CN103939226B - 带有多阶射流装置的柴油机缸盖 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车柴油发动机，特别涉及一种带有多阶射流装置的柴油机缸盖。具体技术方案为：一种带有多阶射流装置的柴油机缸盖，包括有缸盖本体，缸盖本体包括有底板及绕底板边缘设置的环状挡板，底板的中部开设有进气门孔、排气门孔及喷油孔，底板位于设置进气门孔、排气门孔及喷油孔的纵向两侧分别开设有冷却液进口，底板位于设置进气门孔、排气门孔及喷油孔的横向一侧的环状挡板上开设有供冷却液排出的排出孔，底板上设有中部冷却装置。采用上述技术方案，提供了一种对非对称受热的冷却具有良好的适应性、具有多阶式冷却方式、可分体式冷却、防止缸盖的高温密度区损坏、冷却效果好的带有多阶射流装置的柴油机缸盖。

Description

带有多阶射流装置的柴油机缸盖

技术领域

本发明涉及一种汽车柴油发动机，特别涉及一种带有多阶射流装置的柴油机缸盖。

背景技术

柴油机缸盖是柴油机的重要组成部分，其受热程度也是柴油机整机中最为严重的区域，而柴油机缸盖受热又是一个典型的非对称受热问题，柴油机缸盖鼻梁区是热负荷最大区域，存在着局部热—机械耦合冲击和热量堆积现象，这种热量堆积刚好处于燃烧室附近区域，不利于燃烧室内燃烧的良好控制，此外，如果热量不及时散发，高温高压的可燃气体也会诱使缸盖疲劳损坏，缸盖气门之间的鼻梁区也因金属蠕变而出现了较为明显的裂纹。

然而传统的柴油机冷却系统对缸盖的冷却是由缸盖四周向缸盖中心冷却，一方面较冷的冷却液在外侧，另一方面高热密度区（鼻梁区）在缸盖中心，冷却液由缸盖的外侧进入，缓慢的流至缸盖中部，这样就使得缸盖高温密度区（鼻梁区）得不到最有效、最及时的冷却。因而传统冷却系统难以实现对高热密度区（鼻梁区）的有效冷却。

对于缸体，应使用尽量保温的措施使得燃烧始终保持在高效率下；对于缸盖，使用尽量冷却的的措施使得缸内可以吸入更多的新鲜充量，使燃料更加充分地燃烧。然而传统冷却系统以满足柴油机标定工况散热要求进行设计，依靠曲轴转动驱动的机械式水泵适应柴油机不同转速下的冷却要求，从缸体到缸盖整个冷却系统只有一个水路，对柴油机负荷变化的适应性差，存在着对缸体冷却过度和对缸盖冷却不足等固有缺陷，难以适应现代高性能柴油机精确冷却的迫切需要。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种对非对称受热的冷却具有良好的适应性、具有多阶式冷却方式、可分体式冷却、防止缸盖的高温密度区损坏、冷却效果好的带有多阶射流装置的柴油机缸盖。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种带有多阶射流装置的柴油机缸盖，包括有缸盖本体，缸盖本体包括有底板及绕底板边缘设置的环状挡板，底板的中部开设有进气门孔、排气门孔及喷油孔，底板位于设置进气门孔、排气门孔及喷油孔的纵向两侧分别开设有供冷却液进入到底板内的冷却液进口，底板位于设置进气门孔、排气门孔及喷油孔的横向一侧的环状挡板上开设有供冷却液排出的排出孔，其特征在于：所述底板上设有中部冷却装置，该中部冷却装置包括有与一端延伸至底板外可与冷却液输出源连接、另一端延伸至底板的中部的进气门孔、排气门孔及喷油孔处的冷却液射流机构及设于冷却液射流机构与底板之间的与底板内部空间隔离的射流冷却通道，射流冷却通道的一端延伸至环状挡板处，环状挡板上开设有与该射流冷却通道导通的冷却液排出口。

采用上述技术方案，通过在缸盖本体的底板中部（即缸盖本体的鼻梁区）设置中部冷却装置，使缸盖本体的鼻梁区可得到快速的冷却，由于该中部冷却装置种的射流冷却通道与底板内部的空间为隔离状设置，当冷却液由冷却液射流机构进入到射流冷却通道中对底板的中部实施冷却时，一方面被喷射进入到射流冷却通道中的冷却液的压力较大，同时冷却液仅处于射流冷却通道内活动，外部对冷却液的干扰不会太大，从而使冷却液能够快速的对缸盖本体的中部实施快速的冷却，有效的防止缸盖本体的鼻梁区由于受热不均而出现裂痕，对缸盖本体实施了保护。另，由于缸盖本体上本身存在一条可对缸盖本体的内部空间（该内部空间为底板与环状挡板之间的空间）由于外之内实施冷却的冷却水路，中部冷却装置的设置使缸盖本体上具有两套冷却水路，即原有的强制循环冷却水路和射流冷却水路（中部冷却装置的设置所产生的冷却水路），实现了对缸盖本体的保温冷却和对缸盖本体的强化冷却，实现了多阶冷却，以此满足柴油机运行在不同阶段下的工况，根据冷却要求的不同，可给予冷却液射流机构不同的射流速度和射流流量。从而增强了对缸盖本体的冷却效果。

