專利名稱：內(nèi)燃機的汽缸頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機汽缸頭，該汽缸頭形成有火花塞的插入孔和可以轉(zhuǎn)動支承開閉進氣閥及排氣閥的單個凸輪軸的軸承部。
這種內(nèi)燃機的汽缸頭已知如專利文獻1中公開。在該汽缸頭，火花塞安裝成如下結(jié)構(gòu)，使電極部位于燃燒室的大致中心部，以便燃燒室內(nèi)燃燒均勻而且迅速進行，火花塞插入的插入孔形成為從側(cè)面看對于汽缸軸線傾斜。而且，從側(cè)面看可以轉(zhuǎn)動地支承凸輪軸的一對頭側(cè)軸承部半體在汽缸頭的、與汽缸頭蓋結(jié)合的面上形成開口，所述凸輪軸與插入孔相對于汽缸軸線傾斜方向相反的方向上偏心設(shè)置。因此，一對頭側(cè)軸承部半體與在汽缸頭蓋上形成的一對蓋側(cè)軸承半體共同構(gòu)成支承凸輪軸的一對軸承部。
專利文獻1實愿昭62-94080號(實開昭63-202707號)的微型膠片(圖1)。
但是，為了防止火花塞的電極部突出設(shè)置的前端暴露在高溫的燃燒氣體中過熱，該前端在燃燒室內(nèi)幾乎不突出，或者在僅僅突出一點的情況下，插入火花塞的插入孔傾斜度增大，火花塞中沒有占據(jù)插入孔的空間部分的容積變大，因此，由于燃燒室的容積增加，壓縮比下降，因此內(nèi)燃機的輸出降低，或者電極部距離燃燒室位于插入孔內(nèi)稍稍后退的位置上。則點火性能下降。因此，希望插入孔的傾斜度盡可能地小。
一方面，汽缸頭的結(jié)合面與汽缸頭蓋的結(jié)合面之間設(shè)置密封部件，因此必須在兩個結(jié)合面上確保有用于通過密封部件密封兩個結(jié)合面的帶狀密封區(qū)域。因此，各個軸承部如同頭側(cè)軸承部半體和頭蓋側(cè)軸承部半體構(gòu)成的上述現(xiàn)有技術(shù)那樣，兩個結(jié)合面在汽缸軸線方向上與凸輪軸重合位置上的汽缸頭中，各個軸承部具有用于確保結(jié)合面所需要的密封性的密封區(qū)域，因此向凸輪軸的軸方向伸出。
因此，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，若想使插入孔的傾斜度變小，因為靠近火花塞的軸承部的伸出部分影響火花塞或者安裝在該火花塞的活塞蓋，使插入孔傾斜度小，則使火花塞的傾斜度變小比較難。
而且，一對軸承部中必須受來自進氣閥和排氣閥的反力而且穩(wěn)定支持轉(zhuǎn)動的凸輪軸。但是，該軸承部在結(jié)合面上分為兩部分的情況下，為了確保穩(wěn)定地支承凸輪軸所需要的剛性，若增加軸承部的壁厚，由于軸承部向火花塞方向進一步伸出，難以使火花塞的傾斜度變小。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問題作出發(fā)明，本發(fā)明第一方面至本發(fā)明第三方面所述的發(fā)明，目的如下，在火花塞設(shè)置成傾斜的情況下，通過進一步減小其傾斜提高內(nèi)燃機的輸出和點火性能，而且能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)燃機輕量化。而且，本發(fā)明第二方面和第三方面所述的發(fā)明的進一步以實現(xiàn)汽缸頭小型化為目的，本發(fā)明第四方面所述發(fā)明進一步實現(xiàn)如下目的，進一步使安裝燃料噴射閥的汽缸頭周圍緊湊，同時增加內(nèi)燃機的輸出。
本發(fā)明第一方面所述的發(fā)明是結(jié)合到汽缸上的內(nèi)燃機汽缸頭，在汽缸頭上形成有插入火花塞的插入孔，所述火花塞具有臨近燃燒室的大致中央位置的電極部；第一軸承部和第二軸承部，可轉(zhuǎn)動地支承設(shè)置有開閉進氣閥和排氣閥的動閥凸輪的單一凸輪軸；汽缸頭蓋通過密封部件結(jié)合的結(jié)合面，支承上述凸輪軸一端的第一軸承部，平視中位于與上述插入孔重合的位置，而且在汽缸軸線方向上位于上述插入孔與上述結(jié)合面之間的位置，同時在上述凸輪軸的軸方向上覆蓋由上述汽缸頭的側(cè)壁構(gòu)成的上述端部的整個端面，從上述軸方向上看，上述火花塞或者安裝火花塞的活塞蓋與上述第一軸承部重合。
由此，由于在汽缸軸線方向上插入孔與結(jié)合面之間通過側(cè)壁構(gòu)成的第一軸承部上沒有結(jié)合面，因此不需要設(shè)置確保密封性的密封區(qū)域，能夠抑制從軸方向上看向在與第一軸承部重合位置上設(shè)置的火花塞或者活塞蓋伸出的量，能夠減小從側(cè)面看插入孔相對于汽缸軸線的傾斜，即火花塞或者活塞蓋的傾斜。而且，第一軸承部不需要在軸承部被分開情況下為了提高凸輪軸的支承剛性必須提高側(cè)壁的厚度。
本發(fā)明第二方面所述的發(fā)明是在本發(fā)明第一方面所述的內(nèi)燃機汽缸頭中，上述進氣閥和上述排氣閥通過可以分別擺動支承在一對擺臂軸上的進氣擺臂和排氣擺臂通過上述動閥凸輪開閉，上述一對擺臂軸在上述汽缸軸線方向上位于上述第一軸承部與上述結(jié)合面之間，而且平視看夾上述凸輪軸的轉(zhuǎn)動中心線，位于其兩側(cè)。上述一對擺臂軸的一端支承在由上述側(cè)壁構(gòu)成的一對支承部上，上述一對支承部平視位于夾上述第一軸承部的位置。
