气缸盖的水套结构的制作方法
【专利摘要】提供气缸盖的水套结构，其能够减少滞留在下侧排气用水套内的空气。该气缸盖的水套结构具有：多个燃烧室顶部（21）、多个排气口（23）、使多个排气口（23）汇集的废气汇集部（24）、相对于废气汇集部（24）配置在上侧的上侧排气用水套（80）以及相对于废气汇集部（24）配置在下侧的下侧排气用水套（90）。下侧排气用水套具有突出部（91）。在突出部（91）中的气缸轴线方向上的上侧部位，设置有将空气排出到下侧排气用水套（90）外的放气通道（R）。
【专利说明】气缸盖的水套结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及气缸盖的水套结构，尤其是，涉及一体地形成有使多个排气口汇集的废气汇集部的气缸盖的水套结构。
【背景技术】
[0002]作为气缸盖，已知有一体地形成有使从多个燃烧室延伸的多个排气口汇集的废气汇集部的气缸盖。在这样的气缸盖中，为了充分冷却容易成为高温的废气汇集部，除了冷却燃烧室的燃烧室用水套之外，还设置有冷却排气口和废气汇集部的排气用水套。
[0003]例如，在专利文献I中，公开了在废气汇集部的上侧和下侧分别设置有排气用水套的气缸盖的水套结构。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特许第4329774号公报
【发明内容】
[0007]然而，存在这样的问题:如果空气滞留在下侧排气用水套内，则在气缸盖中的与空气接触的部位很难冷却，废气汇集部的冷却效率下降。因此，存在尽量减少滞留在下侧排气用水套内的空气的要求。
[0008]本发明是鉴于该点而完成的，其课题在于，提供一种气缸盖的水套结构，其能够减少滞留在下侧排气用水套内的空气。
[0009]本发明的气缸盖的水套结构的特征在于，具有:形成在气缸盖的底面的多个燃烧室顶部；多个排气口，它们与所述多个燃烧室顶部中的各个燃烧室顶部分别连通；废气汇集部，其在所述气缸盖的内部使所述多个排气口汇集；上侧排气用水套，其相对于所述废气汇集部配置在气缸轴线方向上的上侧，冷却所述废气汇集部；以及下侧排气用水套，其相对于所述废气汇集部配置在气缸轴线方向上的下侧，冷却所述废气汇集部，所述下侧排气用水套具有突出部，该突出部被配置为朝所述上侧排气用水套突出，并与所述废气汇集部的下游侧侧部相对，在所述突出部中的气缸轴线方向上的上侧部位，设置有将空气排出到所述下侧排气用水套外的放气单元。
[0010]此外，“气缸轴线方向上的上下”是指:相对于作为与气缸轴线垂直的平面的气缸垂直平面，以成为上方的一侧为上侧，以成为下方的一侧为下侧。
[0011]根据本发明，由于在下侧排气用水套的突出部中的气缸轴线方向上的上侧部位，设置有将空气排出到下侧排气用水套外的放气单元，因而下侧排气用水套内的空气在流入突出部内时，经由放气单元排出到外部。由此，能够减少滞留在下侧排气用水套内的空气，提高废气汇集部的冷却效率。
[0012]此外,优选构成为:所述放气单元在铸造所述气缸盖时通过下侧型芯保持单元来形成，该下侧型芯保持单元与用于形成所述下侧排气用水套的下侧型芯一体地形成，并将所述下侧型芯保持于模具的预定位置处。
[0013]根据这样的结构，放气单元是在铸造气缸盖时通过下侧型芯保持单元来形成，该下侧型芯保持单元与用于形成下侧排气用水套的下侧型芯一体地形成、并将下侧型芯保持于模具的预定位置处，因而能够利用铸造气缸盖时所需的下侧型芯保持单元来形成放气单元。由此，由于不需要另外实施机械加工等来形成放气单元，因而放气单元的形成操作变得容易。
[0014]此外，所述上侧排气用水套和所述下侧排气用水套优选构成为在所述气缸盖的内部形成相互独立的流路。
[0015]根据这样的结构，上侧排气用水套和下侧排气用水套在气缸盖内部形成相互独立的流路，因而不需要在气缸盖内部勉强使冷却水转向和分流，能够使冷却液的流动相互分离而抑制流速下降和冷却液滞留部位(停滞部)的产生。并且，由于抑制了流速下降和冷却液滞留部位(停滞部)的产生，因而能够提高流过排气用水套内部的冷却液的流速，能够以较少的冷却液量高效地冷却废气汇集部。此外，由于不需要形成连通上下排气用水套的连通道，因而排气用水套的形成操作变得容易。此外，在使上下排气用水套形成相互独立的流路的情况下，下侧排气用水套内的空气不能够导入到上侧排气用水套，产生空气容易滞留在下侧排气用水套内的弊病，但是在本发明中，能够通过放气单元减少空气的滞留，因而能够消除所述弊病。
[0016]此外，所述放气单元优选在铸造所述气缸盖时通过上侧型芯保持单元以及与所述上侧型芯保持单元重合的所述下侧型芯保持单元形成，该上侧型芯保持单元与用于形成所述上侧排气用水套的上侧型芯一体地形成，并将所述上侧型芯保持于所述模具的预定位置处。
