专利名称：多气缸发动机中气缸盖的结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及了一种多气缸发动机中的气缸盖结构，它具有一个收集排气口，收集排气口由几个排气口区组成，各个排气口区分别从沿着一排气缸设置的许多燃烧室伸出，各个排气口区整体集合成一个在气缸盖内的排气收集区。
一般说，在多气缸发动机中气缸盖的一个排气口仅用于从气缸盖中同一气缸内的许多排气阀孔收集排气，并且在与气缸盖连接的一个单独排气管道中收集从各气缸排出的排气。
相反，从日本专利号2709815中已知有一种气缸盖结构，其中，在气缸盖中不采用单独排气管道来收集从各气缸排出的排气。在这种气缸盖结构中，在气缸盖内被整体集合在一起的收集排气口的整个周边被水套包围，以提高冷却效率，因此，即使气缸盖采用耐热差的材料制成，也可保证其耐久性。
但是，在日本专利号2709815中描述的气缸盖结构遇到一个问题由于具有排气收集区的气缸盖整个侧面从气缸盖与气缸体配合面沿侧向突出程度很大，使得气缸盖的尺寸很大。另外，结构上遇到的问题是因为在气缸盖内整体集合在一起的收集排气口的整个周边被水套包围，气缸盖的尺寸很大，不利于整个发动机的紧凑性，并增加了振动。
因此，本发明的一个目的是保证在其中整体设置了收集排气口的气缸盖尽可能作得很紧凑。
为了达到上述目的，根据本发明，在多气缸发动机中提供了一种气缸盖结构，它具有一个收集排气口，收集排气口由几个排气口区组成，各个排气口区分别从沿着一排气缸设置的许多燃烧室伸出，并且各个排气口区整体集合成一个在气缸盖内的排气收集区，其中，结构包括一个设置在气缸盖侧面上的凸区，它突出在与气缸盖连接的气缸体侧面之外，凸区最大程度地在排气收集区内向外突出。
采用上述布局，从气缸盖侧面向外突出的凸区最大程度地在排气收集区内向外突出。因此，与在排气收集区外面设有水套的结构相比，可减小凸区的尺寸，有利于气缸盖的紧凑性。另外，凸区的重量减少，因而可减小气缸盖的振动。
从以下结合附图的优选实施例的描述，本发明的上述和其它目的、特征和优点将会变得很明显。
图1到图6表示了本发明的第一个实施例。其中图1是发动机头部的垂直剖视图；图2是图1中沿线2-2所取的剖视图；图3是图2中沿线3-3所取的剖视图；图4是图2中沿线4-4所取的剖视图；图5是图2中沿箭头5方向所取的视图；图6是图5中沿线6-6所取的剖视图；图7到图9表示了本发明的第二个实施例。其中图7是相似于图2的视图，但按照第二个实施例；图8是图7中沿线8-8所取的剖视图；图9是形成一个砂芯的铸模剖视图；图10是相似于图2的视图，但按照本发明的第三个实施例；图11是相似于图2的视图，但按照本发明的第四个实施例；图12是按照本发明第五个实施例的发动机垂直剖视图；图13和14表示了本发明的第六个实施例，图13是与图2相似的视图，图14是图13中沿箭头14方向所取的视图；图15是相似于图2的视图，但按照本发明的第七个实施例；图16到图18表示了本发明的第八个实施例，其中图16是一个发动机的垂直剖视图；图17是图16中沿箭头17方向所取的视图；图18是图17中沿线18-18所取的剖视图；图19和20表示了本发明的第九个实施例，图19是与图2相似的视图，图20是图19中沿箭头20方向所取的视图；图21是图20中沿线21-21所取的剖视图；图22和23表示了本发明的第十个实施例，图22是与图2相似的视图，图23是图22中沿箭头23方向所取的视图；现参照图1到图6来描述本发明的第一个实施例。
参照图1，串联或直列型的3气缸E具有一个与气缸体11上表面连接的气缸盖12，一个气缸盖罩13与气缸盖12的上表面连接。各个活塞15分别滑动地容纳在位于气缸体11中的三个气缸14内。燃烧室16位于气缸盖12的下表面之下，活塞15的上表面对着气缸盖12的下表面。与各燃烧室16连接的各个进气口17通向进气侧的气缸盖12侧面，而与各燃烧室16连接的收集排气口18通向排气侧的气缸盖12侧面，排气管19与收集排气口18的开口连接。用于装卸火花塞20的火花塞插入管21整体形成在气缸盖12内。火花塞插入管21是倾斜的，因此相对于气缸轴线L1来说，它们的上端更靠近收集排气口18。面对着燃烧室16的火花塞20装在每个火花塞插入管21的下端，而点火线圈22装在每个火花塞插入管21的上端。
一个阀工作室23设置在气缸盖上部之内，并且被气缸盖罩13罩住。在阀工作室23内有一个带着进气凸轮24和排气凸轮25的凸轮轴26，以及一个摇臂轴29，进气摇臂27和排气摇臂28在摇臂轴29上作摆动。
进气阀31用于打开和关闭面对着每个燃烧室16的两个进气阀孔30，进气阀31具有伸入阀工作室23的阀杆32，因此，由于装在阀杆32突出部分上的阀弹簧33作用，各进气阀31分别偏置在闭合方向上。一个滚轮34装在每个进气摇臂27的一端，紧靠着进气凸轮24，而摇臂的另一端紧靠着每个进气阀31的阀杆32上端。排气阀36用于打开和关闭面对着每个燃烧室16的两个排气阀孔35，排气阀36具有伸入阀工作室23的阀杆37，因此，由于装在阀杆37突出部分上的阀弹簧38作用，各排气阀36分别偏置在闭合方向上。一个滚轮39装在每个进气摇臂28的一端，紧靠着进气凸轮25，而摇臂的另一端紧靠着每个排气阀36的阀杆37上端。
一个喷嘴40装在每个进气口17中，并被引到进气阀孔30中用于喷射燃料。
