CN102822490B - 气缸盖 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的气缸盖（1），其包括具有每个气缸（2）至少两个进气口（6，7）的进气通道结构（3），这些进气口离侧向进气凸缘面（8）的距离大致相等。实施成螺旋通道的第一进气通道（4）通向第一进气口（6），而第二进气通道（5）通向第二进气口（7），且两个进气通道（4，5）在气缸区域外通过分隔壁（15）彼此分开，沿气缸（2）内涡流的方向、在参考线（12）和从第一进气口（6）的气门中心（6a）引出的半径（13）之间定义有230°与330°之间的参考角度其中，该参考线连接第一进气口（6）的气门中心（6a）和气缸中心（10），而该半径（13）确定气门室（14）内的第一进气通道（4）的第一进气横截面（13）。由此，当第一进气通道（4）构造成大致平直且基本上垂直于进气凸缘面（8）延伸时，可实现紧凑的布置。

Description

气缸盖
本发明涉及一种用于内燃机的气缸盖，该气缸盖包括具有每个气缸至少两个进气口的进气通道结构，这些进气口离侧向进气凸缘面的距离大致相等，其中，实施成螺旋通道的第一进气通道通向第一进气口，而第二进气通道通向第二进气口，且两个进气通道在气缸区域外通过分隔壁彼此分开，并且沿气缸内涡流的方向在参考线与从第一进气口的气门中心引出的半径之间定义有230°与330°之间的参考角度，该参考线连接第一进气口的气门中心和气缸中心，而半径确定气门室内的第一进气通道的第一进气横截面。
由AT 402.433B已知一种用于内燃机的气缸盖，该气缸盖具有用于每个气缸的、以悬挂方式设置的两个进气门和排气门，这些进气门和排气门中的一个进气门和一个排气门关于气缸轴线彼此相对，并且它们通过相对的气门的轴线所在的平面相对于彼此包括90°的角度。通向第一进气门的螺旋通道和通向第二进气门的切向通道结合以形成从气缸盖的相同侧壁引出的单个通道。螺旋通道构造成所谓的敞开通道，其中，在气缸区域外，在螺旋通道和切向通道之间不设有分隔壁。这样的缺点是气缸盖的强度减小。
AT 004.876U1公开了一种具有每个气缸两个进气通道的内燃机，这些进气通道经由进气口通入燃烧室，其中，第一进气通道构造成具有大于约230°的参考角度的螺旋通道，该参考角度沿气缸内涡流的方向定义在连接气门中心和气缸中心的直线与从气门中心引出的半径之间，该半径确定气门室内的第一进气通道的第一进气横截面。这种通道被称为非典型螺旋通道。第一进气通道以这样的角度进入气门室，即，螺旋外轮廓处的切线经过气缸中心。在此，螺旋舌部仅不明显地显现，并具有相对较大的舌部半径。通道进入部分的主方向在此构造成不垂直于进气凸缘面。
WO 79/00707公开了一种用于内燃机的气缸盖，该气缸盖具有分别通入进气口的两个并行的进气通道，这些进气通道在气缸区域外已由分隔壁彼此分开。进气通道结构具有转过约45°的气门像。第一进气通道不构造成产生涡流。还由DE 3836550A1已知一种类似的进气通道结构。
已知的进气通道结构的缺点是，仅可以实现较小的涡流因数，或者需要耗费空间的弯曲通道构造来实现较大涡流。
本发明的目的是避免这些缺点并提出一种易于生产并且紧凑的进气通道结构，借助该进气通道可以在气缸内实现较大的充气运动。
根据本发明如此来实现该目的，螺旋外轮廓构造成在第一进气横截面的区域内与气缸盖的横向平面平行，并且第一进气通道基本上垂直于进气凸缘面延伸。
特别有利的是，两个进气通道设置成基本上彼此平行，较佳地基本上平行于气缸盖的横向平面，其中，两个进气通道较佳地从共同的进气主通道引出。分离两个进气通道的通道壁的起始位置可以设置在进气凸缘面和气缸区域之间。
在本发明的特别较佳的实施例中可规定，第一进气通道的螺旋舌部基本上垂直于通道中心线延伸，且螺旋舌部的舌部半径R满足以下条件：R=(0.05至0.1)*dv,其中，dv是气门座内直径。
如果螺旋舌部的最大延伸量是设定在第一进气通道的螺旋舌部的上游的进入宽度的40％与70％之间，则可以实现较大涡流，其中，垂直于第一进气横截面测量的、螺旋舌部（Spiralzunge）和第一进气开口的气门中心之间的距离c较佳地满足以下条件：c=(0.1至0.6)*dv。
