專利名稱：內(nèi)燃機(jī)排氣口的結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及形成在缸蓋中的其內(nèi)包括有凸臺(tái)的內(nèi)燃機(jī)排氣口的結(jié)構(gòu)，而在該凸臺(tái)處插入有支承著排氣閥閥桿的閥導(dǎo)管。
為了增加內(nèi)燃機(jī)的排氣口處的排氣流量，擴(kuò)大閥桿附近流通截面面積是有效的。因此，通常采用使閥桿附近的截面擴(kuò)大的方法和/或使插入有閥導(dǎo)管的凸臺(tái)形成得較小的方法。
然而在上述的例如

圖14所述的方法中，當(dāng)缸蓋1中的排氣口2A的形狀從點(diǎn)劃線X所示的形狀擴(kuò)大到實(shí)線Y所示的形狀時(shí)，將在擴(kuò)大區(qū)域Q產(chǎn)生如箭頭R所示的排氣的循環(huán)流。但是擴(kuò)大的區(qū)域Q并不能增加流量。因?yàn)槔鋮s水通道由于排氣口的凸出而變狹窄，所以導(dǎo)致阻塞冷卻水的流動(dòng)，產(chǎn)生對(duì)于冷卻的不良效果，這是已知的。
如圖15所示，當(dāng)插入有閥導(dǎo)管的凸臺(tái)7A從點(diǎn)劃線7所示的形狀到實(shí)線所示的形狀而形成為較小的形狀時(shí)，排氣口2A的排氣流量將增加。然而因?yàn)橹С兄y導(dǎo)管5的長度變短，閥的引導(dǎo)被破壞，如點(diǎn)劃線和雙點(diǎn)劃線所示，將在閥4，閥導(dǎo)管5和閥座6上產(chǎn)生不均勻磨損，該不均勻磨損將產(chǎn)生耐久性和可靠性的缺點(diǎn)。因此采用上述的方法對(duì)于特別是超高負(fù)荷的柴油機(jī)是困難的。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種內(nèi)燃機(jī)的排氣口的結(jié)構(gòu)，其通過調(diào)節(jié)在閥桿附近產(chǎn)生的排氣流量來增加排氣口的排氣流量，而不采用如同慣用技術(shù)那樣擴(kuò)大閥桿附近的流道截面面積的方法。
本發(fā)明的一種內(nèi)燃機(jī)的排氣口的結(jié)構(gòu)，其形成在缸蓋中，在其內(nèi)包括一個(gè)凸臺(tái)，該凸臺(tái)插入有支承著排氣閥閥桿的閥導(dǎo)管，其包括設(shè)置在相對(duì)于插入有閥導(dǎo)管的凸臺(tái)與排氣出口相對(duì)的排氣口壁上的突體，該突體從插入有閥導(dǎo)管的凸臺(tái)向著開口延伸并伸入排氣口。
另外，一種內(nèi)燃機(jī)的排氣口結(jié)構(gòu)，其形成在缸蓋中，在其內(nèi)包括一個(gè)凸臺(tái)，該凸臺(tái)插入有支承著排氣閥閥桿的的閥導(dǎo)管，它包括一個(gè)設(shè)置在插入有閥導(dǎo)管的凸臺(tái)之下的突體，該突體從閥導(dǎo)管的外壁附近向著從閥導(dǎo)管的徑向中心線來說與排氣出口相反的一側(cè)延伸并且伸入排氣口。
突體可以有三角形的橫截面。
突體可以有半圓形的橫截面。
突體可以有梯形橫截面。
突體可以有四邊形的橫截面。
突體從其一端到另外一端可以有基本相同的截面形狀。
突體從其一端向著另外一端具有基本上相似的圖形，其中橫截面面積從具有較大的橫截面面積的一端向著另外一端逐漸變小。
根據(jù)本發(fā)明，在排氣過程中，從開口流入排氣口的排氣由于在排氣口壁上形成的突體而分成兩路，從而沿著閥桿的兩側(cè)流動(dòng)，因此在閥桿上游產(chǎn)生的停滯點(diǎn)或者在下游產(chǎn)生的渦流均可以被防止，從而可以使排氣口中的排氣流動(dòng)增加。
現(xiàn)在參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的剖視圖；圖2是圖1的側(cè)向剖視圖；圖3是一個(gè)突體形狀的透視圖；圖4是另外一個(gè)突體形狀的透視圖；圖5是再另外一個(gè)突體形狀的透視圖；圖6是設(shè)置有突體位置處的剖視圖；圖7是示出設(shè)置有突體的另外一個(gè)位置的剖視圖；圖8是本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例的剖視圖；圖9是圖8所用的突體的透視圖；圖10是示出本發(fā)明的排氣口處流動(dòng)狀態(tài)的剖視圖11是示出慣用排氣口處流動(dòng)狀態(tài)的剖視圖；圖12是示出本發(fā)明的流量系數(shù)改進(jìn)的曲線圖；圖13示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中所用的鑄造型芯；圖14是用于解釋具有放大部分的慣用排氣口形狀的剖視圖；圖15是解釋慣用閥導(dǎo)管凸臺(tái)形成得較小的氣口放大形狀的剖視圖。