由此，在汽缸軸線方向上在第一軸承部和結(jié)合面之間通過側(cè)壁構(gòu)成的一對支承部上支承的一對支承部上，由于沒有結(jié)合面，不需要設(shè)置確保密封性的密封區(qū)域，抑制一對支承部向火花塞或者活塞蓋的伸出量，從側(cè)面看可以減小插入孔相對于汽缸軸線的傾斜，即可減小火花塞或者活塞蓋的傾斜，因此能夠使兩個擺臂軸接近凸輪軸，縮短兩個凸輪軸之間的軸間距。
本發(fā)明第三方面記載的發(fā)明是在本發(fā)明第一方面記載的內(nèi)燃機汽缸頭中，上述進氣閥和上述排氣閥分別借助于具有與上述動閥凸輪接觸的輥子的進氣擺臂和排氣擺臂，通過上述動閥凸輪開閉，上述第二軸承部支承上述凸輪軸的另一端，上述動閥凸輪設(shè)置在上述第一軸承部和上述第二軸承部之間，上述第一軸承部和上述第二軸承部的上述軸方向上的間隔大致等于設(shè)置上述動閥凸輪的上述軸方向上的范圍。
由此，動閥凸輪與擺臂之間的接觸變成滾動接觸，由于摩擦系數(shù)變小，即使動閥凸輪與擺臂之間的接觸壓力增大，動閥凸輪以及擺臂的耐摩性能也不會降低，因此能夠減小動閥凸輪在軸方向上的尺寸。而且，分別支承凸輪軸兩個端部的第一和第二軸承部之間的間隔根據(jù)動閥凸輪設(shè)置的范圍而減小。
本發(fā)明第四方面所記載的發(fā)明是在本發(fā)明第一方面所記載的內(nèi)燃機汽缸頭中，上述汽缸頭的、平視中與上述凸輪軸的轉(zhuǎn)動中心線垂直方向上的一個側(cè)壁上，形成有安裝燃料噴射閥的安裝孔和通氣通路，上述燃料噴射閥臨近具有通過上述進氣閥開閉的進氣孔的進氣管，上述通氣通路與形成于上述汽缸蓋上的通氣室連通，上述燃料噴射閥在上述汽缸軸線方向上比上述通氣室更靠近上述進氣孔，而且從上述軸方向看位于與上述通氣通路重合的位置上。
由此，在汽缸頭中，不會使燃料噴射閥被通氣通路和大容積的通氣室影響，能夠設(shè)置在上述垂直方向上靠近凸輪軸的轉(zhuǎn)動中心線位置上，而且由于從軸方向上看能夠減小燃料噴射閥相對于汽缸軸線的傾斜，因此燃料噴射中心線能夠更加沿著汽缸軸線方向，能夠使來自燃料噴射閥的燃料向進氣口的進氣孔噴射，減少噴濺在排氣口上。
而且，本說明書和本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍中，軸方向是指凸輪軸的轉(zhuǎn)動中心線方向，平視是指從汽缸軸線方向看，側(cè)面看是指從與平行于含有凸輪軸的轉(zhuǎn)動中心線的汽缸軸線的平面垂直的方向看。
根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的發(fā)明，具有以下效果。即，由于能夠減小插入孔傾斜，因此能夠抑制由于插入孔使燃燒室容積增大，提高內(nèi)燃機的輸出，而且抑制電極部在插入孔內(nèi)的后退，提高點火性能。而且，不需要在分割軸承部等情況下需要提高凸輪軸的支承剛性而增加側(cè)壁的厚度，因此能夠使內(nèi)燃機輕量化。
根據(jù)本發(fā)明第二方面所述的發(fā)明，除了能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明第一方面所述發(fā)明的效果之外，還能夠?qū)崿F(xiàn)如下效果。即，雖然火花塞或者活塞蓋的傾斜度減小了，但是不會對一對擺臂軸的支承部影響，而且能夠使兩個擺臂軸靠近凸輪軸，縮短兩個軸之間的軸間距離，能夠在平視中與轉(zhuǎn)動中心線垂直的方向上使汽缸頭小型化。
根據(jù)本發(fā)明第三方面所述的發(fā)明，除了本發(fā)明第一方面的發(fā)明效果之外，還能夠達(dá)到如下效果。即，能夠減小動閥凸輪在軸方向上的尺寸，而且第一和第二軸承部之間的間隔隨著設(shè)置動閥凸輪的范圍而減小，因此能夠同時縮短凸輪軸的長度，能夠使汽缸頭在軸方向上小型化。
根據(jù)本發(fā)明第四方面所述的發(fā)明，除了本發(fā)明第一方面的發(fā)明效果之外，還能夠達(dá)到如下效果。即，在上述垂直方向上使燃料噴射閥設(shè)置得靠近凸輪軸的轉(zhuǎn)動中心線上，因此能夠使燃料噴射閥在上述垂直方向上在汽缸頭中緊湊設(shè)置，能夠使汽缸頭周圍緊湊，因此能夠使來自燃料噴射閥的燃料的噴射中心線進一步沿著汽缸軸線方向噴射，能夠減少吹向排氣口，因此能夠提高內(nèi)燃機的輸出。
圖1顯示了本發(fā)明實施例，是安裝了具有根據(jù)本發(fā)明的汽缸頭的內(nèi)燃機的摩托車的左側(cè)視圖。
圖2是圖1所示內(nèi)燃機的主要部分的剖面圖，是汽缸頭大致沿著圖3中的IIa-IIa線剖開的截面圖，是凸輪軸和擺臂沿著圖3中的IIb-IIb線剖開的截面圖。
圖3是沿著圖2中的III-III線剖開的截面圖。
圖4是沿著圖2中的IV-IV線剖開的截面圖。
圖5是沿著圖3中的V-V線剖開的截面圖。
圖6是圖1中的內(nèi)燃機的汽缸頭的立體圖。
圖7是圖5的汽缸頭沿著VII-VII線剖開的截面圖。
圖8是沿著圖7中的VIII-VIII線剖開的截面圖。
圖9是圖2中的汽缸頭蓋的通氣室形成部沿著IX-IX線剖開的截面圖。
圖10是圖2中的汽缸頭蓋的通氣室形成部沿著X-X線剖開的截面圖。
圖11是沿著圖9中的XI-XI線剖開的截面圖。
圖12是圖2中形成通氣室的蓋的XII-XII線剖開的截面圖。