如图2和图3所示，从三个燃烧室16伸出的三个进气口17的每一个均作成Y形状。三个进气口17独立地通向进气侧的气缸盖12侧面而相互不相遇。另一方面，收集排气口18包括了总数为六个的排气口区46和一个拱形的排气收集区47，排气口区46从三个燃烧室16伸出，在排气收集区47中六个排气口区46整体地集合在一起。排气出口48设置在排气收集区47的中心部位，排气管19与排气出口48连接。
表面由排气收集区47形成的排气侧气缸盖12的侧壁121弯成向外突出的拱形，由此形成从气缸体11侧壁111突出的距离为d的凸区49。因此，位于凸区49内收集排气口18的排气收集区47直接面对着弯成拱形的凸区49的侧壁121，而在其中不插入水套。
因此，因为如上所述，位于凸区49内收集排气口18的排气收集区47直接面对着凸区49的侧壁121而在其中不插入水套，与在排气收集区47和侧壁121之间插入水套的结构相比，气缸盖12可作得很紧凑。此外，侧壁121作成拱形，因而减小了气缸盖12沿长度方向相对两端之间的距离。因此，这不仅可进一步提高紧凑性，而且有助于增加气缸盖12的刚度。
如图2到图4所示，四个螺钉孔50分别位于进气和排气侧的气缸盖12中，因此可把从上插入共八个螺钉孔50中的八个气缸盖紧固螺钉511、512、513、514、515、516、517、和518拧入气缸体11中的螺孔52内，从而把气缸盖12固定到气缸体11上。
两个壁段53和54在收集排气口18内延伸，因而中间气缸14和在中心气缸14两侧的气缸14均被相互隔开。两个气缸盖紧固螺钉512和513分别通过两个壁段53和54。回油通道551和552延伸通过两个壁段53和54的尖端，即通过比两个气缸盖紧固螺钉512和513更靠近排气收集区47的两个壁段53和54的部分。
两个壁段53和54作成弯曲的，使得它们沿着在收集排气口18内流动的排气方向作延伸，即它们朝着位于中间的排气出口48。因此，相对于邻接两个回油通道551和552的两个气缸盖紧固螺钉512和513，两个回油通道551和552朝着排气出口48偏置。上述回油通道551和552和气缸盖紧固螺钉512和513的布局保证了可使排气在收集排气口18内流动，由此可降低排气阻力，同时避免了气缸盖12尺寸的增加。
在气缸盖12内的排气出口48上设有三个凸台部分581、582和583，其中拧入三个螺钉57，用于固定排气管19的安装法兰56，相对于沿着气缸阵列线L2方向相互隔开的两个凸台部分581和582，在气缸阵列线L2方向上，两个回油通道551和552偏置了一个距离α。因此，可以把壁段53和凸台部分581设置在相互更靠近的位置上，以及把壁段54和凸台部分582设置在相互更靠近的位置上。由此避免了排气收集区域47的流动截面积的减少，从而防止了排气阻力的增加，同时提高了在排气出口48附近的气缸盖12的刚度。
排气管19的数目是一个，因而从上面看，位于下面的两个凸台部分581和582不能在排气管19之下被遮挡，因此可容易地进行把螺钉57固定到两个凸台部分581和582上的操作。另外，由于在排气管19之上提供了一个凸台部分583，可把排气管19固定在三点上而提高了安装刚度，同时保证了固定螺钉57的可操作性。
容纳凸轮驱动链条(图中未示)的凸轮驱动链条室59设置在气缸盖12沿长度方向的一端。第三个回油通道553设置在气缸盖紧固螺钉514的附近，位于与凸轮驱动链条室59相对的另一侧。三个回油通道551、552和553保证了通过气缸体11上的回油通道60，使气缸盖12中的阀工作室23与一个油盘(图中未示)连通。
这样，两个回油通道551和552位于被相邻气缸14中排气口区46和排气收集区47包围的区域内。因此，可把两个回油通道551和552设置在气缸盖12的排气侧而不会与收集排气口18相干扰，由此在气缸盖12中阀工作室23内的油可以可靠地回到油盘。此外，在低温下流经回油通道551和552的油可由流经收集排气口18的排气来加热，因而可升高油温而不需提供专门的油加热器，由此可减少每个润滑部分中的摩擦阻力。
从图5和图6可看出，依靠三角形截面的增强壁61，朝着气缸盖12排气侧倾斜的三个火花塞插入管21可与凸区49的上表面连接。可由增强壁61提高凸区49的刚度，并有效地防止在发动机E工作时凸区49的振动。
如图1到图4所示，一个水套J1设置在气缸盖12内沿着气缸阵列线L2作延伸。罩住收集排气口18上、下表面的水套J2和J3也设置在气缸盖12的凸区49中，它由流经收集排气口18的排气加热到高温。在不会与排气口区46干扰的部位，即在三个火花塞插入管21附近，通过三个水套J4把上、下水套J2和J3相互连通。
如上所述，由于水套J1、J2、J3和J4罩住了收集排气口18的周边区域，可有效地冷却易被加热到高温的气缸盖12的排气侧。特别是，水套J2插在作为易受热影响附件的点火线圈22和收集排气口18之间，因此可有效地防止把热量传到点火线圈22上(参见图6)。
从图3和图6可看出，收集排气口18的外部直接对着凸区49的侧壁121而中间不插入水套。因此，在以铸造方式制造气缸盖12时，可以简化制造水套J2、J3和J4以及收集排气口18的型芯结构。
其理由如下先沿着箭头A的方向把制造水套J2、J3和J4的型芯插入铸模中，然后沿着箭头A的方向把制造收集排气口18的型芯插入铸模中。此时，在上、下水套J2和J3之间存在一个开口62，因而可通过开口62插入制造收集排气口18的型芯。由三个水套J4把上、下水套J2和J3相互连接，但相应于三个水套J4的型芯与相应于六个排气口区46的制造收集排气口18的型芯交替地咬合，由此可避免两个型芯之间相互的干扰(参见图2)。
