內燃機的排氣結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種內燃機的排氣結構。該結構為，與排列成一列的2×ｎ個氣缸分別連通并形成在氣缸蓋上的2×ｎ個排氣口中，與氣缸列中的第一個至第ｎ個氣缸連通的ｎ個列頭側的排氣口相互間保持等間距地從各自連通的氣缸延伸至氣缸蓋上的排氣側開口區(qū)域，并在該區(qū)域的上半部沿平行于氣缸列的方向保持等間距地開口；與氣缸列中的第ｎ+1個至第2×ｎ個氣缸連通的ｎ個列尾側的排氣口相互間保持等間距地從各自連通的氣缸延伸至排氣側開口區(qū)域，并在該區(qū)域的下半部沿平行于氣缸列的方向保持等間距地開口，且ｎ個列頭側的排氣口與ｎ個列尾側的排氣口長度相同，ｎ為正整數(shù)?；谠摻Y構，能使各氣缸的排氣口具有相同的排氣阻力和冷卻性能。
【專利說明】內燃機的排氣結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及內燃機的排氣結構，特別涉及形成在氣缸蓋上的排氣口的形狀?！颈尘凹夹g】
[0002]近年，在汽車上裝設的多氣缸內燃機中，將排氣歧管與氣缸蓋構成為一體，并通過氣缸蓋內的水套來提高冷卻性能的結構已得到提案。
[0003]圖3和圖4示出上述結構的一例。在圖3所示的從四缸發(fā)動機的氣缸蓋I的上方俯視到的俯視不意圖中，四個氣缸(2 A、2 B、2 C、2 D )排成一列氣缸列，與該氣缸列中的第一個氣缸2 A、第四個氣缸2 D (按圖3中氣缸列的左側至右側的順序)分別連通的外側的排氣口 4 A、排氣口 4 D被形成為，向氣缸列的中心方向大幅彎曲地延伸至氣缸蓋I的排氣側(圖3的上側)的側壁11，并在側壁11上的與氣缸列的中間部分相向而對的部位開口。
[0004]另外，與氣缸列中的第二個氣缸2 B、第三個氣缸2 C分別連通的內側的排氣口 4
B、排氣口 4 C被形成為，俯視時如圖3所示那樣，基本豎直地延伸至排氣側的側壁11，并在側壁11上的與氣缸列的中間部分相向而對的部位開口。另外，從圖4所示的氣缸列的立體示意圖可見，排氣口 4 B、排氣口 4 C向上方彎曲并分別從外側的排氣口 4 A、排氣口 4 D的上方越過之后，在側壁11上的排氣口 4 A的開口部上方、排氣口 4 D的開口部上方開口。
[0005]在上述結構中，排氣口 4 A及排氣口 4 D這兩個外側的排氣口采用相同的長度和相同的形狀；排氣口 4 B及排氣口 4 C這兩個內側的排氣口采用相同的長度和相同的形狀。但是，外側的排氣口(4 A、4 D)與內側的排氣口(4 B、4 C )則長度和形狀都完全不同，因而，兩者的排氣阻力及冷卻性能都大不相同。
[0006]具體而言，由于內側的排氣口(4 B、4 C)比外側的排氣口(4 A、4 D )長度短，所以排氣阻力較小，冷卻性能較低。另外，由于內側的排氣口(4 B、4 C )與外側的排氣口(4A、4 D )形狀完全不同，所以排氣流通阻力大不相同，流通的排氣所接觸的排氣口內壁的區(qū)域和表面積、及接觸時的流速也大不相同，因而，兩者的冷卻性能大不相同。
實用新型內容
[0007]為了解決上述技術問題，本實用新型的目的在于，提供一種能使多個氣缸的排氣口具有相同的排氣阻力和冷卻性能的排氣結構。
[0008]作為解決上述技術問題的技術方案，本實用新型的內燃機的排氣結構包括與排列成一列的2X η個氣缸分別連通并形成在氣缸蓋上的2X η個橫截面形狀相同的排氣口，在所述氣缸蓋的排氣側的側壁上，設有與所述2Χ η個氣缸所排列成的氣缸列的中間部分相向而對的排氣側開口區(qū)域，其中，η為正整數(shù)，其特征在于:所述2Χ η個排氣口中，與所述氣缸列中的第一個至第η個氣缸分別連通的η個列頭側的排氣口被形成為，相互間保持等間距地從各自所連通的氣缸延伸至所述排氣側開口區(qū)域，并在該排氣側開口區(qū)域的上半部沿平行于所述氣缸列的方向保持等間距地開口 ；所述2Χ η個排氣口中，與所述氣缸列中的第η+ I個至第2Χ η個氣缸分別連通的η個列尾側的排氣口被形成為，相互間保持等間距地從各自所連通的氣缸延伸至所述排氣側開口區(qū)域，并在該排氣側開口區(qū)域的下半部沿平行于所述氣缸列的方向保持等間距地開口，所述η個列頭側的排氣口與所述η個列尾側的排氣口長度相同。