符號說明1前車架；2后車架；3前叉；4臂；5前緩沖器；6前輪；7手柄；8樞軸；9后緩沖器；10后輪；11頭盔；12收置箱；13擋板；14燃料箱；15車體護罩；20汽缸；21汽缸頭；22汽缸頭蓋；23結(jié)合面；24密封部件；25活塞；26桿；27燃燒室；28進氣口；29排氣口；30火花塞；30c電極部；31插入孔；32進氣閥；33排氣閥；34進氣管；35排氣管；36燃料噴射閥；37消聲器；38閥彈簧；39動閥室；40動閥裝置；41凸輪軸；41a一個端部；41b另一個端部；42進氣凸輪；43排氣凸輪；44進氣擺臂；45排氣擺臂；46、47擺臂軸；48凸輪鏈；49定時鏈；50、52軸承；51第一軸承部；53第二軸承部；54側(cè)壁；55凹部；56活塞蓋；57、59插入孔；58、60突起部；61傳動室；62隔離壁；63通孔；64、66插入孔；65、67突起部；定位彈簧；69上壁；70、71第一支承部；72、73第二支承部；74～77孔；78凹部；79側(cè)壁；80冷卻水泵；81泵體；82泵蓋；83泵室；84支承軸；85散熱器；86驅(qū)動轉(zhuǎn)動體；90恒溫器；91石蠟；92閥體；90流入通路；91旁路；100通氣室；101、102室；103通氣室形成部；104蓋；105入口路；106油返回通路；107隔壁；108溝；109連通路；110出口；111密封部件；112出口路；113管接頭；120通氣通路；V摩托車；F車體框架；P動力單元；E內(nèi)燃機；M自動變速器；B1～B4頭螺栓；B5、B6螺栓；L1汽缸軸線；L2轉(zhuǎn)動中心線；A1汽缸軸線方向；A2軸方向；A3垂直方向；H1平面；D范圍；R通氣通路。
具體實施例方式
下面參照圖1～圖12說明本發(fā)明的實施方式。
參照圖1，本發(fā)明適用的內(nèi)燃機E是裝載在摩托車V上的單汽缸四沖程火花點火式內(nèi)燃機。
踏板式摩托車V具有帶前車架1和后車架2的車體框架F；可以轉(zhuǎn)動地支承在前車架1的頭管1a上的前叉3；可以轉(zhuǎn)動地支承在臂4上的前輪6，所述臂4可以擺動地支承在前叉3的下端；連接前叉3和臂4的前緩沖器5；固定在前叉3上端的手柄7；可以擺動地支承在樞軸8上的翼式動力單元P，所述樞軸8設(shè)置在車體框架F的后車架2上；可以轉(zhuǎn)動地支承在動力單元P的后端的后輪10；連接后車架2和動力單元P的后部的后緩沖器9；安裝于后車架2上收置頭盔11等物品的收置箱12；安裝在收置箱12的上部可以開閉收置箱12的開口的蓋板13、安裝在前車架11上的燃料箱14、覆蓋車體框架F的車體護罩15。
車體框架F是通過螺栓相互結(jié)合的前車架1和后車架2的兩部分分體型車架。前車架1具有頭管1a；從頭管1a向下延伸的下車架1b、從下車架1b的下端向后大致水平延伸的左右一對踏板支架1c，它們是通過鑄造一體成型的部件。而且，后車架2是左右一對主框架2a、連接到兩個主框架2a上的多個橫向構(gòu)件(圖中未示出)通過鑄造一體成型的部件。然后，左右踏板支架1c的后端部分別通過螺栓與左右主框架2a的前端部連接。
車體護罩15具有覆蓋頭管1a的前部的前擋板15a；覆蓋頭管1a和下車架1b的后部而且位于騎車人的腳部前方的擋腿板15b；承載騎車人的腳的踏板15c、設(shè)置在踏板15c的下方的覆蓋支承左右踏板支架1c的下?lián)醢?5d；和覆蓋左右主框架2a的后擋板15e。
燃料箱14位于左右踏板支架1c之間，配置在踏板15c和下?lián)醢?5d形成的容納空間內(nèi)。燃料箱14內(nèi)的燃料通過燃料泵抽出來，供給到內(nèi)燃機的所述的汽化器和燃料噴射閥36中。
動力單元P具有內(nèi)燃機E，橫向設(shè)置，具有在左右方向上延伸的曲柄軸；V帶型自動變速器M，作為把內(nèi)燃機E的動力傳遞給后輪的傳動裝置。內(nèi)燃機E具有連接到自動變速器M的變速箱M1的曲柄箱和從該曲柄箱開始相對于水平方向稍微向上傾斜地向前延伸的水平設(shè)置的汽缸20。上述曲柄軸收置在通過上述曲柄箱形成的曲柄室內(nèi)，可以轉(zhuǎn)動地支承在所述曲柄箱內(nèi)。另外，所述曲柄軸的轉(zhuǎn)動通過自動變速器M根據(jù)內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)動速度被無級變速傳遞到后輪10，后輪10通過內(nèi)燃機E被轉(zhuǎn)動驅(qū)動。而且，后述的汽缸頭21的上方接近地配置著作為車體側(cè)部件的收置箱12，在汽缸頭21的前方形成比較狹窄的間隔，配置踏板15c。其中，水平設(shè)置的汽缸20從上述曲柄軸的轉(zhuǎn)動中心線方向看，汽缸軸線L1相對于水平方向成角度的范圍在45度以下。
參照圖2～圖8，進一步說明內(nèi)燃機E。首先參照圖2和圖3，SOHC型水冷式內(nèi)燃機E具有活塞25可往復(fù)運動地嵌合的汽缸20；汽缸20上通過4根頭螺栓B1～B4結(jié)合的汽缸頭21、通過密封部件24結(jié)合到汽缸頭21的結(jié)合面23上的汽缸頭蓋22、使汽缸20的裙部構(gòu)成其一部分的上述曲柄箱。
嵌合到汽缸20的汽缸孔20a內(nèi)的活塞25通過桿26連接到上述曲柄軸上，把活塞25的往復(fù)運動變更為上述曲柄軸的轉(zhuǎn)動運動。
同時參照圖4，在汽缸頭21上形成有在與汽缸孔20a和汽缸軸線L1的方向A1相對的壁面上形成的凹部構(gòu)成的燃燒室27、有在燃燒室27上開口的一對進氣孔28a的進氣口28、有在燃燒室27上開口的一對排氣孔29a的排氣口29、插入火花塞30的插入孔31，而且還設(shè)置有分別開閉一對進氣孔28a的一對進氣閥32和分別開閉一對排氣孔29a的一對排氣閥33。
