CN111810312A - 汽缸盖 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽缸盖。在汽缸盖形成有供从内燃机的燃烧室排出的排气通过的排气端口。汽缸盖具有从排气端口的内壁突出且沿着排气的流动方向延伸的第一翅片以及第二翅片。汽缸盖具备从排气端口的内壁突出且沿着与第一翅片交叉的方向延伸的第一突起部。另外,汽缸盖还具备从排气端口的内壁突出且沿着与第二翅片交叉的方向延伸的第二突起部。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机的汽缸盖。
背景技术
日本特开2014-137026号公报中公开的汽缸盖具备从排气端口的内壁突出的突条部(以下,记载为“翅片”)。在该文献中记载为通过在排气端口流动的排气的热传递至翅片,能够提高排气的热回收效率。
内燃机转速越高,则在排气端口流动的排气的温度为越高温。当如该文献所公开的汽缸盖那样在排气端口设置有翅片的情况下,若在排气端口流动的排气为高温,则存在从排气传递至翅片的热量过量的担忧。若过量的热量从排气传递至翅片,则存在例如在汽缸盖的水套循环的冷却水的温度过度变高的担忧。然而,在该文献所公开的汽缸盖中,未考虑从排气传递至翅片的热量过量的情况。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种当在排气端口流动的排气为高温的情况下能够抑制从排气传递至翅片的热量过量的汽缸盖。
为了解决上述课题,根据本发明的第一方式,提供一种汽缸盖,具备:排气端口,供从内燃机的燃烧室排出的排气通过;翅片,是从上述排气端口的内壁突出并沿着通过上述排气端口的排气的流动方向延伸的突条;以及突起部,从上述排气端口的内壁突出,并沿与上述翅片交叉的方向延伸。
附图说明
图1是表示具备第一实施方式的汽缸盖的内燃机的剖视图,
图2是表示汽缸盖所具有的排气端口的示意图,
图3是汽缸盖所具有的排气端口的剖视图,
图4是汽缸盖所具有的排气端口的剖视图,
图5是表示汽缸盖所具有的突起部的示意图,
图6是表示汽缸盖的变更例中的排气端口内的形状的示意图,
图7是表示第二实施方式的汽缸盖所具有的排气端口的示意图,
图8是表示汽缸盖的变更例所具有的排气端口的示意图,
图9是表示汽缸盖的变更例中的排气端口内的形状的示意图,
图10是表示汽缸盖与排气歧管的示意图,
图11是表示变更例所具有的突起部的剖视图,
图12是表示汽缸盖的变更例所具有的排气端口的示意图,
图13是表示第三实施方式的汽缸盖所具有的排气端口的示意图,
图14是表示排气端口内的排气的流动的示意图,
图15是汽缸盖所具有的突起部的剖视图,
图16是表示第四实施方式的汽缸盖所具有的排气端口的示意图,
图17是表示第四实施方式的翅片的示意图,
图18是表示第四实施方式的翅片与突起部的示意图,
图19是汽缸盖的变更例所具有的突起部的示意图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下,参照图1~图5对汽缸盖的第一实施方式进行说明。
图1表示了具备汽缸盖10的内燃机90。内燃机90具备作为输出轴的曲轴和能够与曲轴的旋转联动而往复运动的活塞94。内燃机90具备收纳活塞94的汽缸体91。在汽缸体91形成有收纳活塞94的汽缸92。由汽缸92、活塞94以及汽缸盖10划分出燃烧室93。内燃机90是多汽缸的内燃机。图1示出了一个汽缸92。
在汽缸盖10形成有向燃烧室93导入进气的进气端口11。在汽缸盖10形成有将在燃烧室93中燃烧后的混合气作为排气进行排出的排气端口12。在汽缸盖10设置有对进气端口11与燃烧室93的连通进行开闭的进气阀18。在汽缸盖10设置有支承进气阀18的阀引导件29。在汽缸盖10设置有对燃烧室93与排气端口12的连通进行开闭的排气阀19。在汽缸盖10还形成有支承排气阀19的阀引导件29。内燃机90对一个汽缸92具备两个进气阀18与两个排气阀19。图1示出了一方的进气阀18与一方的排气阀19。
内燃机90具备火花塞81。火花塞81使电极向燃烧室93露出并被安装于汽缸盖10。在汽缸盖10形成有水套17作为供冷却水循环的通路。
