專利名稱：發(fā)動機(jī)的吸氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)的吸氣裝置，尤其是涉及強(qiáng)化氣缸內(nèi)的氣體流動而增大吸入空氣量，并且可容易地適用于現(xiàn)有的氣缸蓋的發(fā)動機(jī)吸氣裝置。
背景技術(shù)：
從降低成本的觀點(diǎn)出發(fā)，產(chǎn)業(yè)用等通用發(fā)動機(jī)的氣缸蓋通常不是通過汽車用等的LP鑄造而是通過壓鑄形成。因此，需要將吸氣通道(吸気#一卜)也設(shè)計(jì)為考慮采用壓鑄制造的形狀，由于吸氣通道的入側(cè)(汽化器側(cè))和出側(cè)(燃燒室側(cè))的分模，大多形成為具有急劇地彎曲成大致直角的彎曲部的形狀。當(dāng)吸氣通道存在這種彎曲部時(shí)，會對發(fā)動機(jī)的吸氣性能造成在邊緣部的流動被剝離、滾流(> > )等的氣缸內(nèi)氣體流動會降低或空氣流量會降低等影響。作為涉及這種通用發(fā)動機(jī)的吸氣裝置的現(xiàn)有技術(shù)，例如在專利文獻(xiàn)I中記載有如下發(fā)動機(jī)，即，以減小發(fā)動機(jī)的吸氣阻力為目的，使設(shè)置于氣缸蓋和汽化器之間的阻斷熱用的熱絕緣體的一部分向氣缸蓋內(nèi)延伸，構(gòu)成吸氣通道的一部分，從而使吸氣通道的彎曲平滑?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2007-192176號公報(bào)但是，在專利文獻(xiàn)I所記載的技術(shù)中，雖然能夠減少吸氣阻力，但關(guān)于對燃燒的改善有效的滾流等的氣缸內(nèi)氣體流動強(qiáng)化，幾乎沒有考慮。另外，專利文獻(xiàn)I所記載的技術(shù)需要將氣缸蓋和隔熱體作為必須組合使用的專用零件進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如對現(xiàn)有的氣缸蓋不能按照改裝件(後付K)進(jìn)行應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于提供一種發(fā)動機(jī)的吸氣裝置，其強(qiáng)化氣缸內(nèi)的氣體流動而增大吸入空氣量，并且能夠容易地適用于現(xiàn)有的氣缸蓋。本發(fā)明通過如下的解決手段解決上述課題。本發(fā)明第一方面提供一種發(fā)動機(jī)的吸氣裝置，包括:氣缸蓋，其具有將空氣導(dǎo)入氣缸內(nèi)的吸氣通道；隔熱體，其與所述吸氣通道的入口部連接，且將空氣導(dǎo)入所述吸氣通道，其中，所述吸氣通道在燃燒室側(cè)的端部附近形成有向所述燃燒室側(cè)改變方向的彎曲部，并且在所述吸氣通道內(nèi)具有整流板，所述整流板比所述彎曲部更靠氣體流動方向的上游側(cè)且鄰接于所述吸氣通道的氣缸側(cè)的內(nèi)周面而設(shè)置，且以從所述內(nèi)周面的突出量從上游側(cè)至下游側(cè)連續(xù)地增大的方式與所述隔熱體形成為一體。根據(jù)本發(fā)明，在高閥升程的區(qū)域，通過整流板，使主流向避開彎曲部的邊緣的方向偏向，因此抑制了邊緣部的氣流剝離，使得吸氣閥跟前的流量增加。