在打開進氣口28的入口28b開口的汽缸頭21的進氣側(cè)的外面21a上，具有作為主燃料供給裝置的汽化器的進氣裝置的進氣管34與入口28b連通連接，在打開排氣口29的出口29b的汽缸頭21的排氣側(cè)的外面21b上，連接有排氣裝置的排氣管35(參照圖1)。而且，汽缸頭21的進氣側(cè)形成的安裝孔21c(參照圖2、圖6、圖7)處，鄰近進氣口28安裝有燃料噴射閥36，作為在內(nèi)燃機E開始工作或者加速等時供給附加燃料的燃料增量用的輔助燃料供給裝置。
其中，進氣側(cè)是指相對于包括凸輪軸41的轉(zhuǎn)動中心線L2汽缸軸線L1平行的平面H1設(shè)置進氣閥32的一側(cè)，排氣側(cè)是指相對于平面H1設(shè)置排氣閥33的一側(cè)。
而且，含有從上述汽化器和燃料噴射閥36供給的燃料的混合氣體通過活塞25的下降進氣行程，從進氣口28通過打開的一對進氣閥32被吸入燃燒室27內(nèi)。被吸入汽缸20內(nèi)的混合氣體在壓縮行程通過上升活塞25被壓縮后，通過火花塞30被點火燃燒，在膨脹行程通過燃燒氣體的壓力下降的活塞25通過桿26轉(zhuǎn)動驅(qū)動上述曲柄軸。燃燒氣體在排氣行程中通過打開的一對排氣閥33作為排出氣體從燃燒室27排出到排氣口29，進一步通過排氣管35和上述排氣裝置的消聲器37(參照圖1)排出到外部。
參照圖2、圖3和圖5，通過閥彈簧38被向關(guān)閉方向增加勢能的各個進氣閥32和各個排氣閥33通過設(shè)置在動閥室39內(nèi)的動閥裝置40開閉，所述動閥室39是由汽缸頭21和汽缸頭蓋22形成的。動閥裝置40具有單一凸輪軸41，可以轉(zhuǎn)動地支承在形成于汽缸頭21上的一對軸承部51、53上；進氣擺臂44和排氣擺臂45，通過設(shè)置在凸輪軸41上的一對操縱閥凸輪的進氣凸輪42和排氣凸輪43擺動；一對擺臂軸46、47，支承在汽缸頭21上，分別可以擺動地支承兩個擺臂44、45。
凸輪軸41通過由設(shè)置在上述曲柄軸之間的動力傳遞機構(gòu)傳遞的上述曲柄軸的動力，以其轉(zhuǎn)動速度的1/2轉(zhuǎn)動驅(qū)動。上述傳動機構(gòu)由如下部件構(gòu)成設(shè)置在上述曲柄軸上的作為驅(qū)動轉(zhuǎn)動體的驅(qū)動輪、設(shè)置在凸輪軸41上作為從動轉(zhuǎn)動體的凸輪48、和作為掛接上述驅(qū)動輪和凸輪48上的無端傳送帶的定時鏈49構(gòu)成。
而且，同時參照圖6和圖7，在汽缸軸線A1方向上位于比結(jié)合面23更靠近汽缸20的位置上的一對軸承部51、53由如下部件構(gòu)成通過滾珠軸承構(gòu)成的軸承50支承在軸方向A2上的凸輪軸41的一端41a的第一軸承部51、和通過滾珠軸承構(gòu)成的軸承52支承在軸方向A2上的另一端41b的第二軸承部53。
在汽缸軸線方向A1方向上位于插入孔31和結(jié)合面23之間的第一軸承部51通過軸方向A2上的汽缸頭21的一個側(cè)壁54的一部分構(gòu)成，即側(cè)壁54上形成燃燒室27而且形成有插入口31的燃燒室壁54a和結(jié)合面23的法蘭54a之間的中間壁54c的一部分構(gòu)成，具有覆蓋整個一端41a的端面41a1的形狀，通過嵌合在第一軸承部51的內(nèi)面，即通過在側(cè)壁54的動閥室39一側(cè)的壁面上形成的有底凹部55內(nèi)嵌合的軸承50支承一個端部41a。第一軸承部51位于從平面上看與插入孔31重合的位置上(參照圖5、圖7)。而且，第一軸承部51的軸方向A2上的外面51a大致與垂直于轉(zhuǎn)動中心線L2的平面平行(參照圖5)。
而且，參照圖7，第一軸承部51位于從軸方向A2看與火花塞30或者安裝火花塞30的塞蓋56重合的位置。而且，第一軸承部51在側(cè)壁54上，位于插入進氣側(cè)的頭螺栓B1(參照圖3)的插入孔5 7形成的突起部58與插入排氣側(cè)的頭螺栓B3的插入孔59形成的突起部60之間(參照圖7)。
參照圖5、圖6和圖8，為了使動閥室39與傳動室61隔開，第二軸承部53由隔離壁62的一部分構(gòu)成，所述隔離壁62從一體形成在汽缸頭21上的燃燒室27一側(cè)朝向汽缸頭蓋22，大致與垂直于轉(zhuǎn)動中心線L2的平面平行延伸，通過嵌合到隔離壁62上形成的通孔63內(nèi)的軸承52支承凸輪軸41的另一端41b。第二軸承部53平視位于與燃燒室27部分重合的位置(參照圖5)。而且，第二軸承部53在隔離壁62上，位于形成有插入進氣側(cè)的頭螺栓B2(參照圖3)的插入孔64的突起部65與形成有插入排氣側(cè)的頭螺栓B4(參照圖3)的插入孔66的突起部67之間。
參照圖2、圖3和圖5，凸輪軸41上，進氣凸輪42和排氣凸輪43設(shè)置在第一軸承部51和第二軸承部53的軸方向A2之間，第一軸承部51和第二軸承部53的軸方向A2上的間隔大致等于設(shè)置進氣凸輪42與排氣凸輪43的軸方向A2上的范圍D(參照圖5)。其中，排氣凸輪43位于與汽缸軸線L1交叉的位置上。而且，在另一端41b，凸輪48夾住第二軸承部53，位于與進氣凸輪相反的一側(cè)，而且結(jié)合到臨近配置定時鏈49的傳動室61內(nèi)的部分。