[0009]采用上述結構的本實用新型的內燃機的排氣結構的優(yōu)點在于，由于η個列頭側的排氣口被形成為，相互間保持等間距地從各自所連通的氣缸延伸至與氣缸列的中間部分相向而對的排氣側開口區(qū)域，并在該排氣側開口區(qū)域的上半部沿平行于氣缸列的方向保持等間距地開口，所以，能夠將η個列頭側的排氣口形成為彼此長度相同，形狀相同。同樣，由于η個列尾側的排氣口被形成為，相互間保持等間距地從各自所連通的氣缸延伸至排氣側開口區(qū)域，并在該排氣側開口區(qū)域的下半部沿平行于氣缸列的方向保持等間距地開口，所以，能夠將η個列尾側的排氣口形成為彼此長度相同，形狀相同。另外，由于η個列頭側的排氣口與η個列尾側的排氣口長度相同，所以能夠將η個列頭側的排氣口和η個列尾側的排氣口形成為，彼此延伸方向相反但形狀相近的形狀。如此，通過將多個(2Χ η個)氣缸的排氣口形成為彼此長度相同、形狀相同或相近，能夠實現(xiàn)多個氣缸的排氣口具有相同的排氣阻力和冷卻性能的排氣結構。
[0010]另外，在上述本實用新型的內燃機的排氣結構中，較佳為，所述η個列頭側的排氣口從各自所連通的氣缸向所述氣缸列的列尾側彎曲之后向斜上方延伸，而在所述排氣側開口區(qū)域的上半部開口，所述η個列尾側的排氣口從各自所連通的氣缸向所述氣缸列的列頭側彎曲之后向斜下方延伸，而在所述排氣側開口區(qū)域的下半部開口。
[0011]采用上述本實用新型的內燃機的排氣結構，能夠容易地將η個列頭側的排氣口形成為彼此長度及形狀相同；將η個列尾側的排氣口形成為彼此長度及形狀相同，且使η個列頭側的排氣口與η個列尾側的排氣口長度相同形狀相近。因而，能夠確保多個氣缸的排氣口具有基本相同的排氣阻力和冷卻性能。
[0012]另外，在上述本實用新型的內燃機的排氣結構中，較佳為，所述η個列頭側的排氣口在所述氣缸蓋上的投影形狀與所述η個列尾側的排氣口在所述氣缸蓋上的投影形狀互為鏡像。
[0013]采用上述本實用新型的內燃機的排氣結構，由于η個列頭側的排氣口在氣缸蓋上的投影形狀與η個列尾側的排氣口在氣缸蓋上的投影形狀互為鏡像(B卩，兩者大小及形狀相同，只是延伸方向相反)，所以能夠確保η個列尾側的排氣口與η個列尾側的排氣口具有基本相同的排氣阻力和冷卻性能。
[0014]另外，在本實用新型中，排氣口的長度例如為排氣口的兩端的橫截面上的中心點之間的長度，考慮到制造上的誤差，長度相同的概念包括具有若干差異的情況。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的實施方式的內燃機的排氣結構的俯視示意圖。
[0016]圖2是本實用新型的實施方式的內燃機的排氣結構的立體示意圖。
[0017]圖3是表示現(xiàn)有技術的內燃機的排氣結構的一例的俯視示意圖。
[0018]圖4是表示現(xiàn)有技術的內燃機的排氣結構的一例的立體示意圖。
【具體實施方式】[0019]以下，參照附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行說明。在本實施方式中，作為一例，說明對汽車中裝設的汽油發(fā)動機(內燃機)應用本實用新型的排氣結構的情況。另外，本說明書中所說的上下方向是指以內燃機的活塞進行往返運動的方向為基準而確定的方向，上死點側為上側、下死點側為下側。
[0020]作為一例，本實施方式的內燃機為具有四個氣缸的汽油發(fā)動機。圖1示出從該汽油發(fā)動機的氣缸蓋I的上方俯視到的氣缸(2 A、2 B、2 C、2 D)、進氣口(3 A、3 B、3 C、3D)、排氣口(4 A、4 B、4 C、4 D)等的整體配置。如圖1所示那樣，四個氣缸(2 A、2 B、2C、2 D )在左右方向上排列成一列，在該氣缸列中，按從該氣缸列的列頭至列尾排列的順序(圖1中的氣缸列的左側至右側的順序)，將各氣缸記為第I氣缸2 AC# I)、第2氣缸2 B(# 2)、第 3 氣缸 2 C (# 3)、第 4 氣缸 2 D (# 4)。
