专利名称：内燃机的气缸盖的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过紧固在气缸体上部而构成燃烧室、且相对该燃烧室 设置有进气通路和排气通路的内燃机的气缸盖。
背景技术：
一般在内燃机中，气缸盖组装在气缸体的上部，且由多个紧固螺栓 紧固，并呈直线状地排列有多个燃烧室。此外，对该各燃烧室相对置地 分别形成进气口和排气口，且进气通路连通于该各进气口，另一方面， 排气通路连通于各排气口，且通过进气阀和排气阀自由开闭。另外，在 各进气通路或各燃烧室安装有喷射燃料的喷射器，并且安装有对燃烧室 的混合气进行点火的火花塞。此外，在各进气通路上通过进气歧管连结 进气管，另一方面在各排气通路上通过排气歧管连结排气管。因此，在进气阀开放时，空气从进气通路通过进气口进入到燃烧室， 并且燃料从喷射器被喷射到进气通路或燃烧室，在燃烧室，空气与燃料 的混合气通过活塞的上升被压缩，该高压混合气被引导至火花塞而点燃 并爆发，从而可得到驱动力，在排气阀开放时，燃烧后的排气气体通过 排气口被排出到排气通路。于是，在这样的内燃机中，对气缸盖不固定另体的排气歧管，而是 在气缸盖内一体地设置排气集合部，由此来实现小型化。 一体地形成有 该排气集合部的以往的气缸盖构成为，对多个燃烧室连通排气口，该各 排气口集合并在侧面开口，排气管连结于该集合部，涡轮增压器安装在该排气管上。另外，作为上述以往的内燃机的气缸盖，例如有下述专利文献l记 载的气缸盖.专利文献l: JP特开平01-182560号公报然而，在内燃机的排气系统中，与涡轮增压器一起安装有排气净化 催化剂。而且，在内燃机的冷态起动时，延迟点火时期，将高温排气气体通过排气管导入到净化催化剂中，由此来对该排气净化催化剂进行暖 机而实现早期活化。在上述以往的内燃机的气缸盖中，在内部形成的排 气通路集合在集合部中，然后连结有排气管，因此可减少排气通路的截 面面积并抑制排气气体温度的下降，从而促进排气净化催化剂的暖机。 但是，在排气系统安装有涡轮增压器的内燃机中存在的问题是，即使是 冷态起动时，排气气体通过涡轮增压器的涡轮机，因此在这里排气气体 的热量被夺走而降温，催化剂暖机性能下降。发明内容本发明是为了解决这样的问题而成的，其目的是提供在改善催化剂 暖机性能的同时实现装置的紧凑化的内燃机的气缸盖。为了解决上述问题以达成目的，本发明的内燃机的气釭盖，具有多个 燃烧室、和通过进气口分别连通到上述各燃烧室的多个进气通路、以及一 端部通过排气口分别连通到上述各燃烧室且具有另 一端部集合的集合部 的排气通路，增压器和排气净化催化剂连结于上述排气通路的集合部，且 设置有从上述排气通路迂回上述增压器而连通到上述排气净化催化剂的 旁路通路，并且设置有能够开闭该旁路通路的控制阀，该内燃机的气釭盖的特征在于在内部设置有上述旁路通路的一部分。而且，本发明的内燃机的气缸盖的特征在于作为上述旁路通路， 形成有一端部连通到上述排气通路的集合部而另一端部在气缸盖侧面 开口的旁路孔。本发明的内燃机的气缸盖的特征在于上述旁路孔的另一端部在上 述排气通路的集合部开口的侧方开口形成。本发明的内燃机的气缸盖的特征在于上述控制阀被设置成能够开 闭上述旁路孔的另一端部。本发明的内燃机的气缸盖的特征在于由能够开闭上述旁路孔的另 一端部的阀主体、致动器、连结该致动器与上述阀主体的联杆作为单元 而构成上述控制阀，该控制阀单元i殳置在气缸盖侧面。本发明的内燃机的气缸盖的特征在于上述增压器的涡轮机壳体具 有涡管部，且固定在气缸盖侧面，由此该涡管部连通到上述排气通路的集合部。本发明的内燃机的气缸盖的特征在于上述增压器的涡轮机壳体具 有一端部在外部开口的排气引导部、和该排气引导部的另 一端部连通的 涡管部，上述排气引导部配置在上述排气通路的集合部内。本发明的内燃机的气缸盖的特征在于在上述增压器的涡轮机壳体 上设置有冷却通路，该冷却通路连通到在气缸盖内部设置的水套。本发明的内燃机的气缸盖的特征在于上述冷却通路设置在上述涡 轮机壳体的外周部，且在上端部形成有连通到上述水套的冷却水导入 口 ，在下端部形成有连通到上述水套的冷却水排出口 。