進氣擺臂44是轉(zhuǎn)動擺臂，具有被支承部44a，形成有插入擺臂軸46的通孔；驅(qū)動部44b，從被支承部44a向凸輪軸41延伸，而且可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在與進氣凸輪42滾動接觸的輥子44d上；一對工作部44c，從被支承部44a分別向一對進氣閥32延伸，并可以與這些進氣閥32接觸。
而且，排氣擺臂45分別是轉(zhuǎn)動擺臂，具有被支承部45a，形成有插入擺臂軸47的通孔；驅(qū)動部45b，從被支承部45a向凸輪軸41延伸，而且可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在與排氣凸輪43滾動接觸的輥子45d上；一對工作部45c，從被支承部45a分別向一對排氣閥33延伸，可以與這些排氣閥33接觸。
其中，各個輥子44d、45d通過固定到驅(qū)動部44c、45c上的支承軸44e、45e的周圍設(shè)置的多個滾針44f、45f可以轉(zhuǎn)動地支承。而且，各個擺臂44、45通過嵌入各個凸輪軸46、47上的壓縮線圈彈簧構(gòu)成的定位彈簧68的回復(fù)力在軸方向A2上位于所定位置。
因此，各個進氣閥32和各個排氣閥33通過借助進氣凸輪42擺動的進氣擺臂44和借助排氣凸輪43擺動的排氣擺臂45，通過進氣凸輪42和排氣凸輪43與上述曲柄軸同步轉(zhuǎn)動而且以規(guī)定時間分別開閉。
兩個擺臂軸46、47設(shè)置成與凸輪軸41的轉(zhuǎn)動中心線L2平行，設(shè)置成平視夾住凸輪軸41的轉(zhuǎn)動中心線L2和凸輪軸41，位于其兩側(cè)。同時參照圖6～圖8，各個擺臂軸46、47的一個端部即支承在中間壁54c的一部分構(gòu)成的第一支承部70、71上，另一端支承在汽缸軸線方向A1上位于第二軸承部53與結(jié)合面23之間的隔離壁62的一部分構(gòu)成的第二支承部72、73上。
因此，在汽缸軸線方向A1上比結(jié)合面23的法蘭54b更靠近汽缸20的位置上的支承部71～73上形成擺臂軸46、47的端部嵌合孔74～77。而且，一對第一支承部70、71平視位于夾住第一軸承部51的位置上(參照圖6、圖7)。
參照圖4～圖7，火花塞30的前端形成的具有擰入陽螺紋部30a的陰螺紋31a的插入孔31具有在燃燒室壁54a的外面上開口的外面?zhèn)乳_口的開口部31b和位于燃燒室壁54a的內(nèi)面的在燃燒室27的頂面上大致中央開口的燃燒室側(cè)開口部31c。因此，在陽螺紋部30a沒有從燃燒室27內(nèi)露出的狀態(tài)下，火花塞30安裝在燃燒室壁54a上，從陽螺紋部30a突出的的電極部30c臨近燃燒室27的大致中心部。因此，中心電極30c1和側(cè)面電極30c2位于與汽缸軸線L1交叉的位置上。
而且，插入孔31形成在與平面H1交叉的位置上(參照圖7)，它的開口部31c與汽缸軸線L1交叉。而且，如圖5所示，插入孔31從側(cè)面看相對于汽缸軸線L1在與第二軸承部53的位置相反的一側(cè)傾斜，火花塞30和活塞蓋56與火花塞30同軸的部分56a也與插入孔31相同角度傾斜。
在火花塞30插入汽缸頭21中的狀態(tài)下，從燃燒室壁54a向汽缸頭蓋22延伸的火花塞30被配置在凹部78內(nèi)，所述凹部是由三個側(cè)壁54包圍形成的，即作為在與平面H1垂直的方向A3(平視與轉(zhuǎn)動中心線L2垂直的方向)上的兩個的側(cè)壁54的一部分的兩個突起部58、60和作為所述軸方向A2上向里方向上側(cè)壁54的一部分的中間壁54c包圍而成。而且，與點火線圈相連的高壓點火線連接到火花塞30上，因此安裝在火花塞30上的火塞蓋56位于所述凹部78內(nèi)，在兩個第一支承部70和71之間。
參照圖3、圖5，凸輪軸41的另一端41b上，在臨近軸方向A2方向上，設(shè)置有作為輔助設(shè)備的冷卻水泵80，其中心線與凸輪軸41的轉(zhuǎn)動中心線L2一致。
安裝在汽缸頭21上的冷卻水泵80具有泵體81，固定在設(shè)置于傳動室60內(nèi)汽缸頭21的軸方向A2上的另一個側(cè)壁79上；泵蓋82，位于汽缸頭21的外部，與泵體81結(jié)合，在泵體81之間形成泵室83；支承軸84，支承在泵體81和泵蓋82之間；渦輪85，配置在泵體81內(nèi)，可以轉(zhuǎn)動地支承在支承軸84上，具有位于泵室83內(nèi)的多個葉片85b。
冷卻水泵80借助在與凸輪41之間設(shè)置的驅(qū)動機構(gòu)通過凸輪軸41驅(qū)動。上述驅(qū)動機構(gòu)由如下部分構(gòu)成驅(qū)動轉(zhuǎn)動體86，在作為凸輪軸41的另一端41b鄰近傳動室61的部分的端面41b1上，與凸輪48通過突起部B5結(jié)合而成；和作為渦輪85一部分的本體部85a。臨近凸輪軸41的部分設(shè)置在定時鏈49內(nèi)側(cè)的碗狀凸輪鏈內(nèi)設(shè)置的驅(qū)動轉(zhuǎn)動體86具有固定在圍繞泵體81的周圍部分的圓環(huán)狀永久磁鐵86c，渦輪85的本體部85a具有固定在與永久磁鐵86c的徑向相對位置上的圓環(huán)狀永久磁鐵85c。因此，若驅(qū)動轉(zhuǎn)動體86與凸輪軸一起轉(zhuǎn)動，通過永久磁鐵86c、85c磁性結(jié)合在驅(qū)動轉(zhuǎn)動體86上的渦輪85轉(zhuǎn)動，把流入的冷卻水壓送到泵室83內(nèi)。
