CN1213040A - 内燃机气缸盖的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种内燃机气缸盖的制造方法,它适用于燃料喷射嘴或火花塞安装凸部与气缸盖一体成形的中央喷嘴形式的直喷式柴油发动机、中央喷嘴形式的直喷式汽油发动机、中央点火形式的汽油发动机。该方法中,将铸造时所用的排气(吸气)口形成用模芯的作为一方排气(吸气)口形成部的前端部周面的一部分切削成平面形状,铸造后,把由排气(吸气)口形成用模芯的一方排气(吸气)口形成部形成的排气(吸气)口内周面的一部分上的平面形状部切削加工成弯曲面形状。

Description

内燃机气缸盖的制造方法
本发明涉及内燃机气缸盖的制造方法，特别涉及在铸造的气缸盖上形成冷却水通路的技术。
现有技术中，公知的中央喷咀方式的直喷式柴油发动机和直喷式汽油发动机，以及中央点火方式的汽油发动机，在气缸盖上分别备有直动式的2个吸气阀和2个排气阀，并且在气缸盖上分别设有由上述4个阀开闭的共4个吸气和排气口。在上述直喷式柴油发动机或直喷式汽油发动机中，与气缸盖的上述孔口的略中央部对应的部位，备有燃料喷射阀。上述的中央点火方式的汽油发动机中，与气缸盖的孔口的略中央部对应部位，备有火花塞。
该现有技术的内燃机，在铸造的气缸盖上，一体地成形着壳体，该壳体上形成有作为燃料喷射阀本体的喷咀座的安装孔或火花塞安装孔。该现有内燃机的气缸盖构造存在以下问题。
下面，以中央喷咀方式的直喷式柴油机的气缸盖构造为例进行说明。如上所述，由于在气缸盖上一体地成形用于安装喷咀座的壳体，所以，该壳体的外周壁和一体地成形在气缸盖上的孔口壁不得不做成为局部相连的构造。
因此，在壳体的外周壁与孔口壁、特别是与排气口壁之间，不容易形成冷却水路。在喷咀座和孔口壁、特别是在排气口壁周围，不容易确保足够大的冷却水通路。
为了在喷咀座和孔口壁周围确保足够大的冷却水通路，必须缩小孔口的大小，这样又影响机器性能。
为此，在现有技术中，将铸造时使用的冷却水套形成用模芯分割为上下两部分，以确保喷咀座和孔口壁周围有足够大的冷却水通路。
但是，该方法不仅生产效率低，而且，在气缸盖的相当于上下冷却水套形成用模芯对接面的部位，产生毛刺，必须进行去除该毛刺的麻烦的后加工。
另外，在中央喷咀方式的直喷式汽油发动机和中央点火方式的汽油发动机中，也存在与上述中央喷咀方式的直喷式柴油机同样的问题。
关于气缸盖的制造技术，例如有日本特开平6-304696号公报揭示的内燃机气缸盖中的冷却水套用模芯的成形装置、以及特开平8-276243号公报揭示的气缸铸模用模芯，但该两公报揭示的技术均不能解决上述问题。
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供内燃机气缸盖的制造方法，该方法中，将各汽缸的至少两个排气阀(吸气阀)分别并列配置在与曲柄轴的中心轴方向直交的方向，燃料喷射咀或火花塞安装凸部与气缸盖一体成形，能提高生产效率，容易形成冷却水通路。
为了实现上述目的，本发明的内燃机气缸盖的制造方法是，在铸造的气缸盖上，各汽缸分别备有2个或3个吸气阀和2个排气阀，并且，在上述气缸盖上设有4个或5个被上述各汽缸的4个或5个阀开闭的吸气口和排气口，各汽缸的2个排气阀并列配置在与曲轴的中心轴略直交的方向，将2个排气口作为使来自各排气口喉部的气流在途中合流的单一排气口，在气缸盖的侧壁面开口，垂直于气缸盖的各汽缸的气缸洼窝的略中心轴，设置燃料喷射咀或火花塞，该燃料喷射咀或火花塞安装凸部与气缸盖一体成形，在2个排气口的各喉部与燃料喷射咀或火花塞安装凸部之间形成冷却水通路；其特征在于，将铸造时所用的排气口形成用模芯插入冷却水套形成用模芯时，将排气口形成用模芯的作为一方排气口形成部的前端部周面的一部分切削为平面状，以便该排气口形成用模芯的作为一方排气口形成部的前端部通过冷却水套形成用模芯中的燃料喷射咀或火花塞安装凸部形成部分；铸造后，把由排气口形成用模芯的一方排气口形成部形成的排气口内周面的一部分上的平面形状部切削加工成弯曲面形状。