另外，在低閥升程的區(qū)域，通過整流板，能夠在吸氣通道的上下形成了流速差，因此強(qiáng)化了氣缸內(nèi)的滾流而改善燃燒。進(jìn)而，具有這種整流板的隔熱體，可以按照改裝件適用于現(xiàn)有的氣缸蓋，對于生產(chǎn)中的機(jī)種也能夠容易地采用。本發(fā)明第二方面基于本發(fā)明第一方面的發(fā)動機(jī)的吸氣裝置，其中，所述整流板的在所述空氣的主流側(cè)的表面可以實(shí)質(zhì)上形成為平面狀。根據(jù)本發(fā)明，利用簡單的形狀就能夠抑制氣流與彎曲部的邊緣部、閥座部的干涉，從而獲得良好的吸氣性能。本發(fā)明第三方面基于本發(fā)明第一方面的發(fā)動機(jī)的吸氣裝置，其中，所述整流板的下游側(cè)的端部可以形成有沿與所述吸氣通道的長度方向正交的方向延伸的筆直的邊緣部。本發(fā)明第四方面基于本發(fā)明第三方面的發(fā)動機(jī)的吸氣裝置，其中，所述整流板的邊緣部可以在比所述彎曲部更靠上游側(cè)的區(qū)域中，離開所述吸氣通道的內(nèi)周面而配置。發(fā)明效果如以上所說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供可強(qiáng)化氣缸內(nèi)的氣體流動而增大吸入空氣量，并且可容易地適用于現(xiàn)有的氣缸蓋的發(fā)動機(jī)的吸氣裝置。


圖1是應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)動機(jī)的吸氣裝置的實(shí)施例的示意性局部斷面立體圖；圖2是表示實(shí)施例的氣缸蓋上的吸氣通道部的壓鑄分模的示意圖；圖3是表示本發(fā)明的 比較例的吸氣通道中的空氣流動的示意圖；圖4是表示實(shí)施例的吸氣通道中的空氣流動的示意圖，并且是表示高閥升程狀態(tài)的圖；圖5是表示實(shí)施例的吸氣通道中的空氣流動的示意圖，并且是表示低閥升程狀態(tài)的圖；圖6是表不實(shí)施例及比較例中的閥升程和吸氣量(質(zhì)量流量)的相互關(guān)系的圖表;圖7是表示實(shí)施例及比較例中的閥升程和滾流比(夕X ^比)的相互關(guān)系的圖表;圖8是表示實(shí)施例及比較例中的發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和開足時(shí)的輸出(全開時(shí)出力)的相互關(guān)系的圖表；圖9是表示實(shí)施例及比較例中的發(fā)動機(jī)的負(fù)荷率和THC排出量的相互關(guān)系的圖表。符號說明I吸氣裝置100氣缸蓋110燃燒室120吸氣通道121上游部122下游部123彎曲部130吸氣閥200隔熱體201氣缸蓋安裝面部202汽化器安裝面部 203吸氣通路部
210整流板211上面部212邊緣部
具體實(shí)施例方式本發(fā)明通過將以混合氣飛越吸氣通道彎曲部的邊緣部而流動的方式進(jìn)行整流的翼片(匕 > )狀或跳臺狀的整流板與隔熱體形成為一體，來解決提供一種可強(qiáng)化氣缸內(nèi)的氣體流動而增大吸入空氣量，并且可容易地適用于現(xiàn)有的氣缸蓋的發(fā)動機(jī)吸氣裝置的課題。下面，對應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)動機(jī)的吸氣裝置(以下簡稱為“吸氣裝置”)的實(shí)施例進(jìn)行說明。實(shí)施例的吸氣裝置例如向通用的四沖程OHC單缸汽油發(fā)動機(jī)的氣缸內(nèi)導(dǎo)入新氣(燃燒用空氣)。圖1是實(shí)施例的吸氣裝置的示意性局部斷面立體圖。如圖1所示，吸氣裝置I具有氣缸蓋100和隔熱體200構(gòu)成。氣缸蓋100設(shè)于具有氣缸C (參照圖2)的氣缸體的端部，除燃燒室110、吸氣通道120、吸氣閥130 (參照圖4、圖5等)以外，還具備未圖示的排氣通道、排氣閥、火花塞，以及驅(qū)動吸氣閥和排氣閥的動閥驅(qū)動機(jī)構(gòu)等。燃燒室110是將氣缸蓋100的氣缸側(cè)的端面(圖1中的下面)凹進(jìn)成例如浴缸狀而形成。