CN111472885A - 内燃机 - Google Patents

Abstract

内燃机具备气缸盖、支承结构、凸轮带轮及密封构件。支承结构设置于气缸盖的上方，支承凸轮轴。凸轮带轮设置于凸轮轴的端部。在凸轮带轮挂绕正时带。密封构件以覆盖在与凸轮带轮相对的相对面处形成于气缸盖与支承结构之间的间隙的方式设置。密封构件将气缸盖与支承结构之间在凸轮轴的轴向上密封。

Description

内燃机

技术领域

本发明涉及内燃机。

背景技术

作为从OHV(Over Head Valve：顶置气门)形式的内燃机的曲轴向凸轮轴传递驱动力的手段，已知有正时带。正时带例如由合成橡胶形成，与正时链条相比噪音性优异。另一方面，正时带与正时链条相比容易劣化，需要定期的更换。作为正时带的劣化的一个原因，可举出内燃机的润滑油的附着。

日本特开2018-131955公开了使用正时带的OHV形式的内燃机。正时带收容于带室。从内燃机向带室流入润滑油。不过，该以往的内燃机具有在供正时带挂绕的凸轮带轮的表面形成的槽。根据该槽，能够将附着于凸轮带轮的表面的润滑油向带室外排出。

发明内容

从抑制正时带的劣化的观点来看，容许润滑油向带室的流入的以往的结构难以说是最佳的。这一点，抑制润滑油向带室流入的结构能够抑制润滑油向正时带附着。

作为可能向正时带附着的润滑油，着眼于向气缸盖内提供的润滑油。在OHV形式的内燃机中，通常，通过气缸盖与设置于该气缸盖的上方的凸轮轴支承构件之间的密封来抑制润滑油向气缸盖的外部漏出。

然而，它们之间的密封存在以下的问题。即，气缸盖和凸轮轴支承构件通常在上下方向上被密封。不过，由于凸轮带轮具有某种程度的外径，所以在气缸盖的长度方向上观察了内燃机的情况下，密封面会位于凸轮带轮的外径所描绘(限定)的范围内。因而，无法使凸轮带轮的位置向气缸盖侧靠近。也就是说，无法减小包括凸轮带轮的内燃机的尺寸。

本发明提供能够抑制向气缸盖内提供的润滑油向正时带附着的新颖的内燃机。本发明提供能够减小包括凸轮带轮的整体的尺寸的内燃机。

本发明的一方面涉及内燃机。所述内燃机具备气缸盖、支承结构、凸轮带轮及密封构件。所述支承结构设置于所述气缸盖的上方。所述支承结构支承凸轮轴。所述凸轮带轮设置于所述凸轮轴的端部。在所述凸轮带轮挂绕正时带。所述密封构件以覆盖在与所述凸轮带轮相对的相对面处形成于所述气缸盖与所述支承结构之间的间隙的方式设置。所述密封构件将所述气缸盖与所述支承结构之间在所述凸轮轴的轴向上密封。

根据上述方面，使用将气缸盖与支承结构之间在凸轮轴的轴向上密封的密封构件。因而，能够提供能够抑制润滑油从形成于它们之间的间隙漏出的新颖的内燃机。尤其是，在它们之间的密封在上下方向上直接进行的以往的内燃机中，在现实上难以增加密封面的面积。相对于此，根据第1方面，能够通过增加密封构件的面积来增加密封面的面积。因此，能够充分确保气缸盖与支承结构之间的密封性，合适地抑制润滑油漏出。

在上述方面中，所述支承结构可以包括形成所述相对面的一部分的相对构件。所述相对构件可以具备支承部和外周部。所述支承部可以从所述气缸盖侧支承所述凸轮轴。所述外周部可以沿着所述支承部的外周设置。所述密封构件可以在其与所述外周部之间形成密封面。所述密封面可以形成于在所述凸轮轴的轴向上不与所述凸轮带轮干涉的位置。在所述支承部的表面中至少与所述凸轮带轮相对的区域可以比所述密封面在所述凸轮轴的轴向上凹陷。所述凸轮带轮的至少一部分可以设置于所述支承部的凹陷的空间。