内燃机90具备排气歧管95。排气歧管95被安装于汽缸盖10。从燃烧室93排出至排气端口12的排气流入到排气歧管95。
使用图1以及图2,对排气端口12进行说明。图2示意性示出了从阀引导件29观察的排气端口12。
如图2所示,与一个汽缸92连接的排气端口12由第一上游部13以及第二上游部14、和位于第一上游部13以及第二上游部14的下游侧的下游部15构成。
第一上游部13以及第二上游部14分别与燃烧室93连接。第一上游部13具有与燃烧室93连接的第一流入端13a。第一上游部13从第一流入端13a向下游侧延伸,与第二上游部14合流并与下游部15连接。第二上游部14具有与燃烧室93连接的第二流入端14a。第二上游部14从第二流入端14a向下游侧延伸,与第一上游部13合流并与下游部15连接。排气在从燃烧室93被排出之后流入至第一上游部13与第二上游部14,然后在下游部15中合流。
从排气端口12的内壁16突出有突条。突条沿着通过排气端口12的排气的流动方向延伸。如图2所示,在汽缸盖10中,作为突条设置有第一翅片21、第二翅片22、第三翅片23以及第四翅片24。图1示出了四个突条中的第一翅片21与第三翅片23。
如图2所示,第一翅片21具有作为上游侧的端部的第一前端部21a。第一前端部21a位于第一上游部13。第一翅片21从第一前端部21a向下游侧延伸。第一翅片21设置于第一上游部13以及下游部15。如图1所示,第一翅片21在排气端口12中位于阀引导件29附近。
如图2所示,第三翅片23具有作为上游侧的端部的第三前端部23a。第三前端部23a位于第一上游部13。第三翅片23从第三前端部23a向下游侧延伸。第三翅片23设置于第一上游部13以及下游部15。如图1所示,第三翅片23位于排气端口12中的第一上游部13的第一流入端13a附近。
以下,将设置有阀引导件29的一侧作为排气端口12的上侧,将第一上游部13的第一流入端13a侧作为排气端口12的下侧。即,第一翅片21设置于排气端口12的上侧。第三翅片23设置于排气端口12的下侧。
如图2所示,第二翅片22具有作为上游侧的端部的第二前端部22a。第二前端部22a位于第二上游部14。第二翅片22从第二前端部22a向下游侧延伸。第二翅片22设置于第二上游部14以及下游部15。第二翅片22与第一翅片21同样,设置于排气端口12的上侧。
如图2所示,第四翅片24具有作为上游侧的端部的第四前端部24a。第四前端部24a位于第二上游部14。第四翅片24从第四前端部24a向下游侧延伸。第四翅片24设置于第二上游部14以及下游部15。第四翅片24与第三翅片23同样,设置于排气端口12的下侧。
即,从第一上游部13的内壁16突出有第一翅片21以及第三翅片23。从第二上游部14的内壁16突出有第二翅片22以及第四翅片24。从下游部15的内壁16突出有第一翅片21~第四翅片24。
在下游部15中,第一翅片21与第二翅片22在排气端口12的周向配置排列。另外,在下游部15中,第三翅片23与第四翅片24沿排气端口12的周向排列配置。
从排气端口12的内壁16突出有突起部。突起部沿着与第一翅片21~第四翅片24交叉的方向延伸。汽缸盖10具有第一突起部31。如图2所示,第一突起部31位于第一上游部13。第一突起部31位于第一前端部21a以及第三前端部23a的上游侧。图1示出了第一突起部31。
汽缸盖10具备第二突起部36。如图2所示,第二突起部36位于第二上游部14。第二突起部36位于第二前端部22a以及第四前端部24a的上游侧。
使用图3~图5对第一突起部31详细地进行说明。由于位于第二上游部14的第二突起部36具备与位于第一上游部13的第一突起部31同样的结构,所以省略详细的说明。
图3是从第一突起部31的上游侧观察第一翅片21以及第三翅片23的汽缸盖10的剖视图。如图3所示,第一突起部31从排气端口12的内壁16突出。第一突起部31从内壁16的突出高度小于第一翅片21以及第三翅片23从内壁16的突出高度。为了便于说明,各图所示的第一突起部31以及第一翅片21~第四翅片24夸大了从内壁16的突出高度。
如图3所示,第一突起部31在第一上游部13的周向的整周延伸。通过第一突起部31缩窄了排气端口12的流路截面积。