另外，本发明的内燃机气缸盖的另一制造方法是，在铸造的气缸盖上，各汽缸分别备有2个或3个吸气阀和2个排气阀，并且，在上述气缸盖上设有4个或5个被上述各汽缸的4个或5个阀开闭的吸气口和排气口，各汽缸的2个或3个吸气阀并列配置在与曲轴的中心轴略直交的方向，将2个或3个吸气口形成为使来自各吸气口喉部的气流在途中合流的单一吸气口，在气缸盖的侧壁面开口，垂直于气缸盖的各汽缸的气缸洼窝的略中心轴，设置燃料喷射咀或火花塞，该燃料喷射咀或火花塞安装凸部与气缸盖一体成形，在2个或3个吸气口的各喉部与燃料喷射咀或火花塞安装凸部之间形成冷却水通路；其特征在于，将铸造时所用的吸气口形成用模芯插入冷却水套形成用模芯时，把该吸气口形成用模芯的作为一方吸气口形成部的前端部周面的一部分切削为平面状，以便该吸气口形成用模芯的作为一方吸气口形成部的前端部通过冷却水套形成用模芯中的燃料喷射咀或火花塞安装凸部形成部分；铸造后，把由吸气口形成用模芯的一方排气口形成部形成的排气口内周面的一部分上的平面形状部切削加工成弯曲面形状。
另外，本发明的内燃机气缸盖的再一制造方法是，在铸造的气缸盖上，各汽缸分别备有2个或3个吸气阀和2个排气阀，并且，在上述气缸盖上设有4个或5个被上述各汽缸的4个或5个阀开闭的吸气口和排气口，各汽缸的2个或3个吸气阀以及各汽缸的2个排气阀并列配置在与曲轴的中心轴略直交的方向，将2个或3个吸气口形成为使来自各吸气口喉部的气流在途中合流的单一吸气口，在气缸盖的侧壁面开口，将2个排气口形成为使来自各排气口喉部的气流在途中合流的单一排气口，气缸盖的侧壁面开口，垂直于气缸盖的各汽缸的气缸洼窝的略中心轴，设置燃料喷射咀或火花塞，该燃料喷射咀或火花塞安装凸部与气缸盖一体成形，在2个或3个吸气口的各喉部与燃料喷射咀或火花塞安装凸部之间形成冷却水通路；在2个排气口的各喉部与燃料喷射咀或火花塞安装凸部之间形成冷却水通路，其特征在于，把铸造时所用的吸气口形成用模芯插入冷却水套形成用模芯时，把该吸气口形成用模芯的作为一方吸气口形成部的前端部周面的一部分切削为平面状，以便该吸气口形成用模芯的作为一方吸气口形成部的前端部通过冷却水套形成用模芯中的燃料喷射咀或火花塞安装凸部形成部分；将铸造时所用的排气口形成用模芯插入冷却水套形成用模芯时，把该排气口形成用模芯的作为一方排气口形成部的前端部周面的一部分切削为平面状，以便该排气口形成用模芯的作为一方排气口形成部的前端部通过冷却水套形成用模芯中的燃料喷射咀或火花塞安装凸部形成部分；铸造后，把由吸气口形成用模芯的一方吸气口形成部形成的吸气口内周面的一部分上的平面形状部、以及把由排气口形成用模芯的一方排气口形成部形成的排气口内周面的一部分上的平面形状部分别切削加工成弯曲面形状。
根据本发明，可以将排气口形成用模芯或吸气口形成用模芯，沿着气缸长度方向直角地插入冷却水套形成用模芯内，可以在排气口或吸气口喉部与燃料喷射咀或火花塞安装凸部之间形成冷却水通路。
另外，在该内燃机中，采用铸造的气缸盖，在生产成本有利的、在气缸盖上一体地成形燃料喷咀的安装凸部时，可提高生产性，并能确保燃料喷咀安装部周围的冷却水通路，提高冷却性能，提高耐久性。
本发明中，能容易地在排气口喉部与燃料喷咀或火花塞安装凸部之间形成冷却水通路，由于排气口比吸气口的热负荷大，这一点尤为有利。
下面用图示实施例详细说明本发明。通过该实施例能更理解本发明，但本发明不限于该实施例。可在权利要求的范围内作变更。
图1是本发明内燃机气缸盖制造方法一实施例的铸造用模芯的局部概略平面图。
图2是图1所示内燃机气缸盖的平面图。
图3是图2中的A-A断面图。
下面，参照附图说明本发明的实施例。
图2是表示作为本发明内燃机的、中央喷咀方式直喷式柴油发动机气缸盖制造方法的铸造用模芯的局部概略平面图。图3是图2中的A-A线断面图。