吸氣通道120是將在未圖示的汽化器中生成的混合氣(空氣及汽化的燃料)導(dǎo)入燃燒室110內(nèi)的流路。吸氣通道120在上游部121和下游部122之間具有彎曲部123。上游部121是經(jīng)由隔熱體200內(nèi)將從汽化器供應(yīng)的混合氣導(dǎo)入氣缸蓋100的部分，且相對于氣缸中心軸方向傾斜而配置。例如，在氣缸中心軸方向?yàn)榇笾麓怪迸渲玫陌l(fā)動機(jī)的情況下，上游部121以隔熱體200側(cè)比下游部122側(cè)高的方式傾斜。下游部122是將從上游部121導(dǎo)入的混合氣導(dǎo)入燃燒室110的部分，且與氣缸中心軸方向大致平行配置。在下游部122的燃燒室110側(cè)的端部，形成有與吸氣閥130的外周緣部抵接的閥座。氣缸蓋100通過鋁壓鑄而形成。圖2是表示實(shí)施例的氣缸蓋的吸氣通道部的壓鑄分模的示意圖。

如圖2所示，金屬模中形成吸氣通道120的上游部121的部分(圖2中用單點(diǎn)劃線表示的部分)沿著上游部121的長度方向向隔熱體200側(cè)被拔出，并且形成下游部122的部分(圖2用虛線表示的部分)沿著氣缸的中心軸方向向下方被拔出。由于這種分模，在吸氣通道120的上游部121和下游部122之間形成有具有銳利的邊緣部的彎曲部123。圖4、圖5所示的吸氣閥130是將吸氣通道120的燃燒室110側(cè)的端部進(jìn)行開閉的閥。
吸氣閥130通過從大致圓盤狀的閥體的中央直立地設(shè)置圓柱狀的閥桿而構(gòu)成。隔熱體200設(shè)于氣缸蓋100和未圖示的汽化器之間，抑制從發(fā)動機(jī)本體向汽化器的熱傳導(dǎo)，從而防止汽化器的過熱。隔熱體200由例如合成樹脂等，熱傳導(dǎo)率比氣缸蓋100低的材料一體形成。隔熱體200具有氣缸蓋安裝面部201、汽化器安裝面部202和吸氣流路部203。氣缸蓋安裝面部201為固定于氣缸蓋100的吸氣通道120的入口部的大致平面狀的面部。汽化器安裝面部202是設(shè)于氣缸蓋安裝面部201的相對側(cè)，且是固定有未圖示的汽化器的凸緣部的大致平面狀的面部。吸氣流路部203是從汽化器安裝面部202貫通到氣缸蓋安裝面部201而形成的，且將汽化器生成的混合氣導(dǎo)入吸氣通道120。另外，在隔熱體200上設(shè)有以下說明的翼片狀或跳臺狀的整流板210。整流板210從氣缸蓋安裝面部201向氣缸蓋100側(cè)突出而形成，且被插入吸氣通道120的上游部121內(nèi)。整流板210與吸氣通道120的上游部121的氣缸側(cè)(如圖1那樣，在鉛直地配置氣缸中心軸方向時(shí)的下方)的內(nèi)面鄰接配置。整流板210的接觸混合氣流的主流的上面部211 (與氣缸相對的面部)實(shí)質(zhì)上形成為平面狀，并且以距吸氣通道120的上游部121的內(nèi)面的距離從混合氣的流動方向的上游側(cè)至下游側(cè)連續(xù)地增加的方式，相對于上游部121的內(nèi)面傾斜而配置。另外，在上面部211相對側(cè)的面部，適當(dāng)設(shè)置用于確保剛性及強(qiáng)度的增強(qiáng)用的加強(qiáng)筋等。整流板210的下游側(cè)的端部形成有沿與吸氣通道120的長度方向正交的方向延伸的筆直的邊緣部212。該邊緣部212在比彎曲部123更靠上游側(cè)的區(qū)域中，離開上游部121的內(nèi)面而配置。另外，整流板210的長度、角度等根據(jù)作為適用對象的發(fā)動機(jī)的特性而適當(dāng)設(shè)定。下面，將上述實(shí)施例的效果，與下面進(jìn)行說明的本發(fā)明的比較例相對比進(jìn)行說明。另外，在比較例中，對于和上述實(shí)施例實(shí)質(zhì)上一樣的地方附加相同的符號并省略說明。