图4是从与排气端口12的轴线正交的方向观察排气端口12的汽缸盖10的剖视图。在排气端口12的周围设置有水套17。在图4所示的剖面形状中,第一突起部31具有越朝向下游侧则从内壁16的突出高度越大的部分、和越朝向下游侧则从内壁16的突出高度越小的部分。即,第一突起部31具有在暂时缩窄排气端口12的流路截面积之后将流路截面积复原的形状。
图5示意性示出图4所示的第一突起部31的剖面形状。如图5所示,第一突起部31具备越朝向下游侧则从内壁16的突出高度越大的前段部32。前段部32具备以从第一突起部31的上游侧的端部起越朝向下游侧则越远离内壁16的方式倾斜的引导面32a。引导面32a相对于内壁16的倾斜角θ1为锐角。如图5所示,第一突起部31具备从由内壁16突出的突出高度最大的顶部33起越朝向下游侧则从内壁16的突出高度越小的后段部34。后段部34的排气流动方向的长度小于前段部32的排气流动方向的长度。即,顶部33位于第一突起部31中的比上游侧的端部与下游侧的端部之间的中央靠下游侧的位置。另外,在图5所示的剖面形状中,第一突起部31具有从前段部32至顶部33相对于内壁16的倾斜角变缓的部分和相对于内壁16的倾斜角成为“0°”的部分。
对本实施方式的作用进行说明。
图4的箭头示意性示出通过排气端口12的排气的流动。实线箭头表示内燃机转速高的情况下的排气的流动。虚线箭头表示内燃机90怠速运转的情况下的排气的流动。
如图4所示,第一突起部31从内壁16突出。因此,沿着内壁16流动的排气与第一突起部31碰撞。更详细而言,沿着内壁16流动的排气与图5所示的第一突起部31的引导面32a碰撞。与引导面32a碰撞后的排气沿着引导面32a的倾斜流动,若越过第一突起部31的顶部33,则从内壁16剥离。
在内燃机转速高的情况下,在排气端口12流动的排气的流速比较快。此时,如图4中实线箭头所示,越过第一突起部31后的排气从排气端口12的内壁16分离,容易沿着排气端口12的轴线向下游侧流动。因此,越过第一突起部31的排气难以在排气端口12的内壁16的附近流动。从而,越过第一突起部31后的排气难以与从第一上游部13的内壁16突出的第一翅片21或者第三翅片23碰撞。同样,越过第二突起部36后的排气难以与第二翅片22或者第四翅片24碰撞。
并且,如图2所示,第一突起部31位于比第一翅片21的第一前端部21a以及第三翅片23的第三前端部23a靠上游侧的位置。因此,越过第一突起部31并从内壁16剥离的排气的流动难以与第一前端部21a以及第三前端部23a碰撞。同样,越过第二突起部36并从内壁16剥离的排气的流动难以与第二前端部22a以及第四前端部24a碰撞。
另一方面,在内燃机90怠速运转的情况下,在排气端口12流动的排气的流速比较慢。此时,与排气的流速快时相比,如图4中虚线箭头所示,因第一突起部31而剥离了的流体在比第一突起部31靠下游侧容易流动至比顶部33靠内壁16的附近。而且,由流动至内壁16附近的排气形成旋涡。因此,通过排气在排气端口12内流动而形成于内壁16附近的边界层在比第一突起部31靠下游侧容易被旋涡剥离。由此,在内壁16的附近,热传递率变大。
对本实施方式的效果进行说明。
(1-1)在排气的流速快时,越过第一突起部31或者第二突起部36后的排气难以在排气端口12的内壁16的附近流动,难以与从内壁16突出的第一翅片21~第四翅片24碰撞。由此,能够减少从排气传递至第一翅片21~第四翅片24的热量。
另一方面,在排气的流速慢时,若排气越过第一突起部31或者第二突起部36,则边界层在比突起部靠下游侧被剥离。由此,在内壁16的附近,热传递率变大。即,在比第一突起部31或者第二突起部36靠下游侧的位置,能够促进热量从排气向第一翅片21~第四翅片24或者内壁16的传递。
即,通过从排气端口12的内壁16突出的第一突起部31以及第二突起部36,能够根据排气的流速来变更热回收的效率。在内燃机90中,当排气的流速快时、即当内燃机转速较高时,排气的温度高。另一方面,在排气的流速慢时、即在如怠速运转时那样内燃机转速低时,排气的温度低。因此,借助第一突起部31以及第二突起部36,在排气的温度低时不抑制热量从排气向第一翅片21~第四翅片24的传递,在排气的温度高时,从排气传递至第一翅片21~第四翅片24的热量不会过量。