[0017]根据这样的结构，由于放气单元在铸造气缸盖时通过上侧型芯保持单元以及与上侧型芯保持单元重合的下侧型芯保持单元形成，该上侧型芯保持单元与用于形成上侧排气用水套的上侧型芯一体地形成，并将上侧型芯保持于模具的预定位置处，因而能够利用铸造气缸盖时所需的下侧型芯保持单元和上侧型芯保持单元来形成放气单元。由此，由于不需要另外实施机械加工等来形成放气单元，因而放气单元的形成操作变得容易。此外，下侧排气用水套内的空气在流入突出部内时，通过放气单元排出到上侧排气用水套。由此，能够减少滞留在下侧排气用水套内的空气，提高废气汇集部的冷却效率。
[0018]根据本发明，能够提供一种气缸盖的水套结构，该水套结构可减少滞留在下侧排气用水套内的空气。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是具有本实施方式的气缸盖的水套结构的内燃机的剖视图。
[0020]图2是气缸盖的立体图。
[0021]图3是以透视的方式绘出了气缸盖的内部的废气汇集部和缸盖侧水套的立体图。
[0022]图4是沿上下方向分解缸盖侧水套和废气汇集部来示出的立体图。
[0023]图5是进气用水套、燃烧室用水套和上侧排气用水套的底面图。
[0024]图6是下侧排气用水套的底面图。
[0025]图7是从前方观察缸盖侧水套和废气汇集部的前视图。[0026]图8是图2的VII1- VIII线的局部放大剖视图。
[0027]图9是用于说明冷却液从缸体侧水套流入进气用水套的分解立体图。
[0028]图10是用于说明冷却液从缸体侧水套流入下侧排气用水套的分解立体图。
[0029]图11是将缸盖侧水套和缸体侧水套与衬垫重合来绘制的底面图。
[0030]图12是用于说明进气用水套、燃烧室用水套和上侧排气用水套的冷却液的流动的底面图。
[0031]图13是用于说明下侧排气用水套的冷却液的流动的底面图。
[0032]图14是与图8对应的部位的铸造模具装置的局部放大剖视图。
[0033]图15是具有变形例的气缸盖的水套结构的内燃机的局部放大剖视图。
[0034]图16是与图15对应的部位的铸造模具装置的局部放大剖视图。
[0035]标号说明
[0036]I缸体，Ia气缸，2气缸盖，21燃烧室顶部，22进气口，23排气口，24废气汇集部，24d下游侧侧部，3衬垫，10缸体侧水套，40缸盖侧水套，50进气用水套，60燃烧室用水套，70排气用水套，80上侧排气用水套，81突出部，90下侧排气用水套，91突出部，R放气通道(放气单元)，E内燃机，Lc气缸轴线，110第I水套用型芯(上侧型芯)，120第2水套用型芯(下侧型芯)，140第I芯座(上侧型芯保持单元)，140a保持用芯座部，140b联结用芯座部，150第2芯座(下侧型芯保持单元)，150a保持用芯座部，150b联结用芯座部，200铸造模具装置，210上模，220下模，230侧模。
【具体实施方式】
[0037]参照图1?图14，对本发明的实施方式进行详细说明。在说明中，对于相同的要素标注相同的编号，并省略重复的说明。此外，如各图所示，在说明方向时，根据将内燃机E设置于车辆的状态下的前后左右上下来说明。
[0038]图1是具有本实施方式的气缸盖的水套结构的内燃机的剖视图。
[0039]如图1所示，应用了本发明的内燃机E具有内燃机主体，该内燃机主体由气缸体1、与气缸体I的上侧端部接合的气缸盖2、设置在气缸体I和气缸盖2之间的衬垫3、与气缸盖2的上侧端部接合的缸盖罩(省略图示)构成，其中，气缸体I 一体地设置有直列地排列的4个气缸Ia (在图1中仅图示了 I个)。
[0040]内燃机E是具有4个气缸la、以能够往复运动的方式嵌合在各个气缸Ia内的活塞
4、经由连杆5与各活塞4联结的曲柄轴6的多气缸内燃机，并以曲柄轴6的旋转中心线指向左右方向的横向配置方式搭载于作为搭载对象的车辆中。此外，内燃机E将进气侧配置为朝向车辆后方并将排气侧配置为朝向车辆前方。
[0041]在每个气缸Ia中，在与该气缸Ia的气缸轴线Lc平行的方向即气缸轴线方向上，在活塞4和气缸盖2之间，由气缸la、活塞4和气缸盖2形成燃烧室7。
[0042]此外，在本实施方式中，内燃机E被设置为气缸轴线Lc与垂直轴方向(即上下方向)一致，但是本发明不限于此，例如也可以将内燃机E设置为气缸轴线Lc相对于垂直轴方向倾斜。
[0043]气缸体I除了具有所述的气缸Ia和曲轴箱(省略图示)以外，还具有作为冷却气缸Ia的冷却液的流路的缸体侧水套10。缸体侧水套10是连续地包围4个气缸Ia的整体的凹槽状空间，并开口于气缸体I的上表面(参照图9、图10)。在缸体侧水套10的一端侧，被提供由未图示的散热器冷却的冷却液。此外，缸体侧水套10经由衬垫3的贯通孔32、35等与后述的进气用水套50和下侧排气用水套90连通，向两者提供冷却液。关于缸体侧水套10和衬垫3，将在后面进行详细说明。