比較例的吸氣裝置沒有設(shè)置上述實(shí)施例中的隔熱體200的整流板210。圖3是表示比較例的吸氣通道中的空氣的流動的示意圖。在比較例中，由于吸氣通道120具有彎曲部123，所以會在彎曲部123的內(nèi)側(cè)的邊緣部產(chǎn)生氣流的剝離，吸氣閥130跟前的流量降低。圖4是表示實(shí)施例的吸氣通道中的空氣的流動的示意圖，并且是表示高閥升程狀態(tài)的圖。在實(shí)施例中，由于因整流板210而偏向的主流飛越彎曲部123的邊緣部，因此，抑制了邊緣部中的氣流剝離，使得吸氣閥130跟前的流量增加。圖5是表示實(shí)施例的吸氣通道中的空氣流動的示意圖，并且是表示低閥升程狀態(tài)的圖。在實(shí)施例中也會在低升程時(shí)由于吸氣通道120內(nèi)的流速降低產(chǎn)生在彎曲部123的邊緣部處的氣流剝離的影響。但是，由于存在整流板210，在吸氣通道120的上下形成氣流的流速差，因此能夠?qū)崿F(xiàn)氣缸內(nèi)的滾流強(qiáng)化。下面，參照圖6 圖9對實(shí)施例及比較例的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行說明。圖6是表示穩(wěn)定流試驗(yàn)中的實(shí)施例及比較例的閥升程和吸氣量(質(zhì)量流量)的相互關(guān)系的圖表。在圖6中,橫軸表示吸氣閥130的升程量,縱軸表示質(zhì)量流量。如圖6所示，在實(shí)施例中，在閥升程為6mm以上的高升程區(qū)域，相比比較例，能夠使質(zhì)量流量增加5%以上。圖7是表示穩(wěn)定流試驗(yàn)中的實(shí)施例及比較例的閥升程和滾流比的相互關(guān)系的圖表。在圖7中，橫軸表示吸氣閥130的升程量，縱軸表示滾流比。如圖7所示，在實(shí)施例中，在閥升程為大約2 6mm的低 中升程區(qū)域，與比較例相比，能夠顯著地提高滾流比。在實(shí)際的發(fā)動機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于低閥升程的狀態(tài)和高閥升程的狀態(tài)被周期性地重復(fù)，因此同時(shí)獲得上述的吸氣流量的增加以及滾流比提高的效果。圖8是表示實(shí)施例及比較例中的發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和全開時(shí)的輸出的相互關(guān)系的圖表。在圖8中，橫軸表不發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速,縱軸表不軸輸出。如圖8所示，可知在3200rpm以上的中 高旋轉(zhuǎn)區(qū)域，與比較例相比，實(shí)施例中的軸輸出提高。圖9是表示實(shí)施例及比較例中的發(fā)動機(jī)的負(fù)荷率和THC排出量的相互關(guān)系的圖表。在圖9中，橫軸表示發(fā)動機(jī)的負(fù)荷率，縱軸表示THC排出量。如圖9所示，可知與比較例相比，在實(shí)施例中的所有負(fù)荷區(qū)域，THC排出量減少，燃燒狀態(tài)得以改善。如以上說明，根據(jù)本實(shí)施例，在高閥升程的區(qū)域，混合氣的主流借助于整流板210向避開彎曲部123的邊緣的方向偏向，因此，抑制了邊緣部123的氣流剝離，從而吸氣閥130跟前的流量增加。另外，在低閥升程的區(qū)域，利用整流板210在吸氣通道120的上下形成流速差，因此，能夠強(qiáng)化氣缸C內(nèi)的滾流而改善燃燒。根據(jù)這些效果，可以實(shí)現(xiàn)輸出的提高及廢氣的改善。