CN102116212B - 一种夹气直喷发动机缸盖 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种夹气直喷的发动机缸盖，其在缸盖中间位置水平方向布置气体通道，为整个发动机提供低压空气，同时布置压力调节阀安装孔和燃油调节阀安装孔，与气体通道相通，低压空气通过气体通孔进入喷嘴安装孔上部分，再通过气体过道进入夹气直喷喷嘴与燃油混合，喷射进入燃烧室，实现夹气直喷。本发明在现有的缸盖几何结构条件下，合理布置夹气直喷所需的空气通道和可进行油气混合的喷嘴安装孔，同时，喷嘴和火花塞的布置有利于CAI燃烧模式的实现。

Description

一种夹气直喷发动机缸盖

技术领域

本发明涉及一种内燃机零件结构，具体涉及一种夹气直喷发动机缸盖结构。

背景技术

夹气直喷是通过压缩机获得压缩空气，压缩空气通过与燃油混合后，喷入燃烧室的一种气液两相的发动机直喷技术。该技术具有油滴粒径小，油束的密度低,油束的贯穿度小, HC排放少等特点。

夹气直喷发动机缸盖是用于采用了夹气直喷技术的汽油机上，除了密封气缸上部，与活塞顶部一起形成燃烧室，为其他零部件提供安装位置之外，还需要布置实现夹气直喷的空气通道和喷嘴安装孔，同时还需要利于实现CAI燃烧模式。

中国专利申请号为200910062366.0的文件公开了一种防爆发动机缸盖，它包括一个有夹层的盖体，盖体上设有进气口和进水口，其特征是：盖体的夹层内设有封闭的气体通道，盖体的夹层内壁端面上设有水道，盖体的一侧设有排气口和冷却水出口。本发明结构简单合理，它能够将柴油发动机的尾气迅速的降温，达到无高温点及无火星跑出，符合中华人民共和国煤炭行业标准《MT990》矿用防爆柴油机通用技术标准。

中国专利申请号为200920126638.4的文件公开了一种汽油发动机气缸盖，其包括缸盖本体、进气道和燃烧室，所述气道整体截面为内壁设有V形凹槽的弯曲圆柱腔体，其内壁上还设有椭圆球面、边缘与进气道内壁圆滑连接、位于进气道靠近燃烧室处的上侧并向内的凸起。进气道与缸盖本体的夹角为15°至45 °。燃烧室整体为斜屋顶式，在燃烧室底面边沿上两边设有两个向内的、形状相同、大体对称于燃烧室底面中心线，呈波浪状的异形凸起。上述凸起和异形凸起，可提高燃烧效率，而15°至45°的夹角能适应多气门发动机的火花塞布置。

但是上述技术由于空气通道的位置设计不合理，具有一定的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在现有的缸盖几何结构条件下，布置一种夹气直喷的缸盖结构，该缸盖需要布置夹气直喷所需的空气通道和可进行油气混合的喷嘴安装孔，同时，喷嘴和火花塞的布置要有利于CAI燃烧模式的实现。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种夹气直喷的发动机缸盖，缸盖上布置有传统的气门等零部件安装位置和润滑油路，在缸盖顶部对应每一缸的位置分别成夹角布置喷嘴安装孔和火花塞安装孔。其特征在于：所述缸盖在中间位置水平方向布置了气体通道，为整个发动机提供低压空气，所述气体通道的一端是空气入口。

同时在缸盖上布置了压力调节阀安装孔和燃油调节阀安装孔，所述压力调节阀安装孔和燃油调节阀安装孔均与气体通道相通，安装调压阀；

所述喷嘴安装孔的下部分为螺纹孔，用于夹气直喷喷嘴的安装，上部分为光孔，在光孔区域和气体通道之间加工气体通孔，低压空气通过气体通孔进入喷嘴安装孔上部分。

在所述夹气直喷喷嘴上有气体过道，低压空气进入孔与喷嘴安装孔上部分的光孔区域连通，低压空气通过气体过道进入夹气直喷喷嘴与燃油混合，喷射进入燃烧室，实现夹气直喷。

所述火花塞安装孔与喷嘴安装孔成夹角布置，夹角α为15°-25°，最优的为20°。所述加气直喷喷嘴和火花塞安装后其头部的距离保持在L=3-6mm之间。

本发明在缸盖顶部中间位置布置了空气通道，空气通道可以同时为发动机各个气缸提供经过压缩的低压空气。在空气通道上布置了压力和燃油调节阀安装孔，有利于调节喷射混合物的压力和燃油浓度。在缸盖中间布置有集成了油气混合功能的喷嘴安装孔。喷嘴安装孔和气体通道之间有气体通孔相连，气体通道内的低压气体可经过气体通孔进入喷嘴安装孔。喷嘴安装孔一侧，布置了火花塞安装孔。火花塞安装孔和喷嘴安装孔之间有一定夹角α，节约了缸盖布置空间，同时保证喷嘴头部和火花塞头部安装间距保证在L范围内，保证喷射混合物可以在特定的时刻着火燃烧，有利于CAI燃烧模式实现。