根据上述结构，在支承部的表面中至少与凸轮带轮相对的区域比密封面在凸轮轴的轴向上凹陷，且在该凹陷的空间设置凸轮带轮的至少一部分。因此，能够减小包括凸轮带轮的内燃机的整体的尺寸。

在上述方面中，所述内燃机可以还具备油封。所述油封可以设置于凸轮轴的端部的外周。所述密封构件可以是保持所述油封的油封保持件。所述油封保持件可以具备保持部和固定部。所述保持部可以设置于所述油封的外周。所述固定部可以设置于所述保持部的外周。所述固定部可以固定于所述相对面。所述固定部可以在其与所述气缸盖之间形成密封面。所述密封面可以形成于在所述凸轮轴的轴向上不与所述凸轮带轮干涉的位置。在所述保持部的表面中至少与所述凸轮带轮相对的区域可以比所述密封面在所述凸轮轴的轴向上凹陷。所述凸轮带轮的至少一部分可以设置于所述保持部的凹陷的空间。

根据上述结构，在保持部的表面中至少与凸轮带轮相对的区域比密封面在凸轮轴的轴向上凹陷，且在该凹陷的空间设置凸轮带轮的至少一部分。因此，能够减小包括凸轮带轮的内燃机的整体的尺寸。

在上述方面中，所述凸轮带轮可以具有调整气门正时的功能。

在凸轮带轮具有调整气门正时的功能的情况下，即，在凸轮带轮由VVT(VariableValve Timing：可变气门正时)构成的情况下，在凸轮轴的轴向上内燃机的尺寸容易扩大。这一点，根据上述结构，即使在应用VVT的情况下，也能够减小内燃机的整体的尺寸。

附图说明

本发明的示例性实施例的特征、优点及技术上和工业上的意义将会在下面参照附图来描述，在这些附图中，同样的标号表示同样的要素，其中：

图1是示出本发明的实施方式1的内燃机的主要部分的立体图。

图2是示出图1所示的气缸盖、凸轮壳体及凸轮盖的立体图。

图3是图1所示的气缸盖的俯视图。

图4是图1所示的内燃机的侧视图。

图5是示出安装有VVT的凸轮轴的端部的周边的剖视示意图。

图6是示出以往的内燃机的气缸盖的主要部分的立体图。

图7是图6所示的气缸盖的俯视图。

图8是示出安装有VVT的以往的凸轮轴的端部的周边的剖视示意图。

图9是示出本发明的实施方式2的内燃机的主要部分的立体图。

图10是示出安装有VVT的凸轮轴的端部的周边的剖视示意图。

图11是说明凸轮轴的支承结构的另一例的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图来对本发明的实施方式进行说明。不过，在以下所示的实施方式中提及了各要素的个数、数量、量、范围等数字的情况下，除了特别明确说明的情况或在原理上明显确定为该数字的情况之外，本发明并不限定于该提及的数字。另外，在以下所示的实施方式中说明的构造、步骤等除了特别明确说明的情况或明显在原理上确定为此的情况之外，对于本发明未必是必需的。

首先，一边参照图1～8一边对本发明的实施方式1进行说明。

对内燃机(以下，简称作“发动机”)的结构进行说明。基本结构如下。实施方式1的发动机是搭载于车辆等移动体的DOHV(Double Over HeadValve：双顶置气门)形式的发动机。图1是示出实施方式1的发动机的主要部分的立体图。图2是示出图1所示的气缸盖、凸轮壳体及凸轮盖的立体图。图3是图1所示的气缸盖的俯视图。图4是图1所示的发动机的侧视图。在图1～图4中，x轴方向相当于进排气方向，y轴方向相当于凸轮轴的轴向，z轴方向相当于上下方向。在以下的说明中，将z轴的正的方向设为上方向，将负的方向设为下方向。

如图1～3所示，发动机100具备气缸盖10、凸轮轴20及21、凸轮壳体30、凸轮盖40～44及罩构件50。发动机100是直列4缸型的发动机。不过，发动机100的气缸的数量及排列不限定于此。

如图2及3所示，气缸盖10具有多个螺栓孔11、12及13。在螺栓孔11的每一个中，从凸轮壳体30侧嵌合螺栓61(参照图1)。螺栓61将气缸盖10、凸轮壳体30及凸轮盖40～44紧固连结。在螺栓孔12的每一个中，从罩构件50侧嵌合螺栓62(参照图1)。螺栓62将气缸盖10与罩构件50紧固连结。在螺栓孔13的每一个中，从气缸盖10侧嵌合螺栓64(参照图5)。螺栓64将气缸盖10与气缸体(未图示)紧固连结。