[0044]图2是气缸盖的立体图。图3是以透视的方式绘出了气缸盖的内部的废气汇集部和缸盖侧水套的立体图。此外，在图3中，用假想线(双点划线)绘出了气缸盖2的外形。
[0045]气缸盖2是由使用了型芯的铸造成形制造的金属制部件。如图1?图3 (主要是图1)所示，气缸盖2主要具有:构成燃烧室7的顶部的4个燃烧室顶部21 (在图1中仅图示了 I个)、向各个燃烧室7导入空气的进气口 22、从各个燃烧室7排出燃烧气体的排气口23、在气缸盖2的内部使多个排气口 23汇集的废气汇集部24以及用于对它们进行冷却的缸盖侧水套40。此外，气缸盖2在其上部具有收纳阀门传动机构的一部分(省略图示)的阀门传动室25。
[0046]燃烧室顶部21是设置在气缸盖2的底面2a的大致圆锥形状的凹部。进气口 22将各个燃烧室顶部21和气缸盖2的后表面2b连通。排气口 23将各个燃烧室顶部21和废气汇集部24连通。针对I个燃烧室顶部21，分别设置2个进气口 22和排气口 23。此外，在进气口 22和排气口 23上，设置有未图示的进气阀和排气阀。
[0047]如图2所示，废气汇集部24具有I个开口部24a，该开口部24a在气缸盖2的前表面2c的左右方向上的大致中央部开口。废气汇集部24设置在气缸盖2的内部且设置在比气缸体I向前方突出的部位(参照图1)。阀门传动室25是形成在气缸盖2的上表面2d的凹状的空间。阀门传动室25收纳未图示的凸轮轴、摇臂以及阀门等阀门传动机构的一部分。此外，在气缸盖2的左侧面2e，形成有后述的作为缸盖侧水套40的冷却液的出口的出口开口部63、83、93。在气缸盖2的左侧面2e，安装有将从出口开口部63、83、93排出的冷却液分配给加热器和散热器的出水口(省略图示)。
[0048]如图1和如图3所示，缸盖侧水套40是成为冷却液的流路的空间，具有用于冷却进气口 22的进气用水套50、用于冷却燃烧室顶部21的燃烧室用水套60以及用于冷却排气口 23和废气汇集部24的排气用水套70。
[0049]如图1所示，进气用水套50设置在进气口 22的下方。燃烧室用水套60设置在燃烧室顶部21的正上方且设置在进气口 22与排气口 23之间。排气用水套70具有配置在排气口 23和废气汇集部24的上侧的上侧排气用水套80和配置在排气口 23和废气汇集部24的下侧的下侧排气用水套90。
[0050]进气用水套50与缸体侧水套10连通，并且与燃烧室用水套60连通(参照图1的虚线)。燃烧室用水套60与缸体侧水套10连通，并且与上侧排气用水套80连通。下侧排气用水套90与缸体侧水套10连通。并且，下侧排气用水套90不与进气用水套50、燃烧室用水套60和上侧排气用水套80连通。即，上侧排气用水套80与下侧排气用水套90在气缸盖2的内部形成相互独立的流路。
[0051]接下来，参照图4?图7，对废气汇集部24和缸盖侧水套40 (即、进气用水套50、燃烧室用水套60、上侧排气用水套80和下侧排气用水套90)的详细结构进行说明。
[0052]图4是沿上下方向分解缸盖侧水套和废气汇集部来示出的立体图。图5是进气用水套、燃烧室用水套和上侧排气用水套的底面图，图6是下侧排气用水套的底面图。图7是从前方观察缸盖侧水套和废气汇集部的前视图。
[0053]此处，在图4?图7中，为了便于说明，将作为空间的废气汇集部24和缸盖侧水套40描绘为具有实体(即，与它们对应的型芯)。
[0054]如图4所示，废气汇集部24具有:第I汇集部24b，其将与各个燃烧室7连通的2个排气口 23汇集成I个；以及第2汇集部24c，其将4个第I汇集部24b汇集到紧靠开口部24a前面的一个部位。第2汇集部24c和开口部24a设置在气缸盖2的左右方向上的大致中央部。在4个第I汇集部24b中，右侧和左侧的第I汇集部24b比两者之间的两个第I汇集部24b长。该右侧和左侧的第I汇集部24b的前侧的侧面构成了作为由后述上侧排气用水套80的突出部81和下侧排气用水套90的突出部91 (参照图1、图4?图6)进行冷却的冷却对象的废气汇集部24的下游侧侧部24d。在俯视图中，下游侧侧部24d从左右两端的排气口 23起，以越靠近中央的开口部24a就越位于前侧的方式倾斜。
[0055]如图4、图5 (主要是图5)所示，进气用水套50是对进气口 22 (参照图1)进行冷却的部位，并以沿左右方向横跨在各个进气口 22的下侧的方式蜿蜒地延伸。进气用水套50在各个进气口 22的下方，具有8个开口于气缸盖2的底面2a (参照图2)的进气侧流入部51。此外，进气用水套50在相邻的气缸Ia彼此之间(以下，有时称作“气缸轴间”)以及与左右的气缸Ia的外侧对应的位置，具有与燃烧室用水套60连通的连通部52。在3个气缸轴间的连通部52的下方，分别设置有开口于气缸盖2的底面2a的轴间流入部53。
