專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多缸內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋，其中的水套為鑄造而成，并且更具體而言，涉及 內(nèi)燃機(jī)的改進(jìn)氣缸蓋，其中，插入位于燃燒室大致中央部分處的噴射閥安裝孔內(nèi)的每個(gè)燃 料噴射閥分別通過(guò)分叉夾具而固定。
背景技術(shù)：
已知，例如在諸如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等缸內(nèi)直噴式內(nèi)燃機(jī)中，燃料噴射閥插入延伸穿過(guò) 燃燒室大致中央部分的噴射閥安裝孔中，并且分別通過(guò)分叉夾具固定在內(nèi)燃機(jī)上。專利文獻(xiàn)1披露了這種類型的用于直列型四缸內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋。進(jìn)氣凸輪軸和排 氣凸輪軸設(shè)置在直線排列的四個(gè)燃料噴射閥的相對(duì)兩側(cè)。四個(gè)夾具沿著內(nèi)燃機(jī)氣缸列的方 向排成直線。每個(gè)夾具包括基部、分叉末端部和位于基部與分叉末端部之間的中間部分。基 部抵接并支撐在支點(diǎn)部上，該支點(diǎn)部分由突出地裝配在氣缸蓋上的銷形成。分叉末端部按 壓燃料噴射閥。中間部分通過(guò)具有擰入氣缸蓋內(nèi)的末端部的螺栓來(lái)緊固。夾具可以圍繞作 為支點(diǎn)的支點(diǎn)部向上和向下擺動(dòng)。借助螺栓來(lái)緊固夾具的中間部分，使燃料噴射閥剛性固 定在氣紅蓋上。引用列表專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 未審查的日本專利申請(qǐng)公開(kāi)No. 2003-269244o

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題在上述常規(guī)技術(shù)的構(gòu)造中，與#1氣缸和#2氣缸相對(duì)應(yīng)的夾具設(shè)置為分叉末端部 指向內(nèi)燃機(jī)的前側(cè)的姿態(tài)，而與#3氣缸和#4氣缸相對(duì)應(yīng)的夾具設(shè)置為分叉末端部指向內(nèi) 燃機(jī)的后側(cè)的姿態(tài)。也就是說(shuō)，在四個(gè)夾具中，其中兩個(gè)夾具設(shè)置為與另兩個(gè)夾具相對(duì)稱。 用作與#2氣缸相對(duì)應(yīng)的夾具的支點(diǎn)部的銷以及用作與#3氣缸相對(duì)應(yīng)的夾具的支點(diǎn)部的銷 設(shè)置為在氣缸蓋的沿氣缸列方向的中央部分處彼此鄰接。因此，不可能在氣缸蓋的中央部分處——也就是說(shuō)，在#2氣缸和#3氣缸之間—— 設(shè)置這樣的鑄芯支撐孔，其中每個(gè)鑄芯支撐孔用于支撐一個(gè)待用來(lái)模制水套的鑄芯。如本 領(lǐng)域所知，鑄芯支撐孔還用作在鑄造期間從水套內(nèi)釋放氣體的通氣孔。通常，鑄芯支撐孔 形成在氣缸蓋的上表面的多個(gè)部分上。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)從氣缸蓋的剖面觀看時(shí)，水套的上表 面(頂表面)的中央部分附近抬起，即形成弧形以具有最大的高度?