这样，可以不分开地把制造水套J2、J3和J4的型芯，或制造收集排气口18的型芯装配到铸模中。因此，如果用铸造方式生产气缸盖12，则可降低成本。
现参照图7到图9来描述本发明的第二个实施例。
从图7可看出，位于进气侧的四个气缸盖紧固螺钉515、516、517、和518均设置在一条直线上，直线离开气缸阵列线L2的距离为D1，气缸阵列线L2与三个气缸14的气缸轴线L1相交。另一方面，在位于排气侧的四个气缸盖紧固螺钉511、512、513和514中，在两端相对着的两个气缸盖紧固螺钉511和514离开气缸阵列线L2的距离为D1，但气缸盖紧固螺钉512和513离开气缸阵列线L2的距离为比D1大的D2。换句话说，四个气缸盖紧固螺钉512、513、516和517环绕着中间气缸14外周边，其中在进气侧，最靠近收集排气口18中排气收集区47的两个气缸盖紧固螺钉516和517与气缸阵列线L2之间距离设定为D1，而在气缸阵列线L2与排气侧的气缸盖紧固螺钉512和513之间距离设定为比D1大的D2。
两个壁段53和54在收集排气口18内延伸，把中间气缸14和相对两侧的气缸14相互隔开，两个气缸盖紧固螺钉512和513分别通过两个壁段53和54。回油通道551和552延伸通过两个壁段53和54的底端部位，即通过比两个气缸盖紧固螺钉512和513更靠近气缸阵列线L2一侧的两个壁段53和54部位。两个壁段53和54成弯曲，使得它们沿着在收集排气口18内流动的排气方向作延伸，即它们朝着位于中间的排气出口48。因此，相对于与两个气缸盖紧固螺钉512和513邻接的两个回油通道551和552，两个气缸盖紧固螺钉512和513朝着排气出口48偏置。
从气缸盖12侧向突出的凸区49刚度不足，因而在发动机E工作时易于产生振动。但是，由于把两个气缸盖紧固螺钉512和513靠近突出程度最大的排气收集区47，使得它们朝着排气收集区47偏置，凸区49可被牢牢地紧固在气缸体11上，由此可有效地提高刚度，并且防止了振动的产生。此外，由于防止了凸区49的振动，可以保证气缸盖12和气缸体11之间的密封性。
因此，回油通道551和552和气缸盖紧固螺钉512和513的上述放置方式保证了排气在收集排气口18内平稳地流动，由此可减少排气阻力，同时避免了气缸盖12尺寸的增加。
如图7和图8所示，位于气缸盖12中心的水套J1具有直线地沿着气缸阵列线L2的散热壁123。如果以铸造方式生产气缸盖12，则水套J1由如图9所示的砂芯C制造。砂芯C由包括下模DL和上模DU的铸模形成。因此，由砂芯C也制造了散热壁123。为了有利于在完成砂芯C成形之后分离模子DL和DU，把散热壁123上部的厚度制得较小。
散热壁123从设置在气缸盖12中的水套J1下表面向上伸出，并沿着燃烧室16排列的方向在燃烧室16之上延伸，因为散热壁123沿燃烧室16排列方向连续地设置在气缸盖12中，依靠散热壁123可增加从燃烧室16周围到冷却水的传热面积，由此充分地提高了从燃烧室16周围到冷却水的散热能力。此外，因为沿着燃烧室16排列方向散热壁123是连续的，可增加整个气缸盖12的刚度。
另外，因为按铸造方式生产气缸盖12时由砂芯C来制造水套J1，以及把散热壁123上部的厚度作得较小，因此有利于由铸模形成砂芯，并且在铸造方式下散热壁123与气缸盖12形成整体，因此散热壁123对提高气缸盖12刚度有显著的影响。
在第二个实施例中，相对于散热壁123，水套J1的水出口124朝进气侧偏置。但是，如果水出口124位于散热壁123的延长线上，则散热壁123可朝着水出口124延伸到最外端，同时使得从散热壁123的相对两侧面到水出口124的冷却水流动均匀化。因此，可进一步提高气缸盖12的刚度，同时，由于在散热壁123的相对两侧面上冷却水流动的均匀化，可提高散热能力。
以下参照图10来描述本发明的第三个实施例。
在第三个实施例中，位于气缸盖12排气侧的四个气缸盖紧固螺钉511、512、513和514以及位于气缸盖12进气侧的四个气缸盖紧固螺钉515、516、517和518均在与气缸阵列线L2相距D1的位置上。两个排气收集区的紧固螺钉519和5110位于把中间气缸14和相对两侧的气缸14相互隔开的两个壁段53和54中，因而紧固螺钉519和5110位于回油通道钉551和552之外(在离气缸阵列线L2更远的位置上)。在排气收集区47一侧的两个排气收集区的紧固螺钉519和5110是在本实施例中添加的，它们的直径小于在燃烧室16一侧的两个气缸盖紧固螺钉511和512。这有利于避免气缸盖12尺寸的增加和减少排气阻力。
按照上述方式，两个排气收集区的紧固螺钉519和5110添加在气缸盖12的排气侧，把排气收集区47与气缸体11相连接。因此，不仅可增加凸区49的刚度来有效地防止振动的产生，而且也可保证气缸盖12和气缸体11之间连接面的密封性。此外，因为两个回油通道551和552的每一个分别插入两个螺钉512和519以及513和5110之间，也提高了回油通道551和552的密封性。
两个壁段53和54朝着中间排气出口48作弯曲，沿着在收集排气口18内流动的排气方向作延伸，两个气缸盖紧固螺钉512和513，两个回油通道551和552以及两个排气收集区的紧固螺钉519和5110均设置在壁段53和54上，从更靠近气缸阵列线L2或中间气缸轴线L1的位置延伸到离气缸阵列线L2或中间气缸轴线L1更远的位置上。因此，可保证排气在收集排气口18内平稳地流动，由此可减少排气阻力，同时避免了气缸盖12尺寸的增加。