現(xiàn)在參照附圖描述本發(fā)明的較佳實(shí)施例。附帶說明，在以下實(shí)施例的說明中，將采用相同的標(biāo)號(hào)來表示與結(jié)合附圖13和14解釋的上述慣用技術(shù)的相同或者相似的零件，因此相關(guān)描述將予以省略或者簡化。
在圖1和圖2中，排氣口2形成在缸蓋1中，從通向氣缸中的燃燒室C的開口P上升，由第一區(qū)域M和第二區(qū)域N組成，其中在區(qū)域M中通過排氣閥4的閥桿4a，而第二區(qū)域N從第一區(qū)域M彎曲而與連接著排氣歧管的排氣出口E相連通。凸臺(tái)7伸入排氣口2中，排氣導(dǎo)管5插入凸臺(tái)7中，以便滑動(dòng)地支承排氣閥4的閥桿4a。在上述的排氣閥4的閥頭4b在開口P的落座位置，設(shè)置有閥座6。
在從排氣出口E跨過閥桿4a的位于排氣口2的第一區(qū)域M的排氣口壁2a上，設(shè)置有從閥導(dǎo)管凸臺(tái)7向著開口P延伸并伸入排氣口2的突體3。
圖3-圖5示出了突體3的形狀。突體3的形狀是楔形的，其中寬度漸變的截面形狀從一端3a向著開口P直至另外一端3b逐漸變小，其中在圖3所示的實(shí)例中，形狀具有三角形的橫截面和銳角脊線。在圖4所示的實(shí)例中該形狀具有半圓形的橫截面，而在圖5所述的實(shí)例中，該形狀具有梯形的橫截面。
在圖6所示的實(shí)例中，設(shè)置的突體3位于從開口P上升的壁2a上，在圖7所示的實(shí)例中，突體3D位于閥導(dǎo)管凸臺(tái)7之下，其中，在兩個(gè)實(shí)例中，所設(shè)置的突體從閥導(dǎo)管5的與排氣出口E相反的一側(cè)向著上游方向即開口P延伸。
圖8和圖9還示出了本發(fā)明另外一個(gè)實(shí)施例，其中，突體3E總體上形成一個(gè)角錐形，使突體的一端3a位于閥座6附近，而使另外一端3b通過從端部3a向上延伸位于凸臺(tái)7附近。如圖9所示，截面形狀基本是相似的圖形，其從另外一端3b向著一端3a逐漸變小。
下面描述其作用。
在沒有突體的慣用排氣口中，如圖11所示，在排氣過程中，從開口P流向閥桿4a的與排氣出口E相反一側(cè)的排氣對(duì)著閥桿4a吹動(dòng)，因此在閥桿4a的上游側(cè)產(chǎn)生停滯點(diǎn)。結(jié)果由于閥桿4a的上游側(cè)的壓力增加，而使排氣向著排氣口2的第一區(qū)域M的流動(dòng)受到妨礙。另外，在閥桿4a下游，流動(dòng)旋渦的出現(xiàn)使產(chǎn)生渦流v，導(dǎo)致排氣口2的第二區(qū)域N的流動(dòng)氣體的有效截面面積的減小。
然而如圖10所示，通過在閥導(dǎo)管5的上游側(cè)設(shè)置突體3，流入閥桿4a的另外一側(cè)(與排氣出口E相反的一側(cè))的排氣流由突體3分成兩路，然后沿著閥桿4a的兩側(cè)流動(dòng)，從而造成排氣的有序的流動(dòng)。因此閥桿4a的上游側(cè)的高壓區(qū)域消失了，因此向排氣口2的流動(dòng)的抑制被解除，并且在閥桿4a的下游側(cè)不產(chǎn)生渦流，因此排氣口2的流動(dòng)氣體的有效截面面積幾乎與幾何截面面積相同，導(dǎo)致排氣口2中的排氣流量的增加。
圖12示出了當(dāng)設(shè)置突體3和不設(shè)置突體3時(shí)由實(shí)際測(cè)量確定的流量的比較數(shù)據(jù)。更具體來說，豎軸表示作為理論流量與測(cè)量流量之比的流量系數(shù)，而橫軸表示氣閥升程，其中，設(shè)置有本發(fā)明的突體的排氣口用標(biāo)號(hào)A表示，而沒有突體的慣用排氣口用標(biāo)號(hào)B表示。從附圖可知，流量系數(shù)由突體改進(jìn)了，特別是當(dāng)氣閥升程較大時(shí)，流量系數(shù)的差也較大。
順便一提，圖13表示在本發(fā)明的實(shí)施例中采用的鑄造型芯。
本發(fā)明按照至此所描述的構(gòu)成，因而可以列出下列效果。
(1)通過降低排氣口中的排氣流動(dòng)阻力，可以降低排氣過程中泵的工作負(fù)荷，因而可使燃油消耗率改善和使輸出功率增加。在產(chǎn)生大量排氣的高負(fù)荷和高速范圍，該效果將進(jìn)一步增加。