；谶@個(gè)原因，可以通 過(guò)在氣缸蓋的中央部分處設(shè)置鑄芯支撐孔來(lái)最有效地釋放氣體。也就是說(shuō)，如果鑄芯支撐 孔之一可以設(shè)置在氣缸蓋的中央部分處，則可以使作為通氣孔的鑄芯支撐孔的數(shù)量降至最 小，并且可以更切實(shí)地避免因殘留氣體而產(chǎn)生缺陷。在上述常規(guī)技術(shù)的構(gòu)造中，由于鑄芯支撐孔不能設(shè)置在氣缸蓋的中央部分處，所 以很不理想地需要增加用于釋放氣體的鑄芯支撐孔的數(shù)量。
此外，在上述常規(guī)技術(shù)的構(gòu)造中，必須將作為獨(dú)立部件安裝在氣缸蓋上的銷用作 夾具的支點(diǎn)部。這導(dǎo)致了部件數(shù)量增加的問(wèn)題。解決問(wèn)題的方式本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種用于多缸內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋，該氣缸蓋包括水套，其在 鑄造期間利用鑄芯形成在氣缸蓋內(nèi)；以及多個(gè)燃料噴射閥，每個(gè)燃料噴射閥插入一個(gè)噴射 閥安裝孔中，噴射閥安裝孔延伸穿過(guò)各個(gè)氣缸的燃燒室的大致中央部分，燃料噴射閥通過(guò) 多個(gè)分叉夾具固定在所述氣缸蓋上。每個(gè)所述夾具包括基部，其抵接并且支撐在位于所述 氣缸蓋一側(cè)的固定支點(diǎn)部上；分叉末端部，其按壓所述燃料噴射閥；以及中間部分，其通過(guò) 具有擰入氣缸蓋內(nèi)的末端部的螺栓來(lái)緊固。多個(gè)夾具設(shè)置成排列在沿著氣缸列方向的直線上的姿態(tài)并且布置成與多個(gè)氣缸 所分成的兩個(gè)氣缸組亦即前氣缸組和后氣缸組相對(duì)應(yīng)。與前氣缸組相對(duì)應(yīng)的夾具設(shè)置成基 部位于內(nèi)燃機(jī)的前側(cè)而分叉末端部位于內(nèi)燃機(jī)的后側(cè)。與后氣缸組相對(duì)應(yīng)的夾具設(shè)置成基 部位于內(nèi)燃機(jī)的后側(cè)而末端部位于內(nèi)燃機(jī)的前側(cè)。也就是說(shuō)，與前氣缸組相對(duì)應(yīng)的夾具和 與后氣缸組相對(duì)應(yīng)的夾具設(shè)置成朝向相反方向的姿態(tài)，使得各個(gè)夾具的末端部向內(nèi)而各個(gè) 夾具的基部向外。利用這種方式，可以保證兩個(gè)氣缸組之間的空間，使得可以在氣缸蓋的上 表面上的兩個(gè)夾具之間設(shè)置鑄芯支撐孔。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在各個(gè)燃料噴射閥的兩側(cè)設(shè)置有進(jìn)氣凸輪軸和排 氣凸輪軸；并且用于凸輪支架的緊固螺栓緊固在氣缸蓋上以便支撐位于氣缸蓋與凸輪支架 之間的進(jìn)氣凸輪軸和排氣凸輪軸中的至少一者。每個(gè)緊固螺栓的頭部用作固定支點(diǎn)部。本發(fā)明的效果根據(jù)上述構(gòu)造，鑄造期間用作通氣孔的鑄芯支撐孔可以布置在氣缸蓋的中央部 分，而不會(huì)干擾夾具的固定支點(diǎn)部。因此，在鑄造期間可以有效地從水套內(nèi)釋放氣體。因此， 無(wú)需增加鑄芯支撐孔或通氣孔的數(shù)量，并且可更切實(shí)地避免因鑄造期間的殘留氣體而產(chǎn)生 缺陷。




圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的氣缸蓋的平面圖。 圖2是沿線II-II截取的氣缸蓋的主要部分的剖視圖。 附圖標(biāo)記1.氣缸蓋2.噴射閥安裝孔3.燃料噴射閥11.進(jìn)氣凸輪軸12.排氣凸輪軸13.凸輪支架14.螺栓21.夾具22.基部23.末端部
24.中間部分25.螺栓31、32.鑄芯支撐孔
具體實(shí)施例方式下面，參考附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖1和圖2示出一個(gè)應(yīng)用于直列型四缸柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的本發(fā)明實(shí)施例的氣缸蓋。圖 1示出即將安裝到氣缸體之前的氣缸蓋1，其中從該氣缸蓋上拆下了氣缸蓋罩(未示出)。 如本領(lǐng)域所知，氣缸蓋1由諸如鋁合金或鑄鐵等材料經(jīng)鑄造而形成。氣缸蓋呈大致直角四 方體形狀，并且其內(nèi)部具有用作冷卻水通道的水套(未示出)。該具有復(fù)雜形狀的水套是利 用鑄芯經(jīng)鑄造而形成的。每個(gè)氣缸在其燃燒室的大致中央部分處具有噴射閥安裝孔2(見(jiàn) 圖2)。噴射閥安裝孔2沿豎直方向(即，沿與氣缸軸線平行的方向)延伸穿過(guò)燃燒室的中 央部分，燃料噴射閥3插入該噴射閥安裝孔2內(nèi)。燃料噴射閥3呈細(xì)桿形狀并且構(gòu)造為所 謂共軌式燃料噴射裝置，以便電動(dòng)地打開(kāi)和關(guān)閉。燃料噴射閥3的頂部設(shè)置有用于電氣配 線的連接器4 (見(jiàn)圖幻，并且裝配有與燃料管道連接的燃料連接部分5。燃料連接部分5從 燃料噴射閥3的中部沿對(duì)角線向上延伸。此外，進(jìn)氣凸輪軸11和排氣凸輪軸12設(shè)置在排列成一行的四個(gè)燃料噴射閥3的 兩側(cè)。進(jìn)氣凸輪軸11和排氣凸輪軸12分別驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門和排氣門(均未示出)以在打開(kāi)位 置和關(guān)閉位置之間移動(dòng)。每個(gè)氣缸都設(shè)置有一對(duì)進(jìn)氣門和排氣門。進(jìn)氣凸輪軸11和排氣 凸輪軸12可旋轉(zhuǎn)地支撐在形成在氣缸蓋1 一側(cè)的半圓形軸承面與形成在每個(gè)凸輪支架13 上的半圓形軸承面之間，其中凸輪支架借助螺栓緊固在氣缸蓋1上。每個(gè)凸輪支架13都形 成為跨進(jìn)氣凸輪軸11和排氣凸輪軸12而延伸的一體式零件。每個(gè)凸輪支架13借助螺栓 14在三個(gè)點(diǎn)處——即凸輪支架13的兩端部以及凸輪支架13的位于兩端部之間的中部—— 緊固在氣缸蓋1上。位于凸輪支架13中部的中部螺栓14(由附圖標(biāo)記14A表示)設(shè)置成 在氣缸列的方向上稍微偏離設(shè)置在凸輪支架13的兩端部的一對(duì)螺栓14。具體地說(shuō)，位于 #1至#5這五個(gè)凸輪支架13中的#1和#2前側(cè)凸輪支架13上的中部螺栓14A稍微偏向內(nèi) 燃機(jī)的前側(cè)，而位于#3至#5后側(cè)凸輪支架13上的中部螺栓14A稍微偏向內(nèi)燃機(jī)的后側(cè)。 順便提及，圖1的左側(cè)與內(nèi)燃機(jī)的前側(cè)對(duì)應(yīng)，而圖1的右側(cè)與內(nèi)燃機(jī)的后側(cè)對(duì)應(yīng)。