以下参照图11来描述本发明的第四个实施例。
即使在第四个实施例中，位于气缸盖12排气侧的四个气缸盖紧固螺钉511、512、513和514以及位于气缸盖12进气侧的四个气缸盖紧固螺钉515、516、517和518均在与气缸阵列线L2相距D1的位置上。在气缸盖12凸区49的排气出口48相对着的两侧，采用两个直径较小的排气收集区紧固螺钉519和5110把凸区49和从气缸体11侧壁111突出的凸区相互连接。按此方式，由两个排气收集区紧固螺钉519和5110把气缸盖12凸区49的最外面部分与气缸体11的凸区连接，因而可有效地提高气缸盖12凸区49的刚度，由此能可靠地防止振动的产生。此外，在排气收集区47一侧的两个排气收集区紧固螺钉519和5110的直径小于在燃烧室16一侧的两个气缸盖紧固螺钉512和513的直径，因此可防止气缸盖12尺寸的增加。
以下参照图12来描述第五个实施例。
从图12可看出，排气管19与位于气缸盖12凸区49中收集排气口18的排气出口48连接，排气管向下弯成90°，并且一个基本上为圆柱形的排气辐射控制催化器41装在排气管19上。垂直放置的排气辐射控制催化器41的一部分沿气缸体11侧面作延伸，延伸到气缸盖12的凸区49之下。因此，沿气缸轴线L1看，这个排气辐射控制催化器41部分在凸区49之下与凸区49重叠。
这样，至少排气辐射控制催化器41的一部分容纳在凹口43中，这个凹口43由气缸盖12凸区49的下表面，气缸体11的侧表面和曲轴箱凸出部分112的上表面所确定，因此包括排气辐射控制催化器41在内的发动机E可以作得很紧凑。此外，排气辐射控制催化器41装在极靠近收集排气口18的排气出口48位置上，因此具有高温的排气可供应给排气辐射控制催化器41，来提高排气辐射控制催化器41的温度。由此促进了排气辐射控制催化器41的活性。
以下参照图13和图14来描述本发明的第六个实施例。
在第六个实施例中，第一排气补充空气通道66和第二排气补充空气通道67均设置在气缸盖12中。在气缸盖12凸区49的拱形侧壁121中形成了两条肋68和69，它们沿气缸盖12的长度方向作延伸，而排气出口48插在其中，并且第一排气补充空气通道66设置在两条肋69之一内。第一排气补充空气通道66设置成沿着拱形凸区49的侧壁121作延伸，因此可防止气缸盖12尺寸的增加和振动的增加。
一个出口661(用于把排气补充空气引入排气系统的一个空气引入开口)设置在第一排气补充空气通道66的一端，并在排气收集区47的排气出口48附近敞开，第一排气补充空气通道66的另一端通向气缸盖12的一个端面，并为一个塞子70所闭合。沿着气缸盖12端面设置的第二排气补充空气通道67的一端在第一排气补充空气通道66的另一端附近敞开，而通道67的另一端通向进气侧的气缸盖12侧壁122。依靠空气泵71从空气净化器72引入排气补充空气，它通过控制阀73被供应到第二排气补充空气通道67，第二排气补充空气通道67通向进气侧的气缸盖12侧壁122。空气泵71和控制阀73均连接到电子控制装置U并受其控制。当排气辐射控制催化器41不活动时，紧接在发动机E工作之后，由电子控制装置U的指令来控制空气泵71和控制阀73的工作，而供应到第二排气补充空气通道67的排气补充空气通过第一排气补充空气通道66，被供应到收集排气口18的排气收集区47中。因此，依靠再燃烧，在排气中诸如HC和CO的有害成分可转换成无害成分，此外，排气辐射控制催化器41可及早被活化，由此提供了满意的排气净化效果。
这样，第一排气补充空气通道66的出口661通向排气收集区47，而排气收集区47很难受到排气的惯性和脉动影响，因为其中集合了许多排气口区46。因此，可消除排气的惯性和脉动影响，并且可稳定地供应排气补充空气而不使供应排气补充空气通道的结构复杂化。此外，因为第一和第二排气补充空气通道66和67均整体设置在气缸盖12中，与由气缸盖12外面的单独构件来设置排气补充空气通道情形相比较，减少了零件的空间和数目。另外，因为两条肋68和69从凸区49的侧壁121上突出，肋68和69可提高凸区49的刚度，由此可减小振动。特别是，两条肋68和69把气缸盖12的一端连接到安装排气管19的凸台部分581和582，这有助于提高排气管19的安装刚度。特别是，两条肋69之一与支承链条张紧器65的张紧器安装座63相连接，由此可有效地提高排气管19的安装刚度和链条张紧器65的安装刚度。
另外，在第六个实施例中，利用气缸盖12的凸区49来设置EGR通道。一个EGR供气系统包括第一EGR气道66’和第二EGR气道67’。第一EGR气道66’设置在气缸盖12凸区49的另一条肋68中。位于第一EGR气道66’一端的出口661’在排气收集区47的排气出口48附近敞开，而第一EGR气道66’的另一端通向气缸盖12的端面，并为一个塞子70’所闭合。沿着气缸盖12端面设置的第二EGR气道67’的一端在第一EGR气道66’的另一端附近敞开，而通道67’的另一端通向在进气侧的气缸盖12侧壁122。通过一个控制EGR气体流率的EGR阀74，把通向进气侧气缸盖12侧壁122的第二EGR气道67’连接到三个进气口17上。
因此，通过第一和第二EGR气道66’和67’以及EGR阀74，从收集排气口18排出的排气再循环到进气系统，由此可防止因燃烧产生的NOx，并可减少在排气中的NOx。
