CN102791967B - 内燃机的气缸盖、多气缸内燃机和机动车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种气缸盖，其包括限定发动机气缸的燃烧室范围的燃烧表面。所述燃烧表面包括通入所述燃烧室中的至少两个孔(10，20)，所述至少两个孔被相对狭窄区域分隔开，所述相对狭窄区域被称为“气门桥”。通过去除材料在所述气门桥中形成凹陷形状(32)，以便增加气门桥的宽度，由此增强所述气门桥的热力机械强度。本发明被用于汽车，内燃机的气缸盖，以及具有三气缸的汽油内燃机的气缸盖中。

Description

内燃机的气缸盖、多气缸内燃机和机动车辆
本发明要求2010年3月5日递交的法国专利申请1051598的优先权，其内容(文本、附图和权利要求)并入该处引做参考。
技术领域
本发明涉及内燃机的气缸盖。
背景技术
传统上，将添加有铸钢或锻钢的基座通过夹紧插入到为此布置在气缸盖中的凹槽中来制造发动机气缸盖的气门的基座。基座被用力地装合在其凹槽中。装合力较大，在200daN至500daN之间，且其围绕凹槽在相对较弱的接触表面上传播。因此基座的放置在基座和凹槽之间的接触表面上以及由此在气门桥区域上(即，在两个气门的基座之间或在气门的基座和通向发动机预燃室的孔之间的狭窄区域中)产生较大的力。
应当指出气门桥(pontet)位于气缸盖承受较高温度的部分中。在发动机的每个运行循环中其承受加热和冷却循环。该区域比邻近区域更脆弱以及受到加热更多，当发动机运行时，其需要更多和更好的冷却。
此外，当发动机运行时，气门桥区域承受与较高温度下的蠕变现象相关的相继膨胀和收缩，这会导致在着火表面(facefeu)上激发出裂纹，并且向周围区域传播。
如果构成气门桥的材料厚度较小，例如小于2mm，则开裂或激发裂纹的危险变得很大。
已经研究增强气门桥区域的热力机械强度。
例如，专利文件FR2736969描述内燃机的气缸盖，尤其用于机动车辆，其包括限定发动机气缸的燃烧室范围的着火表面，包括通至燃烧室中并且被气门桥分隔开的至少两个孔，其中气门桥包括形成在气缸盖的着火表面中的至少一个槽，与毗连孔的轴线的方向大体平行。槽的宽度与深度相比较小，尤其是宽度小于深度的十分之一。
发明内容
本发明的目的之一是提供内燃机的气缸盖，其中，“气门中间”的气门桥区域和/或气门的基座和气缸盖的燃烧表面的孔之间的区域具有优异的热力机械强度，即实践中没有开裂或激发裂纹的风险。
本发明的另一个目的是提供具有优异热力机械强度的这种气缸盖，其设计和实施简单并且具有经济性。
为了达到这些目的，本发明提供一种内燃机的气缸盖，尤其用于机动车辆，其包括限定发动机气缸的燃烧室范围的燃烧表面，所述燃烧表面包括通入所述燃烧室中的至少两个孔，所述至少两个孔被相对狭窄区域分隔开，所述相对狭窄区域被称为“气门桥”。在这种改进的气缸盖中，通过去除材料在所述气门桥中形成凹陷形状，以便增加气门桥的宽度，由此增强所述气门桥的热力机械强度。
根据本发明的优选实施例，所述凹陷形状是借助用于去除材料的圆形工具实施的直圆柱体区段。
被实施在所述气门桥中的所述凹陷形状的深度允许使气门桥的宽度增加大约60％。
在实施所述凹陷形状之前两个孔之间的气门桥的宽度小于2mm。
根据本发明的第一系列实施示例，所述两个孔的至少其中之一是气门的基座的凹槽。此外，凹陷形状的深度小于预先确定的值使得气门的基座至少不超过其凹槽一段高度，所述一段高度大体等于或大于所述气门的基座高度的三分之一。
作为不对本发明的主题和范围作出限制的示例，通入燃烧室中的所述两个孔可以是进气气门的基座的凹槽。
在实施凹陷形状之前进气气门的基座的两个凹槽之间的气门桥的宽度大约为1.35mm，在实施所述凹陷形状之后所述宽度被增加到大约2.15mm的值，这使得具有热力机械方面可以接受的气门桥宽度值。
本发明也可应用到气缸盖的燃烧表面的其它狭窄区域。
其可以应用到将排气气门的两个基座分隔开的气门桥，将进气气门的基座和排气气门的基座分隔开的气门桥，将进气气门或排气气门的基座和任意穿通孔分隔开的气门桥，所述穿通孔例如从布置在气缸盖内部的预燃烧室穿通并且通入燃烧室中。
本发明不仅涉及具有四个气门的气缸，还可应用到例如具有两个或三个气门的内燃机的气缸。
本发明的目的还在于一种多气缸内燃机，每个气缸具有至少两个气门，其包括大致如上所述的气缸盖。该内燃机可以是汽油发动机或者“柴油”发动机。其可以是两缸、三缸或四缸发动机，还或者例如是直列或“V”形排列的五缸发动机。
附图说明
参考附图，本发明的其它目的、优点和特征将在下面对实施方式示例的并非对本发明主题和范围作出限制的描述中显现，所附附图其中：
图1示意性示出内燃机的带有四个气门的气缸的燃烧表面的进气气门的两个凹槽以及这两个凹槽之间的狭窄区域，称为气门桥，
图2示出图1的凹槽，具有根据本发明的“加宽”的气门桥，以及
图3示意性示出实施在根据本发明的原理的气门桥上的凹陷形状的最大高度。
具体实施方式
参考图1，以不对本发明的主题和范围作出限制的示例方式示出气缸盖1的一部分燃烧表面，也称为着火表面，其封闭三气缸的汽油内燃机的带有四个气门的气缸的燃烧室。
图1的燃烧表面设有两个孔，通常标记为10和20，所述两个孔均用于接收空气燃料混合物的进气气门的基座。孔50和60每个用于接收排气气门的基座，孔70通入燃烧室中。
凹槽10和20在其间限定狭窄区域或“气门桥”30的范围。
如前所述，如果最狭窄区域中的气门桥的材料宽度“e”较小，例如小于2mm，不仅在当将气门的基座用力装合在两个凹槽10和20中时而且在发动机运行时，在凹槽之间的区域上有开裂或激发裂纹的风险，在所述发动机运行过程中气门桥被剧烈地引发出交替的拉力和压缩力。
根据本发明的原理，如图2所示，通过去除材料在气门桥30中实施凹陷形状32，以便增加气门桥的宽度，由此增强气门桥的热力机械强度。
凹陷形状32优选为圆形，更确切地说是借助用于去除材料的圆形工具实施的直圆柱体区段。
这样，进气气门的两个凹槽10和20之间的气门桥32的宽度就被增加；其从1.35mm(图1的“e”)增加至2.15mm(图2的“E”)，即大于2mm的值，所述值能够显著地降低开裂和激发裂纹的风险。
因而，实施在气门桥30中的凹陷形状32允许使气门桥的宽度增加大约60％。
如图3中所示，在气门桥30上存在去除材料而不造成妨害的最大厚度“H”，即凹陷形状32的最大深度。该最大厚度“H”被根据桌状面(facetablature)的构造(气门的基座的直径和高度，气门的轴线之间的距离等)来限定。通常，应当指出凹陷形状的深度必须小于预先确定的值，使得气门的基座，图3中标记为11和21，不超出其相应的凹槽10，20一段高度，所述一段高度大体等于或大于气门的基座高度的三分之一。
本发明的以上描述是在将进气气门的两个基座分隔开的气门桥的范围中，但是应当指出，本发明必要时可以应用至将排气气门的两个基座分隔开的气门桥，或者是将进气气门的基座和排气气门的基座分隔开的气门桥，或者是将进气气门或排气气门的基座与任意穿通孔分隔开的气门桥，所述穿通孔例如从布置在气缸盖内部的预燃烧室穿通并且通入燃烧室中。
尽管以上描述的本发明的实施方式示例涉及具有四个气门的气缸，但是本发明也可以应用到具有不同数量的气门的内燃机的气缸，例如具有两个气门或三个气门的气缸。
此外，应当指出本发明可被应用至所有类型的内燃机：汽油发动机、柴油发动机、两缸、三缸、四缸或五缸发动机、气缸直线排列式发动机或气缸“V”形排列式发动机。
最后，尽管以上描述的本发明的实施方式示例涉及具有四个气门的气缸，但本发明也可以应用至具有不同数量的气门的内燃机的气缸，例如具有两个气门或三个气门的气缸。
不管本发明所应用的气缸或发动机类型如何，以上通过其实施方式的特殊示例描述的气缸盖具有以下优点：成本较低，在限制性的环境中，气门桥宽度足以避免可能会产生其所要承受的强热力机械力的开裂和激发裂纹。
应当理解，本发明不限于以上以示例方式描述和展示的实施例；本领域技术人员可以在不脱离本发明范围的情况下设计出其它实施例。