此外，氣 缸蓋1的兩側(cè)——即，進(jìn)氣凸輪軸11和排氣凸輪軸12的外側(cè)——設(shè)置有多個(gè)氣缸蓋螺栓 孔16，用于將氣缸蓋1安裝到氣缸體上的氣缸蓋螺栓(未示出)安裝到這些氣缸蓋螺栓孔 16內(nèi)。插入上述噴射閥安裝孔2內(nèi)的燃料噴射閥3分別通過(guò)分叉夾具21固定在氣缸蓋1 上。每個(gè)夾具21包括錐形基部22，其抵接并且支撐在氣缸蓋1 一側(cè)的固定支點(diǎn)部上；分 叉末端部23，其與燃料噴射閥3的臺(tái)階部接合并且沿氣缸的軸向按壓燃料噴射閥3 ；以及中 間部分M，其通過(guò)具有擰入氣缸蓋1內(nèi)的末端部25a的螺栓25 (見(jiàn)圖幻緊固。每個(gè)夾具 21都用作一種可以圍繞作為支點(diǎn)的基部22向上和向下擺動(dòng)的桿，并且剛性地、固定地保持 燃料噴射閥3。如圖2所示，位于凸輪支架13的中間部分的螺栓14A用作與基部22抵接的 固定支點(diǎn)部。更具體地說(shuō)，中部螺栓14A的頭部的上表面與形成在基部22的下表面的突起 部2 接觸。中部螺栓14A的頭部向上偏離設(shè)置在凸輪支架13的兩端部的一對(duì)螺栓14，使得夾具21保持在基本水平的姿態(tài)(垂直于氣缸的軸線3)。分別固定燃料噴射閥3的四個(gè)夾具21設(shè)置在進(jìn)氣凸輪軸11與排氣凸輪軸12之 間并在沿氣缸列方向的直線上彼此對(duì)齊。與#1和#2氣缸相對(duì)應(yīng)的夾具21設(shè)置成以下姿 態(tài)基部22布置在內(nèi)燃機(jī)的前側(cè)，而末端部23布置在內(nèi)燃機(jī)的后側(cè)。相反，與#3和M氣 缸相對(duì)應(yīng)的夾具21設(shè)置成以下姿態(tài)基部22布置在內(nèi)燃機(jī)的后側(cè)，而末端部23布置在內(nèi) 燃機(jī)的前側(cè)，這與對(duì)應(yīng)于#1和#2氣缸的夾具21相對(duì)稱。換句話說(shuō)，#1至#5這五個(gè)凸輪支 架13中的#1、#2、#4和#5四個(gè)凸輪支架13分別用作夾具21的固定支點(diǎn)部。此外，四個(gè)夾 具21對(duì)稱地布置成每個(gè)夾具21的分叉末端部指向氣缸蓋1的中心，即，指向#2氣缸與#3 氣缸之間的位置。沿氣缸蓋1的縱向設(shè)置在氣缸蓋1的中央部分的#3凸輪支架13不用于 支撐夾具21。如圖2所示，#3凸輪支架13上的中部螺栓14A設(shè)置在與#3凸輪支架13兩 端部的一對(duì)螺栓14相同高度的位置。采用上述布置的夾具21，允許氣缸蓋1的沒(méi)有被夾具21所覆蓋的中部設(shè)置鑄芯支 撐孔31，該鑄芯支撐孔起到支撐用于形成水套的鑄芯的作用。鑄芯支撐孔31布置在#3凸 輪支架13附近，更具體地說(shuō)，布置在內(nèi)燃機(jī)的前側(cè)，偏離#3凸輪支架13上的中部螺栓14A， 該中部螺栓14A位于偏向內(nèi)燃機(jī)的后側(cè)的位置。此外，氣缸蓋1具有一對(duì)鑄芯支撐孔32，其 布置在氣缸蓋1的兩個(gè)部分，即氣缸蓋1的前端部和氣缸蓋1的后端部，這兩個(gè)部分相對(duì)于 氣缸蓋1的中央部分偏向進(jìn)氣門側(cè)。鑄芯支撐孔32布置在分別位于#1氣缸一側(cè)和#4氣 缸一側(cè)的氣缸蓋螺栓孔16附近。這些鑄芯支撐孔31和32由構(gòu)成鑄芯的一部分并且在鑄 造期間支撐鑄芯的棒狀部分形成，并且用作在鑄造期間釋放氣體的通氣孔。