这样，第一EGR气道66’的入口661’通向排气收集区47，排气收集区47很难受到排气的惯性和脉动影响，因为其中集合了许多排气口区46。因此，可消除排气的惯性和脉动影响，并且可稳定地供应EGR气体。此外，因为第一和第二EGR气道66’和67’均整体设置在气缸盖12中，与由气缸盖12外面的单独构件来设置EGR气道的情形相比较，减少了零件的空间和数目。
以下参照图15来描述本发明的第七个实施例。
在第七个实施例中，用于检测排气中氧浓度的氧浓度敏感器82装在气缸盖12凸区49外端上的排气出口48附近。氧浓度敏感器82包括固定在凸区49排气出口48附近的本体部分821，设置在本体部分821尖端上并对着排气收集区47的检测部分822，以及从本体部分821后端伸出的导线823。本体部分821被设置成与气缸阵列线L2平行，因而它对着凸区49的侧壁121。
这样，氧浓度敏感器82的检测部分822面对着排气收集区47，在那里从三个燃烧室16收集排气。因此，整个发动机E中排气内的氧浓度可由单个氧浓度敏感器82来检测，可保持氧浓度敏感器82的数目为最少。此外，由于在气缸盖12的排气收集区47中提供了氧浓度敏感器82，依靠刚离开燃烧室16之后的高温排气的热量，可及早把氧浓度敏感器82提高到工作启动温度。
此外，因为凸区49成为拱形，沿着气缸阵列线L2方向，在凸区49相对着的两侧具有许多死空间。但是，因为氧浓度敏感器82装在拱形凸区49外端的附近，其本体部分821设置成对着并沿着凸区49的侧壁121，由于有效地利用了许多死空间之一，可紧凑地放置氧浓度敏感器82。此外，氧浓度敏感器82的本体部分821逐渐地越来越离开凸区49的侧壁121。因此，可充分保证从本体部分821伸出的导线823离开凸区49的距离，由此减少了导线823接受的热影响。
另外，氧浓度敏感器82放置在与凸轮驱动链条室59对着的另一侧，凸轮驱动链条室59中装有如链条张紧器65的其它构件。因此，在装卸氧浓度敏感器82时，可以防止氧浓度敏感器82对诸如链条张紧器65的其它构件的干扰，由此可提高操作性。此外，可沿着气缸阵列线L2方向，以分布的方式把氧浓度敏感器82和其它构件紧凑地放置在相对着的两侧。
以下参照图16到图18来描述本发明的第八个实施例。
在第八个实施例中，两个吸振装置D装在排气侧气缸体11的侧壁111上。在气缸体11的中设有一个通孔113，用于安装每一个吸振装置D，通孔具有一个内端和一个外端，内端通向位于气缸体11中的水套J5，外端通向气缸体11的侧壁111的外表面。一个外套92在其外周表面上形成外螺纹部分，从侧壁111的外表面把外套92拧入在通孔113内周表面上形成的内螺纹部分，并固定到通孔113的内周表面上，而一个密封件93插入外套92和气缸体11之间。一个弹性件94附加到外套92空心顶端的开口上，在弹性件94和外套92之间确定了一个封闭的空间95。在外套92已装入通孔113时，弹性薄膜94面对着水套J5。
弹性薄膜94由橡皮或纤维(合成纤维或玻璃纤维)增强的合成树脂制成，并采用如烘烤方法固定在外套92的开口上。在吸振装置D已经装在气缸体11侧壁111的通孔113中时，弹性薄膜94基本上与水套J5的壁面对齐，使得不突出在水套J5中。
如果在发动机E工作时作垂直运动的各个活塞15分别与气缸14的内壁碰撞，以及活塞的振动从气缸14传到在水套J5内的冷却水上，则在不可压缩的冷却水中产生很大的压力变化，由此可引起气缸体11的侧壁111振动，因此，引起噪音的活塞敲击声可从气缸体11发射到外面。但是，在本发明装有吸振装置D的发动机E中，吸振装置D的弹性薄膜94可随着水套J5内冷却水压力的变化而作弹性变形，由此冷却水的压力变化被吸收。结果是，从冷却水传到气缸体11侧壁111的振动力被降低，减弱了侧壁111的振动，由此减小了从气缸体11发射到外面的活塞敲击声。此外，面对着空间95的弹性薄膜94外表面被外套92盖住，因而由弹性薄膜94振动引起的噪声不会直接发射到外面。
如图17中清楚表示的那样，如果从前面观察排气侧气缸体11的侧壁111，则两个吸振装置D位于排气管19的左右两侧并与之偏离。换句话说，如果排气管19在排气侧气缸体11的侧壁111上突出，则两个吸振装置均位于该突出部位之外。上述布局保证了加热到高温的排气管19的热量难以传到吸振装置D，由此可防止因加热引起弹性薄膜94耐久性的退化。此外，由于在排气管19和气缸体11之间放置了隔热板96，传到吸振装置D的热量可被进一步减小。
希望把吸振装置D放置在靠近活塞15的上死点位置上，即在靠近气缸盖12的位置上，以提高防止噪声的效果。如果吸振装置D放置在气缸盖12附近，则它们易于与排气管19相干扰。但是根据本实施例，吸振装置D放置在排气管19突出部位之外，这保证了即使排气管19位于气缸体11附近，排气管19也不会与吸振装置D相干扰。因此，排气管19可放置在离气缸体11非常近的地方，由此发动机E可作得很紧凑。
以下参照图19到图21来描述本发明的第九个实施例。
在第九个实施例中发动机E是一个串联型或直列式的6气缸发动机，其中从六个燃烧室16延伸的六个进气口17的每一个均作成Y形。六个进气口17独立地通向在进气侧的气缸盖12侧面而不集合在一起。另一方面，第一和第二收集排气口18a和18b的每一个包括了总共六个排气口区46和一个拱形的第一/第二排气收集区47a，47b，排气口区46从三个燃烧室16分别伸出，在排气收集区47a，47b中六个排气口区46整体集合在一起。与排气管19相连接的排气出口48位于第一和第二排气收集区47a和47b的中心部位。