(1-2)从排气端口12的内壁16突出的第一突起部31具有引导面32a。因此,沿着内壁16流动的排气与引导面32a碰撞。另外,由于引导面32a倾斜,所以与第一突起部31的引导面32a碰撞的排气能够向排气端口12的下游侧流动。另外,在具有引导面32a的前段部32中,越朝向下游侧则从内壁16突出的高度越大。由此,越过第一突起部31的排气的流动容易从排气端口12的内壁16剥离。即,借助第一突起部31,在排气的温度低时,不抑制热量从排气向第一翅片21~第四翅片24的传递,在排气的温度高时,从排气传递至第一翅片21~第四翅片24的热量不会过量。
(1-3)对于第一翅片21的第一前端部21a、第三翅片23的第三前端部23a那样的翅片的前端部而言,在排气端口12流动的排气容易碰撞,温度容易过度变高。关于该点,第一突起部31位于比第一前端部21a以及第三前端部23a靠上游侧的位置。该情况下,越过第一突起部31后的排气难以在排气端口12的内壁16的附近流动,难以与第一前端部21a以及第三前端部23a碰撞。由此,能够抑制翅片的前端部过度升温。即,从排气传递至翅片的热量不会过量。
本实施方式能够如以下那样变更来实施。本实施方式以及以下的变更例能够在技术上不矛盾的范围内相互组合来实施。
虽然例示了从排气端口12的内壁16突出且在排气端口12的周向的整周延伸的第一突起部31,但突起部也可以是从排气端口12的内壁16突出的部分中的排气端口12的周向的一部分被切除的形状。例如,也能够采用图6所示的形状的突起部。
图6是表示形成于汽缸盖的排气端口112的内壁的示意图。在排气端口112的上侧设置有第一翅片121,在排气端口112的下侧设置有第三翅片123。
在排气端口112内,在第一翅片121的第一前端部121a以及第三翅片123的第三前端部123a的上游侧设置有上游突起部141与下游突起部146。
上游突起部141遍及排气端口112的周向的半周延伸。上游突起部141从排气端口112的上侧向排气端口112内突出。即,上游突起部141具有排气端口112的周向的下侧的半周被切除的形状。
下游突起部146设置于比上游突起部141靠下游侧,位于第一前端部121a的上游侧。下游突起部146遍及排气端口112的周向的半周延伸。下游突起部146从排气端口112的下侧向排气端口112内突出。即,下游突起部146具有排气端口112的周向的上侧的半周部分被切除的形状。另外,下游突起部146配置在与上游突起部141的被切除的部分、即排气端口112的下侧的半周对应的部分的下游侧。
在汽缸盖具备从排气端口的内壁突出的突起部的情况下,排气端口的流路截面积在设置有突起部的部分缩小。因此,在排气通过突起部时,产生压力损失。关于该点,在图6所示的排气端口112中,上游突起部141缺少排气端口112的周向的下侧的半周。在这样缺少排气端口的周向的一部分的情况下,与遍及排气端口112的周向的整周设置有上游突起部141的情况相比,能够减小流路截面积的缩小幅度。因此,能够将排气通过上游突起部141时产生的压力损失抑制得小。
并且,在图6所示的排气端口112中,下游突起部146被配置在上游突起部141的被切除的部分的下游侧。因此,能够利用下游突起部146使通过上游突起部141时未从内壁剥离而通过的排气从内壁剥离。即,会减小压力损失,且在排气的温度高时从排气传递至翅片的热量不过量。
上游突起部141以及下游突起部146可以如第一实施方式的第一上游部13、第二上游部14那样配置于排气端口112的燃烧室附近,也可以配置于排气端口112的排气歧管附近。
另外,上游突起部141以及下游突起部146若是缺少排气端口112的周向的一部分的形状,则能够将压力损失抑制得小。
另外,可以仅将上游突起部141以及下游突起部146中的任一方配置于排气端口112。该情况下,若在排气端口112的上侧配置上游突起部141,则容易使排气的流动剥离。若使用图1进行说明,则这是因为从内燃机90的燃烧室93排出的排气被吹送至排气端口12的阀引导件29附近。即,从燃烧室向排气端口排出的排气朝向排气端口的上侧。因此,越将从排气端口的上侧突出的突起部尽可能配置于上游侧而接近阀引导件,则高温的排气越难以在排气端口12的内壁的附近流动。
(第二实施方式)