在本實(shí)施例中， 由于這對(duì)鑄芯支撐孔32布置在進(jìn)氣門側(cè)并且沒(méi)有用作通氣孔的鑄芯支撐孔設(shè)置在排氣門 側(cè)，因此在使模具保持稍微傾斜的姿態(tài)下進(jìn)行鑄造，使得進(jìn)氣門側(cè)高于排氣門側(cè)。鑄造之 后，鑄芯支撐孔31、32由壓配合的塞子31A和32A密封。在根據(jù)上述實(shí)施例的氣缸蓋1中，鑄芯支撐孔31可以設(shè)置在氣缸蓋1的中央部而 不會(huì)干擾夾具21的固定支點(diǎn)部。采用這種方式，在鑄造期間可以有效地從水套內(nèi)釋放氣 體。因此，可以利用最少數(shù)量(即，3個(gè))的鑄芯支撐孔——也就是說(shuō)，鑄芯支撐孔31和設(shè) 置在氣缸蓋1的前端部和后端部的鑄芯支撐孔32——確保進(jìn)行通氣。因此，不僅可以避免 因設(shè)置大量鑄芯支撐孔而引起強(qiáng)度下降，而且還可以更切實(shí)地抑制因鑄造期前的殘留氣體 而產(chǎn)生缺陷。此外，由于位于凸輪支架13中部的螺栓14A布置在較高位置并且用作夾具21的 固定支點(diǎn)部，可以減少構(gòu)成氣缸蓋1的部件的數(shù)量。此外，用作夾具21的固定支點(diǎn)部的中 部螺栓14A在氣缸列的方向上偏離位于夾具21兩端部的一對(duì)螺栓14。采用這種方式，可以 增強(qiáng)凸輪支架13的支撐剛性，從而可以切實(shí)支承從夾具21的基部22輸入的載荷。盡管在上述實(shí)施例中說(shuō)明了用于直列型四缸內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋，但是本發(fā)明不限于 該實(shí)施例并且可以應(yīng)用于具有任意數(shù)量氣缸的內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋，例如直列型三缸內(nèi)燃機(jī)、 直列型五缸內(nèi)燃機(jī)、直列型六缸內(nèi)燃機(jī)等，或者諸如V型六缸內(nèi)燃機(jī)和V型八缸內(nèi)燃機(jī)等的 相對(duì)的氣缸列之一上的氣缸蓋。
權(quán)利要求
1.一種用于多缸內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋，所述氣缸蓋具有在鑄造期間利用鑄芯形成在所述氣 缸蓋內(nèi)的水套，所述氣缸蓋包括燃料噴射閥，每個(gè)所述燃料噴射閥插入一個(gè)噴射閥安裝孔 中，所述噴射閥安裝孔延伸穿過(guò)多個(gè)氣缸中的每一個(gè)氣缸的燃燒室的大致中央部分，其中，插入所述噴射閥安裝孔中的所述燃料噴射閥通過(guò)多個(gè)分叉夾具固定在所述氣缸 蓋上，每個(gè)所述夾具包括基部，其抵接并且支撐在位于所述氣缸蓋一側(cè)的固定支點(diǎn)部上； 分叉末端部，其按壓所述燃料噴射閥；以及中間部分，其通過(guò)具有擰入所述氣缸蓋內(nèi)的末端 部的螺栓來(lái)緊固，所述夾具設(shè)置成排列在沿著所述多個(gè)氣缸的氣缸列方向的直線上的姿態(tài)，所述多個(gè)氣缸分為兩個(gè)氣缸組，包括前氣缸組和后氣缸組，所述夾具設(shè)置為與所述前 氣缸組和所述后氣缸組相對(duì)應(yīng)，與所述前氣缸組相對(duì)應(yīng)的所述夾具設(shè)置成所述基部位于所 述內(nèi)燃機(jī)的前側(cè)而所述分叉末端部位于所述內(nèi)燃機(jī)的后側(cè)，與所述后氣缸組相對(duì)應(yīng)的所述 夾具設(shè)置成所述基部位于所述內(nèi)燃機(jī)的后側(cè)而所述末端部位于所述內(nèi)燃機(jī)的前側(cè)，并且在所述氣缸蓋的位于所述兩個(gè)氣缸組之間的上表面上設(shè)置有鑄芯支撐孔，所述鑄芯支 撐孔設(shè)置在兩個(gè)所述夾具之間。