如果从凸轮驱动链条室59一侧开始，顺序地把六个气缸14称为#1、#2、#3、#4、#5和#6，则第一收集排气口18a容许把在气缸阵列线L2一端三个气缸#1、#2和#3中燃烧室16的排气收集到第一排气收集区47a中，而第二收集排气口18b容许把在气缸阵列线L2另一端三个气缸#4、#5和#6中燃烧室16的排气收集到第二排气收集区47b中。第一和第二收集排气口18a和18b具有基本上相同的结构。由于把收集排气口分成具有相同结构的第一和第二收集排气口18a和18b，在气缸盖12作铸造生产时制造收集排气口的型芯尺寸可被减小，另外，各个型芯可采用同一种形式，有利于降低成本。
#1、#2、#3、#4、#5和#6气缸的点火顺序为#1→#5→#3→#6→#2→#4。因此，相应于第一收集排气口18a的三个#1、#2、#3气缸的点火顺序是不连续的，相应于第二收集排气口18b的三个#4、#5、#6气缸的点火顺序也是不连续的。因此，不会产生在相应于第一收集排气口18a的三个#1、#2、#3气缸之间的排气干扰，也不会产生在相应于第二收集排气口18b的三个#4、#5、#6气缸之间的排气干扰。
面对着第一和第二排气收集区47a和47b，气缸盖12侧壁121的排气侧部分被弯曲成向外突出的拱形，由此形成从气缸体11侧壁111突出的第一和第二凸区49a和49b。因此，位于第一和第二凸区49a和49b内第一和第二收集排气口18a和18b的第一和第二排气收集区47a和47b直接面对着弯成拱形的第一和第二凸区49a和49b的侧壁121，而在其中不插入水套。
因为如上所述，位于第一和第二凸区49a和49b内第一和第二收集排气口18a和18b的第一和第二排气收集区47a和47b直接面对着第一和第二凸区49a和49b的侧壁121而在其中不插入水套，与在第一和第二排气收集区47a和47b和侧壁121之间插入水套的情形相比，气缸盖12可作得紧凑，并且易于制成气缸盖12。此外，因为侧壁121作成拱形，减少了气缸盖12沿长度方向相对着两端之间的宽度。这可进一步提高了紧凑性，并且也有利于增加气缸盖12的刚度，还可使排气流动平稳。另外，在第一和第二凸区49a和49b之间确定了凹口101(参见图19)，因此可有效地利用凹口101的空间来减小发动机E的尺寸。
在排气和进气侧的气缸盖12上分别设置了七个螺钉孔50。因此，把从上面插入总共14个螺钉孔50的14个气缸盖紧固螺钉511、512、513、514、515、516、517、518、519、51105111、5112、5113、5114拧入气缸体11中的螺孔52。
两个壁段53和54在第一收集排气口18a内延伸，把与第一收集排气口18a相应的三个气缸14相互隔开。两个气缸盖紧固螺钉512和513分别通过两个壁段53和54。作为油路的回油通道551和552分别延伸通过两个壁段53和54的尖端区域，即从两个气缸盖紧固螺钉512和513看，是位于第一排气收集区47a一侧的两个壁段53和54区域。相似地，两个壁段53和54在第二收集排气口18b内延伸，把与第二收集排气口18b相应的三个气缸14相互隔开。两个气缸盖紧固螺钉515和516分别通过两个壁段53和54。作为油路的回油通道553和554分别延伸通过两个壁段53和54的尖端区域，即从两个气缸盖紧固螺钉515和516看，是位于第二排气收集区47b一侧的两个壁段53和54区域。
在第一收集排气口18a中，两个壁段53和54成弯曲，使得它们沿着在第一收集排气口18a内排气的流动方向作延伸，即它们朝着位于中间的排气出口48作延伸。因此，相对于两个相邻气缸盖紧固螺钉512和513，两个回油通道551和552朝着排气出口48方向偏置。上述回油通道551和552和气缸盖紧固螺钉512和513的布局保证了排气在第一收集排气口18a内平稳地流动，由此可降低排气阻力，同时避免了气缸盖12尺寸的增加。第二收集排气口18b具有与上述第一收集排气口18a相同的结构。
凹口101被确定在拱形的第一和第二凸区49a和49b之间，并具有沿着第一和第二收集排气口18a和18b延伸的形状。依靠位于凹口101上、下的一对上、下连接壁102和103，把第一和第二凸区49a和49b相互连接。第十五个气缸盖紧固螺钉5115用于把气缸盖12固定到气缸体11上，其螺钉头支承在下连接壁103的上表面。上述布局保证了被第十五个气缸盖紧固螺钉5115固定的气缸盖12和气缸体11之间部分可作得较紧凑，而且可增加在上连接壁102中通道107内的流动截面(将在下文说明)。
作为油路的第六个回油通道516被设置在两个气缸盖紧固螺钉514和5115之间，并且通过气缸体11中的回油通道109与油盘连通。这样，回油通道516被确定在第一和第二凸区49a和49b之间的位置上。因此可避免气缸盖12尺寸的增加，而且可使设有回油通道516的部分起到连接第一和第二凸区49a和49b的作用，由此增加了气缸盖12的刚度，减小了第一和第二凸区49a和49b的振动。此外，可依靠在第一和第二凸区49a和49b中第一和第二收集排气口18a和18b的热量来加热回油通道516附近区域，而不需提供专门的油加热器，由此减小了油的粘度，降低了各个滑动部分的摩擦阻力。
如上所述，因为第一和第二凸区49a和49b均由连接壁102和103相互连接，因而第一和第二凸区49a和49b可相互增强，由此提高了它们的刚度，防止了振动的产生。另外，在第一和第二凸区49a和49b内具有第一和第二收集排气口18a和18b，并且其中有高温的排气流通，而第一和第二凸区49a和49b的热应变可保持最小值。此外，因为由气缸盖紧固螺钉5115把气缸盖12固定到第一和第二凸区49a和49b之间的气缸体11上，提高了第一和第二凸区49a和49b的刚度，由此进一步有效地防止了振动的产生，另外，增强了气缸盖12和气缸体11之间的密封性。