根据本发明的内燃机的气缸盖，其构成为对于多个燃烧室通过排 气口连通排气通路的一端部，在另一端部设置有集合部，在该集合部连 结增压器和排气净化催化剂，设置有从排气通路迂回增压器而连通到排 气净化催化剂的旁路通路，并且设置有能够开闭该旁路通路的控制阀， 另外在气缸盖内部设置有旁路通路的一部分，由此，减少从燃烧室到排 气净化催化剂的通路表面积，从而抑制排气气体温度的降低而能够改善 催化剂暖机性能，并且由于排出排气气体的配管筒化而具有能够实现装 置紧凑化的效果。
图l是表示本发明实施例1涉及的内燃机的气缸盖的筒要图。 图2是表示实施例1的内燃机的纵向剖视图。 图3是表示实施例1的内燃机的气缸盖的纵向剖视图。 图4是表示实施例1的内燃机中的腰闸阀的剖视图。 图5是表示本发明实施例2涉及的内燃机的气缸盖的筒要图。 图6是表示实施例2的内燃机的气缸盖的纵向剖视图。 图7是表示本发明实施例3涉及的内燃机的气缸盖的简要图。 图8是表示实施例3的内燃机的气缸盖的主要部分的纵向剖视图(图7的V0M1剖视图).符号说明11、 71、 81气缸盖 14活塞17、 83a、 83b、 83c18、 84a、 84b、 84c19、 85a、 85b、 85c20、 86排气通路 22、 88a、 88b集合部 38火花塞45、 96涡轮增压器(增压器) 47、 98排气净化催化剂 52、 72旁路通路 54a、 54b、 55a、 55b水套 59涡管部 62、 74旁路孔 107连结部12气釭体16、 82a、 82b、 82c、 82d燃烧室 83d进气口 84d排气口 85d进气通路21、 87a、 87b、 87c、 87d排气通路部 37喷射器 41、 92进气管 46、 97排气管 49、 102涡轮机 53、 73排气控制岡(控制阀) 57、 104涡轮机壳体 60冷却通路 63、 75旁路管 110、 111排气引导部具体实施方式
以下，基于附图对本发明涉及的内燃机的气缸盖的实施例进行详细 说明。但是，本发明不被该实施例所限定。实施例1图1是表示本发明实施例1涉及的内燃机的气缸盖的简要图，图2 是表示实施例l的内燃机的纵向剖视图，图3是表示实施例1的内燃机 的气缸盖的纵向剖视图，图4是表示实施例1的内燃机中的腰闸阀的剖 视图。实施例1的内燃机是直列4缸发动机，如图1和图2所示，气缸盖 11在其下部组装有气缸体12，且由多个未图示的紧固螺栓来紧固。在 气缸体12上直线状地排列形成有多个(本实施例是4个)缸径13，在 各缸径13活塞14沿其轴方向移动自由地嵌合着.而且，在气缸体12 的下部能够自由旋转地支承有未图示的曲柄轴，各活塞14通过连杆157连结在该曲柄轴上。在气缸盖11上，与各缸径13对应地在其上方分别形成有燃烧室16。 该燃烧室16被缸径13的内侧面、气缸盖ll的下面、活塞14的顶面围 绕着，且以顶部(气缸盖11的下面)的中央部高的方式呈倾斜的棱顶 形状。而且，在该各燃烧室16的上方，也就是气缸盖ll的下面，进气 口 17和排气口 18分别相对置地开口。另外，在气缸盖11形成有4个进气通路19，其一端部连通于各进 气口 17,且另一端部在一侧面开口。而且，在气缸盖ll形成有l个排 气通路20，其一端部连通于各排气口 18，且另一端部集合并在另一侧 面开口 。该排气通路20具有连通于各排气口 18的4个排气通路部21 和该排气通路部21的端部集合的集合部22，各排气通路部21通过排气 口 18连通于燃烧室16，集合部22在气缸盖11的另一侧面开口。而且，对该各进气口 17和排气口 18分别有进气阀23和排气阀24。 该进气阀23和排气阀24通过被固定在气缸盖11上的各导管25、 26被 能够沿轴向移动自由地支承，并且通过各气门弹簧27、 28被向关闭进 气口 17和排气口 18的方向施力支承。