而且，在泵蓋82上設(shè)置有根據(jù)冷卻水的溫度控制汽缸20和汽缸頭21內(nèi)的冷卻水流的恒溫器90。恒溫器90具有開閉流入通路93的閥體92，流入通路93形成在通過根據(jù)冷卻水的溫度膨脹或者收縮的石蠟91驅(qū)動泵蓋82上。
如圖5所示，在內(nèi)燃機E暖機時，閥體92關(guān)閉流入通路93，阻止來自冷卻器(圖中未示出)的冷卻水流入冷卻水泵80內(nèi)，因此能夠通過冷卻水泵80壓送把從旁路94流入的冷卻水，在汽缸20和汽缸頭21內(nèi)循環(huán)。在暖機完成之后，由于閥體92打開流入通路93，上述冷卻器放熱，變成低溫的冷卻水在如下路徑上循環(huán)，被壓送流入到冷卻水泵80內(nèi)，然后在汽缸和汽缸頭21冷卻之后，在返回到上述冷卻器。
參照圖2、圖3和圖6，對應(yīng)于汽缸頭21的進氣一側(cè)，在該側(cè)上在作為垂直方向A3的汽缸頭21的一個側(cè)壁的上壁69上形成的安裝孔21c中安裝有燃料噴射閥36，在作為汽缸頭蓋22的上部的汽缸頭蓋的進氣一側(cè)，與連通到上述曲柄室的通氣通路R連通的通氣室100設(shè)置成與動閥室39和傳動室61的上方鄰接。
通氣通路R由與形成在汽缸頭21上的通氣室100連通的通氣通路120和汽缸側(cè)通氣通路(圖中未示出)構(gòu)成，所述汽缸側(cè)通路在汽缸20上形成，一端與通氣通路120連通、另一端與上述曲柄室連通。由臨近動閥室39和傳動室61的上方的沿著汽缸軸線方向A1延伸的貫通孔構(gòu)成的通氣通路120由如下部分構(gòu)成在結(jié)合面23上開口的通氣室100一側(cè)開口的開口120a；貫通孔，具有在與汽缸20的結(jié)合面21h上的開口和與上述汽缸側(cè)通氣通路的一端連通的汽缸20側(cè)的開口120b(參照圖4)。
在接近上壁69的外側(cè)面69a的狀態(tài)下沿著外側(cè)面69a延伸的燃料噴射閥36設(shè)置在平視與通氣室100重合的位置上，而且與燃料供給管連接的端部36a位于接近上壁69的法蘭69b的位置。而且，參照圖2、圖7，燃料噴射閥36在汽缸軸線方向A1相對于通氣室100靠近進氣孔28a或者汽缸20的位置，而且位于從軸方向看與通氣通路120重合的位置。
參照圖2、圖9、圖10和圖12，相對于在汽缸軸線方向A1上與結(jié)合面23在相同平面的平面，只位于汽缸頭蓋22一側(cè)的通氣室100由如下部分構(gòu)成第一室101，在由汽缸頭蓋22的最上部構(gòu)成的通氣室形成部103上形成的凹陷部構(gòu)成；第二室102，由用于覆蓋第一室101氣密安裝在通氣室形成部103上的帽狀蓋104形成。
通氣室形成部103具有平板狀的底壁103a，該底壁103a在與結(jié)合面23和結(jié)合面22相同的平面上，具有構(gòu)成結(jié)合面22a的一部分的上側(cè)面103b，通過所述底壁103a覆蓋開口120a。因此，在上側(cè)面103b上形成有安裝密封部件24的密封溝103c，用于使開口120a的上沿120a1與規(guī)定的結(jié)合面23之間密封。而且，底壁103a上形成有入口路105和油返回通路106，由任何通孔構(gòu)成，所述入口路105使通氣通路120和第一室101連通，油返回通路106位于入口路105下方的位置。
同時參照圖3、圖6，在汽缸21上形成有隔離壁107，隔離通氣通路120和動閥室39以及傳動室61，并且具有與結(jié)合面23位于同一平面上的端面107a。隔離壁107具有突出部107b，該突出部107b在平視在上下方向延伸的隔離壁62與隔離壁107連接的部位，沿著隔離壁62朝動閥室39一側(cè)向下方突出。在突出部107b上形成有與通氣通路102內(nèi)的油返回通路106連通的槽108。如圖9所示，槽108在底壁103a的下緣103a下方延伸，以便它的最下部不覆蓋底壁103a，由此形成的出口110中與動閥室39和傳動室61連通。因此，通過槽108形成連通通氣室100和動閥室39以及傳動室61的連通通路109。
一方面，蓋104在通過密封部件111密封安裝在通氣室形成部103上形成的結(jié)合面103d上的狀態(tài)下，通過三個螺栓B6與通氣室形成部103固定到汽缸頭21上。因此，蓋104的結(jié)合面103d和結(jié)合面104d上形成有安裝密封部件111的密封溝104c，而且蓋104的法蘭上形成有通孔104e，貫通在通氣室形成部103上形成的貫通孔103e，使擰入在汽缸頭21的法蘭69上形成的螺紋孔21e的各個螺栓B6貫通。
而且，蓋104上，在通氣室100中設(shè)置有出口路112，使后面所述的多個突出部103k、103m、104k、104m夾在其與入口路105之間。出口路112在這里是通過壓入蓋104內(nèi)的管接頭113形成。管接頭113上連接有環(huán)流管(圖中未示出)，該環(huán)流管形成與上述進氣裝置的進氣通路連通的環(huán)流通路。通氣室100和上述進氣通路通過出口路112和上述環(huán)流通路連通。
參照圖9、圖11和圖12，為了從含有流入通氣室100內(nèi)的油分的漏氣中分離出油，在通氣室形成部103和蓋104上形成有多個突出壁103k、103m、103n、104k、104m、104n，這些突出壁具有相互突出配合的配合部103kl、103ml、103nl、104kl、104ml、104nl而且把通氣室劃分成迷宮狀。因此，從入口路105流入通氣室100內(nèi)的漏氣在通氣室100內(nèi)一邊在這些突出壁103k、103m、103n、104k、104m、104n上碰撞，一邊向出口路112流動，促進油分離。