图7表示了第二实施方式的汽缸盖所具有的排气端口212。
在第一实施方式中,第一突起部31在第一上游部13中位于比第一前端部21a以及第三前端部23a靠上游侧的位置。第二突起部36在第二上游部14中位于比第二前端部22a以及第四前端部24a靠上游侧的位置。
与此相对,在图7所示的排气端口212中,第一突起部231在第一上游部213中位于比第一前端部221a以及第三前端部223a靠下游侧的位置。同样,第二突起部236在第二上游部214中位于比第二前端部222a以及第四前端部224a靠下游侧的位置。由于其他的结构与第一实施方式同样,所以适当的省略说明。
如图7所示,第一突起部231从与燃烧室93连接的第一上游部213的第一流入端213a向下游侧延伸。第一突起部231在第一上游部213的周向的整周延伸。第一突起部231与第一上游部213的第一翅片221以及第三翅片223交叉。
第二突起部236从与燃烧室93连接的第二上游部214的第二流入端214a向下游侧延伸。第二突起部236在第二上游部214的周向的整周延伸。第二突起部236与第二上游部214的第二翅片222以及第四翅片224交叉。
对本实施方式的作用进行说明。
与第一实施方式同样,借助第一突起部231以及第二突起部236能够使排气的流动从排气端口212的内壁剥离。
即,在内燃机转速高、排气的流速比较快的情况下,越过第一突起部231后的排气难以与从第一上游部213的内壁突出的第一翅片221或者第三翅片223碰撞。同样,越过第二突起部236后的排气难以与第二翅片222或者第四翅片224碰撞。另外,在下游部215中,由于排气也因第一突起部231以及第二突起部236而难以在排气端口212的内壁的附近流动,所以排气难以与第一翅片221~第四翅片224碰撞。
另一方面,在内燃机为怠速运转、排气的流速比较慢的情况下,在比第一突起部231靠下游侧边界层剥离。由此,在排气端口212的内壁的附近热传递率变大。同样,在比第二突起部236靠下游侧,也在排气端口212的内壁的附近热传递率变大。
对本实施方式的效果进行说明。
(2-1)在排气的流速快时,能够减少从排气传递至第一翅片221~第四翅片224的热量。在排气的流速慢时,能够在比第一突起部231或者第二突起部236靠下游侧的位置,促进热量从排气向第一翅片221~第四翅片224或者内壁的传递。
即,借助第一突起部231以及第二突起部236,在排气的温度低时,不抑制热量从排气向第一翅片221~第四翅片224的传递,在排气的温度高时,从排气传递至第一翅片221~第四翅片224的热量不会过量。
本实施方式能够如以下那样变更来实施。本实施方式以及以下的变更例能够在技术上不矛盾的范围内相互组合来实施。
虽然在第一上游部213设置了第一突起部231,在第二上游部214设置了第二突起部236,但也可以如图8所示,在排气端口212的下游部215配置突起部。
图8表示了位于排气端口212的下游部215的下游突起部241。下游突起部241与第一翅片221~第四翅片224交叉。该情况下,若排气通过下游突起部241,则排气的流动也从排气端口212的内壁剥离。即,能够起到与第二实施方式同样的效果。
图9表示了使配置于排气端口312的下游部315的下游突起部346接近排气端口312的下游端315b的例子。排气端口312的下游端315b是排气被排出的端部,是与排气歧管95连接的端部。下游突起部346与排气端口312所具有的翅片交叉。图9表示了第一翅片321与第二翅片322。
使用图10以及图11对下游突起部346的作用以及效果进行说明。图10表示了汽缸盖10和与汽缸盖10连接的排气歧管95。排气歧管95具备供从汽缸盖10的各排气端口312排出的排气流入的分支部96。排气歧管95具备各分支部96集合而成的集合部97。
在燃烧室燃烧后的混合气成为排气,在被排出至排气端口312之后流入至排气歧管95的分支部96。此时,流入至分支部96的排气的一部分有时向与未进行燃烧的汽缸连接的其他排气端口312倒流。
图11表示了排气端口312中的下游端315b的剖面构造。如上所述,流入至分支部96的排气的一部分有时从排气歧管95向排气端口312倒流。这里,通过下游突起部346配置于排气端口312的下游部315,使得要倒流的排气与下游突起部346碰撞。由此,能够使要倒流的排气的流动从排气端口312的内壁316剥离。即,要倒流的排气变得难以在排气端口312的内壁316的附近流动。因此,能够减少从要倒流的排气传递至内壁316、翅片的热量。