而且，进气阀23和排气阀24在 上端部连结滚轮摇臂29、 30的一端部，该滚轮摇臂29、 30的另一端部 连结于固定在气缸盖11上的间隙调节器31、 32，进气凸轮轴33的进气 凸轮34和排气凸轮轴35的排气凸轮36接触于各滚轮摇臂29、 30。从而，如果与内燃机同步地进气凸轮轴33和排气凸轮轴35旋转， 则进气凸轮34和排气凸轮36使滚轮摇臂29、 30动作，各进气阀23和 排气阀24在规定的正时上下移动，由此开闭进气口 17和排气口 18，且 能够分别连通进气通路19与燃烧室16、燃烧室16与排气通路20的排 气通路部21。而且，在燃烧室16的侧部，也就是各进气通路19侧的气缸盖11 的下面，安装有直接向该燃烧室16喷射燃料的喷射器37。而且在燃烧 室16的顶部中央，也就是各进气通路19与排气通路部21之间的气缸 盖11的下面，安装有火花塞38。并且，在车辆上搭载有电子控制单元 (ECU),该ECU能够控制喷射器37的燃料喷射正时或由火花塞38 的点火时期等，根据检测出的进入空气量、节气门开度(油门开度)、 发动机转速等的发动机运转状态，来决定燃料喷射量、喷射时期、点火时期等。而且，在气缸盖11的一侧面，固定有与各进气通路19连通的进气 歧管39，调压室40连结于该进气歧管39。关于进气管41,在上游侧的 空气取入口安装有空气滤清器42，下游侧端部连结于调压室40,位于 空气滤清器42的下游侧地设置有具有节流阀43的电子节气装置44。另一方面，在气缸盖ll的另一侧面，固定与排气通路20的集合部 22连通的涡轮增压器45，排气管46连结于该涡轮增压器45，在该排气 管46安装有排气净化催化剂(二元催化剂)47。该涡轮增压器45通过 连结轴50 —体地连结在进气管41侧设置的压缩机48和在进排气管46 侧设置的涡轮机49来构成。而且，在该涡轮增压器45中的压缩机48 的下游侧，且电子节气装置44 (节流阀43)的上游侧的进气管41，设 置有对由该压缩机48压缩而温度上升的进入空气进行冷却的内部冷却 器51。在此，对本实施例的发动机中的排气系统进行详细说明。在本实施 例的发动机中，如图1、图3和图4所示，设置有从在气缸盖ll形成的 排气通路20迂回涡轮增压器45而连通到排气净化催化剂47的旁路通 路52，并且设置有具有能够开闭该旁路通路52的腰闸功能的排气控制 阀53,在气缸盖11的内部"^殳置有该旁路通路52的一部分。即，如上所述，在气缸盖11上形成有一端部连通于燃烧室16的进 气通路19，该进气通路19的另 一端部在气缸盖11的一侧面开口 。而且， 在气缸盖11上形成有一端部连通于燃烧室16的排气通路20，该排气通 路20的另一端部作为集合部22在气缸盖11的另一侧面开口。而且， 在气缸盖ll上，位于进气通路19的上下而形成有水套54a、 54b，另一 方面，位于排气通路20的上下而形成有水套55a、 55b。在各水套54a、 54b、 55a、 55b内填充有发动机冷却水，通过未图示的水泵能够循环。涡轮增压器45中，压缩机48与涡轮机49通过连结轴50 —体地连 结，压缩机48被存放在压缩机壳体56中，涡轮机49被存放在涡轮机 壳体57中，连结轴50被存放在连结轴壳体58中，各壳体56、 57、 58 一体地连结。而且，涡轮机壳体57由内部壳体57a和外部壳体57b构 成，该内部壳体57a在内侧形成涡管部59，该外部壳体57b覆盖该内 部壳体57a并在内侧形成冷却通路60。在这种情况下，内部壳体57a通过铸造制造，外部壳体57b由板金制造，两壳体57a、 57b—体地固 定。而且，涡轮机壳体57紧贴在气缸盖11的侧面，以使涡管部59的排 气导入部59a连通于排气通路20的集合部22，凸缘部57c由多个紧固 螺栓61固定在气缸盖11上。并且，涡轮机壳体57在上端部形成有冷 却水导入口 60a，在下端部形成有冷却水排出口 60b，且在固定于气缸 盖ll的状态下，冷却水导入口 60a与水套55a连通，冷却水排出口 60b 与水套55b连通。而且，上述的旁路通路52由在气缸盖11内部形成的旁路孔62和连 结气缸盖11与排气管46的旁路管63构成，排气控制阀53连结于该旁 路管63。