[0056]燃烧室用水套60是对燃烧室顶部21 (参照图1)进行冷却的部位，并以沿左右方向横跨在各个燃烧室顶部21的上方的方式延伸。燃烧室用水套60形成为在前后方向上比进气用水套50宽，并包围在未图示的火花塞的周围。燃烧室用水套60在右侧的端部具有开口于气缸盖2的底面2a的两个燃烧室侧流入部61 (参照图7)。此外，燃烧室用水套60在与排气口 23 (参照图1)彼此之间对应的位置，具有与上侧排气用水套80连通的连通部62。此外，燃烧室用水套60在左侧的端部，具有开口于气缸盖2的左侧面2e而成为冷却液的出口的出口开口部63 (参照图2)。出口开口部63形成为在前后方向上比燃烧室用水套60宽，且延伸到前侧。
[0057]如图4、图5、图7 (主要是图5)所示，上侧排气用水套80被设置为覆盖各个排气口 23和废气汇集部24的上侧。上侧排气用水套80形成为:与进气用水套50和燃烧室用水套60相比，前后方向上的宽度尺寸较大，并且上下方向上的厚度尺寸较薄(参照图1)。上侧排气用水套80具有从前侧的端部向下突出的突出部81 (参照图1)。突出部81被配置为与废气汇集部24的下游侧侧部24d相对。此外，在上侧排气用水套80的前侧的端部中的与废气汇集部24的开口部24a对应的部分82，不设置突出部81。上侧排气用水套80在左侧的端部，具有开口于气缸盖2的左侧面2e而成为冷却液的出口的出口开口部83(参照图2)。
[0058]另外，如果参照图5来说明，则在进气用水套50与燃烧室用水套60之间的部位55，设置有进气口 22。此外，在燃烧室用水套60中的与气缸Ia的中心位置对应的部位65，设置有火花塞(省略图示)。此外，在燃烧室用水套60和上侧排气用水套80之间的部位67，设置有排气阀(省略图示)。
[0059]如图4、图6、图7 (主要是图6)所不,下侧排气用水套90被设置为覆盖各个排气口 23和废气汇集部24的下侧。下侧排气用水套90以厚度尺寸为与上侧排气用水套80相同程度的方式形成为扁平(参照图1)。下侧排气用水套90具有从前侧的端部向上突出的突出部91 (参照图1)。突出部91被配置为与废气汇集部24的下游侧侧部24d相对。此外，在下侧排气用水套90的前侧的端部中的与废气汇集部24的开口部24a对应的部分92，不设置突出部91。下侧排气用水套90在左侧的端部，具有开口于气缸盖2的左侧面2e而成为冷却液的出口的出口开口部93 (参照图2)。下侧排气用水套90在后侧的端部且与各个排气口 23的下方对应的位置，具有8个开口于气缸盖2的底面2a的排气侧流入部94。这样，由于在排气口 23的正下方设置有排气侧流入部94，因而能够高效地冷却排气口 23。此外，在距离出口开口部93最远的一侧(即上游侧)的两个排气侧流入部94之间，设置有追加流入部95。
[0060]接下来，参照图7和图8，对下侧排气用水套90的突出部91和放气通道R进行说明。图8是图2的VIII — VIII线的局部放大剖视图。
[0061]如图7所示，突出部91在中间隔着开口部(排气开口部)24a而设置在左右两侧。在左侧的突出部91的突出端，形成有第I倾斜面91a、第2倾斜面91b、第3倾斜面91c和水平面91d。第I倾斜面91a沿着废气汇集部24的下游侧侧部24d，并以越远离开口部24a就越位于气缸轴线方向上的上侧的方式倾斜。第2倾斜面91b与第I倾斜面91a相连，沿着废气汇集部24的下游侧侧部24d，并以越远离开口部24a就越位于气缸轴线方向上的上侧的方式倾斜。第2倾斜面91b比第I倾斜面91a平缓地倾斜。第3倾斜面91c与第2倾斜面91b相连，沿着废气汇集部24的下游侧侧部24d，并以越远离开口部24a就越位于气缸轴线方向上的下侧的方式倾斜。水平面91d与第3倾斜面91c相连，并大致直线状地延伸。
[0062]在右侧的突出部91的突出端，形成有第4倾斜面91e、第5倾斜面91f、第6倾斜面91g和第7倾斜面91h。第4倾斜面91e沿着废气汇集部24的下游侧侧部24d，并以越远离远离开口部24a就越位于气缸轴线方向上的上侧的方式倾斜。第5倾斜面91f与第4倾斜面91e相连，沿着废气汇集部24的下游侧侧部24d，并以越远离开口部24a就越位于气缸轴线方向上的上侧的方式倾斜。第5倾斜面91f?比第4倾斜面91e平缓地倾斜。第6倾斜面91g与第5倾斜面91f相连，沿着废气汇集部24的下游侧侧部24d，并以越远离开口部24a就越位于气缸轴线方向上的下侧的方式倾斜。第7倾斜面91h与第6倾斜面91g相连，沿着废气汇集部24的下游侧侧部24d，并以越远离开口部24a就越位于气缸轴线方向上的下侧的方式倾斜。第7倾斜面91h比第6倾斜面91g陡峭地倾斜。
