CN103790730A

CN103790730A - 屏蔽燃烧火焰对缸盖底板冲击的方法及其实现装置

Info

Publication number: CN103790730A
Application number: CN201410058709.7A
Authority: CN
Inventors: 周朱亮
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2014-05-14

Abstract

一种汽车发动机领域的屏蔽燃烧火焰对缸盖底板冲击的方法及其实现装置，通过在气缸盖与气缸体之间设置板状结构的气缸垫，然后在气缸垫上对应气缸盖上的进/排气门座孔和喷油器或火花塞安装孔处设置透孔，使得气缸垫上对应燃烧室外径至透孔以外的区域形成屏蔽区，隔离来自燃烧火焰对缸盖底板的热冲击，从而防止缸盖气门鼻梁区热疲劳开裂的发生。本发明可以有效改善气缸盖鼻梁区工作环境，防止开裂的发生。并且本发明特殊结构使得气缸垫厚度及变化将不再是影响压缩比的因素，从而得以进一步提高发动机性能的一致性；同时缸盖的密封面也由传统缸垫的两面密封变成一面密封，大大提高了密封的可靠性。

Description

屏蔽燃烧火焰对缸盖底板冲击的方法及其实现装置

技术领域

本发明涉及的是一种汽车发动机技术领域的优化方法及装置，具体是一种屏蔽燃烧火焰对缸盖底板冲击的方法及其实现装置。

背景技术

发动机气缸垫片的主要作用是实现气缸体与气缸盖之间的联接和密封。发动机气缸盖在工作过程中通常承受巨大的热负荷与机械负荷，气缸孔火力面及气门座孔间的鼻梁区域更甚。但因为受到整机紧凑性设计，以及水套工艺性的限制，通常对该区域进行结构强化及冷却改善的设计空间较小。如果气缸盖鼻梁区开裂，会造成发动机冷却液流入燃烧室内，导致燃油和冷却液混合，动力下降，严重时甚至熄火、拉缸，发动机报废等严重后果。因此，发动机气缸鼻梁区可靠性成为制约发动机整机可靠性的关键因素之一。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN102817742A，公开日2012.12.12，公开了一种发动机的气缸垫。包括由上层金属板、支撑层金属板和下层金属板组成的三层气缸垫，上层金属板和下层金属板在缸孔圆周处设有圆弧形的缸孔密封筋，支撑层金属板的上表面和下表面在缸孔圆周处形成缸孔护圈，支撑层金属板的前后端区域分别形成前端护圈和后端护圈；可变高度的缸孔护圈，使气缸垫密封筋与缸盖、缸体的接触压力更加均匀；该技术虽然解决了缸口的密封问题，而没有屏蔽燃烧火焰对缸盖底板的冲击作用，类似的技术如CN203146138U、CN102767445A以及CN202732149U等，或解决了缸口密封问题，但均无法实现对缸盖底板火力面的屏蔽。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种屏蔽燃烧火焰对缸盖底板冲击的方法及其实现装置，通过对气缸垫进行改进，使得在缸盖底板火力面部位形成屏蔽，并实现缸盖底板不与燃烧火焰直接接触。本发明可以有效改善气缸盖鼻梁区工作环境，防止开裂的发生。并且本发明特殊结构使得气缸的密封由传统的二层密封（缸盖～缸垫、缸体～缸垫）变成一层（缸体～缸垫）密封，使密封更加可靠；而且缸垫厚度及变化将不再是影响压缩比的因素，从而显著提高发动机性能的一致性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种屏蔽燃烧火焰对缸盖底板冲击的方法，通过在气缸盖与气缸体之间设置板状结构的气缸垫，然后在气缸垫上对应气缸盖上的进/排气门座孔和喷油器或火花塞安装孔处设置透孔，使得气缸垫上对应燃烧室外径至透孔以外的区域形成屏蔽区，隔离来自燃烧火焰对缸盖底板的热冲击，从而防止缸盖气门鼻梁区热疲劳开裂的发生。

所述的透孔的内径比进/排气门座孔和喷油器或火花塞安装孔的内径大0.5～1毫米。

本发明涉及一种冲击屏蔽气缸垫，该气缸垫为板状结构且位于气缸盖与气缸体之间，该气缸垫在对应缸盖底板燃烧室位置设有屏蔽区。

所述的屏蔽区的形状满足气缸孔，即燃烧室的外径除气缸盖上活动部件之间的空间。

所述的屏蔽区采用以下任意一种结构：

a)与气缸垫为一体化成形；

b)多层镶嵌式结构；

所述的一体化成形的气缸垫中朝燃烧室的一侧表面设有一绝热涂层，朝气缸盖底板的一侧表面设有一导热涂层。

技术效果

本装置在应用于发动机时，在气缸盖鼻梁区与燃烧火焰之间形成隔层，当发动机发火时，高温的气体不再直接冲击气缸盖火力面（包括气门间鼻梁），其大量热量在垫片内部扩散，少量热量通过接触导热传入缸盖底板，从而大大降低气缸盖鼻梁区的温度梯度，同时也降低了气缸盖本体底板的温度，从而避免气门鼻梁区开裂，同时由于缸盖底板温度降低了，有利于气门与座圈之间的热传导，这对提高气门和导管寿命具有十分重大的意义。