流动冷却液的通道107和108分别设置在上、下连接壁102和103中。因此，通过在上连接壁102中的通道107，在第一和第二凸区49a和49b中的两个上水套J2相互连通。同时，通过在下连接壁103中的通道108，在第一和第二凸区49a和49b中的两个下水套J3相互连通。如上所述，因为通过上连接壁102中的通道107，在第一和第二凸区49a和49b中相邻的两个上水套J2相互连通。以及通过在下连接壁103中的通道108，相邻的两个下水套J3相互连通，冷却水可在第一和第二凸区49a和49b的水套J2和J3内平稳流动，防止了滞流的产生，由此提高了冷却效率。
以下参照图22和图23来描述本发明的第十个实施例。
在第十个实施例中发动机E基本结构与相似于第九实施例的串联型或直列式6气缸发动机完全相同。两个排气管19与第一和第二凸区49a和49b中第一和第二收集排气口18a和18b的排气出口48连接，这两个排气管19在其上游部分被公共的安装法兰56相互连接一起。更确切地说，安装法兰56在其相对着的两端分别具有凸台部分561、562、和563。由杆形的连接部分114把两个上面对着的凸台部分563、563相互连接一起，而由杆形的连接部分115把两个下面对着的凸台部分561、561相互连接一起。因此，由总共六个螺钉57把两个排气管19的安装法兰56与气缸盖12连接。
特别是，用螺钉57来把排气管19安装法兰56的两个相对着的凸台部分563、563固定到增强壁61上，增强壁61把火花插入管21与第一和第二凸区49a和49b的上表面连接。因此，可显著地提高排气管19的支承刚度来减小了振动。
两个排气辐射控制催化器41分别装在两个排气管19的下部，它们由连接法兰116整体连接在一起，连接法兰116装在排气辐射控制催化器41的下端，以便在排气辐射控制催化器41的相对着部分上，进一步把下游的排气管(图中未示)整体连接在一起。
由于把排气辐射控制催化器41，41直接安装在固定于气缸盖12的排气管19下端，因而可缩短从燃烧室16到排气辐射控制催化器41的距离，防止了排气温度的下降，并且排气的热量可迅速激活排气辐射控制催化器41，从而提高了排气辐射控制的性能。
此外，由于重量大的排气辐射控制催化器41装在排气管19上，两个排气管19易于与排气辐射控制催化器41一起作振动。但是，两个排气管19的下部均由排气辐射控制催化器41，上部均由安装法兰56相互连接在一起，排气管19、排气辐射控制催化器41和安装法兰相互增强，由此减小了振动。此外，安装法兰56的相对着的两端固定到第一和第二收集排气口18a和18b的排气出口48上，沿着气缸阵列线L2方向具有足够长的跨度，因此提高了排气管19的支承刚度，并且进一步增加了减振的效果。结果是，对于支承排气管19和排气辐射控制催化器41，已不需要采用支撑之类的增强构件来减小振动，这有利于零件数目的减少和发动机E的紧凑性。
虽然已经详细描述了本发明的各个实施例，但可以理解到本发明并不受上述实施例的限制，可作出各种设计修改而不背离权利要求中规定的精神和范围。
例如，在实施例中已阐明了串联型的3发动机E和串联型的6发动机E，但本发明也适用于具有不同数目气缸的其它串联型发动机组和V型发动机组。
此外，在实施例中把回油通道作为油道来阐明，但用于本发明的油道可包括供油通道和漏气通道，供油通道把油从气缸体11供应到气缸盖12内的阀工作室21中，漏气通道使气缸盖12内的阀工作室21与曲轴箱连通，以实现漏气的通风。
在实施例中排气辐射控制催化器41为圆截面，但排气辐射控制催化器41的截面不一定必须是圆的。如果排气辐射控制催化器41的截面是一个长轴方向朝着气缸轴线L1的椭圆形，或者是一个朝气缸轴线L1方向鼓起的非圆形，则在凸区49之下的死空间可被有效地利用。
此外，吸振装置D的结构不限于各个实施例中的形式，也可采用其它各种结构。
还有，已提供了许多凸区、排气收集区和收集排气口，它们每一个的数目不一定要限于两个，可以是三个或更多个。此时，连接壁102和103不一定要限于两个，可以是一个，三个或更多个。另外还有，水套J2和J3可以仅仅设置在第一和第二排气收集区47a和47b的上、下表面的之一中，来替代在上、下表面中均设置的情形。
权利要求
1.一种多气缸发动机中的气缸盖结构，包括一个收集排气口，收集排气口由几个排气口区组成，各个排气口区分别从沿着一排气缸设置的许多燃烧室伸出，并且各个排气口区整体集合成一个在气缸盖内的排气收集区，其中，上述结构包括一个设置在上述气缸盖侧面上的凸区，它突出在与上述气缸盖连接的气缸体侧面之外，上述凸区最大程度地在上述排气收集区内向外突出。
2.按照权利要求1的一种多气缸发动机中的气缸盖结构，其中，上述气缸盖包括一个火花塞插入管，一个水套插入点火线圈和上述收集排气口之间，点火线圈装在上述火花塞插入管上端的开口中。
3.按照权利要求1或2的一种多气缸发动机中的气缸盖结构，其中，上述气缸盖包括一个火花塞插入管，火花塞插入管相对于气缸轴线朝着上述排气收集区倾斜，由一个增强壁把上述火花塞插入管与上述凸区的上表面连接。
4.按照权利要求1到3的一种多气缸发动机中的气缸盖结构还包括油道，油道设置在被上述排气收集区和一对从相邻的上述燃烧室伸出的上述排气口区包围的区域内。