因此，含有內(nèi)燃機E潤滑用的油的漏氣在從上述曲柄室通過通氣室120之后，主要從入口路105流入通氣室100。流入通氣室100的漏氣一邊碰撞在突出壁103k、103m、103n、104k、104m、104n上，一邊在劃分為迷宮狀區(qū)域的通氣室100內(nèi)流動，油被分離。分離出油的漏氣通過上述進氣通路的負(fù)壓被抽出，通過出口路112和上述環(huán)流通路流入上述進氣通路，進一步流入燃燒室27內(nèi)燃燒。而且，分離出的油從油返回路106流入連通路109，流下連通路109流入傳動室61內(nèi)，供給動閥裝置40或者上述傳動機構(gòu)潤滑。
下面，說明如上結(jié)構(gòu)的實施例的作用及其效果。
在汽缸頭21上形成有插入火花塞30的插入孔31，所述火花塞30具有臨近燃燒室27的大致中央位置的電極部60c。在由此的汽缸頭21上，支承單個凸輪軸41的一端41a的第一軸承部51位于平視與插入孔31重合的位置上，而且在汽缸軸線方向A1方向上位于插入口31與結(jié)合面23之間，而且覆蓋由汽缸頭21的側(cè)壁54構(gòu)成的一端41a的整個端面41al，從軸方向A2看火花塞30或者活塞蓋56與第一軸承部51重合，在第一軸承部51沒有結(jié)合面23，因此不需要設(shè)置用于確保密封性的密封區(qū)域，因此能夠控制從軸方向A2方向看向第一軸承部51重合位置上設(shè)置的火花塞30或者活塞蓋56伸出量，由于可減小從側(cè)面看插入孔31相對于汽缸軸線L1傾斜，即減小火花塞30和汽缸蓋56的傾斜，因此由于插入孔31中火花塞30沒有占據(jù)空間31d(參照圖5)，能夠抑制燃燒室的容積增大，提高內(nèi)燃機的輸出，而且抑制電極部30c在插入孔31內(nèi)后退，能夠提高點火性能。而且，第一軸承部51不需要在分割軸承部等情況下需要提高提高凸輪軸41的支承剛性而增加側(cè)壁54的厚度，因此能夠使內(nèi)燃機輕量化。
進氣閥32和排氣閥33通過借助分別可以擺動支承在一對擺臂軸46、47上的進氣擺臂44和排氣擺臂44由進氣凸輪42和排氣凸輪43開閉，一對擺臂軸46、47在汽缸軸線方向A1上位于第一軸承部51和結(jié)合面23之間，而且平視設(shè)置成夾凸輪軸41的轉(zhuǎn)動中心線L2，位于其兩側(cè)，一對擺臂軸46、47的一端支承在通過側(cè)壁54構(gòu)成的一對第一支承部70、71上，這兩個支承部70、71平視位于夾第一軸承部51的位置上，由于各個支承部70～73上沒有結(jié)合面23，因此不需要設(shè)置確保密封性的密封區(qū)域，能夠控制兩個第一軸承部70、71中向火花塞30或者活塞蓋56的伸出量，由于能夠縮小從側(cè)面看插入孔31相對于汽缸軸線L1傾斜，即火花塞30和汽缸蓋56的傾斜，雖然火花塞30或者活塞蓋56的傾斜減小了，但是沒有對一對擺臂軸46、47的兩個第一支承部70、71產(chǎn)生干擾，使兩個擺臂軸46、47接近凸輪軸41，能夠縮短所述軸間距離，因此平視在與轉(zhuǎn)動中心線L2垂直的方向A3上，能夠使汽缸頭21小型化。
進氣擺臂44和排氣擺臂45是分別具有與進氣凸輪42和排氣凸輪43接觸的輥子44d、45d的滾動擺臂，第二軸承部53支承在凸輪軸41的另一端部41b上，進氣凸輪42和排氣凸輪43設(shè)置在第一軸承部51和第二軸承部53之間，在第一軸承部51和第二軸承部53的軸向A2方向上的間隔大致等于設(shè)置有進氣凸輪42和排氣凸輪43設(shè)置的軸向A2范圍D，各個凸輪42、43與各個擺臂44、45的接觸變成滾動接觸，摩擦系數(shù)變小，因此即使各個凸輪42、43與各個擺臂44、45的接觸壓力提高，進氣凸輪42、排氣凸輪43、進氣擺臂44以及排氣擺臂45的耐摩性也不下降，因此能夠減小進氣凸輪42和排氣凸輪43在軸方向A2上的寬度，分別支承凸輪軸41的兩端部41a、41b的第一和第二軸承部51、53之間的間隔響應(yīng)于進氣凸輪42和排氣凸輪43設(shè)置的范圍D減小，因此能夠減小凸輪軸41的長度，能夠在軸方向A2方向上使汽缸頭21小型化。因此，即使在凸輪軸41的另一端部41b上臨近軸方向A2設(shè)置冷卻水泵80的情況下，也能夠防止在軸方向A2方向上的內(nèi)燃機E的汽缸頭21部分引起的內(nèi)燃機E大型化。
在汽缸頭21的上壁69形成有安裝燃料噴射閥36的安裝孔21c、與形成在汽缸頭蓋22上的通氣室100連通的通氣通路120，燃料噴射閥36在汽缸軸線方向A1相對于通氣室100靠近進氣口28的進氣孔28a，在軸方向A2方向上看位于與通氣通路120重合的位置上，在汽缸頭21中，燃料噴射閥36不對通氣通路120和容積大的通氣室100影響，因此能夠在垂直方向A3上(或者上下方向)設(shè)置在靠近凸輪軸41的轉(zhuǎn)動中心線L2的位置上，能夠在汽缸頭21上在垂直方向A3上(或者上下方向上)緊湊地設(shè)置燃料噴射閥36，能夠使汽缸21周圍緊湊，因此從軸方向A2方向(或者上述曲柄軸的轉(zhuǎn)動中心線方向)看能夠使燃料噴射閥36相對于汽缸軸線L1的傾斜減小，能夠使出自燃料噴射閥36的燃料朝向進氣孔28a噴射，使燃料的噴射中心線更加沿著汽缸軸線方向A1，能夠減少吹到排氣口29，能夠提高內(nèi)燃機的輸出。因此，能夠使汽缸頭21周圍更加緊湊，因此在踏板15c的后面，而且在收置箱12的下面形成比較狹窄的空間，能夠配置汽缸頭21。