即，旁路孔62在气缸盖11内一体地形成，且平面看呈L字 形状， 一端部连通于排气通路20中的集合部22侧部，另一端部在气缸 盖11侧面开口 。在此情况下，旁路孔62的另一端部在排气通路20的 集合部22开口的侧方开口。也就是，在气缸盖ll侧面，旁路孔62的 开口和排气通路20中的集合部22的开口在水平方向上排列形成。而且，在排气控制阀53，外壳64呈圆筒箱型形状， 一端部紧贴在 气缸盖ll的侧面，另一端部紧贴在旁路管63的一端部，且分别由未图 示的紧固螺栓固定。臂65中，基端部经由支承轴66旋转自由地支承在 外壳64上，且安装有能够开闭旁路孔62的另一端部(开口 )的阀主体 67。该阀主体67能够紧贴于在该旁路孔62开口周边的气缸盖11侧面 安装的阀座(密封部件)68，以能够关闭旁路孔62的开口。而且，在 气缸盖11安装有致动器69，驱动杆69a的前端部与臂65的基端部通过 联杆70连结。再有，旁路管63的另一端部连结在排气管46中的涡轮 增压器45与排气净化催化剂47之间。这样，排气控制岡53以外壳64、臂65、支承轴66、阀主体67、致 动器69、联杆70为单元来构成，该排气控制阀单元设置在气缸盖11 的侧面。从而，当驱动致动器69而使驱动连杆69a向轴向移动时，通 过联杆70使臂65以支承轴66为支点转动，而能够由阀主体67开闭旁 路孔62也就是旁路通路52。此时，排气控制阀53通过开闭旁路通路 52，能够控制涡轮增压器45的增压压力，当进气侧的增压压力达到规 定的压力时，为了不使压缩机48继续加压，而放出排气气体来抑制涡 轮机49的旋转。而且，该排气控制阀53,如后面叙述那样，在发动机的冷态起动时，使排气气体迂回涡轮机49而直接流入到排气净化催化 剂47，由此来对该排气净化催化剂47进行以实现早期活化。在此，对组装有上述气缸盖11的内燃机的动作进行说明。如图1 至图4所示，通过空气滤清器42导入到进气管41的空气被涡轮增压器 45的压缩机48压缩。并且，被压缩的增压进气在节流阀43被调量后流 入到调压室40，通过进气歧管39流过气缸盖11的各进气通路19而到 达各进气口 17，在进气阀23开放时，进气口 17的空气进入到燃烧室 16。而且，在该进气冲程时或活塞14上升而压缩进入空气的压缩冲程 时，喷射器37对燃烧室16喷射规定量的燃料。这样，在燃烧室16中 高压空气和雾状燃料混合，对该混合气体火花塞38进行点火而爆发， 由此活塞14被按下而输出驱动力。之后，在排气阀24开放时，各燃烧室16的排气气体通过排气口 18 流入到排气通路20,在集合部22中集合并从气缸盖11排出。从气缸盖 11排出的排出气体驱动涡轮增压器45的涡轮机49，并驱动通过连结轴 50与该涡轮机49连结的压缩机48,从而能够压缩导入到进气管41的 空气。并且，驱动涡轮机49的排气气体通过排气管46流入到排气净化 催化剂47中，在此排气气体中的有害物质被净化处理后排出到大气中。然而，在发动机的冷态起动时，排气净化催化剂47处于低温状态， 未达到排气气体的活化温度，因此大幅延迟点火时期而由火花塞38点 火，由此来减少为驱动发动机而消费的燃料的燃烧能量，且由高温的排 气气体急速地使排气净化催化剂47暖机。因此，此时ECU通过驱动排 气控制阀53的致动器69来由阀主体67开放旁路孔62 (旁路通路52 )。 这样，从燃烧室16通过排气口 18排出到排气通路20的高温排气气体， 从集合部22通过旁路通路52流动到排气管46，并迂回涡轮增压器45 而直接流入到排气净化催化剂47中。因此，通过该高温排气气体能够 有效地对排气净化催化剂47进行暖机并使其活化。而且，在涡轮增压器45中，气缸盖11的水套55a中流动的发动机 冷却水从涡轮机壳体57的冷却水导入口 60a被导入到冷却通路60中， 且在涡管部59的外侧流动，并从冷却水排出口 60b排出到水套55b。 因此，被高温的排气气体加热的涡轮机49及涡轮机壳体57被适当地冷 却。