对于较大涡流的形成还有利的是，在第一进气通道的外进气通道壁和螺旋舌部之间形成有过渡表面，该过渡表面的切线在转折点或平直部段处相对于气缸盖的纵向平面包围角度0°≤β≤20°。此时，在外进气通道壁和过渡表面之间可以形成有较佳为约(0.1至0.3)*dv的曲率半径。为了避免气流分离，还较佳地规定过渡表面沿切向过渡到围绕第一进气通道的气门杆延伸的螺旋顶部的内壁。
所述进气通道结构还特别适于第一进气通道进口不可以侧向移位的那些内燃机，例如是具有位于底部的凸轮轴的内燃机，其中，两个进气通道必须分别设置在两个推杆之间。靠近第一进气通道的空间还可以用于回油或渗漏通道。所述的进气通道结构还提供如下优点：在气缸盖侧向的空间可更好地用于辅助单元。
接下来，参照附图来详细地解释本发明。这些附图示意地示出：
图1示出第一实施例中的根据本发明的气缸盖的气缸的进气通道结构；
图2示出沿图1中线II–II剖取的进气通道结构的剖视图；
图3示出沿图1中线III–III剖取的进气通道结构的剖视图；
图4示出沿图1中线IV–IV剖取的进气通道结构的剖视图；以及
图5示出第二实施例中的根据本发明的气缸盖的气缸的进气通道结构。
图1示意地示出具有至少一个气缸2的内燃机的气缸盖1，其中，每个气缸设有具有第一进气通道4和第二进气通道5的进气通道结构3。两个进气通道4、5分别经由第一进气口6或第二进气口7通入气缸室2a。进气通道结构3从气缸盖1的侧向进气凸缘面8引出。
第一进气通道4构造成非典型螺旋通道，第二进气通道5构造成中性的、螺旋的或切向的通道。如从图1中可见，第一进气通道4具有沿涡流方向测量的特征参考角度该参考角度沿涡流方向定义在连接气门中心6a和气缸中心10的直线12与从气门中心6a引出的半径13之间，该半径确定气门室14内的第一进气通道4的第一进气横截面13。参考角度在230°与330°之间，在示例性实施例中为约315°。
分隔壁15形成于两个进气通道4、5的相互面对的内进气通道壁4a、5a之间，而壁舌部15a位于远离气缸2的区域，即，在进气凸缘面8和气缸2之间。进气通道4、5在壁舌部15a和进气口6、7之间延伸，进气通道基本上垂直于进气凸缘面8并基本上彼此平行，并平行于气缸盖1的横向平面16，该横向平面构造成垂直于穿过气缸轴线10’延伸的纵向平面11。第一进气通道4的螺旋外轮廓4b的切线t构造成在第一进气横截面13的区域内与气缸盖1的横向平面16大致平行。
第一进气通道4的螺旋舌部17大致垂直于通道中心线4’、从沿内通道壁4a的方向更远离横向平面16的外通道壁4c延伸，最大的延伸量a是在设定于第一进气通道4的在螺旋舌部17上游的进入宽度b的40％与70％之间。螺旋舌部17的舌部半径R设计成满足以下条件，
R=(0.05至0.1)*dv，                     (1)
其中，dv是气门座内直径。
此外，螺旋舌部17构造成使垂直于第一进气横截面13测量的、螺旋舌部17和第一进气口6的气门中心6a之间的距离c满足以下条件：
c=(0.1至0.6)*dv。                       (2)
在第一进气通道4的外进气通道壁4c和螺旋舌部17之间形成有过渡表面18，该过渡表面的切线18a在转折点或平直部段相对于气缸盖1的纵向平面11包围以下角度
0°≤β≤20°                           (3)
过渡表面18有利地过渡到围绕第一进气通道4的气门杆的螺旋顶部19a的内壁19。此时，在第一进气通道4的外进气通道壁4c与过渡表面18之间形成有曲率半径r，该曲率半径例如是约
r=(0.1至0.3)*dv。                       (4)
虽然在图1中所示的实施例中，进气通道4、5分别离开进气凸缘面8分开形成，但在图5中所示的实施例中，从气缸盖1内部的共同主进气通道20引出两个进气通道4、5。壁舌部15a设置在进气凸缘面8和气缸2之间。进气通道4、5的两个分支之间的分隔壁15尽可能长，这有助于增大气缸盖1的强度。
从气缸2的区域外部开始的分隔壁15有助于增大气缸盖1的强度。由于构造成非典型螺旋通道的第一进气通道4以及例如由切向通道形成的第二进气通道5，在气缸2内产生围绕气缸中心10的涡流。