[0063]如图8所示，在突出部91的前侧的端部与气缸盖2的前表面2c之间，在前后方向上延伸设置有用于将下侧排气用水套90内的空气排出到外部的放气通道(放气单元)R。放气通道R与突出部91中的气缸轴线方向上的上侧部位(上半部)连通，并开口于气缸盖2的前表面2c。导入到放气通道R内的空气经由未图示的配管，被排出到例如扩展箱(储备罐)等。在本实施方式中，如图7所示，在左右方向上隔着预定间隔设置有两个放气通道R。左右的放气通道R设置在突出部91中的气缸轴线方向上的最高的部位(位置)。即，左侧的放气通道R设置在作为左侧的突出部91中的最高的部位的第2倾斜面91b与第3倾斜面91c的边界部。此外，右侧的放气通道R设置在作为右侧的突出部91中的最高的部位的第5倾斜面91f与第6倾斜面91g的边界部。冷却液中含有的空气由于容易滞留在突出部91中的最高的部位，因而通过在这样的部位设置放气通道R，能够将下侧排气用水套90内的空气适当地排出到外部。此外，放气通道R也可以设置在突出部91中的最高的部位以外的部位。
[0064]另外，图2所示的符号2f表示通过铸造成形时将第I水套用型芯110 (参照图4)保持于模具的第I芯座140 (参照图4)来形成的两个支承孔，该支承孔2f由后备的帽等封闭。
[0065]图9是用于说明冷却液从缸体侧水套流入进气用水套的分解立体图。图10是用于说明冷却液从缸体侧水套流入下侧排气用水套的分解立体图。图11是在衬垫的底面图上重叠地绘出了缸盖侧水套和缸体侧水套的底面图。
[0066]此外，在图9、图10中，为了便于说明，用假想线(双点划线)来绘制缸盖侧水套40中的流入部以外的部分。此外，在图11中，对衬垫3附加点阴影，并用假想线(粗虚线)绘出缸体侧水套10的开口部。
[0067]如图9、图10、图11所示，缸体侧水套10形成为整体地包围在4个气缸Ia的周围。缸体侧水套10在最右侧的气缸Ia的前侧，具有比其它部位宽的冷却液的导入部11。导入部11中插入有间隔部件11a，限制冷却液的流动方向。在本实施方式中，冷却液配管P连接于比导入部11的间隔部件Ila靠左侧的位置。此外，缸体侧水套10在与气缸Ia彼此之间(气缸轴间)对应的部位具有缩颈部12。此外，在气缸轴之间，形成有使前侧与后侧的缩颈部12彼此连通的凹槽状的轴间缝13。
[0068]如图9、图10、图11 (主要是图11)所示，衬垫3是密封气缸体I与气缸盖2的接合部的金属制板状部件。衬垫3具有与气缸体I的4个气缸Ia对应的4个气缸开口部31。此外，衬垫3具有:进气侧贯通孔32和轴间贯通孔33，它们形成在与进气用水套50的进气侧流入部51和轴间流入部53对应的位置；燃烧室侧贯通孔34，其形成在与燃烧室用水套60的燃烧室侧流入部61对应的位置；以及排气侧贯通孔35和追加贯通孔36，它们形成在与下侧排气用水套90的排气侧流入部94和追加流入部95对应的位置。这些进气侧贯通孔32、轴间贯通孔33、燃烧室侧贯通孔34、排气侧贯通孔35和追加贯通孔36形成在与缸体侧水套10的全部开口部对应的位置。进气侧贯通孔32和排气侧贯通孔35形成为:除了一部分例外，位于右侧的孔(远离出口开口部63、83、93的孔)大体上口径较大。尤其是，与其它贯通孔32、33、35、36相比，燃烧室侧贯通孔34形成为较大的口径。由此，容易形成后述的纵流。
[0069]接下来，参照图9?图13，对缸体侧水套10和缸盖侧水套40中的冷却液的流动进行说明。
[0070]图12是用于说明进气用水套、燃烧室用水套和上侧排气用水套的冷却液的流动的底面图。图13是用于说明下侧排气用水套的冷却液的流动的底面图。
[0071]如图9、图10所示，从冷却液配管P流入导入部11的冷却液(箭头Yl)顺着缸体侧水套10朝左方向流过气缸Ia的前侧(箭头Y2)，在左端部反转(箭头Y3)，顺着缸体侧水套10朝右方向流过气缸Ia的后侧(箭头Y4)，到达右端部(箭头Y5)。此外，冷却液通过轴间缝13，从前侧的缩颈部12朝后侧的缩颈部12流动(箭头Y6)。
[0072]如图10所示，顺着缸体侧水套10朝左方向流过气缸Ia的前侧的冷却液(箭头Y2)中的一部分通过衬垫3中形成的排气侧贯通孔35和追加贯通孔36，从排气侧流入部94和追加流入部95流入下侧排气用水套90的内部(箭头Y7)。即，本实施方式中的冷却液的流动是冷却液在流入进气用水套50之前先流入下侧排气用水套90的所谓排气在先型的流动。由此，能够高效地冷却排气口 23和废气汇集部24。
[0073]此外，如图9所示，顺着缸体侧水套10朝右方向流过气缸Ia的后侧的冷却液(箭头Y4)中的一部分，通过衬垫3中形成的进气侧贯通孔32，从进气侧流入部51流入进气用水套50的内部(箭头Y8a)。此外，通过轴间缝13的冷却液(箭头Y6)在后侧的缩颈部12汇合，由此,通过衬垫3中形成的轴间贯通孔33，从轴间流入部53流入进气用水套50的内部(箭头Y8b)。此外，到达了缸体侧水套10的右端部的冷却液(箭头Y5)通过衬垫3中形成的燃烧室侧贯通孔34，从燃烧室侧流入部61流入燃烧室用水套60的右端部(箭头Y9)。