这样，在实施例1的内燃机的气缸盖，对多个燃烧室16通过排气口 18连通排气通路20的一端部，在该排气通路20的另一端部设置集合部 22,在该集合部22连结涡轮增压器45、排气管46和排气净化催化剂 47，另一方面，设置从排气通路20迂回涡轮增压器45而从排气管46 连通到排气净化催化剂47的旁路通路52，并且设置能够开闭该旁路通 路52的排气控制阀53，并在气缸盖11内部设置旁路通路52的一部分。从而，在发动机冷态起动时，通过排气控制阀53开放旁路通路52， 由此从燃烧室16通过排气口 18排出到排气通路20的高温的排气气体 26，从集合部22通过旁路通路52流动到排气管46，并迂回涡轮增压器 45直接流入到排气净化催化剂47。因此，减少从燃烧室16到排气净化 催化剂47的通路表面积，高温排气气体的热量不被涡轮增压器45夺走 而抑制排气气体温度的下降，能够通过排气气体有效地对排气净化催化 剂47进行暖机并使其活化，进而能够改善催化剂暖机性能。而且，这种情况下，在气缸盖11的内部形成有作为旁路通路52 — 部分的旁路孔62。从而，通过在处于高温状态的气缸盖11内形成旁路 孔62，能够抑制排气气体温度的下降并改善催化剂暖机性能，而且通过 简化露出在外部的配管(旁路管63)能够实现装置的紧凑化。而且，本实施例中，作为旁路通路52，在气缸盖ll的内部形成旁 路孔62,将该旁路孔62的一端部连通到排气通路20的集合部22，将 另一端部在气缸盖11的侧面开口。从而，能够缩短从排气通路20到排 气净化催化剂47的距离，抑制排气气体温度的降低而改善催化剂暖机 性能，并且，由于从集合部22抽出排气气体，所以各气缸之间没有背 压的不均衡，能够改善燃烧。而且，该旁路孔62形成为另 一端部在排气通路20的集合部22开口 的一侧开口，能够容易地安装涡轮增压器45的涡轮机壳体57、排气管 46或排气净化催化剂47等，能够实现装置的简化。另外，本实施方式中，将排气控制阀53设置成能够开闭旁路孔62 的另一端部的开口。并且，此时排气控制阀53构成为使外壳64、臂65、 支承轴66、阀主体67、致动器69、联杆70成为单元，该排气控制阀单 元设置在气缸盖11的侧面。从而，通过将排气控制阀53设置在维持于 比排气管46低温状态的气缸盖11侧，能够防止由热造成的损伤并提高可靠性，而且能够减少耐热材料来实现低成本化。另外，本实施方式中，在涡轮增压器45的涡轮机壳体57上设置涡 管部59，将该涡轮机壳体57固定在气缸盖11的侧面，由此来连通涡管 部59与排气通路20的集合部22。从而，能够使涡轮增压器45成为紧 凑化的结构，能够使装置的简化及低成本化变为可能。进一步，本实施方式中，在涡轮增压器45的涡轮机壳体57上设置 设置冷却通路60,将该冷却通路60连通到在气缸盖11内部设置的水套 55a、 55b。从而，能够将在气缸盖11的水套55a中流动的发动机冷却 水导入到涡轮机壳体57的冷却通路60并进行冷却，被高温排气气体加 热的涡轮机49及涡轮机壳体57适当地冷却，能够使材料的低成本化变 为可能。这种情况下，将冷却通路60设置在涡轮机壳体57的外周部，且在 上端部形成有连通于水套55a的冷却水导入口 60a，在下端部形成有连 通于水套55b的冷却水排出口 60b。从而，在气缸盖11的水套55a中 流动的发动机冷却水，被从涡轮机壳体57的冷却水导入口 60a导入到 冷却通路60，而在涡管部59的外侧流动，且从冷却7jC排出口 60b排出 到水套55b，从而能够有效地冷却被高温排气气体加热的涡轮机49及 涡轮机壳体57。而且，该涡轮机壳体57由形成涡管部59的内部壳体57a和覆盖该 内部壳体57a而形成冷却通路60的外部壳体57b构成，内部壳体57a 由铸造制造，外部壳体57b由板金制造，两壳体57a、 57b固定成一体。 从而，能够由内部壳体57a确保耐热性及强度，且能够由外部壳体57b 使轻量化及低成本化变为可能。实施例2图5是表示本发明实施例2涉及的内燃机的气釭盖的简要图，图6 是表示实施例2的内燃机的气缸盖的纵向剖视图。