CN105649815B - 一种气缸盖及设有该气缸盖的柴油机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及柴油机技术领域，尤其涉及一种气缸盖及设有该气缸盖的柴油机，所述气缸盖上设有进气道和排气道，所述进气道的壁厚与其内壁不同位置处承受载荷的大小成正相关，所述排气道的壁厚与其内壁不同位置处承受载荷的大小成正相关；气缸盖火力板厚度不同，使得气缸盖内温度更低、更均匀；气缸盖内合理设计加强筋可以有效抵抗燃气爆发产生的气缸盖变形。本发明的气缸盖提高了气缸盖所能承受的最大爆发压力和负荷。

Description

一种气缸盖及设有该气缸盖的柴油机
技术领域
本发明涉及柴油机技术领域，尤其涉及一种气缸盖及设有该气缸盖的柴油机。
背景技术
柴油机是将燃料在发动机内部燃烧而得到的热能转变为机械能的势力发动机，适用于船用主机、船用辅机、陆用电站及其它工业用动力。众所周知，气缸盖是柴油机的重要零件之一，它的作用是密封气缸与活塞、缸套及机体构成燃烧空间，为了控制空气与燃料进入气缸，它要提供许多零部件的安装空间，例如喷油器安装、进、排气阀安装、起动阀安装、排气阀座安装等等，还有相当大的热量要通过气缸盖传到冷却介质，并承受高温高压燃气的作用，所以气缸盖的设计直接关系到柴油机的功率、经济性、工作可靠性及维修方便性等等，其结构的先进性将直接影响燃油消耗率、NOx排放、能否燃用原(重)油、结构的可靠性、运行的安全性，因此，合理设计气缸盖结构，是至关重要的。目前国内市场上发动机爆发压力在22MPa以下，气缸盖采用传统气缸盖结构，通常采用蠕铁材料、优化冷却水套结构和加强气缸盖局部结构的方式满足各机型的具体需求，但并不能满足高爆压、高负荷的要求。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是解决现有技术中气缸盖不满足22MPa以上高爆压、高负荷的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种气缸盖，所述气缸盖上设有进气道和排气道，所述进气道的壁厚与其内壁不同位置处承受载荷的大小成正相关，所述排气道的壁厚与其内壁不同位置处承受载荷的大小成正相关。
根据本发明，所述气缸盖上设有安装喷油器衬套的喷油器衬套孔，所述喷油器衬套孔周围设有两个进气阀孔和两个排气阀孔，两个所述进气阀孔和两个所述排气阀孔的上方分别对应设置两个进气门导管孔和两个排气门导管孔，所述进气道和排气道设两侧，所述气缸盖的底部设有火力板，两个所述排气阀孔之间的火力板以及相邻的所述进气阀孔和排气阀孔之间的火力板的厚度小于两个所述进气阀孔之间的火力板的厚度。
根据本发明，两个所述进气阀孔之间的火力板厚度为13mm，两个所述排气阀孔之间的火力板以及相邻的所述进气阀孔和排气阀孔之间的火力板的厚度均为9mm。
根据本发明，所述进气道和排气道与所述喷油器衬套孔之间以及所述进气门导管孔和排气门导管孔与所述喷油器衬套孔之间均设有加强筋。
根据本发明，所述进气道和排气道与所述喷油器衬套孔之间以及两个所述进气门导管孔和排气门导管孔与所述喷油器衬套孔之间的加强筋均组成蝶形加强筋。
根据本发明，所述进气道和排气道的壁厚均不小于11mm。
本发明还提供了一种柴油机，包括上述的气缸盖。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本发明实施例提供的气缸盖通过将进气道和排气道的壁厚均设置为不等壁厚，进气道的壁厚与其内壁不同位置处承受载荷的大小成正相关，排气道的壁厚与其内壁不同位置处承受载荷的大小成正相关，使得进气道和排气道的内壁不同位置处均可以承受其所需要承受的最大载荷，使进气道和排气道的内壁不同位置处均能充分发挥其材料性能，提高气缸盖所能承受的最大载荷，满足高爆发压力和高负荷的要求。
附图说明
图1是本发明实施例提供的气缸盖的纵剖图；
图2是图1中XSEC0010-XSEC0010剖面图；
图3是图1中XSEC0009-XSEC0009剖面图；
图4是图3中A-A剖面图；
图5是图3中B-B剖面图；
图6是图1中XSEC00011-XSEC00011剖面图。