[0074]如图12所示，从燃烧室侧流入部61流入燃烧室用水套60的右端部的冷却液从右向左流向左端部的出口开口部63(箭头Y10)。该流动(箭头Y10)在燃烧室用水套60中，形成沿着气缸Ia (即燃烧室顶部21)的排列方向Lb (参照图9、图10)的流动(所谓的纵流)。此外，从进气侧流入部51和轴间流入部53流入进气用水套50的内部的冷却液通过连通部52流入燃烧室用水套60 (箭头Y11)，与所述的纵流汇合。从右向左流过燃烧室用水套60的内部的冷却液(箭头Y10)从出口开口部63流出到气缸盖2的外部。
[0075]流过燃烧室用水套60的冷却液中的一部分通过连通部62流入上侧排气用水套80。从各连通部62流入的流动(箭头Y12)在上侧排气用水套80的前端侧汇合，形成沿着气缸Ia (即燃烧室顶部21)的排列方向Lb (参照图9、图10)的流动(所谓的纵流)(箭头Y13)。此外，上侧排气用水套80的右前部80a由于以越靠近出口开口部83就越位于前侧的方式倾斜，因而从右侧的连通部62朝前方流入的冷却液容易被引导到上侧排气用水套80的右前部80a而流向出口开口部83。从右向左流过上侧排气用水套80的内部的冷却液从出口开口部83流出到气缸盖2的外部。
[0076]如图13所示，从排气侧流入部94流入下侧排气用水套90的冷却液(箭头Y14)向前方流动而在下侧排气用水套90的前端侧汇合，形成沿着气缸Ia (即燃烧室顶部21)的排列方向Lb (参照图9、图10)的流动(所谓的纵流)(箭头Y15)。此外，下侧排气用水套90的右前部90a由于以越靠近出口开口部93就越位于前侧的方式倾斜，因而从右侧的排气侧流入部94和追加流入部95流向前方的冷却液容易被引导到下侧排气用水套90的右前部90a而流向出口开口部93。此外，由于在突出部91的前侧的端部与气缸盖2的前表面2c之间，在前后方向上延伸设置有放气通道R，因而流过下侧排气用水套90内部的冷却液中含有的空气在流过突出部91内部时会经由放气通道R排出到外部。从右向左流过下侧排气用水套90的内部的冷却液(箭头Y15)会从出口开口部93流出到气缸盖2的外部。
[0077]接下来，参照图4和图14，对铸造模具装置200和型芯100进行说明。图14是与图8对应的部位的铸造模具装置的局部放大剖视图。
[0078]如图14所示，铸造模具装置200是用于铸造气缸盖2的装置，由被设置为能够沿上下方向移动的上模210、为固定型的下模220、被设置为能够沿水平方向移动的4个侧模230 (在图14中仅图示了 I个)构成。通过将这些多个模具合模而形成腔体240。
[0079]在下模220设置有用于从下方将熔融金属注入到腔体240内的未图示的浇口。在侧模230的内壁230a，设置有用于保持后述的第2芯座150等的保持用凹部230b (在图14中仅图示了保持第2芯座150的保持用凹部230b)。在上模210、侧模230设置有连通模具内外的未图示的排出孔。排出孔具有将型芯100与熔融金属接触时产生的气体和浇注之前腔体240内存在的空气排出到模具外的功能。此外，排气孔设置在型芯100的上方位置。[0080]型芯100是用于形成废气汇集部24和缸盖侧水套40的砂模。型芯100是以铸造砂为主原料、并在其中混合入以树脂为主成分的粘结剂而形成的。如图4和图14所示，型芯100由第2水套用型芯120、排气用型芯130和第I水套用型芯110构成，并从下方起按该顺序设置在铸造模具装置200的腔体240中。即，只要从下方按顺序地重叠配置3个型芯100即可完成型芯100的设置，因而抑制了型芯100的设置操作的复杂化。
[0081]如图4所示,第I水套用型芯110用于形成进气用水套50、燃烧室用水套60和上侧排气用水套80。如图4所示，在第I水套用型芯110的端部，一体地形成有第I芯座140。第I芯座140具有安装在保持用凹部230b内的保持用芯座部140a以及联结保持用芯座部140a和第I水套用型芯110的联结用芯座部140b。在该情况下，通过将保持用芯座部140a安装在保持用凹部230b内，使得第I水套用型芯110定位于腔体240内的预定位置而被保持。此外，通过联结用芯座部140b，形成了支承孔2f (参照图2和图4)