从排气歧管95向排气端口312倒流的排气容易向排气端口312的下侧流动。因此,在排气端口312的周向的一部分设置下游突起部346的情况下,可以在排气端口312的下侧配置下游突起部346。
虽然第一突起部231、第二突起部236在排气端口212的周向的整周延伸,但与翅片交叉的突起部也可以从排气端口的周向的一部分突出。
例如,可以如图12所示,在被第一翅片421与第二翅片422夹着的间隙425配置翅片间突起部431。第二翅片422相对于第一翅片421沿排气端口412的周向排列配置。
在翅片如第一翅片421与第二翅片422那样沿排气端口412的周向排列配置的情况下,从通过被第一翅片421以及第二翅片422夹着的间隙425的排气传递至翅片的热量容易变大。关于该点,通过在间隙425配置翅片间突起部431,能够使通过间隙425的排气的流动从排气端口412的内壁剥离。由此,传递至第一翅片421以及第二翅片422的热量不会过量。这样,在将与翅片交叉的突起部配置为从排气端口的周向的一部分突出的情况下,可以在被翅片夹着的间隙配置突起部。
在图12所示的例子中,在被第一翅片421与第二翅片422夹着的间隙425配置翅片间突起部431,但也可以在被第三翅片与第四翅片夹着的间隙配置翅片间突起部。即,翅片间突起部只要配置在沿排气端口的周向排列配置的翅片之间即可,可以配置于排气端口的上侧以及下侧中的任一方。
另外,在图12所示的例子中,仅在被第一翅片421与第二翅片422夹着的间隙425配置翅片间突起部431,但也可以在包括间隙425的范围以与第一翅片421以及第二翅片422交叉的方式配置突起部。
(第三实施方式)
图13表示了第三实施方式的汽缸盖所具有的排气端口512。
如图13所示,排气端口512具有在排气端口512的周向的整周延伸的上游突起部541。并且,排气端口512具有在排气端口512的周向的整周延伸的下游突起部546。下游突起部546被配置于比上游突起部541靠下游侧的位置。
上游突起部541以及下游突起部546与从排气端口512的内壁突出的翅片分别交叉。图13表示了第一翅片521与第二翅片522。
对本实施方式的作用进行说明。
图14以及图15示意性表示了排气在排气端口512内越过上游突起部541流动时的排气的流动。实线箭头表示内燃机转速高的情况下的排气的流动。虚线箭头表示内燃机为怠速运转的情况下的排气的流动。
如图14所示,与第一实施方式以及第二实施方式同样,通过上游突起部541能够使排气的流动从排气端口512的内壁516剥离。
如图14中实线箭头所示,对于内燃机转速高的情况下的排气的流动而言,在越过上游突起部541之后越朝向下游侧则越容易接近排气端口512的内壁516。如图14中虚线箭头所示,对于内燃机转速低的情况下的排气的流动而言,在越过上游突起部541之后越朝向下游侧则旋涡越容易变小。
关于该点,如图15所示,通过在比上游突起部541靠下游侧设置了下游突起部546,由此在内燃机转速高时,即使在比下游突起部546靠下游侧的位置,排气的流动也容易从内壁516剥离。即,即便越过上游突起部541后的排气的流动接近排气端口512的内壁516,也能够在比下游突起部546靠下游侧的位置使排气的流动再次从内壁516分离。另外,在内燃机转速低时,即使在比下游突起部546靠下游侧的位置也能够剥离边界层。
对本实施方式的效果进行说明。
(3-1)在内燃机转速高时,与仅具备上游突起部541的情况相比,能够延长排气难以在排气端口512的内壁516的附近流动的区间。由此,排气的流动难以与从内壁516突出的翅片碰撞。因此,从排气传递至翅片的热量不会过量。
(3-2)在内燃机转速低时,与仅具备上游突起部541的情况相比,能够延长热传递率在内壁516的附近变大的区间。因此,能够促进热量从排气向翅片或者内壁516的传递。
本实施方式能够如以下那样变更来实施。本实施方式以及以下的变更例能够在技术上不矛盾的范围内相互组合来实施。
也可以在比下游突起部546靠下游侧的位置配置突起部。即,突起部的数量并不局限于两个。