2.如權(quán)利要求1所述的氣缸蓋，還包括進(jìn)氣凸輪軸和排氣凸輪軸，所述進(jìn)氣凸輪軸和 所述排氣凸輪軸設(shè)置在所述燃料噴射閥的兩側(cè)；以及凸輪支架，每個(gè)所述凸輪支架通過(guò)凸 輪支架緊固螺栓緊固在所述氣缸蓋上，從而支撐位于所述氣缸蓋與所述凸輪支架之間的所 述進(jìn)氣凸輪軸和所述排氣凸輪軸中的至少一者，其中所述凸輪支架緊固螺栓的頭部用作所 述固定支點(diǎn)部。
3.如權(quán)利要求2所述的氣缸蓋，其中每個(gè)所述凸輪支架形成為一體式零件，以延伸跨 越所述進(jìn)氣凸輪軸和所述排氣凸輪軸，每個(gè)所述凸輪支架通過(guò)凸輪支架緊固螺栓在三個(gè)點(diǎn) 處緊固在所述氣缸蓋上，所述三個(gè)點(diǎn)包括所述凸輪支架的兩端部以及所述凸輪支架的位于 所述兩端部之間的中部，并且，所述凸輪支架緊固螺栓包括中部緊固螺栓和一對(duì)端部緊固 螺栓，所述中部緊固螺栓位于所述凸輪支架的中部并且用作所述固定支點(diǎn)部，所述端部緊 固螺栓位于所述凸輪支架的兩端部，所述中部緊固螺栓的位置在氣缸列的方向上稍微偏離 所述一對(duì)端部緊固螺栓。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的氣缸蓋，其中，所述氣缸蓋適用于直列型四缸內(nèi)燃 機(jī)，并且所述鑄芯支撐孔布置在所述氣缸蓋的在所述多個(gè)氣缸的氣缸列方向上的中央部分 處，并且在所述氣缸蓋的前端部和所述氣缸蓋的后端部布置有一對(duì)鑄芯支撐孔，并且所述 一對(duì)鑄芯支撐孔或者偏向進(jìn)氣門側(cè)，或者偏向排氣門側(cè)。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的氣缸蓋，其中，各個(gè)鑄芯支撐孔用作通氣孔，在鑄 造期間氣體通過(guò)所述通氣孔從所述水套釋放。
全文摘要
插入噴射閥安裝孔(2)內(nèi)的每個(gè)燃料噴射閥(3)通過(guò)分叉夾具(21)固定在氣缸蓋(1)上。每個(gè)夾具(21)包括基部(22)，其抵接并且支撐在位于凸輪支架(13)中部的中部螺栓(14A)上；分叉末端部(23)，其按壓燃料噴射閥(3)；以及中間部分(24)，其通過(guò)具有與氣缸蓋(1)螺紋接合的前端的螺栓(25)來(lái)緊固。四個(gè)夾具(21)沿著氣缸列的方向直線設(shè)置。對(duì)應(yīng)于#1和#2氣缸的夾具(21)與對(duì)應(yīng)于#3和#4氣缸的夾具(21)設(shè)置為彼此對(duì)稱，使得基部(22)朝向外側(cè)。氣缸蓋(1)的沒(méi)有覆蓋夾具(21)的中央部分上設(shè)置有鑄芯支撐孔(31)。利用這種構(gòu)造，可以有效釋放氣體。
文檔編號(hào)F02M61/14GK102046952SQ20098012027
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月5日
發(fā)明者禰津廣直, 谷口拓也 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社