[0082]如图4所示，第2水套用型芯(下侧型芯)120用于形成下侧排气用水套90。如图4和图14所示，在第2水套用型芯120的端部，一体地形成有用于形成突出部91的突出部用型芯部位120a。在突出部用型芯部位120a的端部，一体地形成有第2芯座(下侧型芯保持单元)150。第2芯座150具有安装在保持用凹部230b内的保持用芯座部150a以及联结保持用芯座部150a与突出部用型芯部位120a的联结用芯座部150b。在该情况下，通过将保持用芯座部150a安装在保持用凹部230b内，使得第2水套用型芯120定位于腔体240内的预定位置而被保持。联结用芯座部150b是用于形成放气通道R的部位。此外，如图4所示，在本实施方式中，形成于第I水套用型芯110的第I芯座140和形成于第2水套用型芯120的第2芯座150被设置为在左右方向上位置相互错开。
[0083]如图4所示，排气用型芯130用于形成废气汇集部24。在排气用型芯130的前侧的端部，一体地形成有未图示的芯座。在该情况下，通过将芯座安装在侧模230的保持用凹部230b内，使得排气用型芯130定位于腔体240内的预定位置而被保持。
[0084]在该状态下，从下模220的未图示的浇口将熔融金属从下方注入到腔体240内，在熔融金属冷却硬化之后，将铸造模具装置200开模，去除(粉碎)型芯100，由此使气缸盖2成形。并且，利用第I水套用型芯110形成进气用水套50、燃烧室用水套60和上侧排气用水套80。此外，利用第2水套用型芯120形成下侧排气用水套90，通过排气用型芯130形成废气汇集部24。此外，通过联结用芯座部150b形成放气通道R。
[0085]如上所述，根据本实施方式的气缸盖的水套结构，由于在下侧排气用水套90的突出部91的上侧部位，设置有将空气排出到下侧排气用水套90外的放气通道R，因而下侧排气用水套90内的空气在流过突出部91内部时，经由放气通道R排出到外部。由此，能够减少滞留在下侧排气用水套90内的空气，提高废气汇集部24的冷却效率。
[0086]尤其是，由于本实施方式的放气通道R设置在空气容易滞留的突出部91中的最高的部位，因而能够将下侧排气用水套90内的空气适当地排出到外部。
[0087]此外，由于放气通道R在铸造气缸盖2时通过第2芯座150的联结用芯座部150b形成，该第2芯座150与用于形成下侧排气用水套90的第2水套用型芯120 —体地形成，并将第2水套用型芯120保持于模具的预定位置处，因而能够利用铸造气缸盖2时所需的第2芯座150来形成放气通道R。由此，由于不需要另外实施机械加工等来形成放气通道R，因而放气通道R的形成操作变得容易。[0088]此外，由于上侧排气用水套80和下侧排气用水套90在气缸盖2的内部形成相互独立的流路，因而不需要在气缸盖2的内部勉强使冷却水转向和分流，能够使冷却液的流动相互分离而抑制流速下降和冷却液滞留部位(停滞部)的产生。并且，由于抑制了流速下降和冷却液滞留部位(停滞部)的产生，因而能够提高流过排气用水套70的内部的冷却液的流速，能够以较少的冷却液量高效地冷却废气汇集部24。此外，由于不需要形成连通上下排气用水套80、90的通道，因而排气用水套70的形成操作变得容易。另外，在使上下排气用水套80、90形成相互独立的流路的情况下，下侧排气用水套90内的空气不导入上侧排气用水套80，产生空气容易滞留在下侧排气用水套90内的弊病，但是在本实施方式中，能够通过放气通道R减少空气的滞留，因而能够消除所述弊病。
[0089]以上，已参照附图对本实施方式的气缸盖的水套结构进行了详细说明，但是不言而喻，本发明不限于这些实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内，能够进行适当变更。
[0090]例如，在本实施方式中，构成为使燃烧室用水套60与上侧排气用水套80连通，但是本发明不限于此，只要上侧排气用水套80与下侧排气用水套90成为相互独立的流路，也可以构成为使燃烧室用水套60与下侧排气用水套90连通。另外，由于使燃烧室用水套60与上侧排气用水套80连通的结构能够增大连通部62的上下方向上的宽度尺寸，因而能够增强图4所示的第I水套用型芯110的刚性。
[0091]此外,在本实施方式中，对上侧排气用水套80和下侧排气用水套90这两者设置了突出部81、91，但是本发明不限于此，也可以只对上侧排气用水套80和下侧排气用水套90中的任意一方设置突出部。在这样的结构中，也能够使上侧排气用水套80与下侧排气用水套90分离，对废气汇集部24的下游侧侧部24d进行冷却。
[0092]此外，在本实施方式中，在处于气缸盖2的左右方向上的大致中央的位置形成废气汇集部24的开口部24a，但是也可以在靠近左右任意一方的位置形成废气汇集部24的开口部 24a。
[0093]此外，本发明以直列4气缸形式的内燃机E为例进行了说明，但是本发明不限于此，也能够应用于2气缸、3气缸等其它气缸数的内燃机E，此外，也能够应用于V型形式的内燃机E等。此外，不言而喻，本发明不限于汽车的内燃机E，也能够应用于船舶或通用机械等其它内燃机E。