此外，对具有与上述 实施例中说明的部件相同功能的部件附加同 一符号并省略重复说明。实施例2的内燃机中，如图5、图6所示，气缸盖71在其下部组装 有气缸体12，且由未图示的多个紧固螺栓紧固。在该气缸盖71形成有 多个燃烧室16，进气口 17与排气口 18相对置地开口，通过该进气口17连通进气通路19，并且通过排气口 18连通排气通路20,排气通路 20具有4个排气通路部21和1个集合部22，集合部22在气缸盖71的 另一侧面开口。在气缸盖71的侧面固定与排气通路20的集合部22连通的涡轮增压 器45，排气管46连结于该涡轮增压器45,在该排气管46安装有排气 净化催化剂47。而且，设置有从在气缸盖71形成的排气通路20迂回涡 轮增压器45而连通于排气净化催化剂47的旁路通路72，并且设置有具 有能够开闭该旁路通路72的腰闸功能的排气控制岡73，在气缸盖71 的内部设置有该旁路通路72的一部分。该旁路通路72由在气缸盖11内部形成的旁路孔74和连结气缸盖 71与排气管46的旁路管75构成，排气控制阀73连结于气缸盖71侧。 即，旁路孔74向气缸盖71内倾斜地一体地形成，上端部连通于排气通 路20中的集合部22的下部，下端部在气缸盖71侧面开口。在此情况 下，旁路孔74的下端部在排气通路20的集合部22开口的下方开口。 也就是，在气缸盖71侧面，旁路孔74的开口和排气通路20的集合部 22的开口在铅直方向上排列地形成。而且，在气缸盖71的旁路孔74的开口处安装有排气控制阀73，并 且连结有旁路管75。再有，虽然未图示，该旁路管75的另一端部连结 在排气管46中的涡轮增压器45与排气净化催化剂47之间。另外，对于本实施例的发动机动作，由于基本与上述实施例l相同， 因而省略说明。这样，在实施例2的内燃机的气缸盖中，对于多个燃烧室16通过排 气口 18连通排气通路20的一端部，在该排气通路20的另一端部i殳置 集合部22，在该集合部22连结涡轮增压器45、排气管46和排气净化 催化剂47 ，另一方面，设置从排气通路20迂回涡轮增压器45而从排 气管46连通到排气净化催化剂47的旁路通路72，并且设置有能够开闭 该旁路通路72的排气控制阀73，且在气缸盖71内部形成有作为旁路通 路72 —部分的旁路孔74。从而，在发动机冷态起动时，通过排气控制阀73开放旁路通路72， 从而从燃烧室16通过排气口 18排出到排气通路20的高温的排气气体，从集合部22通过旁路通路72流动到排气管46,并迂回涡轮增压器45 而直接流入到排气净化催化剂47。因此，减少从燃烧室16到排气净化 催化剂47的通路表面积，高温排气气体的热量不被涡轮增压器45夺走 而抑制排气气体温度的下降，能够通过排气气体有效地对排气净化催化 剂47进行暖机并使其活化，进而能够改善催化剂暖机性能。而且，这种情况下，在气缸盖71的内部形成有作为旁路通路72 — 部分的旁路孔74。从而，通过在处于高温状态的气缸盖11内形成旁路 孔72，能够抑制排气气体温度的下降并改善催化剂暖机性能，而且通过 简化露出在外部的配管(旁路管75)能够实现装置的紧凑化。而且，作为旁路通路72，在气缸盖71内部形成旁路孔74，将该旁 路孔74的一端部连通于排气通路20的集合部22，将另一端部在气缸盖 11的侧面开口。从而，能够缩短从排气通路20到排气净化催化剂47 的距离，抑制排气气体温度的降低而改善催化剂暖机性能，并且由于从 集合部22抽出排气气体，所以各气缸间没有背压的不均衡，能够改善 燃烧。实施例3图7是表示本发明实施例3涉及的内燃机的气缸盖的简要图，图8 是表示实施例3的内燃机的气缸盖的主要部分的纵向剖视图(图7的 週-週剖视图)。还有，对具有与上述实施例中说明的部件相同功能的部 件附加同一符号，并省略重复说明。