如图5中所示，气缸盖螺栓21可相对于第一进气通道4松开，以例如优化力的引入，其中，在气缸盖螺栓21和第一进气通道4之间的空间内可以设有冷却水套22。所述的进气通道结构3还特别适于第一进气通道进口不可以侧向移位的那些内燃机，例如具有位于底部的凸轮轴的内燃机，其中，两个进气通道4、5必须分别设置在两个推杆23之间。靠近第一进气通道4的空间还可以用于回油或渗漏通道24。所述进气通道结构3还提供如下优点：位于气缸盖1侧向的空间可更好地用于辅助单元。

Claims (13)

1.一种用于内燃机的气缸盖(1)，所述气缸盖包括进气通道结构(3)，对于每个气缸(2)，所述进气通道结构(3)具有至少两个进气口(6，7)，所述进气口离侧向的进气凸缘面(8)的距离大致相等，其中，实施成螺旋通道的第一进气通道(4)通向第一进气口(6)，而第二进气通道(5)通向第二进气口(7)，且两个进气通道(4，5)已在所述气缸(2)的区域外通过分隔壁(15)彼此分开，其中，沿所述气缸(2)内涡流的方向、在参考线(12)和从所述第一进气口(6)的气门中心(6a)引出的半径(13)之间定义有230°与330°之间的参考角度所述参考线(12)连接所述第一进气口(6)的气门中心(6a)和气缸中心(10)，而所述半径(13)确定气门室(14)内的所述第一进气通道(4)的第一进气横截面(13)，其特征在于，螺旋外轮廓(4b)处的切线(t)构造成在所述第一进气横截面(13)的区域内与所述气缸盖(1)的横向平面(16)平行，且所述第一进气通道(4)垂直于所述进气凸缘面(8)延伸。
2.如权利要求1所述的气缸盖(1)，其特征在于，所述第一进气通道(4)构造成平直。
3.如权利要求1或2所述的气缸盖(1)，其特征在于，两个进气通道(4，5)设置成平行。
4.如权利要求3所述的气缸盖(1)，其特征在于，两个进气通道(4，5)设置成还平行于所述气缸盖(1)的横向平面(16)。
5.如权利要求1或2所述的气缸盖(1)，其特征在于，两个进气通道(4，5)从共同的进气主通道(20)引出。
6.如权利要求1或2所述的气缸盖(1)，其中，所述第一进气通道(4)具有螺旋舌部(17)，其特征在于，所述螺旋舌部(17)的舌部半径R满足以下条件：R＝(0.05至0.1)*dv，其中，dv是气门座内直径。
7.如权利要求1或2所述的气缸盖(1)，其中，所述第一进气通道(4)具有螺旋舌部(17)，其特征在于，所述第一进气通道(4)的所述螺旋舌部(17)垂直于通道中心线(4’)。
8.如权利要求1或2所述的气缸盖(1)，其中，所述第一进气通道(4)具有螺旋舌部(17)，其特征在于，所述螺旋舌部(17)的垂直于通道中心线(4’)的最大延伸量(a)是设定在所述第一进气通道(4)的在所述螺旋舌部(17)的上游的进入宽度(b)的40％与70％之间。
9.如权利要求1或2所述的气缸盖(1)，其中，所述第一进气通道(4)具有螺旋舌部(17)，其特征在于，垂直于所述第一进气横截面测量的、所述螺旋舌部与所述第一进气口的气门中心之间的距离c满足以下条件：c＝(0.1至0.6)*dv，其中，dv是气门座内直径。
10.如权利要求1或2所述的气缸盖(1)，其中，所述第一进气通道(4)具有螺旋舌部(17)，其特征在于，在所述第一进气通道(4)的外进气通道壁(4c)和所述螺旋舌部(17)之间形成有过渡表面(18)，所述过渡表面的切线(18a)在转折点或平直部段处相对于所述气缸盖(1)的纵向平面(11)的包围角度(β)是0°≤β≤20°。
11.如权利要求10所述的气缸盖(1)，其特征在于，在所述第一进气通道(4)的所述外进气通道壁(4c)和所述过渡表面(18)之间形成有曲率半径(r)。
12.如权利要求11所述的气缸盖(1)，其特征在于，所述曲率半径(r)较佳为(0.1至0.3)*dv，其中，dv是气门座内直径。
13.如权利要求10所述的气缸盖(1)，其中，所述第一进气通道(4)具有螺旋舌部(17)，其特征在于，所述过渡表面(18)沿切向过渡到围绕所述第一进气通道(4)的气门杆延伸的螺旋顶部(19a)的内壁(19)。
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