上游突起部541以及下游突起部546可以具有不同的形状、大小。
例如,可以使下游突起部546从内壁516的突出高度大于上游突起部541从内壁516的突出高度。越靠向下游侧,则在排气端口512流动的排气的流速越降低。因此,存在即便排气通过突起部、排气的流动也难以从内壁剥离的情况。关于该点,在上述结构的情况下,借助突出高度大的下游突起部546,即使在排气的流速降低的排气端口512的下游侧也容易将排气的流动从内壁剥离。
虽然将上游突起部541以及下游突起部546配置成与从排气端口512的内壁突出的翅片交叉,但也可以通过将上游突起部541设置于比翅片靠上游侧的位置来配置成上游突起部541与翅片不交叉。另外,也可以通过将上游突起部541以及下游突起部546双方设置于比翅片靠上游侧的位置来配置成与翅片不交叉。
(第四实施方式)
图16表示了第四实施方式的汽缸盖所具有的排气端口612。
第一实施方式~第三实施方式的汽缸盖具备从排气端口的内壁突出且沿着通过排气端口的排气的流动方向延伸的突条亦即翅片。与此相对,在第四实施方式中,如图16所示,第一翅片621以及第二翅片622分别具有波部621c、622c。
如图16所示,第一翅片621具有呈波形状的波部621c。波部621c以被第一翅片621与第二翅片622夹着的间隙625蜿蜒的方式延伸。第二翅片622具有呈波形状的波部622c。波部622c以被第一翅片621与第二翅片622夹着的间隙625蜿蜒的方式延伸。
图16将排气端口612的轴线表示为端口延伸线C1。如图16所示,被波部621c、622c夹着的间隙625的蜿蜒部625a相对于端口延伸线C1蜿蜒。
在排气端口612中,在间隙625的蜿蜒部625a配置有翅片间突起部631作为突起部。图18用实线表示了通过蜿蜒部625a的排气的流动。通过蜿蜒部625a的排气被从第一翅片621以及第二翅片622的侧壁剥离。图18表示了与通过蜿蜒部625a的排气的流动正交的辅助线L1。翅片间突起部631被配置于沿着辅助线L1延伸的第一翅片621与第二翅片622之间。
对本实施方式的作用进行说明。
如图17所示,在蜿蜒部625a流动的排气并不沿着端口延伸线C1流动,而从第一翅片621以及第二翅片622的两侧壁剥离。图17用实线表示了从第一翅片621以及第二翅片622的侧壁剥离后的排气的流动。即,通过波部621c、622c能够使被第一翅片621与第二翅片622夹着的间隙625的蜿蜒部625a中的排气的流动从第一翅片621以及第二翅片622的两侧壁剥离。即,在排气的流速快时,排气难以在第一翅片621以及第二翅片622的侧壁的附近流动。此时,如图17中虚线所示,若在蜿蜒部625a形成旋涡,则在第一翅片621以及第二翅片622的侧壁的附近热传递率变大。即,在排气的流速慢时,在第一翅片621以及第二翅片622的侧壁的附近热传递率变大。
如图18所示,在排气端口612中,在被波部621c、622c夹着的间隙625的蜿蜒部625a配置有翅片间突起部631。由此,在从第一翅片621或者第二翅片622的侧壁剥离后的排气越过翅片间突起部631的情况下,能够使排气的流动从排气端口612的内壁进一步剥离。即,在排气的流速快时,排气变得在排气端口612的内壁的附近难以流动。在排气的流速慢时,热传递率变大。
对本实施方式的效果进行说明。
(4-1)在排气的流速快时,排气在通过波部621c、622c时难以在第一翅片621以及第二翅片622的附近流动,并且排气难以在内壁的附近流动。由此,在排气的温度高时,传递至第一翅片621以及第二翅片622的热量不会过量。
(4-2)在排气的流速慢时,排气在通过波部621c、622c时在第一翅片621以及第二翅片622的两侧壁的附近热传递率容易变大。并且,在排气通过翅片间突起部631时,由于边界层也容易从两翅片剥离,所以热传递率容易变大。由此,在排气的温度低时,不抑制热量从排气向第一翅片621以及第二翅片622的传递。
(4-3)在排气端口612中,翅片间突起部631以与通过蜿蜒部625a的排气的流动正交的方式延伸。因此,通过翅片间突起部631的排气容易从排气端口612的内壁剥离。