Claims (10)

1.一种内燃机的气缸盖，所述气缸盖包括限定发动机气缸的燃烧室范围的燃烧表面，所述燃烧表面包括通入所述燃烧室中的至少两个孔(10，20)，所述至少两个孔被相对狭窄区域分隔开，所述相对狭窄区域被称为“气门桥”(30)，其特征在于，通过去除材料在所述气门桥(30)中形成凹陷形状(32)，以便增加气门桥的宽度，由此增强所述气门桥的热力机械强度，在形成所述凹陷形状(32)之前，两个孔(10，20)之间的气门桥(30)的宽度小于2mm，所述两个孔(10，20)的至少其中之一是气门的基座(11，21)的凹槽，其中，凹陷形状(32)的深度小于确定的值使得气门的基座(11，21)至少不超出其凹槽一段高度，所述一段高度等于或大于所述气门的基座(11，21)高度的三分之一。
2.根据权利要求1所述的内燃机的气缸盖，其特征在于，所述凹陷形状(32)是借助用于去除材料的圆形工具形成的直圆柱体区段。
3.根据权利要求1所述的内燃机的气缸盖，其特征在于，被实施在所述气门桥(30)中的所述凹陷形状(32)的深度允许使气门桥的宽度增加大约60％。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机的气缸盖，其特征在于，通入燃烧室中的所述两个孔(10，20)是进气气门的基座的凹槽。
5.根据权利要求4所述的内燃机的气缸盖，其特征在于，在形成凹陷形状(32)之前，进气气门的基座的两个凹槽之间的气门桥的宽度大约为1.35mm，在形成所述凹陷形状(32)之后所述宽度被增加到大约2.15mm的值，这使得具有热力机械方面可以接受的气门桥宽度值。
6.根据权利要求1所述的内燃机的气缸盖，其特征在于，所述气缸盖用于机动车辆。
7.一种多气缸内燃机，每个气缸具有至少两个气门，其特征在于，其包括根据权利要求1至6项中任一项所述气缸盖。
8.根据权利要求7所述的多气缸内燃机，其特征在于，所述气缸是具有四个气门的气缸。
9.根据权利要求8所述的多气缸内燃机，其特征在于，其是具有三气缸的汽油发动机。
10.一种特征在于包括根据权利要求7至9中任一项所述的内燃机的机动车辆。
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