[0021]氣缸蓋I被安裝在未圖示的氣缸體的上部，并將形成在該氣缸體上的四個(即，2X2個)氣缸(2 A、2 B、2 C、2 D)的上端關閉，從而與插裝在各氣缸(2 A、2 B、2 C、2D)內的活塞(未圖示)之間形成燃燒室。
[0022]另外，在氣缸蓋I的底面上形成有構成各氣缸(2 A、2 B、2 C、2 D )的燃燒室的頂部的淺凹(未圖示)。用于向各氣缸(2 A、2 B、2 C、2 D)內的燃燒室分別導入空氣的四個進氣口(3 A、3 B、3 C、3 D)、及用于將來自各氣缸(2 A、2 B、2 C、2 D)的燃燒室的燃燒后的氣體排出的四個排氣口(4 A、4 B、4 C、4 D )分別在該淺凹上開口。
[0023]另外，四個進氣口(3 A、3 B、3 C、3 D )的進氣上游端在圖1中下側的氣缸蓋I的進氣側的側壁10上開口，并與未圖示的進氣歧管連接。四個排氣口(4 A、4 B、4 C、4 D)的排氣下游端在圖1中上側的氣缸蓋I的排氣側的側壁11上開口，并與未圖示的排氣歧管連通。
[0024]本實施方式中，氣缸蓋I采用排氣側的側壁11與排氣歧管的一部分構成為一體的結構，在排氣側的側壁11的長邊方向的大致中間部分，即與氣缸列的中間部分相向而對的部位，形成有近似矩形的固定基座部11 a (S卩，排氣側開口區(qū)域)，四個排氣口(4 A、4 B、4C、4 D )的下游端分別在該固定基座部11 a上開口。
[0025]另外，各排氣口(4 A、4 B、4 C、4 D )被形成為,上游端分歧成兩支地與各氣缸(2A、2 B、2 C、2 D )連通，中游部分及下游部分不分歧也不與其他排氣口合流地延伸至排氣側的側壁11內，并在固定基座部11 a上獨立地開口。
[0026]具體而言，如圖1所示，四個排氣口(4 A、4 B、4 C、4 D )中，與氣缸列的列頭側中的第I個及第2個氣缸、即第I氣缸2 A及第2氣缸2 B分別連通的兩個列頭側的排氣口(4 A、4 B)被形成為，相互間保持等間距地從各自所連通的氣缸(2 A、2 B)延伸至固定基座部11 a，并在固定基座部11 a的上半部沿平行于氣缸列的方向保持等間距地開口。更詳細而言，如圖2所示，兩個列頭側的排氣口(4 A、4 B)從各自所連通的氣缸(2 A、2 B)向氣缸列的列尾側大幅彎曲之后向斜上方延伸，而在該固定基座部11 a的上半部開口并被固定后與該固定基座部11 a背面的排氣歧管連通(未圖示)。
[0027]同樣地，如圖1所示，與氣缸列的列尾側中的第3個及第4個氣缸、即第3氣缸2C及第4氣缸2 D分別連通的兩個列尾側的排氣口(4 C、4 D)被形成為，相互間保持等間距地從各自所連通的氣缸(2 C、2 D )延伸至固定基座部11 a，并在該固定基座部11 a的下半部沿平行于氣缸列的方向保持等間距地開口。更詳細而言，如圖2所示，兩個列尾側的排氣口(4 C、4 D)從各自所連通的氣缸(2 C、2 D)向氣缸列的列頭側大幅彎曲之后向斜下方延伸，而在該固定基座部11 a的下半部開口并被固定后與該固定基座部11 a背面的排氣歧管連通(未圖示)。
[0028]另外，在該實施方式中，各排氣口(4 A、4 B、4 C、4 D)的橫截面形狀相同。且，將兩個列頭側的排氣口(4 A、4 B)的長度設定得與兩個列尾側的排氣口(4 C、4 D)的長度相問。
[0029]由此，如圖1所示那樣，從氣缸蓋I的上方俯視時，兩個列頭側的排氣口(4 A、4B)彼此長度相同、形狀相同；兩個列尾側的排氣口(4 C、4 D )也彼此長度相同、形狀相同。而且，兩個列頭側的排氣口(4 A、4 B)在氣缸蓋I上的投影形狀與兩個列尾側的排氣口(4
C、4 D )在氣缸蓋I上的投影形狀互為鏡像。即，圖1中，將從氣缸蓋I的上方俯視到的列頭側的排氣口(4 A、4 B)的圖形向右側反轉后，其形狀與從氣缸蓋I的上方俯視到的列尾側的排氣口(4 C、4 D )的形狀相同。