本实施方式能够如以下那样变更来实施。本实施方式以及以下的变更例能够在技术上不矛盾的范围内相互组合来实施。
虽然将翅片间突起部631延伸的方向设为与通过蜿蜒部625a的排气的流动正交的方向,但并不限定于此。例如,翅片间突起部631延伸的方向也可以是以规定的角度与通过蜿蜒部625a的排气的流动交叉的方向,也可以是与端口延伸线C1正交的方向。
虽然在被第一翅片621与第二翅片622夹着的间隙625中的蜿蜒部625a配置了翅片间突起部631,但只要在蜿蜒部625a设置有突起部,就能够起到与第四实施方式同样的效果。即,只要设置与第一翅片621和第二翅片622交叉并从排气端口612的周向的包括蜿蜒部625a的范围的内壁突出的突起部即可。
除此之外,作为在上述各实施方式中共通并能够变更的要素,存在如下的要素。
上述各实施方式中的突起部可以具有与图5所示的剖面形状不同的剖面形状。
突起部从内壁突出的高度能够变更。在上述各实施方式中,突起部的突出高度小于作为突条的翅片的突出高度,突起部的突出高度可以基于与翅片的突出高度的相对关系来设定。例如,在将翅片的突出高度设为“1”时,突起部的突出高度为“0.8”。突起部的突出高度能够在小于“1”的范围内设定,能够采用“0.9”、“0.5”、“0.3”等。
另外,突起部的前段部所具有的引导面的倾斜角能够从图5所示的倾斜角θ1变更。优选引导面的倾斜角为锐角。
另外,可以变更排气的流动方向上的突起部的长度。例如,还能够设置图19所示的突起部731。
在图19所示的突起部731中,从图5所示的第一突起部31省略了后段部34。即,突起部731由越朝向下游侧则突出高度越大的前段部732与顶部733构成。这样,在突起部中,突出高度在比顶部靠下游侧变小的后段部并不是必须的。
通过突起部的形状能够变更排气的流动越过突起部时从内壁剥离的剥离点的位置。通过剥离点的位置,能够变更排气难以在内壁的附近流动的区间、热传递率在内壁的附近变大的区间的长度。
上述各实施方式中的突起部可以适当地组合。例如,可以组合从排气端口的周向的一部分突出的突起部和在排气端口的周向的整周设置的突起部来进行配置。另外,也可以组合配置在比翅片的前端部靠上游侧的突起部和与翅片交叉的突起部。
在上述各实施方式中,配置在与燃烧室连接的第一上游部、第二上游部的突起部也可以配置在第一上游部与第二上游部合流的下游部。
在上述各实施方式中,如图2所示,第一上游部13与第二上游部14并不左右对称,具有不同的长度,但也可以左右对称。
Claims (7)
1.一种汽缸盖,其中,具备:
排气端口,供从内燃机的燃烧室排出的排气通过;
翅片,是从所述排气端口的内壁突出并沿着通过所述排气端口的排气的流动方向延伸的突条;以及
突起部,从所述排气端口的内壁突出,并沿着与所述翅片交叉的方向延伸。
2.根据权利要求1所述的汽缸盖,其中,
所述突起部具有越朝向下游侧则从所述内壁突出的高度越大的前段部,
所述前段部具有以从所述突起部的上游侧的端部起越朝向下游侧则越远离所述内壁的方式倾斜的引导面。
3.根据权利要求1或2所述的汽缸盖,其中,
若将所述翅片的上游侧的端部作为前端部,则所述突起部位于比所述前端部靠上游侧的位置。
4.根据权利要求1或2所述的汽缸盖,其中,具备:
作为所述翅片的第一翅片;和
第二翅片,是从所述排气端口的内壁突出并沿着通过所述排气端口的排气的流动方向延伸的突条,且相对于所述第一翅片沿着所述排气端口的周向排列配置,
所述突起部被配置在由所述第一翅片与所述第二翅片夹着的间隙。
5.根据权利要求4所述的汽缸盖,其中,
所述第一翅片以及所述第二翅片分别具有所述间隙呈蜿蜒的形状的波部。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的汽缸盖,其中,具备:
作为所述突起部的上游突起部;和
下游突起部,从所述排气端口的内壁突出并沿着与所述翅片交叉的方向延伸,且配置在比所述上游突起部靠下游侧的位置。
7.根据权利要求6所述的汽缸盖,其中,
所述上游突起部是从所述内壁突出的部分中的所述排气端口的周向的一部分被切除的形状,
所述下游突起部配置于所述上游突起部的被切除的部分的下游侧。
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