(2)排氣流動(dòng)增加，因此即使當(dāng)關(guān)閉排氣閥的時(shí)間延遲時(shí)，氣體也可以充分交換，結(jié)果通過增加有效的膨脹比而使熱效率改善。
于1996，10，3提交的包括說明書，權(quán)利要求書，附圖和摘要的日本專利申請(qǐng)No.8-262958的整個(gè)公開文本在這里通過引用而將其整體合并在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的排氣口的結(jié)構(gòu)，其形成在缸蓋中，在其內(nèi)包括一個(gè)凸臺(tái)，該凸臺(tái)插入有支承著排氣閥閥桿的閥導(dǎo)管，其特征在于它包括設(shè)置在與排氣出口相對(duì)的在排氣口壁上插入有閥導(dǎo)管的凸臺(tái)附近的突體，該突體從插入有閥導(dǎo)管的凸臺(tái)向著開口延伸并伸入排氣口。
2.一種內(nèi)燃機(jī)的排氣口結(jié)構(gòu)，其形成在缸蓋中，在其內(nèi)包括一個(gè)凸臺(tái)，該凸臺(tái)插入有支承著排氣閥閥桿的的閥導(dǎo)管，其特征在于，它包括一個(gè)設(shè)置在插入有閥導(dǎo)管的凸臺(tái)之下的突體，該突體從閥導(dǎo)管的外壁附近向著從閥導(dǎo)管的徑向中心線來說與排氣出口相反的一側(cè)延伸并且伸入排氣口。
3.如權(quán)利要求1或2中任何一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣口的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該突體有三角形的橫截面。
4.如權(quán)利要求1或2中任何一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣口的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該突體有半圓形的橫截面。
5.如權(quán)利要求1或2中任何一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣口的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該突體有梯形的橫截面。
6.如權(quán)利要求1或2中任何一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣口的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該突體有四邊形的橫截面。
7.如權(quán)利要求3-6中任何一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣口的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述突體從其一端至其另外一端基本上有相同的截面形狀。
8.如權(quán)利要求3-6中任何一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣口的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述突體從其一端向著另外一端具有基本上相似的圖形，其中橫截面面積從具有較大的橫截面面積的一端向著另外一端逐漸變小。
全文摘要
一種內(nèi)燃機(jī)的排氣口的結(jié)構(gòu),其能夠通過調(diào)節(jié)圍繞閥桿產(chǎn)生的排氣流動(dòng)而增加排氣口中的流動(dòng)。在缸蓋(1)中形成的排氣口(2)中,有一個(gè)插入有支承著排氣閥(4)閥桿(4a)的閥導(dǎo)管(5)的凸臺(tái)(7),在相對(duì)于閥桿(4a)的與排氣出口E相反一側(cè)的排氣口壁(2a)上設(shè)置有一個(gè)突體(3),該突體從閥導(dǎo)管的凸臺(tái)(7)向著開口(P)延伸,并伸入排氣口(2)中。
文檔編號(hào)F02F1/24GK1178865SQ9710453
公開日1998年4月15日 申請(qǐng)日期1997年3月13日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月3日
發(fā)明者山口雄二 申請(qǐng)人:日產(chǎn)柴油工業(yè)株式會(huì)社