内燃机排气口的结构 本发明涉及形成在缸盖中的其内包括有凸台的内燃机排气口的结构,而在该凸台处插入有支承着排气阀阀杆的阀导管。
为了增加内燃机的排气口处的排气流量,扩大阀杆附近流通截面面积是有效的。因此,通常采用使阀杆附近的截面扩大的方法和/或使插入有阀导管的凸台形成得较小的方法。
然而在上述的例如图14所述的方法中,当缸盖1中的排气口2A的形状从点划线X所示的形状扩大到实线Y所示的形状时,将在扩大区域Q产生如箭头R所示的排气的循环流。但是扩大的区域Q并不能增加流量。因为冷却水通道由于排气口地凸出而变狭窄,所以导致阻塞冷却水的流动,产生对于冷却的不良效果,这是已知的。
如图15所示,当插入有阀导管的凸台7A从点划线7所示的形状到实线所示的形状而形成为较小的形状时,排气口2A的排气流量将增加。然而因为支承着阀导管5的长度变短,阀的引导被破坏,如点划线和双点划线所示,将在阀4,阀导管5和阀座6上产生不均匀磨损,该不均匀磨损将产生耐久性和可靠性的缺点。因此采用上述的方法对于特别是超高负荷的柴油机是困难的。
因此,本发明的目的是提供一种内燃机的排气口的结构,其通过调节在阀杆附近产生的排气流量来增加排气口的排气流量,而不采用如同惯用技术那样扩大阀杆附近的流道截面面积的方法。
本发明的一种内燃机的排气口的结构,其形成在缸盖中,在其内包括一个凸台,该凸台插入有支承着排气阀阀杆的阀导管,其包括设置在相对于插入有阀导管的凸台与排气出口相对的排气口壁上的突体,该突体从插入有阀导管的凸台向着开口延伸并伸入排气口。
另外,一种内燃机的排气口结构,其形成在缸盖中,在其内包括一个凸台,该凸台插入有支承着排气阀阀杆的的阀导管,它包括一个设置在插入有阀导管的凸台之下的突体,该突体从阀导管的外壁附近向着从阀导管的径向中心线来说与排气出口相反的一侧延伸并且伸入排气口。
突体可以有三角形的横截面。
突体可以有半圆形的横截面。
突体可以有梯形横截面。
突体可以有四边形的横截面。
突体从其一端到另外一端可以有基本相同的截面形状。
突体从其一端向着另外一端具有基本上相似的图形,其中横截面面积从具有较大的横截面面积的一端向着另外一端逐渐变小。
根据本发明,在排气过程中,从开口流入排气口的排气由于在排气口壁上形成的突体而分成两路,从而沿着阀杆的两侧流动,因此在阀杆上游产生的停滞点或者在下游产生的涡流均可以被防止,从而可以使排气口中的排气流动增加。
现在参照附图描述本发明的实施例,其中:
图1是本发明一个实施例的剖视图;
图2是图1的侧向剖视图;
图3是一个突体形状的透视图;
图4是另外一个突体形状的透视图;
图5是再另外一个突体形状的透视图;
图6是设置有突体位置处的剖视图;
图7是示出设置有突体的另外一个位置的剖视图;
图8是本发明的另外一个实施例的剖视图;
图9是图8所用的突体的透视图;
图10是示出本发明的排气口处流动状态的剖视图;
图11是示出惯用排气口处流动状态的剖视图;
图12是示出本发明的流量系数改进的曲线图;
图13示出了在本发明的实施例中所用的铸造型芯;
图14是用于解释具有放大部分的惯用排气口形状的剖视图;
图15是解释惯用阀导管凸台形成得较小的气口放大形状的剖视图。
现在参照附图描述本发明的较佳实施例。附带说明,在以下实施例的说明中,将采用相同的标号来表示与结合附图13和14解释的上述惯用技术的相同或者相似的零件,因此相关描述将予以省略或者简化。
在图1和图2中,排气口2形成在缸盖1中,从通向气缸中的燃烧室C的开口P上升,由第一区域M和第二区域N组成,其中在区域M中通过排气阀4的阀杆4a,而第二区域N从第一区域M弯曲而与连接着排气歧管的排气出口E相连通。凸台7伸入排气口2中,排气导管5插入凸台7中,以便滑动地支承排气阀4的阀杆4a。在上述的排气阀4的阀头4b在开口P的落座位置,设置有阀座6。
在从排气出口E跨过阀杆4a的位于排气口2的第一区域M的排气口壁2a上,设置有从阀导管凸台7向着开口P延伸并伸入排气口2的突体3。
图3-图5示出了突体3的形状。突体3的形状是楔形的,其中宽度渐变的截面形状从一端3a向着开口P直至另外一端3b逐渐变小,其中在图3所示的实例中,形状具有三角形的横截面和锐角脊线。在图4所示的实例中该形状具有半圆形的横截面,而在图5所述的实例中,该形状具有梯形的横截面。
在图6所示的实例中,设置的突体3位于从开口P上升的壁2a上,在图7所示的实例中,突体3D位于阀导管凸台7之下,其中,在两个实例中,所设置的突体从阀导管5的与排气出口E相反的一侧向着上游方向即开口P延伸。
图8和图9还示出了本发明另外一个实施例,其中,突体3E总体上形成一个角锥形,使突体的一端3a位于阀座6附近,而使另外一端3b通过从端部3a向上延伸位于凸台7附近。如图9所示,截面形状基本是相似的图形,其从另外一端3b向着一端3a逐渐变小。
下面描述其作用。
在没有突体的惯用排气口中,如图11所示,在排气过程中,从开口P流向阀杆4a的与排气出口E相反一侧的排气对着阀杆4a吹动,因此在阀杆4a的上游侧产生停滞点。结果由于阀杆4a的上游侧的压力增加,而使排气向着排气口2的第一区域M的流动受到妨碍。另外,在阀杆4a下游,流动旋涡的出现使产生涡流v,导致排气口2的第二区域N的流动气体的有效截面面积的减小。
然而如图10所示,通过在阀导管5的上游侧设置突体3,流入阀杆4a的另外一侧(与排气出口E相反的一侧)的排气流由突体3分成两路,然后沿着阀杆4a的两侧流动,从而造成排气的有序的流动。因此阀杆4a的上游侧的高压区域消失了,因此向排气口2的流动的抑制被解除,并且在阀杆4a的下游侧不产生涡流,因此排气口2的流动气体的有效截面面积几乎与几何截面面积相同,导致排气口2中的排气流量的增加。
图12示出了当设置突体3和不设置突体3时由实际测量确定的流量的比较数据。更具体来说,竖轴表示作为理论流量与测量流量之比的流量系数,而横轴表示气阀升程,其中,设置有本发明的突体的排气口用标号A表示,而没有突体的惯用排气口用标号B表示。从附图可知,流量系数由突体改进了,特别是当气阀升程较大时,流量系数的差也较大。
顺便一提,图13表示在本发明的实施例中采用的铸造型芯。
本发明按照至此所描述的构成,因而可以列出下列效果。
(1)通过降低排气口中的排气流动阻力,可以降低排气过程中泵的工作负荷,因而可使燃油消耗率改善和使输出功率增加。在产生大量排气的高负荷和高速范围,该效果将进一步增加。
(2)排气流动增加,因此即使当关闭排气阀的时间延迟时,气体也可以充分交换,结果通过增加有效的膨胀比而使热效率改善。
于1996,10,3提交的包括说明书,权利要求书,附图和摘要的日本专利申请No.8-262958的整个公开文本在这里通过引用而将其整体合并在本发明中。