实施例3的内燃机中，如图7和图8所示，在该气缸盖81形成有多 个燃烧室82a、 82b、 82c、 82d，进气口 83a、 83b、 83c、 83d与排气口 84a、 84b、 84c、 84d相对置地开口，通过该进气口 83a、 83b、 83c、 83d 连通4个进气通路85a、 85b、 85c、 85d,并且通过排气口 84a、 84b、 84c、 84d连通1个排气通路86，该排气通路86具有4个排气通路部87a、 87b、 87c、 87d和2个集合部88a、 88b，各集合部88a、 88b连通于在 气缸盖81的另一侧面开口的连结孔89。而且，在气缸盖81的一侧面固定有与各排气通路85a、 85b、 85c、 85d连通的进气歧管卯，调压室91连结于该进气歧管卯。进气管92， 在上游侧的空气取入口安装有空气滤清器93,下游侧端部连结于调压室91,位于空气滤清器93的下游侧来设置有具有节流阀94的电子节流装 置95。另一方面，在气缸盖81另一侧面的连结孔89上固定与排气通路 86的集合部88a、 88b连通的涡轮增压器96，排气管97连结于该涡轮 增压器96，在该排气管97安装有排气净化催化剂98。而且，虽然未图 示，但设置有从在气缸盖81形成的排气通路86迂回涡轮增压器96而 连通于排气净化催化剂98的旁路通路和排气控制阀。而且，涡轮增压器96是双进式涡轮增压器，压缩机101与涡轮机 102通过连结轴103 —体地连结，压缩机101被存放在压缩机壳体104 中，涡轮机102被存放在涡轮机壳体105中，连结轴103被存放在连结 轴壳体106中，各壳体104、 105、 106—体地连结。而且，涡轮机壳体 105在内侧形成有未图示的2个涡管部。而且，涡轮增压器96的涡轮机壳体105连结有可嵌合在气缸盖81 的连结孔89中的连结部107。该连结部107由内釭108和外釭109构成， 且形成有2个排气引导部110、 111。该排气引导部IIO、 111中， 一端 部连通于涡轮机壳体105内的各涡管部，另一方面，在排气引导部IIO 的另一端部形成开口 110a，排气引导部111的另一端部变速而在其左右 侧部形成有开口 llla。而且，气缸盖81的连结孔89在其入口部形成内 螺紋部89a,连结部107在其基端部侧形成有能够与该内螺紋部89a螺 紋结合的外螺紋部107a，并且，在外螺紋部107a螺紋结合防松螺母112。因此，将涡轮机壳体105的连结部107嵌合在气缸盖81的连结孔 89中，使外螺紋部107a与内螺紋部89a螺紋结合后，紧固防松螺母112， 由此将涡轮机壳体105固定在气缸盖81上。而且，在这种状态下，涡 轮机壳体105的排气引导部110、 111被配置在气缸盖71的排气通路86 上的集合部88a、 88b内。而且，燃烧室82b、 82c通过排气通路部87b、 87c、集合部88a连通于排气引导部110，燃烧室82a、 82d通过排气通 路部87a、 87d、集合部88b连通于排气引导部111。从而，各燃烧室82b、 82c的排气气体通过排气通路部87b、 87c和 集合部88a被导入到排气引导部110，通过该排气引导部110流入到涡 轮增压器96的一方涡管部，而且，各燃烧室82a、 82d的排气气体通过 排气通路部87a、 87d和集合部88b被导入到排气引导部111，通过该排 气引导部111流入到涡轮增压器96的另一方涡管部。因此，通过流入 到各涡管部的排气气体来驱动涡轮机102，并驱动通过连结轴103与该涡轮机102连结的压缩机101 ，由此能够压缩被导入到进气管92的空气。 而且，驱动涡轮机102的排气气体通过排气管97流入到排气净化催化 剂98，在此，排气气体中的有害物质被净化处理后排出到大气中。另外，对于本实施例的发动机的动作，因为与上述的实施例l基本 相同，故省略说明。这样，在实施例3的内燃机的气缸盖中，对于多个燃烧室82a、 82b、 82c、 82d通过排气口84a、 84b、 84c、 84d连通排气通路86的一端部， 在该排气通路86的另一端部i更置集合部88a、 88b，在该集合部88a、 88b连结涡轮增压器96、排气管97和排气净化催化剂98，在涡轮机壳 体105的连结部107设置一端部在外部开口的排气引导部110、 111，将 该排气引导部110、 111配置在排气通路86的集合部88a、 88b内。