图中，铸造的气缸盖11上，分别备有直动式的2个吸气阀和2个排气阀(图未示)，并且在气缸盖11上形成由上述4个阀开闭的4个孔口(吸气口12、13和排气口14A、14B)。
各气缸的2个吸气阀和2个排气阀，分别并列配置在与曲柄轴的中心轴方向略直交的方向。
2个吸气口12、13在气缸盖11的一方侧面开口，与图未示的吸气集管连通。
2个排气口14A、14B形成为使来自各排气口14A、14B喉部的气流在途中合流的单一排气口14，在气缸盖11的另一方侧面开口并与图未示的排气集管连通。
垂直于气缸盖11的各汽缸的气缸洼窝的略中心轴，设置图未示的燃料喷射咀，该燃料喷射咀的安装凸部15在铸造气缸盖11时一体成形。
排气口14A、14B的各喉部与燃料喷射咀的安装凸部15之间，形成冷却水通路16。图2中，19、20分别是本实施例中的吸气口形成用模芯。
将铸造气缸盖11时用的排气口形成用模心，沿着气缸长度方向直角地插入冷却水套形成用模芯时，在排气口的喉部与燃料喷射咀安装凸部之间形成冷却水通路是困难的(由深处孔口喉部的孔口形成用模芯的插入轨迹形成冷却水通路的部分全部成为加工余量)。
因此，本发明的气缸盖制造方法，如图1所示，(1)将铸造时所用的排气口形成用模芯17插入冷却水套形成用模芯18时，把排气口形成用模芯17的作为一方排气口14B形成部的前端部17A周面的一部分17a切成平面形状，以便使该排气口形成用模芯17的作为一方排气口14B形成部的前端部17A通过冷却水套形成用模芯18中的燃料喷射咀安装凸部的形成部分18A。图3表示该排气口形成用模芯17向冷却水套形成用模芯18插入的轨迹。(2)铸造后，把由排气口形成用模芯17的一方排气口14B形成部形成的排气口14B内周面的一部分上的平面形状部如图1和图2的斜线部17b所示地切削，加工成为弯曲面形状。
这样，可将排气口形成用模芯17沿着气缸长度方向直角地插入冷却水套形成用模芯18。可在排气口14A、14B的喉部与燃料喷射咀安装凸部15之间形成冷却水通路16。
因此，仅改变排气口形成用模芯17的形状，就能容易地在排气口14A、14B的喉部与燃料喷射咀安装凸部15之间形成冷却水通路，不必缩小排气口14A、14B的大小，不影响机器性能。
另外，也克服了现有技术中将气缸盖的铸模分割成上下两部分、在喷咀座和口壁周围形成冷却水路这一方案的缺点(上下铸模的对接面上产生毛刺，必须进行去除该毛刺的麻烦的后加工)。
另外，上述(2)中的切削加工，可与阀座的加工同时进行，所以，在制作工序上没有问题，不会降低生产效率。
由于吸气口12、13的热负荷比排气口14A、14B低，所以，其上部不需要冷却水套，但也可以与上述排气口14 、14B同样地，在吸气口的喉部与燃料喷射咀安装凸部之间形成冷却水通路。
即，在该情况下，各汽缸的2个吸气阀并列配置在与曲轴中心轴方向略直交的方向，并且使2个吸气阀成为使来自各吸气口喉部的气流在途中合流的单一吸气口，在气缸盖的侧壁面开口，在2个吸气口的各喉部与燃料喷射咀安装凸部之间形成冷却水通路。
与排气口形成用模芯同样地，将铸造时所用的吸气口形成用模芯插入冷却水套形成用模芯时，把吸气口形成用模芯的作为一方吸气口形成部的前端部周面的一部分切成为平面形状，以便使该吸气口形成用模芯的作为一方吸气口形成部的前端部通过冷却水套形成用模芯中的燃料喷射咀安装凸部形成部分。铸造后，把由吸气口形成模芯的一方吸气口形成部形成的吸气口内周面的一部分上的平面形状部切削加工成弯曲面形状即可。
上述实施例中，对本发明适用于中央喷咀方式的直喷式柴油发动机的例子作了说明，但本发明也适用于中央喷咀方式的直喷式汽油发动机。
另外，也适用于中央点火方式的汽油发动机，该中央点火方式的汽油发动机在与气缸盖的口的略中央部对应的部位备有火花塞。
这种情况下，垂直于气缸盖11的各汽缸的气缸洼窝的略中心轴，设置火花塞，将该火花塞安装凸部在气缸盖11铸造时一体成形，在排气口14A、14B的各喉部与火花塞安装凸部之间形成冷却水通路16即可。