图中：1：气缸盖；2：进气道；3：排气道；4：喷油器衬套孔；5：进气阀孔；6：排气阀孔；7：进气门导管孔；8：排气门导管孔；9：火力板；10：加强筋。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供的一种气缸盖1，气缸盖1上设有进气道2和排气道3，进气道2的壁厚与其内壁不同位置处承受载荷的大小成正相关，排气道3的壁厚与其内壁不同位置处承受载荷的大小成正相关，即设计进气道2和排气道3的各个位置处的壁厚时所使用的安全系数基本相同，使得内壁不同位置处的进气道2和排气道3均可以承受其所需要承受的最大载荷，从而提高了气缸盖所能承受的最大载荷。具体地，进气道2和排气道3的壁厚均优选为不小于11mm。本发明实施例提供的气缸盖1通过将进气道2和排气道3的壁厚均设置为不等壁厚，使进气道2和排气道3的内壁不同位置处均能充分发挥其材料性能，提高气缸盖1所能承受的最大载荷，满足高爆发压力和高负荷的要求。现有的进气道2和排气道3壁厚一般设置为5-6mm，本发明实施例中进气道2和排气道3的最小壁厚为11mm，远大于现有的气缸盖1结构中进气道2和排气道3的厚度，进一步地保证了本发明实施例提供的气缸盖1的高爆发压力和高负荷的要求。
进一步地，如图2-图6所示，本发明实施例提供的气缸盖1上设有安装喷油器衬套的喷油器衬套孔4，喷油器衬套孔4周围设有两个进气阀孔5和两个排气阀孔6，两个进气阀孔5和两个排气阀孔6的上方分别对应设置两个进气门导管孔7和两个排气门导管孔8，进气道2和排气道3设两侧，气缸盖1的底部设有火力板9(火力板9即气缸盖底板，与高温燃气接触，承受热应力和机械应力)，如图4和图5所示，两个排气阀孔6之间的火力板9的厚度为B，相邻的进气阀孔5和排气阀孔6之间的火力板9的厚度为C，两个进气阀孔5之间的火力板的厚度为A，B和C均小于A。现有技术中各进气阀孔5和排气阀孔6之间火力板9的厚度均一致，且发动机单缸排量越大，气缸盖火力板的厚度越大。本发明实施例中两个排气阀孔6之间的火力板9以及相邻的进气阀孔5和排气阀孔6之间的火力板9的厚度小于两个进气阀孔5之间的火力板9的厚度，在保证了气缸盖的机械强度的同时，使得气缸盖1火力板9底面即火力面的温度更低、更均匀，降低了气缸盖1的热负荷，避免气缸盖1产生热疲劳甚至裂纹，导致气缸盖1失效，发动机出现故障。
具体地，本发明实施例的两个进气阀孔5之间的火力板9厚度为13mm，两个排气阀孔6之间的火力板9以及相邻的进气阀孔5和排气阀孔6之间的火力板9的厚度均为9mm。满足了单缸排列高达5.5L，爆发压力为25MPa，升功率40Kw/L的发动机的需求。
进一步地，如图2和图6所示，进气道2和排气道3与喷油器衬套孔4之间以及两个进气门导管孔7和两个排气门导管孔8与喷油器衬套孔4之间均设有加强筋10。优选地，进气道2和排气道3与喷油器衬套孔4之间以及两个进气门导管孔7和两个排气门导管孔8与喷油器衬套孔4之间的加强筋10均组成蝶形加强筋。合理设计中间区域加强筋，大大增加了气缸盖1的刚度，减少了燃气爆发产生的气缸盖变形。
本发明实施例还提供了一种柴油机，上述的气缸盖1。设有上述气缸盖的柴油机可以提高柴油机所能承受的爆发压力和负荷。
综上所述，本发明实施例提供的气缸盖1通过将进气道2和排气道3的壁厚均设置为不等壁厚，进气道2的壁厚与其内部不同位置处承受载荷的大小成正相关，排气道3的壁厚与其内部不同位置处承受载荷的大小成正相关，使得进气道2和排气道3的内壁不同位置处均可以承受其所需要承受的最大载荷，使进气道2和排气道3的内壁不同位置处均能充分发挥其材料性能，提高气缸盖1所能承受的最大载荷，满足高爆发压力和高负荷的要求。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种气缸盖，所述气缸盖上设有进气道和排气道，所述进气道的壁厚与其内壁不同位置处承受载荷的大小成正相关，所述排气道的壁厚与其内壁不同位置处承受载荷的大小成正相关；所述进气道和排气道的壁厚均不小于11mm；
所述气缸盖上设有安装喷油器衬套的喷油器衬套孔，所述喷油器衬套孔周围设有两个进气阀孔和两个排气阀孔，两个所述进气阀孔和两个所述排气阀孔的上方分别对应设置两个进气门导管孔和两个排气门导管孔，所述进气道和排气道设两侧，所述气缸盖的底部设有火力板，其特征在于：两个所述排气阀孔之间的火力板以及相邻的所述进气阀孔和排气阀孔之间的火力板的厚度小于两个所述进气阀孔之间的火力板的厚度。
2.根据权利要求1所述的气缸盖，其特征在于：两个所述进气阀孔之间的火力板厚度为13mm，两个所述排气阀孔之间的火力板以及相邻的所述进气阀孔和排气阀孔之间的火力板的厚度均为9mm。
3.根据权利要求1所述的气缸盖，其特征在于：所述进气道和排气道与所述喷油器衬套孔之间以及两个所述进气门导管孔和两个所述排气门导管孔与所述喷油器衬套孔之间均设有加强筋。
4.根据权利要求3所述的气缸盖，其特征在于：所述进气道和排气道与所述喷油器衬套孔之间以及两个所述进气门导管孔和两个所述排气门导管孔与所述喷油器衬套孔之间的加强筋均组成蝶形加强筋。
5.一种柴油机，其特征在于：包括如权利要求1-4任一项所述的气缸盖。
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