5.按照权利要求1到4任一个的一种多气缸发动机中的气缸盖结构还包括气缸盖紧固螺钉，用于把上述气缸盖连接到上述气缸体上，上述螺钉设置在被上述排气收集区和从相邻的上述燃烧室伸出的上述排气口区包围的区域内，上述油道设置在比上述气缸盖紧固螺钉更靠近上述排气收集区的位置上。
6.按照权利要求5的一种多气缸发动机中的气缸盖结构，其中，相对于上述气缸盖紧固螺钉，上述油道沿上述排气口区的集合方向朝着上述排气收集区偏置。
7.按照权利要求1到6任一个的一种多气缸发动机中的气缸盖结构，还包括一个设置在上述气缸盖中的EGR气道，用于把排气再循环到进气系统中，上述EGR气道具有一个通向上述排气收集区的入口。
8.按照权利要求1到7任一个的一种多气缸发动机中的气缸盖结构，其中，上述排气收集区设置在从上述气缸盖侧向突出的上述凸区内，上述EGR气道设置在沿着上述凸区侧壁的一条肋内。
9.按照权利要求1到8任一个的一种多气缸发动机中的气缸盖结构还包括一个设置在上述气缸盖中的排气补充空气通道，用于把空气引入排气系统，上述排气补充空气通道具有通向上述排气收集区的一个出口。
10.按照权利要求1到9任一个的一种多气缸发动机中的气缸盖结构，其中，许多螺钉设置在上述燃烧室周围，用于把上述气缸盖固定到上述气缸体上，从气缸轴线到最靠近上述排气收集区的位于排气侧的螺钉之间距离被设置得比从气缸轴线到位于进气侧螺钉之间的距离大。
11.按照权利要求1到9任一个的一种多气缸发动机中的气缸盖结构，其中，在把上述气缸盖连接到上述气缸体的许多螺钉中，位于排气侧的螺钉数目多于位于进气侧的螺钉数目。
12.按照权利要求1到11任一个的一种多气缸发动机中的气缸盖结构，其中，用排气收集区紧固螺钉来把上述排气收集区与上述气缸体连接。
13.按照权利要求1到12任一个的一种多气缸发动机中的气缸盖结构，还包括一个排气辐射控制催化器，它沿着上述气缸体侧面设置并与上述收集排气口连接，沿着气缸轴线的方向看，至少上述排气辐射控制催化器的一部分与上述凸区重叠。
14.按照权利要求1到13任一个的一种多气缸发动机中的气缸盖结构，还包括一个检测排气中氧浓度的氧浓度敏感器，上述氧浓度敏感器具有一个检测部分，它面对着在上述气缸盖内的上述排气收集区。
15.按照权利要求1到13任一个的一种多气缸发动机中的气缸盖结构，其中，上述排气收集区设置在上述凸区中，上述凸区从上述气缸盖侧面呈拱形向外突出，上述结构还包括一个检测排气中氧浓度的氧浓度敏感器，上述氧浓度敏感器具有一个检测部分和一个本体部分，检测部分面对着上述排气收集区，本体部分与上述凸区的侧壁相对着。
16.按照权利要求1到15任一个的一种多气缸发动机中的气缸盖结构，其中，具有上述收集排气口的上述凸区至少为两个，相邻的上述凸区由一个连接壁相互连接，上述连接壁固定到气缸体上。
17.按照权利要求1到15任一个的一种多气缸发动机中的气缸盖结构，其中，具有上述收集排气口的上述凸区至少为两个，相邻的上述凸区由一个连接壁相互连接，上述排气收集区具有水套，水套至少设置在上述排气收集区的上面和下面的一个中，由上述连接壁中的一个通道把相邻的上述水套相互连通在一起。
18.按照权利要求1到15任一个的一种多气缸发动机中的气缸盖结构，其中，具有上述收集排气口的上述凸区至少为两个，在相邻的上述凸区之间设置了一个凹口，凹口沿着上述排气收集区的形状作延伸。
19.按照权利要求1到15任一个的一种多气缸发动机中的气缸盖结构，其中，具有上述收集排气口的上述凸区至少为两个，油道设置在上述气缸盖的上述相邻凸区之间的位置上。
20.按照权利要求1到15任一个的一种多气缸发动机中的气缸盖结构，其中，具有上述收集排气口的上述凸区至少为两个，第一和第二收集排气口设置在上述凸区中，每个凸区从上述气缸盖侧壁呈拱形突出。
21.按照权利要求1到15任一个的一种多气缸发动机中的气缸盖结构，其中，至少两个收集排气口设置在在上述凸区内，上述结构包括一个排气通道构件，其一端固定到上述每个收集排气口的排气出口上，排气辐射控制催化器设置在上述每个排气通道构件的另一端，上述排气通道构件相互整体连接。
22.按照权利要求1到21任一个的一种多气缸发动机中的气缸盖结构，还包括一个与上述气缸盖连接的排气通道构件，使得与上述收集排气口连接，上述气缸体具有一个环绕着各气缸外周的水套，在上述气缸体侧壁中设有一个吸振装置，上述吸振装置具有一个弹性薄膜和一个外套，上述弹性薄膜具有一个面对着上述水套的侧面，上述外套在上述外套和上述弹性薄膜另一侧面之间确定了一个空间，上述吸振装置设置在上述排气通道构件突出区域之外的上述气缸体侧壁上。
23.按照权利要求1到22任一个的一种多气缸发动机中的气缸盖结构，其中，在与上述气缸盖连接的上述气缸体外侧面，设置在上述气缸盖侧面的上述凸区呈拱形突出，上述排气收集区设置成在上述凸区侧壁和上述排气收集区之间没有水套。
24.按照权利要求23任一个的一种多气缸发动机中的气缸盖结构，还包括一个设置在上述排气收集区上表面或下表面中的水套。
全文摘要
一个设置在气缸盖12中的收集排气口18包括了几个排气口区46和一个排气收集区47,各排气口区46从各气缸14中的排气阀孔35伸出,并集合在排气收集区47中。气缸盖12包括一个呈拱形突出在气缸体11侧壁1文档编号F02F1/42GK1255582SQ9910676
公开日2000年6月7日 申请日期1999年5月21日 优先权日1998年12月1日
发明者伊藤康利, 小岛祯夫, 小林辉夫, 本田雅克, 山田真嗣, 金広正毅, 矶贝尚弘 申请人:本田技研工业株式会社