[0030]如此，在本實施方式中，四個排氣口(4 A、4 B、4 C、4 D )被形成為，從分歧成兩支地與各自的氣缸(2 A、2 B、2 C、2 D )連通的上游端至彎曲地延伸至氣缸蓋I的側壁11上的固定基座部11 a的上游端為止，彼此長度相同、形狀相同或相近。因而，在各排氣口(4A、4 B、4 C、4 D)的內部流通的排氣所接觸到的排氣口內壁的區(qū)域及表面積大致相同，且接觸時的流速也大致相同。從而，能夠確保各排氣口(4 A、4 B、4 C、4 D)的冷卻性能相同，有利于利用氣缸蓋I的水套來積極地冷卻所要冷卻的區(qū)域。
[0031]在本實施方式中，對于將本實用新型的內燃機的排氣結構應用于汽車上裝設的具有單列的四個氣缸的汽油發(fā)動機的情況(即，η = 2)進行了說明，但本實用新型的結構不受上述實施方式的限定。例如，本實用新型的內燃機的排氣結構也能夠應用于，具有單列的六個或六個以上氣缸的發(fā)動機(即，n ^ 3)。作為內燃機，不限于汽油發(fā)動機，也可以是柴油發(fā)動機或燃氣發(fā)動機。
[0032]另外，在上述實施方式中，四個排氣口(4 A、4 B、4 C、4 D)被構成為，長度相同、形狀相同或相近。但在制造誤差范圍內，允許長度及形狀有一定差異。另外，因氣缸蓋I上的配置要求等，四個排氣口(4 A、4 B、4 C、4 D )在長度及形狀上的差異有可能超出制造誤差范圍，但只要各排氣口的長度及形狀基本統(tǒng)一，便能夠確保各排氣口有大致相同的冷卻性能及排氣阻力。
[0033]另外，在上述實施方式中，采用了列頭側的排氣口(4 A、4 B)在氣缸蓋I的固定基座部11 a的上半部開口 ；列尾側的排氣口(4 C、4 D )在氣缸蓋I的固定基座部11 a的下半部開口的結構，但也可以采用列頭側的排氣口( 4 A、4 B )在氣缸蓋I的固定基座部11a的下半部開口 ；列尾側的排氣口(4 C、4 D )在氣缸蓋I的固定基座部11 a的上半部開口的結構。另外，為了確保各排氣口的長度相同，需要相應于固定基座部11 a與氣缸列的中間部分之間的距離，來調整固定基座部11 a上的各排氣口的開口部的位置，因而，列頭側的排氣口(4 A、4 B)的開口部與列尾側的排氣口(4 C、4 D)的開口部之間可能為上下對齊，也可能為上下非對 齊。
【權利要求】
1.一種內燃機的排氣結構，包括與排列成一列的2X η個氣缸分別連通并形成在氣缸蓋上的2 X η個橫截面形狀相同的排氣口，在所述氣缸蓋的排氣側的側壁上，設有與所述2Χ η個氣缸所排列成的氣缸列的中間部分相向而對的排氣側開口區(qū)域，其中，η為正整數(shù)，其特征在于: 所述2 X η個排氣口中，與所述氣缸列中的第一個至第η個氣缸分別連通的η個列頭側的排氣口被形成為，相互間保持等間距地從各自所連通的氣缸延伸至所述排氣側開口區(qū)域，并在該排氣側開口區(qū)域的上半部沿平行于所述氣缸列的方向保持等間距地開口 ； 所述2Χ η個排氣口中，與所述氣缸列中的第η+ I個至第2Χ η個氣缸分別連通的η個列尾側的排氣口被形成為，相互間保持等間距地從各自所連通的氣缸延伸至所述排氣側開口區(qū)域，并在該排氣側開口區(qū)域的下半部沿平行于所述氣缸列的方向保持等間距地開口，所述η個列頭側的排氣口與所述η個列尾側的排氣口長度相同。
2.如權利要求1所述的內燃機的排氣結構，其特征在于: 所述η個列頭側的排氣口從各自所連通的氣缸向所述氣缸列的列尾側彎曲之后向斜上方延伸，而在所述排氣側開口區(qū)域的上半部開口 ； 所述η個列尾側的排氣口從各自所連通的氣缸向所述氣缸列的列頭側彎曲之后向斜下方延伸，而在所述排氣側開口區(qū)域的下半部開口。
3.如權利要求1或2所述的內燃機的排氣結構，其特征在于: 所述η個列頭側的排氣口在所述氣缸蓋上的投影形狀與所述η個列尾側的排氣口在所述氣缸蓋上的投影形狀互為鏡像。
【文檔編號】F02F1/42GK203515846SQ201320603215
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權日:2013年9月27日
【發(fā)明者】宮地義博 申請人:豐田自動車株式會社