1，吸气歧管8一体成形于气缸盖主体6。因此，能够将连接流路47形成于气缸盖主体6内部中的与吸气歧管8之间的分界区域附近。
另外，假设连接流路47形成为跨气缸盖主体6的内部及吸气歧管8的内部，也能够使燃料在连接流路47中顺畅地流动。例如，在吸气歧管8和气缸盖主体6各自独立地形成且相互固定的结构中，当将连接流路47形成为跨气缸盖主体6的内部及吸气歧管8的内部时，作为在气缸盖主体6与吸气歧管8的连接部分产生偏移的结果，该连接部分成为连接流路47中的流动的阻碍。因此，难以使燃料在连接流路47中顺畅地流动。
另外，根据本实施方式的气缸盖3及发动机1，摇臂轴51分成多个地构成。因此，即使在气缸盖主体6的上表面6a中的处于相邻的两个摇臂轴51之间的区域形成螺栓孔60，也能够防止螺栓孔60及穿过该螺栓孔60的固定用螺栓被摇臂轴51覆盖。由此，能够在将摇臂轴51安装于气缸盖3的状态下直接相对于缸体2装卸气缸盖3。即，能够简单地进行气缸盖3相对于缸体2的装卸。
<其他的实施方式>
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此，能够在不脱离本发明的技术思想的范围内进行适当变更。
在本发明的气缸盖中，摇臂轴的数量例如可以是1个。即，全部的摇臂可以安装于同一摇臂轴。
在本发明的气缸盖中，在流路中流通的流体例如可以是用于冷却气缸盖主体的冷却水。供冷却水流通的流路例如可以是将冷却水从在气缸盖主体的内部形成的冷却水流通空间向辅助设备(例如液压泵)引导的流路。被引导至辅助设备的冷却水例如可以冷却辅助设备。
本发明的发动机中的气缸的数量例如可以是1个。
本发明的发动机可以适用于自卸卡车、液压挖掘机、推土机、发动机式铲车等任意的作业车辆。
附图标记说明
1…发动机、2…缸体、3…气缸盖、6…气缸盖主体、7…摇杆外壳、8…吸气歧管、11…气缸、21…吸气端口、22…排气端口、25…燃料喷射器、27…燃料箱、29…共轨、40…气门系收容空间、41…侧壁、41A…吸气侧侧壁、41B…排气侧侧壁、42…端壁、44…侧壁主体、45…基端部、46…流路、46A…燃料返回流路、46B…润滑油流路、47…连接流路、48…供给流路、60…螺栓孔。

Claims (6)

1.一种气缸盖，其中，
所述气缸盖具备：
气缸盖主体，其具有与缸体的气缸连通的吸气端口、及与所述气缸连通的排气端口；及
摇杆外壳，其一体成形于所述气缸盖主体上，并且其内侧设为气门系收容空间，
所述摇杆外壳具有侧壁，所述侧壁具有侧壁主体及基端部，所述基端部沿该侧壁主体的下端延伸并将该侧壁主体连接于所述气缸盖主体，并且所述基端部的厚度比所述侧壁主体的厚度厚，
所述摇杆外壳在所述基端部内形成有沿该基端部的延伸方向延伸并供流体流通的流路。
2.根据权利要求1所述的气缸盖，其中，
所述流体是燃料或润滑油。
3.根据权利要求1或2所述的气缸盖，其中，
所述吸气端口及所述排气端口与在所述缸体排列有多个的所述气缸各自连通，
所述侧壁及所述流路沿所述气缸的排列方向即气缸列方向延伸。
4.根据权利要求3所述的气缸盖，其中，
各所述吸气端口形成为从与所述气缸列方向正交的正交方向上的一侧即吸气侧吸气，
所述摇杆外壳具有配置于所述吸气侧的吸气侧侧壁作为所述侧壁，
所述摇杆外壳在该吸气侧侧壁的所述基端部内形成有供从多个燃料喷射器返回的所述燃料流通的燃料返回流路作为所述流路，多个所述燃料喷射器配置成向各所述气缸内喷射燃料。
5.根据权利要求4所述的气缸盖，其中，
所述汽缸盖还具备吸气歧管，所述吸气歧管一体成形于所述气缸盖主体的所述吸气侧，并且以所述吸气歧管连接于各所述吸气端口的方式沿所述气缸列方向延伸，
在所述气缸盖主体内形成有从所述燃料喷射器延伸到所述燃料返回流路的连接流路，
所述连接流路以通过所述气门系收容空间与所述吸气端口及连通于该吸气端口的所述吸气歧管的内部空间之间的区域的方式，随着从所述燃料喷射器朝向所述吸气侧去而向上方倾斜地延伸。
6.根据权利要求3～5中任一项所述的气缸盖，其中，
各所述排气端口形成为向与所述气缸列方向正交的正交方向上的另一侧即排气侧排气，
所述摇杆外壳具有配置于所述排气侧的排气侧侧壁作为所述侧壁，
所述摇杆外壳在该排气侧侧壁的所述基端部内形成有供朝向气门系部件供给的润滑油流通的润滑油流路作为所述流路。
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