与现有技术相比，本发明能够有效的改善气缸盖底板尤其是鼻梁区的工作环境，如果用于对现有发动机的改造，则可延长气缸盖的使用寿命，提高可靠性；如果在气缸盖初始设计时耦合本发明，则气缸盖环境温度以及冷却要求的降低，会大大节省气缸盖设计和开发所需的时间和费用；会促使更低强度材料的应用及更简易的缸盖水套设计成为可能，从而降低发动机成本。

同时，本发明另一个附加的好处是：在相同压缩比的情况下，应用本发明的发动机，活塞运行至上止点时与气门运动之间发生干涉的安全距离增加了，这样活塞避阀坑的深度便可减小，甚至不需要再设计避阀坑，这就大大减少了活塞因为避阀坑处应力集中，导致开裂发生的可能；还有由于采用这种气缸垫，其厚度及变化不再是影响压缩比的因素，这对提高发动机压缩比控制精度意义重大。

采用本发明的气缸垫只有缸垫和缸体之间存在一个密封面，而气缸垫和缸盖之间由于两者贴在一起，其密封面处与高温高压燃气完全脱离接触，故不存在密封问题。

附图说明

图1为传统气缸垫示意图。

图2为本发明具体实施方式示意图；

图3为发动机气缸装置示意图；

图4本发明屏蔽区镶嵌结构示意图；

图中：0为本发明气缸垫（涂黑区作为比较的传统气缸垫位置）、1为屏蔽区部分结构、2为喷油器或火花塞安装孔、3为气门孔、4为气缸盖、5为气缸体、6为气缸燃烧室、7为活塞、8为多层镶嵌式结构。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1和图3所示，为现有气缸垫结构示意图，现有气缸垫的明显缺陷在于：在对应缸盖底板燃烧室表面处，无任何隔离措施。

如图2所示，本实施例通过在气缸盖与气缸体之间设置板状结构的气缸垫，然后在气缸垫上对应气缸的活动部件设置透孔2、3使得除透孔2、3外气缸垫上对应气缸孔燃烧室外径的区域，即屏蔽区1，将缸盖底板火力面与燃烧火焰隔开实现对热冲击的屏蔽。

如图3和图4所示，所述的气缸垫0中的屏蔽区可采用多层镶嵌式结构，如图3中的镂空部分结构。

当采用如图2所示的一体化成形式的屏蔽区时，该气缸垫中朝燃烧室的一侧表面设有一绝热涂层，朝气缸盖底板的一侧表面设有一导热涂层。

综上所述，本实施方式的有益效果如下：

本实施例能够有效的为气缸盖屏蔽热冲击，避免气门鼻梁区开裂，延长发动机气缸盖使用寿命，提高可靠性，同时也能降低发动机成本。采用该方法，将使得缸盖设计采用各重复杂的结构，冗长的设计模拟计算和旷日持久的试验验证工作变得毫无意义。并且，该实施例还能有效减少避阀坑的深度，甚至完全避免避阀坑的设计，提高活塞可靠性。

Claims

1.一种屏蔽燃烧火焰对缸盖底板冲击的方法，其特征在于，通过在气缸盖与气缸体之间设置板状结构的气缸垫，然后在气缸垫上对应气缸盖上的进/排气门座孔和喷油器或火花塞安装孔处设置透孔，使得气缸垫上对应燃烧室外径至透孔以外的区域形成屏蔽区，隔离来自燃烧火焰对缸盖底板的热冲击，从而防止缸盖气门鼻梁区热疲劳开裂的发生。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的透孔内径比进/排气门座孔和喷油器或火花塞安装孔的内径大0.5～1毫米。

3.一种实现权利要求1～2中任一所述方法的热冲击屏蔽气缸垫，其特征在于，该气缸垫为板状结构且位于气缸盖与气缸体之间，该气缸垫在对应气缸盖底板的位置设有热屏蔽区。

4.根据权利要求3所述的气缸垫，其特征是，所述的屏蔽区的形状满足燃烧室外径至气缸盖上活动部件之间的空间。

5.根据权利要求4所述的气缸垫，其特征是，所述的屏蔽区采用以下任意一种结构：

a)屏蔽区与气缸垫为一体化成形；

b)屏蔽区为多层镶嵌式结构。

6.根据权利要求5所述的气缸垫，其特征是，所述的一体化成形的气缸垫中朝燃烧室的一侧表面设有一绝热涂层，朝气缸盖底板的一侧表面设有一导热涂层。