Claims (3)

1．内燃机气缸盖的制造方法，在铸造的气缸盖上，各汽缸分别备有2个或3个吸气阀和2个排气阀，并且，在上述气缸盖上分别设有4个或5个被上述各汽缸的4个或5个阀开闭的吸气口和排气口，各汽缸的2个排气阀并列配置在与曲轴的中心轴略直交的方向，将2个排气口作为使来自各气口喉部的气流在途中合流的单一排气口，在气缸盖的侧壁面开口，垂直于气缸盖的各汽缸的气缸洼窝的略中心轴，设置燃料喷射咀或火花塞，该燃料喷射咀或火花塞安装凸部与气缸盖一体成形，在2个排气口的各喉部与燃料喷射咀或火花塞安装凸部之间形成冷却水通路；其特征在于，将铸造时所用的排气口形成用模芯插入冷却水套形成用模芯时，将排气口形成用模芯的作为一方排气口形成部的前端部周面的一部分切削为平面状，以便该排气口形成用模芯的作为一方排气口形成部的前端部通过冷却水套形成用模芯中的燃料喷射咀或火花塞安装凸部形成部分；铸造后，把由排气口形成用模芯的一方排气口形成部形成的排气口内周面的一部分上的平面形状部切削加工成弯曲面形状。
2．内燃机气缸盖的制造方法，在铸造的气缸盖上，各汽缸分别备有2个或3个吸气阀和2个排气阀，并且，在上述气缸盖上分别设有4个或5个被上述各汽缸的4个或5个阀开闭的吸气口和排气口，各汽缸的2个或3个吸气阀并列配置在与曲轴的中心轴略直交的方向，将2个或3个吸气口作为使来自各气口喉部的气流在途中合流的单一吸气口，在气缸盖的侧壁面开口，垂直于气缸盖的各汽缸的气缸洼窝的略中心轴，设置燃料喷射咀或火花塞，该燃料喷射咀或火花塞安装凸部与气缸盖一体成形，在2个或3个吸气口的各喉部与燃料喷射咀或火花塞安装凸部之间形成冷却水通路；其特征在于，将铸造时所用的吸气口形成用模芯插入冷却水套形成用模芯时，把该吸气口形成用模芯的作为一方吸气口形成部的前端部周面的一部分切削为平面状，以便该吸气口形成用模芯的作为一方吸气口形成部的前端部通过冷却水套形成用模芯中的燃料喷射咀或火花塞安装凸部形成部分；铸造后，把由吸气口形成用模芯的一方排气口形成部形成的排气口内周面的一部分上的平面形状部切削加工成弯曲面形状。
3．内燃机气缸盖的制造方法，在铸造的气缸盖上，各汽缸分别备有2个或3个吸气阀和2个排气阀，并且，在上述气缸盖上分别设有4个或5个被上述各汽缸的4个或5个阀开闭的吸气口和排气口，各汽缸的2个或3个吸气阀以及各汽缸的2个排气阀并列配置在与曲轴的中心轴略直交的方向，将2个或3个吸气口作为使来自各气口喉部的气流在途中合流的单一吸气口，在气缸盖的侧壁面开口，将2个排气口作为使来自各气口喉部的气流在途中合流的单一排气口，气缸盖的侧壁面开口，垂直于气缸盖的各汽缸的气缸洼窝的略中心轴，设置燃料喷射咀或火花塞，该燃料喷射咀或火花塞安装凸部与气缸盖一体成形，在2个或3个吸气口的各喉部与燃料喷射咀或火花塞安装凸部之间形成冷却水通路；在2个排气口的各喉部与燃料喷射咀或火花塞安装凸部之间形成冷却水通路，其特征在于，把铸造时所用的吸气口形成用模芯插入冷却水套形成用模芯时，把该吸气口形成用模芯的作为一方吸气口形成部的前端部周面的一部分切削为平面状，以便该吸气口形成用模芯的作为一方吸气口形成部的前端部通过冷却水套形成用模芯中的燃料喷射咀或火花塞安装凸部形成部分；将铸造时所用的排气口形成用模芯插入冷却水套形成用模芯时，把该排气口形成用模芯的作为一方排气口形成部的前端部周面的一部分切削为平面状，以便该排气口形成用模芯的作为一方排气口形成部的前端部通过冷却水套形成用模芯中的燃料喷射咀或火花塞安装凸部形成部分；铸造后，把由吸气口形成用模芯的一方吸气口形成部形成的吸气口内周面的一部分上的平面形状部、以及把由排气口形成用模芯的一方排气口形成部形成的排气口内周面的一部分上的平面形状部分别切削加工成弯曲面形状。
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