本发明进一步设置为：冷却射流机构包括有贯穿环状挡板的冷却液输送管道及与冷却液输送管道连接的射流体，射流体上设有与冷却液输送管道连通的汇流腔及若干个与汇流腔导通的射流孔。

其中，各射流孔之间的弧长及间距不一致。

采用上述技术方案，冷却液由冷却液输送管道进入到射流体的汇流腔内然后由各射流孔排出，由射流孔排出的冷却液可形成射流冲击，以此获得局部较高的传热系数；汇流腔内可聚集一定体积的冷却液，冷却液的进入量可根据需要调节，以此满足射流孔射流的流量和压力需求；各射流孔之间的弧长及间距不一致后，汇流腔内不同的位置所形成的压力皆不相同，这样会促使由不同射流孔排出的冷却液的射流压力各不相同，使冷却液被射流冲击到缸盖本体上获得的动量不一样，使得冷却液冲击到缸盖本体后没有固定的相位差；由此可见，没有相同的频率和固定的相位差两者结合也就有效降低了由不同射流孔射流的冷却液之间相互干涉及流动阻碍，从而提高冷却速度。

本发明更进一步设置为：射流冷却通道包括有固设于底板中部的射流通道本体及与与射流通道本体连通的延伸通道，射流通道本体包括有底座及设于底座边缘处并与底座垂直设置的环状板体，环状板体与底座之间具有容纳冷却射流机构中射流的冷却液的容置腔，容置腔中设有分别与进气门孔、排气门孔及喷油孔导通的通孔；所述的延伸通道包括有与底座衔接的连接座及设于连接座横向两侧的挡板，两挡板之间设有一端与容置腔导通、另一端与冷却液排出口导通的排出冷却道。

采用上述技术方案，射流冷却通道中的容置腔用于接收由冷却射流机构中喷射的冷却液，其容置腔与底板与环状挡板之间的空间隔离，使被射流的冷却液免受外部介质的干扰及阻碍，能够快速的对缸盖本体实施冷却。

下面结合附图对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明实施例的立体示意图1

图2为本发明实施例的立体示意图2；

图3为本发明实施例中的中部冷却装置的立体示意图；

图4为本发明实施例中冷却射流机构的立体示意图；

图5为本发明实施例中冷却射流机构的结构示意图；

图6为本发明实施例中射流冷却通道的立体示意图。

具体实施方式

如图1—图6所示的一种带有多阶射流装置的柴油机缸盖，包括有缸盖本体1，缸盖本体1包括有底板11及绕底板11边缘设置的环状挡板12，底板11的中部开设有进气门孔13、排气门孔14及喷油孔15，底板11位于设置进气门孔13、排气门孔14及喷油孔15的纵向两侧分别开设有供冷却液进入到底板11内的冷却液进口16，底板11位于设置进气门孔13、排气门孔14及喷油孔15的横向一侧的环状挡板12上开设有供冷却液排出的排出孔17，底板11上设有中部冷却装置2，该中部冷却装置2包括有与一端延伸至底板11外可与冷却液输出源连接、另一端延伸至底板11的中部的进气门孔13、排气门孔14及喷油孔15处的冷却液射流机构21及设于冷却液射流机构21与底板11之间的与底板11内部空间隔离的射流冷却通道22，射流冷却通道22的一端延伸至环状挡板12处，环状挡板12上开设有与该射流冷却通道22导通的冷却液排出口18。上述方案中，通过在缸盖本体1的底板11中部（即缸盖本体的鼻梁区）设置中部冷却装置2，使缸盖本体1的鼻梁区可得到快速的冷却，由于该中部冷却装置2中的射流冷却通道22与底板11内部的空间为隔离状设置，当冷却液由冷却液射流机构21进入到射流冷却通道22中对底板11的中部实施冷却时，一方面被喷射进入到射流冷却通道22中的冷却液的压力较大，同时冷却液仅处于射流冷却通道22内活动，外部对冷却液的干扰不会太大，从而使冷却液能够快速的对缸盖本体1的中部实施快速的冷却，有效的防止缸盖本体1的鼻梁区由于受热不均而出现裂痕，对缸盖本体1实施了保护。另，由于缸盖本体1上本身存在一条可对缸盖本体1的内部空间（该内部空间为底板11与环状挡板12之间的空间）由于外之内实施冷却的冷却水路，中部冷却装置2的设置使缸盖本体1上具有两套冷却水路，即原有的强制循环冷却水路和射流冷却水路（中部冷却装置2的设置所产生的冷却水路），实现了对缸盖本体1的保温冷却和对缸盖本体1的强化冷却，实现了多阶冷却，以此满足柴油机运行在不同阶段下的工况，根据冷却要求的不同，可给予冷却液射流机构21不同的射流速度和射流流量。从而增强了对缸盖本体1的冷却效果。

