CN111535970A - 一种发动机及压入式火花塞隔套 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机及压入式火花塞隔套，压入式火花塞隔套包括火花塞隔套本体、固接于所述火花塞隔套本体的周部的隔套法兰和贯穿所述隔套法兰设置且用以连接发动机缸盖的紧固件；所述火花塞隔套本体的底部设有凸肩状的隔套底部，所述隔套底部与所述火花塞隔套本体的连接处设有用以与发动机缸盖的火花塞座孔配合的密封面。本发明所提供的压入式火花塞隔套与发动机缸盖的火花塞座孔密封连接可靠，避免爆压和高温造成火花塞隔套与发动机缸盖连接失效、导致冷却液泄漏和发动机损坏。
Description
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种压入式火花塞隔套。本发明还涉及一种具有上述压入式火花塞隔套的发动机。
背景技术
目前重型发动机为提升功率和扭矩，设计的理论爆压越来越高，导致发动机的热负荷也越来越高，如果缸盖上火花塞隔套的密封失效，则会导致冷却液进入气缸，损坏发动机。柴油机爆压指柴油机工作循环时气缸内的压力，通长用爆压表测取。
火花塞隔套：密封缸盖鼻梁区的冷却液，同时作为火花塞的安装底座，承受发动机燃烧产生的高温燃气。
缸盖：安装在缸体的上面，从上部密封气缸并构成燃烧室。它经常与高温高压燃气相接触，因此承受很大的热负荷和机械负荷。
目前发动机上的采用不锈钢火花塞隔套，通过底部的螺纹旋入缸盖上的螺纹孔中，压紧铜垫片实现密封，缸盖热负荷通过缸盖火力面和火花塞隔套传递到冷却系统。随着重型发动机为提升功率和扭矩，设计的理论爆压越来越高，导致发动机的热负荷也越来越高，最终导致缸盖上火花塞隔套的铜垫片变软，底部螺纹丧失压紧力，火花塞隔套密封失效，从而导致冷却液进入气缸，损坏发动机。
因此，如何提高火花塞隔套密封的可靠性成为本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种压入式火花塞隔套，该压入式火花塞隔套与发动机缸盖的连接密封可靠，避免爆压和高温造成火花塞隔套与发动机缸盖连接失效、导致冷却液泄漏和发动机损坏。本发明的另一目的是提供一种包括上述压入式火花塞隔套的发动机。
为实现上述目的，本发明提供一种压入式火花塞隔套，包括火花塞隔套本体、固接于所述火花塞隔套本体的周部的隔套法兰和贯穿所述隔套法兰设置且用以连接发动机缸盖的紧固件；所述火花塞隔套本体的底部设有凸肩状的隔套底部，所述隔套底部与所述火花塞隔套本体的连接处设有用以与发动机缸盖的火花塞座孔配合的密封面。
可选地，所述隔套法兰嵌套于所述火花塞隔套本体的顶部且与所述火花塞隔套本体焊接。
可选地，所述火花塞隔套本体的周部设有圆环凸起，所述隔套法兰的内圈设有与所述圆环凸起配合的圆环槽。
可选地，所述紧固件具体为双头螺柱，所述双头螺柱包括对称设于所述隔套法兰两侧的第一螺柱和第二螺柱。
可选地，所述第一螺柱长于所述第二螺柱，所述第一螺柱和所述第二螺柱均贯穿所述隔套法兰；
所述第一螺柱穿过且位于所述隔套法兰的下段套设有定位套筒；
所述第一螺柱位于所述隔套法兰上方的上段套设有第一垫块，所述第二螺柱位于所述隔套法兰上方的上段套设有第二垫块。
可选地，所述隔套法兰的下端面为斜切面，所述隔套法兰的厚度自中央向两侧逐渐缩小。
可选地，所述火花塞隔套本体位于所述隔套法兰上方的上段套设有第一密封圈；所述火花塞隔套本体位于所述隔套法兰下方的下段套设有第二密封圈。
本发明还提供一种发动机，包括发动机缸盖和上述任一项所述压入式火花塞缸盖所述发动机缸盖开设有与所述火花塞隔套本体配合的火花塞座孔，所述火花塞座孔的周部开设有与所述紧固件一一配合的安装孔。
可选地，所述隔套底部与所述火花塞座孔的底部过盈配合。
可选地，所述密封面与所述发动机缸盖的配合密封面贴合密封时，所述隔套法兰的底部与所述发动机缸盖的上端面的间隙大于等于1mm。
相对于上述背景技术，本发明提供一种压入式火花塞隔套，包括火花塞隔套本体，火花塞隔套本体通过压机压入发动机缸盖的火花塞座孔内，通过借助固接在火花塞隔套本体周部的隔套法兰和贯穿隔套法兰的紧固件与发动机缸盖连接紧固。此时，通过凸肩状的隔套底部插入火花塞座孔的底部，借助隔套底部与火花塞座孔过盈装配，隔套底部和火花塞隔套本体的连接处的密封面与火花塞座孔底部的密封配合面配合对火花塞座孔密封。