凸轮轴20例如是进气用的凸轮轴。在凸轮轴20的端部安装电动式的VVT70(参照图5)。凸轮轴21例如是排气用的凸轮轴。在凸轮轴21的端部安装液压式的VVT。在这些VVT的外周挂绕正时带71(参照图5)。此外，VVT的驱动方式不限定于此。另外，这些VVT也可以未安装于这些端部。在该情况下，取代VVT而使用凸轮带轮。

凸轮壳体30从气缸盖10侧支承凸轮轴20及21。如图2所示，在凸轮壳体30形成有支承凸轮轴20的轴颈的轴承31和支承凸轮轴21的轴颈的轴承32。

在此，着眼于凸轮壳体30中的形成发动机与VVT相对的面(以下，也称作“VVT相对面”)的构件。如图2所示，该相对构件包括形成有轴承31及32的支承部33和外周部34。外周部34沿着支承部33的外周设置。外周部34的y轴方向的厚度比支承部33的y轴方向的厚度大。在外周部34形成有多个螺栓孔35。在螺栓孔35中，从罩构件50侧嵌合多个螺栓63(参照图1)。

凸轮盖40～44从气缸盖罩14(参照图5)侧支承凸轮轴20及21。如图2所示，在凸轮盖40～44分别形成有支承凸轮轴20的轴颈的轴承45和支承凸轮轴21的轴颈的轴承46。凸轮盖40～44通过与凸轮壳体30组合而形成支承凸轮轴20及21的“支承结构”。

在VVT相对面上，在气缸盖10与凸轮壳体30之间形成间隙。罩构件50是覆盖该间隙的板状的构件。如图4所示，罩构件50具有多个螺栓孔51及52。在螺栓孔51的每一个中，嵌合螺栓62。螺栓孔51的中心与螺栓孔35(参照图2)的中心分别一致。在螺栓孔52的每一个中，嵌合螺栓63。螺栓孔52的中心与螺栓孔12(参照图2)的中心分别一致。

对在凸轮轴安装有VVT时的结构进行说明。

图5是示出安装有VVT的凸轮轴的端部的周边的剖视示意图。在图5中，着眼于图1所示的凸轮轴20。此外，凸轮轴21的端部处的VVT的安装样态与以下说明的凸轮轴20的端部处的VVT的安装样态基本上相同。

如图5所示，在凸轮轴20的端部安装VVT70。VVT70通过电动马达72的驱动来变更凸轮轴20相对于曲轴(未图示)的相位角。在VVT70的外周挂绕有正时带71。此外，在VVT70由液压式的VVT构成的情况下，取代电动马达72而由液压控制阀驱动VVT70。正时带71将发动机100的驱动力经由曲轴而向凸轮轴20传递。正时带71收容于带室73内。

在凸轮轴20的端部与支承部33之间设置有油封22。油封22是抑制向气缸盖罩14内提供的润滑油经由在凸轮轴20的端部与支承部33(或凸轮盖40)之间形成的间隙而向气缸盖罩14的外部漏出的环状的构件。

罩构件50的上方的端部例如经由液体垫圈而与外周部34接触。该接触面形成罩构件50与凸轮壳体30之间的密封面S1(换言之，密封面S1设置于罩构件50与凸轮壳体30之间)。另外，罩构件50的下方的端部例如经由液体垫圈而与气缸盖10接触。该接触面形成罩构件50与气缸盖10之间的密封面S2(换言之，密封面S2设置于罩构件50与气缸盖10之间)。通过形成密封面S1及S2，在气缸盖10与凸轮壳体30之间形成的间隙(在图5的例中是收容螺栓64的空间)被堵住。也就是说，罩构件50也作为密封构件发挥功能。

另外，从图5可知，密封面S1形成于VVT70的下方。另外，位于密封面S1的上方的支承部33的表面的区域(以下，也称作“密封面S1的内侧区域”)比密封面S1向y轴的正的方向凹陷。VVT70的一部分进入到该凹陷的空间。也就是说，VVT70的一部分位于比罩构件50与正时带71相对的面靠发动机100的内侧处。