[0094]接下来，参照图15和图16，对本发明的变形例的气缸盖的水套结构进行说明。图15是具有变形例的气缸盖的水套结构的内燃机的局部放大剖视图，图16是与图15对应的部位的铸造模具装置的部分放大剖视图。此外，在说明中，对于与上述实施方式相同的要素标注相同的符号，并省略重复的说明。
[0095]如图15所示，变形例的气缸盖的水套结构与上述实施方式的不同之处在于:设置有连通上侧排气用水套80前侧端部与突出部91的前侧端部的放气通道R。
[0096]此外，如图16所示，变形例的气缸盖的水套结构与上述实施方式的不同之处在于:借助与第I水套用型芯110 —体地形成的第I芯座140以及与第2水套用型芯120 —体地形成的第2芯座150来形成放气通道R。
[0097]如图16所示，在变形例的侧模230的内壁230a，设置有用于一体地保持第I芯座140和第2芯座150的保持用凹部230b。
[0098]在本变形例中，第I芯座140和第2芯座150被设置为在上下方向重合。在该情况下，通过将保持用芯座部140a、150a安装在保持用凹部230b内，使得第I水套用型芯110和第2水套用型芯120定位于腔体240内的预定位置而被一体地保持。联结用芯座部140b、150b是用于形成放气通道R的部位。
[0099]在本变形例中，第I水套用型芯110构成权利要求中的上侧型芯，第2水套用型芯120构成权利要求中的下侧型芯。此外，第I芯座140构成权利要求中的上侧型芯保持单元，第2芯座150构成权利要求中的下侧型芯保持单元。
[0100]在该状态下，从下模220的未图示的浇口将熔融金属从下方注入到腔体240内，在熔融金属冷却硬化之后，将铸造模具装置200开模，去除(粉碎)型芯100，由此使气缸盖2成形。并且，利用第I水套用型芯110形成进气用水套50、燃烧室用水套60和上侧排气用水套80。此外，利用第2水套用型芯120形成下侧排气用水套90，利用排气用型芯130形成废气汇集部24。此外，利用联结用芯座部140b、150b形成单一的放气通道R。此外，如图15所不,放气通道R的气缸盖2的前表面2c侧的开口部由后备的帽C封闭。
[0101]根据本变形例，由于连通了上侧排气用水套80的突出部81与下侧排气用水套90的突出部91并设置有放气通道R，因而下侧排气用水套90内的空气在流过突出部91内部时，经由放气通道R排出到上侧排气用水套80的突出部81。由此，能够减少滞留在下侧排气用水套90内的空气，提高废气汇集部24的冷却效率。
[0102]此外，由于放气通道R在铸造气缸盖2时通过第I芯座140的联结用芯座部140b以及与第I芯座140重合的第2芯座150的联结用芯座部150b形成，其中，该第I芯座140与用于形成上侧排气用水套80的第I水套用型芯110 —体地形成，并将第I水套用型芯110保持于模具的预定位置处，因而能够利用铸造气缸盖2时所需的第I芯座140和第2芯座150来形成放气通道R。由此，由于不需要另外实施机械加工等来形成放气通道R，因而放气通道R的形成操作变得容易。
【权利要求】
1.一种气缸盖的水套结构，其特征在于，该水套结构具有: 形成在气缸盖的底面的多个燃烧室顶部； 多个排气口，它们与所述多个燃烧室顶部中的各个燃烧室顶部分别连通； 废气汇集部，其在所述气缸盖的内部使所述多个排气口汇集； 上侧排气用水套，其相对于所述废气汇集部配置在气缸轴线方向上的上侧，冷却所述废气汇集部；以及 下侧排气用水套，其相对于所述废气汇集部配置在气缸轴线方向上的下侧，冷却所述废气汇集部， 所述下侧排气用水套具有突出部，该突出部被配置为朝所述上侧排气用水套突出，并与所述废气汇集部的下游侧侧部相对， 在所述突出部中的气缸轴线方向上的上侧部位，设置有将空气排出到所述下侧排气用水套外的放气单元。
2.根据权利要求1所述的气缸盖的水套结构，其特征在于， 所述放气单元在铸造所述气缸盖时通过下侧型芯保持单元形成，该下侧型芯保持单元与用于形成所述下侧排气用水套的下侧型芯一体地形成，将所述下侧型芯保持于模具的预定位置处。
3.根据权利要求1或者权利要求2所述的气缸盖的水套结构，其特征在于， 所述上侧排气用水套与所述下侧排气用水套在所述气缸盖的内部形成相互独立的流路。
4.根据权利要求2所述的气缸盖的水套结构，其特征在于， 所述放气单元在铸造所述气缸盖时通过上侧型芯保持单元以及与所述上侧型芯保持单元重合的所述下侧型芯保持单元形成，该上侧型芯保持单元与用于形成所述上侧排气用水套的上侧型芯一体地形成，将所述上侧型芯保持于所述模具的预定位置处。
【文档编号】F02F1/40GK103775235SQ201310472833
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月11日 优先权日:2012年10月19日
【发明者】藤井健史, 井川诚崇, 松持祐司 申请人:本田技研工业株式会社