密封面只起到贴合密封作用，火花塞隔套本体与火花塞座孔之间不再设置螺纹和垫片进行连接配合，不会发生受热和爆压作用导致垫片变形和螺纹失效的情况；而是借助隔套法兰和紧固件与发动机缸盖固定，紧固件和隔套法兰设置在火花塞座孔外，避免了高温高压燃气的冲击，提高了密封的可靠性和连接的稳定性。通过设置隔套底部与火花塞座孔的底部过盈压装，进一步提高连接和密封的可靠性，避免冷却液进入发动机导致发动机损坏，火花塞装设在火花塞隔套内，对发动机进行密封和点火。
本发明所提供的发动机包括上述压入式火花塞隔套和发动机缸盖，因而具备相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的压入式火花塞隔套与发动机缸盖的装配图；
图2为图1的A部的局部放大图；
图3为图1中压入式火花塞隔套的结构图；
图4为图3中压入式火花塞隔套的局部纵剖视图。
其中：
01-发动机缸盖、1-火花塞隔套本体、101-隔套底部、102-密封面、103-圆环凸起、2-隔套法兰、201-斜切面、3-定位套筒、4-第一垫块、5-紧固螺母、6-第一螺柱、7-第二螺柱、8-第二垫块、9-第一密封圈、10-第二密封圈。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图4，图1为本发明实施例所提供的压入式火花塞隔套与发动机缸盖的装配图，图2为图1的A部的局部放大图，图3为图1中压入式火花塞隔套的结构图，图4为图3中压入式火花塞隔套的局部纵剖视图。
本发明所提供的压入式火花塞隔套包括火花塞隔套本体1、隔套法兰2和紧固件。火花塞隔套本体1用来插装在发动机缸盖01的火花塞座孔中，对发动机进行密封，同时火花塞隔套可通火花塞插装旋接，使得火花塞能够对发动机进行点火。为实现对火花塞座孔的密封，火花塞隔套本体1的底部设置为呈凸肩状的隔套底部101，隔套底部101插装在火花塞座孔的底部，借助隔套底部101与火花塞隔套本体1连接处的密封面102与火花塞座孔内的配合密封面的配合，实现对火花塞座孔的密封。为了避免高温高压燃气导致火花塞隔套本体1与火花塞座孔之间连接失效，特别在火花塞的外周部固接隔套法兰2，通过紧固件贯穿隔套法兰2连接发动机缸盖01，紧固件与发动机的连接设置在火花塞座孔外，不会受到高温高压燃气冲击，确保了火花塞隔套本体1和火花塞座孔之间的连接密封的可靠性。
在加工时还可灵活设置隔套底部101的直径，使隔套底部101与火花塞座孔的底部过盈配合，通过将火花塞隔套本体1压装于火花塞座孔，借助隔套底部101与火花塞座孔的过盈度进一步提升连接的可靠性。
下面结合附图和具体实施例对本发明所提供的压入式火花塞隔套进行更加详细的介绍。
本发明所提供的压入式火花塞隔套的火花塞隔套本体1的结构与常规火花塞隔套的结构大体相同，包括供火花塞插装并旋接固定的中空部和与火花塞座孔配合的外壁结构。其中，火花塞隔套本体1的底部为相对火花塞隔套本体1的主体部分呈凸肩状设置的隔套底部101，隔套底部101直径一般设置为略大于火花塞座孔的直径，以便于二者过盈装配。隔套底部101与火花塞隔套本体1的主体部分的连接处设置阶梯状的密封面102，该密封面102的设置与火花塞座孔内设置的配合密封面相互配合，当火花塞隔套本体1被压装至火花塞座孔时，密封面102与配合密封面贴合密封，隔套底部101嵌装在火花塞座孔的底部。
为将火花塞隔套本体1相对发动机缸盖01固定，特别在火花塞隔套本体1的周部固接隔套法兰2，通过紧固件贯穿隔套法兰2并连接在发动机缸盖01上，将隔套法兰2也即将火花塞隔套本体1相对发动机缸盖01固定。此时，火花塞隔套本体1与火花塞座孔之间的紧固力由紧固件与发动机缸盖01以及隔套法兰2提供。由于紧固件和发动机缸盖01的连接并未设置在火花塞座孔内，紧固件与发动机缸盖01之间的连接不直接受高温高压燃气的冲击，不会因高温高压燃气的冲击而导致连接松动，确保了连接和密封的可靠性。
由于紧固件连接发动机缸盖01和隔套法兰2，紧固件的紧固作用力首先传递给隔套法兰2，隔套法兰2与火花塞隔套本体1固接，进一步将紧固作用力传递给火花塞隔套本体1，确保火花塞隔套本体1与火花塞座孔的连接和密封的可靠性。紧固件根据需要可选用单头螺栓或者双头螺栓，紧固件采用双头螺栓时需要配合紧固螺母5进行紧固。