在本发明实施例中，冷却射流机构21包括有贯穿环状挡板12的冷却液输送管道211及与冷却液输送管道211连接的射流体212，射流体212上设有与冷却液输送管道211连通的汇流腔213及若干个与汇流腔213导通的射流孔214。在使用过程中，冷却液由冷却液输送管道211进入到射流体212的汇流腔213内然后由各射流孔214排出，由射流孔214排出的冷却液可形成射流冲击，以此获得局部较高的传热系数；汇流腔213内可聚集一定体积的冷却液，冷却液的进入量可根据需要调节，以此满足射流孔214射流的流量和压力需求。为了使由射流孔214射流的冷却液之间不会出现相互干涉及流动阻碍，各射流孔214之间的弧长及间距不一致，即各射流孔214为不规则的设于射流体212上。这样设置后，汇流腔213内不同的位置所形成的压力皆不相同，这样会促使由不同射流孔214排出的冷却液的射流压力各不相同，使冷却液被射流冲击到缸盖本体1上获得的动量不一样，使得冷却液冲击到缸盖本体1后没有固定的相位差。

射流冷却通道22包括有固设于底板11中部的射流通道本体221及与与射流通道本体221连通的延伸通道222，射流通道本体221及延伸通道222与底板11之间可采用焊接连接，也可采用紧固件实施连接，都是可行的；射流通道本体221包括有底座2211及设于底座2211边缘处并与底座2211垂直设置的环状板体2212，环状板体2212与底座2211之间具有容纳冷却射流机构21中射流的冷却液的容置腔2213，容置腔2213中设有分别与进气门孔13、排气门孔14及喷油孔15导通的通孔2214；延伸通道222包括有与底座2211衔接的连接座2221及设于连接座2221横向两侧的挡板2222，两挡板2222之间设有一端与容置腔2213导通、另一端与冷却液排出口18导通的排出冷却道2223。排出冷却道2223及容置腔2213与缸盖本体1上的空间隔离，且射流冷却通道22中的容置腔2213用于接收由冷却射流机构21中喷射的冷却液，其容置腔2213与底板11与环状挡板12之间的空间隔离，使被射流的冷却液免受外部介质的干扰及阻碍，能够快速的对缸盖本体1实施冷却。

Claims (4)

1.一种带有多阶射流装置的柴油机缸盖，包括有缸盖本体，缸盖本体包括有底板及绕底板边缘设置的环状挡板，底板的中部开设有进气门孔、排气门孔及喷油孔，底板位于设置进气门孔、排气门孔及喷油孔的纵向两侧分别开设有供冷却液进入到底板内的冷却液进口，底板位于设置进气门孔、排气门孔及喷油孔的横向一侧的环状挡板上开设有供冷却液排出的排出孔，其特征在于：所述底板上设有中部冷却装置，该中部冷却装置包括有与一端延伸至底板外可与冷却液输出源连接和另一端延伸至底板的中部的进气门孔、排气门孔及喷油孔处的冷却液射流机构及设于冷却液射流机构与底板之间的与底板内部空间隔离的射流冷却通道，射流冷却通道的一端延伸至环状挡板处，环状挡板上开设有与该射流冷却通道导通的冷却液排出口。

2.根据权利要求1所述的带有多阶射流装置的柴油机缸盖，其特征在于：所述的冷却液射流机构包括有贯穿环状挡板的冷却液输送管道及与冷却液输送管道连接的射流体，射流体上设有与冷却液输送管道连通的汇流腔及若干个与汇流腔导通的射流孔。

3.根据权利要求2所述的带有多阶射流装置的柴油机缸盖，其特征在于：所述各射流孔之间的弧长及间距不一致。

4.根据权利要求1或2或3所述的带有多阶射流装置的柴油机缸盖，其特征在于：所述的射流冷却通道包括有固设于底板中部的射流通道本体及与射流通道本体连通的延伸通道，射流通道本体包括有底座及设于底座边缘处并与底座垂直设置的环状板体，环状板体与底座之间具有容纳冷却液射流机构中射流的冷却液的容置腔，容置腔中设有分别促使容置腔与进气门孔、排气门孔及喷油孔导通的通孔；所述的延伸通道包括有与底座衔接的连接座及设于连接座横向两侧的挡板，两挡板之间设有一端与容置腔导通、另一端与冷却液排出口导通的排出冷却道。