另外，从图5可知，凸轮盖40的表面的区域的一部分比密封面S1向y轴的正的方向凹陷。VVT70的一部分也进入到该凹陷的空间。在y轴方向上，凸轮盖40的凹陷区域的位置例如与密封面S1的内侧区域的凹陷区域的位置相同。

对发动机的结构的效果进行说明。首先，对以往的结构中的问题点进行说明。图6是示出以往的发动机的气缸盖的主要部分的立体图。图7是图6所示的气缸盖的俯视图。图8是示出在以往的发动机的凸轮轴安装有VVT时的主要部分的剖视示意图。图6～8所示的x轴、y轴及z轴的方向与图1～4所示的轴的方向分别相同。

如图6～8所示，以往的气缸盖90在VVT相对面具有密封部91及92。通过密封部91及92，在气缸盖90与凸轮壳体39之间形成的间隙(在图8的例中是收容螺栓64的空间)被堵住。不过，为了确保距密封部91及92最近的螺栓64(参照图8)的座面，密封部91及92具有沿着供该螺栓64嵌合的螺栓孔13的外周而弯曲的形状。

另外，如图8所示，在气缸盖90中，在密封部92与凸轮壳体39之间形成密封面S3。但是，在y轴方向上观察了以往的发动机的情况下，该密封面S3位于VVT70的外径所描绘的范围内。因而，难以使气缸盖90的前端位置向发动机的内侧的方向移动。若假设减小密封面S3的面积，则能够消除该问题。这样的话，这次(该结构)无法担保密封部92与凸轮壳体39之间的密封性。

对与以往的结构比较而得出的有利的效果进行说明。这一点，根据使用罩构件50的发动机100的结构，气缸盖与凸轮壳体之间的密封在y轴方向上进行。因而，与它们之间的密封在z轴方向上直接进行的以往的发动机的结构相比，能够充分确保密封面的面积(即，密封面S1及S2的面积)。因此，能够充分担保它们之间的密封性，合适地抑制润滑油从形成于它们之间的间隙漏出。

除此之外，根据使用包括支承部33及外周部34的相对构件的结构，在y轴方向上，能够在不与VVT70干涉的位置形成密封面S1。因而，能够使密封面S1的内侧区域比密封面S1向y轴的正的方向凹陷，使VVT70与凸轮壳体30相对的面的位置比气缸盖10的前端位置(参照图5)向发动机100的内侧的方向移动。因此，能够减小包括VVT的发动机的整体的尺寸。

此外，该凹陷的程度通过支承部33的厚度的调整而容易调整。凸轮盖40的表面处的凹陷的程度的调整也通过与此同样的手法来调整。

接着，一边参照图9～10一边对本发明的实施方式2进行说明。此外，关于与上述实施方式1的说明重复的说明适当省略。

对发动机的结构进行说明。图9是示出实施方式2的发动机的主要部分的立体图。图10是示出安装有VVT的凸轮轴的端部的周边的剖视示意图。图9所示的x轴、y轴及z轴的方向与图1～4所示的轴的方向分别相同。与图5同样，在图10中，着眼于图9所示的凸轮轴20。

如图9所示，发动机200具备气缸盖10、凸轮轴20及21、凸轮壳体30、凸轮盖41～44及油封保持件80。此外，在图9中，为了便于说明而公开了气缸盖罩14的一部分。

与发动机100不同，发动机200不具有支承部33、外周部34或凸轮盖40。取代支承部33及外周部34，发动机200具有支承部36作为凸轮壳体30的相对构件(参照图10)。支承部36的形状与支承部33的形状大致相同。取代凸轮盖40，发动机200具有凸轮盖47(参照图10)。凸轮盖47的形状与凸轮盖41的形状大致相同。

油封保持件80是保持油封22及23的构件。关于油封22，如已经说明那样。油封23是抑制向气缸盖罩14内提供的润滑油经由在凸轮轴21的端部与支承部36(或凸轮盖47)之间形成的间隙而向气缸盖罩14的外部漏出的环状的构件。