从而，将涡轮机壳体105的连结部107嵌合固定在气缸盖81的连结 孔89,由此能够在气缸盖81安装涡轮机壳体105，能够提高涡轮增压 器96的组装性。而且，通过将排气引导部110、 111配置在气缸盖81 内，能够使涡轮增压器96本身紧凑化，减少从燃烧室82a、 82b、 82c、 82d到排气净化催化剂98的通路表面积，高温排气气体的热量不被涡 轮增压器98夺走而抑制排气气体温度的下降，能够通过排气气体有效 地对排气净化催化剂98进行暖机并使其活化，进而能够改善催化剂暖 机性能。另外，在上述各实施例中，作为直列4气缸发动机对内燃机进行了 说明，但并不限于该形式。此外，在上述各实施例中，作为将燃料直接 喷射到燃烧室的缸内喷射式的内燃机进行了说明，但若适用于将燃料喷 射到进气口的进气口喷射式内燃机，也能够起到与上述同样的效果。产业上的可利用性如上所述，本发明涉及的内燃机的气缸盖中，通过在内部设置迂回 增压器的旁路通路的一部分，来改善催化剂暖机性能并实现装置的紧凑 化，且也可适用于任何种类的内燃机。
权利要求
1.一种内燃机的气缸盖，具有多个燃烧室、和通过进气口分别连通到上述各燃烧室的多个进气通路、以及一端部通过排气口分别连通到上述各燃烧室且具有另一端部集合的集合部的排气通路，增压器和排气净化催化剂连结于上述排气通路的集合部，且设置有从上述排气通路迂回上述增压器而连通到上述排气净化催化剂的旁路通路，并且设置有能够开闭该旁路通路的控制阀，该内燃机的气缸盖的特征在于在内部设置有上述旁路通路的一部分。
2. 根据权利要求l所述的内燃机的气缸盖，其特征在于作为上 述旁路通路，形成有一端部连通到上述排气通路的集合部而另一端部在 气缸盖侧面开口的旁路孔。
3. 根据权利要求2所述的内燃机的气缸盖，其特征在于上述旁 路孔的另 一端部在上述排气通路的集合部开口的侧方开口形成。
4. 根据权利要求2或3所述的内燃机的气缸盖，其特征在于上 述控制阀被设置成能够开闭上述旁路孔的另 一端部。
5. 根据权利要求3或4所述的内燃机的气缸盖，其特征在于由 能够开闭上述旁路孔的另一端部的阀主体、致动器、连结该致动器与上 述阀主体的联杆作为单元而构成上述控制阀，该控制阀单元设置在气缸 盖侧面。
6. 根据权利要求1至5中任一所述的内燃机的气缸盖，其特征在 于上述增压器的涡轮机壳体具有涡管部，且固定在气缸盖侧面，由此 该涡管部连通到上述排气通路的集合部。
7. 根据权利要求1至5中任一所述的内燃机的气缸盖，其特征在 于上述增压器的涡轮机壳体具有一端部在外部开口的排气引导部、和 该排气引导部的另一端部连通的涡管部，上述排气引导部配置在上述排 气通路的集合部内。
8. 根据权利要求1至7中任一所述的内燃机的气缸盖，其特征在 于在上述增压器的涡轮机壳体上设置有冷却通路，该冷却通路连通到 在气缸盖内部设置的水套。
9.根据权利要求8所述的内燃机的气缸盖，其特征在于上述冷 却通路设置在上述涡轮机壳体的外周部，在上端部形成有连通到上述水 套的冷却水导入口 ，在下端部形成有连通到上述水套的冷却水排出口 。
全文摘要
本发明的内燃机的气缸盖中，对于多个燃烧室(16)，通过排气口(18)连通到排气通路(20)的一端部，在该排气通路(20)的另一端部设置集合部(22)，在该集合部(22)连结涡轮增压器(45)、排气管(46)、排气净化催化剂(47)，另一方面，设置有从排气通路(20)迂回涡轮增压器(45)而从排气管(46)连通到排气净化催化剂(47)的旁路通路(52)，并且设置有能够开闭该旁路通路(52)的排气控制阀(53)，在气缸盖(11)的内部设置成为旁路通路(52)一部分的旁路孔(62)。在内燃机的气缸盖中，改善催化剂暖机性能且实现装置的紧凑化。
文档编号F02F1/42GK101600876SQ200880003689
公开日2009年12月9日 申请日期2008年2月7日 优先权日2007年2月7日
发明者大下哲男, 户佐直己, 高川元 申请人:丰田自动车株式会社