通氣室100通過作為汽缸頭蓋22的一部分的通氣室形成部103和安裝在通氣室形成部103處的蓋104形成，通氣室100不受通過小型化汽缸頭21形成的動閥室39內(nèi)的動閥裝置40的設(shè)置的限制，而且不伴隨著汽缸頭21和汽缸頭蓋22大型化而增加動閥室39的容積。而且，平視看位于與通氣室100重合的位置上，而且端部36a能夠避免與位于接近法蘭69b的位置燃料噴射閥36互相影響，因此能夠形成大容積的通氣室100，能夠提高漏氣中含有的油的分離功能，而且由于在汽缸頭21中沒有形成通氣室100，因此能夠?qū)崿F(xiàn)汽缸頭21小型化。
下面，對作為變更上述實施例一部分的實施方式的變更結(jié)構(gòu)進行說明。
內(nèi)燃機E具有一對進氣閥32和一對排氣閥33，但是進氣閥和排氣閥中的任何一方是一對閥門，另一方是一個閥門的結(jié)構(gòu)也可以，而且進氣閥和排氣閥中任何一方都是一個閥門的結(jié)構(gòu)也可以。
在上述實施例中，燃料供給裝置由汽化器和燃料噴射閥36構(gòu)成，但是只由安裝在靠近進氣口28的汽缸頭21上的燃料噴射閥構(gòu)成也可以。而且，內(nèi)燃機E雖然在上述實施例中是使用在車輛上，但是也可以用于車輛以外的機器中。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機的汽缸頭，為結(jié)合到汽缸上的內(nèi)燃機汽缸頭，在汽缸頭上形成有插入火花塞的插入孔，所述火花塞具有臨近燃燒室的大致中央位置的電極部；第一軸承部和第二軸承部，可轉(zhuǎn)動地支承設(shè)置有開閉進氣閥和排氣閥的動閥凸輪的單一凸輪軸；汽缸頭蓋通過密封部件結(jié)合的結(jié)合面，支承上述凸輪軸一端的第一軸承部，平視中位于與上述插入孔重合的位置，而且在汽缸軸線方向上位于上述插入孔與上述結(jié)合面之間的位置，同時在上述凸輪軸的軸方向上覆蓋由上述汽缸頭的側(cè)壁構(gòu)成的上述端部的整個端面，從上述軸方向上看，上述火花塞或者安裝火花塞的活塞蓋與上述第一軸承部重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機汽缸頭，其特征在于上述進氣閥和上述排氣閥通過可以分別擺動支承在一對擺臂軸上的進氣擺臂和排氣擺臂通過上述動閥凸輪開閉，上述一對擺臂軸在上述汽缸軸線方向上位于上述第一軸承部與上述結(jié)合面之間，而且平視看夾上述凸輪軸的轉(zhuǎn)動中心線，位于其兩側(cè)。上述一對擺臂軸的一端支承在由上述側(cè)壁構(gòu)成的一對支承部上，上述一對支承部平視位于夾上述第一軸承部的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機汽缸頭，其特征在于上述進氣閥和上述排氣閥分別借助于具有與上述動閥凸輪接觸的輥子的進氣擺臂和排氣擺臂，通過上述動閥凸輪開閉，上述第二軸承部支承上述凸輪軸的另一端，上述動閥凸輪設(shè)置在上述第一軸承部和上述第二軸承部之間，上述第一軸承部和上述第二軸承部的上述軸方向上的間隔大致等于設(shè)置上述動閥凸輪的上述軸方向上的范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機汽缸頭，其特征在于上述汽缸頭的、平視中與上述凸輪軸的轉(zhuǎn)動中心線垂直方向上的一個側(cè)壁上，形成有安裝燃料噴射閥的安裝孔和通氣通路，上述燃料噴射閥臨近具有通過上述進氣閥開閉的進氣孔的進氣口，上述通氣通路與形成于上述汽缸蓋上的通氣室連通，上述燃料噴射閥在上述汽缸軸線方向上比上述通氣室更靠近上述進氣孔，而且從上述軸方向看位于與上述通氣通路重合的位置上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機的汽缸頭，在火花塞設(shè)置成傾斜的情況下，能夠通過進一步減小其傾斜提高內(nèi)燃機的輸出和點火性能，同時實現(xiàn)內(nèi)燃機輕量化。本發(fā)明的技術(shù)手段是內(nèi)燃機(E)的汽缸頭(21)上形成有插入火花塞(30)的插入孔(31)，所述火花塞具有臨近燃燒室(27)的大致中央位置；第一軸承部(51)，支承單一凸輪軸41的一端41a；汽缸頭蓋(22)通過密封部件(24)結(jié)合的結(jié)合面(23)。第一軸承部(51)位于平視與上述插入孔(31)重合的位置，而且在汽缸軸線方向(A1)上位于上述插入孔(31)與結(jié)合面(23)之間的位置，同時覆蓋由汽缸頭的側(cè)壁(54)構(gòu)成的端部(41a)的整個端面(41a1)。從軸方向(A2)上看，火花塞(30)或者活塞蓋(56)位于與第一軸承部(51)重合的位置。
文檔編號F02M69/04GK1534181SQ200410031620
公開日2004年10月6日 申請日期2004年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月1日
發(fā)明者大城健史, 小林宏治, 治 申請人:本田技研工業(yè)株式會社