如图9及10所示，油封保持件80包括保持油封22及23的保持部81和固定部82。固定部82将油封保持件80固定于气缸盖罩14及气缸盖10。固定部82具有多个螺栓孔83及84。在螺栓孔83及84的每一个中，从VVT70侧嵌合螺栓(未图示)。螺栓孔84的中心与螺栓孔13(参照图2)的中心分别一致。

如图10所示，保持部81的中央部例如经由液体垫圈而与支承部36及凸轮盖47接触。该中央部与支承部36的接触面形成油封保持件80与支承部36之间的密封面S4。另外，固定部82的下方的端部例如经由液体垫圈而与气缸盖10接触。该接触面形成油封保持件80与气缸盖10之间的密封面S5。通过形成密封面S4及S5，在气缸盖10与凸轮壳体30之间形成的间隙(在图10的例中是收容螺栓64的空间)被堵住。也就是说，油封保持件80也作为密封构件发挥功能。

另外，从图10可知，位于密封面S5的上方的保持部81的表面的区域(以下，也称作“密封面S5的内侧区域”)的一部分比密封面S5向y轴的正的方向凹陷。VVT70的一部分进入到该凹陷的空间。

对发动机的结构的效果进行说明。根据使用油封保持件80的发动机200的结构，气缸盖与凸轮壳体之间的密封在y轴方向上进行。因此，能够得到与上述发动机100的结构的效果相同的效果。

在上述实施方式中说明的发动机也能够如以下这样变形。

在上述实施方式中，将凸轮壳体与凸轮盖组合而成的凸轮轴的“支承结构”应用于发动机。然而，只要是设置于气缸盖的上方且支承凸轮轴的任意的支承结构，就能够应用于本发明的发动机。

图11是示出凸轮轴的支承结构的另一例的立体图。在该另一例中，凸轮壳体30与气缸盖罩15一体化。气缸盖罩15中的形成VVT相对面的构件具有在上述实施方式1中说明的凸轮盖40的功能。在该构件的表面形成有2个螺栓孔16。在该螺栓孔16及螺栓孔35中，从罩构件50(参照图1)侧嵌合螺栓63(参照图1)。

另外，在上述实施方式中，使支承部33或保持部81的表面的区域的大范围向y轴的正的方向凹陷。然而，也可以仅使比VVT的外径稍大的区域凹陷。也就是说，也可以仅使至少与VVT相对的区域凹陷。

Claims (5)

1.一种内燃机，其特征在于，具备：

气缸盖；

支承结构，设置于所述气缸盖的上方，支承凸轮轴；

凸轮带轮，设置于所述凸轮轴的端部，供正时带挂绕；及

密封构件，以覆盖在与所述凸轮带轮相对的相对面处形成于所述气缸盖与所述支承结构之间的间隙的方式设置，将所述气缸盖与所述支承结构之间在所述凸轮轴的轴向上密封。

2.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，

所述支承结构包括形成所述相对面的一部分的相对构件，

所述相对构件具备从所述气缸盖侧支承所述凸轮轴的支承部和沿着所述支承部的外周设置的外周部，

所述密封构件在其与所述外周部之间形成有密封面，

所述密封面形成于在所述凸轮轴的轴向上不与所述凸轮带轮干涉的位置，

在所述支承部表面中至少与所述凸轮带轮相对的区域比所述密封面在所述凸轮轴的轴向上凹陷，所述凸轮带轮的至少一部分设置于所述支承部的凹陷的空间。

3.根据权利要求2所述的内燃机，其特征在于，

在所述密封构件与所述气缸盖之间设置有别的密封面。

4.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，

还具备在所述凸轮轴的端部的外周设置的油封，

所述密封构件是保持所述油封的油封保持件，

所述油封保持件具备在所述油封的外周设置的保持部和在所述保持部的外周设置且固定于所述相对面的固定部，

所述固定部在其与所述气缸盖之间形成有密封面，

所述密封面形成于在所述凸轮轴的轴向上不与所述凸轮带轮干涉的位置，

在所述保持部的表面中至少与所述凸轮带轮相对的区域比所述密封面在所述凸轮轴的轴向上凹陷，

所述凸轮带轮的至少一部分设置于所述保持部的凹陷的空间。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的内燃机，其特征在于，

所述凸轮带轮具有调整气门正时的功能。

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