附图说明

图1 是  空气通道截面图

图2 是  单个气缸上火花塞孔和喷油器安装孔截面图

图3 是  整个缸盖上火花塞孔和喷油器安装孔截面图

图4 是  缸盖上火花塞和直喷喷嘴装配截面图

图中：1、缸盖  2、压力调节阀安装孔    3、燃油调节阀安装孔    4、堵塞安装孔         5、堵塞     6、气体通道    7、空气入口     8、喷嘴安装孔   9、气体通孔    10、火花塞安装孔    11、气体过道    12、火花塞    13、夹气直喷喷嘴     α、喷嘴孔和火花塞孔的夹角     L、喷嘴和火花塞的距离。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的结构：

参见图1、图3和图4，在缸盖1的中间位置水平方向布置了气体通道6，在气体通道6上竖直布置了压力调节阀安装孔2和燃油调节阀的安装孔3。在气体通道6的后端是空气入口7，为便于气体流入，空气入口7直径比气体通道6稍大。而在气体通道6的前端则布置了堵塞5和堵塞安装孔4。如图3所示，在缸盖1气缸顶部 ，布置了喷嘴安装孔8，在喷嘴安装孔8和气体通道6之间有一条气体通孔9。如图2所示，在缸盖1上的每一个气缸上部，有火花塞安装孔10，与喷嘴安装孔8成α角，最好的为20°。如图5所示，夹气直喷喷嘴13和火花塞12安装后，也成α角，且其头部的距离保持在L=3-6mm。在夹气直喷喷嘴13上有气体过道11。       

低压空气经过空气入口7进入气体通道6。在气体通道6上，压力和燃油调节阀可以直接与气体接触，适时的调节喷射混合气的压力和混合气内燃油浓度，利于CAI 燃烧模式的实现；在气体通道6末端，堵塞5和堵塞安装孔4可以保证整个气体通道6的密封。在缸盖1上气缸中间位置布置的喷嘴安装孔8，下部分为螺纹孔，上部分光孔。下部分螺纹孔用于夹气直喷喷嘴13的安装，上部分光孔用于低压空气和燃油的混合。在喷嘴安装孔8的光孔区域内加工有与气体通道6相连接的气体通孔9，低压空气得以进入该光孔与燃油混合。火花塞安装孔10和喷嘴安装孔8成α斜角布置，减少了布置空间，也避免了安装干涉。同时也保证了火花塞头部和喷嘴头部安装间距在L范围以内，有利于混合气体的着火燃烧，实现CAI燃烧模式。在喷嘴13上有供低压空气通过的空气过道11，低压空气可以通过空气过道11进入夹气直喷喷嘴13与燃油混合，然后喷射进入燃烧室，实现了夹气直喷。

Claims (6)

1.一种夹气直喷的发动机缸盖，其上布置有气门机构安装位置和润滑油路，在缸盖顶部对应每一缸的位置分别成夹角布置喷嘴安装孔（8）和火花塞安装孔（10）；

其特征在于：所述缸盖在中间位置水平方向布置了气体通道（6），为整个发动机提供低压空气，所述气体通道（6）的一端是空气入口（7）；

同时在缸盖上布置了压力调节阀安装孔（2）和燃油调节阀安装孔（3），所述压力调节阀安装孔（2）和燃油调节阀安装孔（3）均与气体通道（6）相通，安装调压阀；

所述喷嘴安装孔（8）的下部分为螺纹孔，用于夹气直喷喷嘴（13）的安装，上部分为光孔，在光孔区域和气体通道（6）之间加工气体通孔（9），低压空气通过气体通孔（9）进入喷嘴安装孔（8）上部分的光孔区域；

在所述夹气直喷喷嘴（13）上有气体过道（11），气体过道（11）与喷嘴安装孔（8）上部分的光孔区域连通，低压空气通过气体过道（11）进入夹气直喷喷嘴（13）与燃油混合，喷射进入燃烧室，实现夹气直喷。

2.根据权利要求1所述的夹气直喷的发动机缸盖，其特征在于：所述火花塞安装孔（10）与喷嘴安装孔（8）成夹角布置，夹角α为15°-25°。

3.根据权利要求2所述的夹气直喷的发动机缸盖，其特征在于：夹角α为20°。

4.根据权利要求1、2或3所述的夹气直喷的发动机缸盖，其特征在于：所述夹气直喷喷嘴（13）和火花塞（12）安装后其头部的距离保持在L=3-6mm之间。

5.根据权利要求4所述的夹气直喷的发动机缸盖，其特征在于：所述空气入口（7）的直径比气体通道（6）大。

6.根据权利要求5所述的夹气直喷的发动机缸盖，其特征在于：所述气体通道（6）另一端为堵塞安装孔（4），由堵塞（5）堵住。

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