此外，具有這種整流板210的隔熱體200，不必對現(xiàn)有的氣缸蓋100進(jìn)行加工就可以按照改裝件進(jìn)行應(yīng)用，即使對于生產(chǎn)中的機(jī)種也能夠容易地被采用。特別是在通用發(fā)動機(jī)中，有時(shí)會在多個(gè)機(jī)種中使用通用的氣缸蓋，但即使在這種情況下，也不必對氣缸蓋施加設(shè)計(jì)變更就能夠?qū)γ恳粰C(jī)種進(jìn)行吸氣性能的調(diào)整。另外，通過將整流板210與隔熱體200形成一體，不會增加零部件數(shù)量及裝配工時(shí)數(shù)。(變形例)
本發(fā)明不限于以上所說明的實(shí)施例，可以進(jìn)行種種變形和變更，這些變形和變更也在本發(fā)明的技術(shù)性范圍內(nèi)。例如，構(gòu)成發(fā)動機(jī)的吸氣裝置的各部件的形狀、構(gòu)造、材質(zhì)、尺寸、形狀等不限于上述實(shí)施例，且能夠進(jìn)行適當(dāng)變更。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機(jī)的吸氣裝置，包括: 氣缸蓋，其具有將空氣導(dǎo)入氣缸內(nèi)的吸氣通道；以及 隔熱體，其與所述吸氣通道的入口部連接，且將空氣導(dǎo)入所述吸氣通道， 其中所述吸氣通道在燃燒室側(cè)的端部附近形成有彎曲部，所述彎曲部向所述燃燒室側(cè)改變方向， 在所述吸氣通道內(nèi)具有整流板，所述整流板比所述彎曲部更靠氣體流動方向的上游側(cè)且鄰接于所述吸氣通道的氣缸側(cè)的內(nèi)周面而設(shè)置，并且以從所述內(nèi)周面的突出量從上游側(cè)至下游側(cè)連續(xù)地增大的方式與所述隔熱體形成為一體。
2.按權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)的吸氣裝置，其中，所述整流板的在所述空氣的主流側(cè)的表面實(shí)質(zhì)上形成為平面狀。
3.按權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)的吸氣裝置，其中，所述整流板的下游側(cè)的端部形成有沿與所述吸氣通道的長度方向正交的方向延伸的筆直的邊緣部。
4.按權(quán)利要求3所述的發(fā)動機(jī)的吸氣裝置，其中，所述邊緣部在比所述彎曲部更靠上游側(cè)的區(qū)域中，離開所述吸氣通道的內(nèi)周面而配置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)動機(jī)的吸氣裝置，其強(qiáng)化氣缸內(nèi)的氣體流動而增大吸入空氣量，并且可容易地適用于現(xiàn)有的氣缸蓋。該發(fā)動機(jī)的吸氣裝置(1)構(gòu)成為具備氣缸蓋(100)，其具有將空氣導(dǎo)入氣缸C內(nèi)的吸氣通道(120)；以及隔熱體(200)，其與吸氣通道的入口部連接，且將空氣導(dǎo)入吸氣通道，其中吸氣通道在燃燒室側(cè)的端部附近形成有向燃燒室側(cè)改變方向的彎曲部(123)，并且在吸氣通道內(nèi)具備整流板(210)，整流板比彎曲部更靠上游側(cè)且鄰接于氣缸側(cè)的內(nèi)周面而設(shè)置，且以從內(nèi)周面的突出量從上游側(cè)至下游側(cè)連續(xù)地增大的方式與隔熱體形成為一體。
文檔編號F02F1/42GK103089475SQ20121042827
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者杉浦規(guī)郎, 廣田健太郎, 河內(nèi)洋文 申請人:富士重工業(yè)株式會社