如图3和图4所示，在本发明的一种可选实施例中，隔套法兰2设置在火花塞隔套本体1的顶部，隔套法兰2和火花塞隔套本体1采用分体加工，嵌套后借助焊接的方式实现相对固定。为提高装配的可靠性，火花塞隔套本体1顶部的外周部设有向外径向凸起的圆环凸起103，隔套法兰2内圈的底面设有和圆环凸起103配合的圆环槽。待火花塞隔套本体1和隔套法兰2分别加工成型后，将隔套法兰2的底部通过火花塞隔套本体1的顶部套装，当圆环槽与圆环凸起103接触相抵时，封套隔套法兰2被卡止在火花塞隔套本体1的顶部，然后将火花塞隔套本体1和隔套法兰2沿圆环凸起103的外周焊接固定即可。如此设置可以降低火花塞隔套本体1的加工难度。
在本发明的另一种可选实施例中，火花塞隔套本体1和隔套法兰2在加工时选择一体加工成型，虽然火花塞隔套本体1的加工难度会有所提升，但是隔套法兰2和火花塞隔套本体1之间的连接更加可靠。
在上述实施例中，隔套法兰2对称的两侧开设供紧固件穿设的贯穿孔，在这里紧固件以图3所示的双头螺柱为例进行说明。紧固件具体包括第一螺柱6和第二螺柱7，第一螺柱6和第二螺柱7均穿过隔套法兰2的贯穿孔与开设在发动机缸盖01上的安装孔对应旋接，第一螺柱6和第二螺柱7位于隔套法兰2上方的上段的周部分别套设有筒状的第一垫块4和第二垫块8并连接紧固螺母5。
在安装压入式火花塞隔套时，首先将火花塞隔套本体1压装在火花塞座孔内，使得密封面102与火花塞座孔内的配合密封面贴合密封；然后将第一螺柱6和第二螺柱7穿过隔套法兰2的贯穿孔与发动机缸盖01上的安装孔旋接固定；在第一螺柱6的上段套设第一垫块4，在第二螺柱7的上段套设第二垫块8，拧动紧固螺母5分别压紧第一垫块4和第二垫块8。借助第一垫块4和第二垫块8被压紧状态时提供的反作用力增加紧固螺母5与第一垫块4或第二垫块8之间的摩擦力，防止紧固螺母5返松导致扭矩降低密封失效。
进一步地，第一螺柱6和第二螺柱7设为长度不等的螺柱，第一螺柱6的长度大于第二螺柱7，对应的，开设在发动机缸盖01上的用来与第一螺柱6配合旋接的安装孔的深度大于与第二螺柱7配合旋接的安装孔的深度。在第一螺柱6贯穿至隔套法兰2下方的下段套设定位套筒3，定位套筒3对第一螺柱6实现一定周向限位，避免发动机旋转引发的振动带动火花塞隔套法兰2本体转动，保证火花塞隔套本体1的密封面102的配合密封。
显然，第一螺柱6和第二螺柱7还可等长设置，二者的下段也可均套设定位套筒3。
火花塞隔套本体1位于隔套法兰2上方的上段的对应位置套设有第一密封圈9，火花塞隔套本体1位于隔套法兰2下方的下段的对应位置套设有第二密封圈10，借助第一密封圈9和第二密封圈10配合增加火花塞隔套本体1与火花塞座孔之间密封性。
本发明还提供一种发动机，包括发动机缸盖01和上述实施例描述的压入式火花塞隔套，发动机缸盖01开设有与火花塞隔套本体1配合的火花塞座孔，火花塞座孔的周部开设有与火花塞座孔平行延伸的安装孔，安装孔与紧固件一一对应开设。
其中，隔套底部101的直径略大于开设在发动机缸盖01的火花塞座孔底部的直径，以便于将隔套底部101与火花塞座孔的底部过盈装配，提高连接的可靠性。
此外，隔套法兰2与发动机缸盖01贴合的下端面设置为斜切面201，斜切面201的设置可参考图4，通过将隔套法兰2的下端面设置为斜切面201，使得隔套法兰2的厚度从中间向两侧变薄，即使隔套法兰2受到热传导的热量发生变形，也能避免隔套法兰2的两侧接触发动机缸盖01，限制密封面102与配合密封面的密封配合。
隔套法兰2设置在火花塞隔套本体1的位置需要满足如下条件，火花塞隔套本体1压装到位时，也即密封面102与火花塞座孔的配合密封面完全贴合密封时，隔套法兰2下端面与发动机缸盖01上端面之间的间距应当不小于1mm，也即圆环凸起103距发动机缸盖01上端面的距离大于等于1mm，避免隔套法兰2受热变形抵触发动机缸盖01，进而影响火花塞隔套本体1的密封。发动机的其它部分可参考现有技术设置，本申请并未对发动机其它部分做出改进。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明所提供的发动机及压入式火花塞隔套进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种压入式火花塞隔套，其特征在于，包括火花塞隔套本体(1)、固接于所述火花塞隔套本体(1)的周部的隔套法兰(2)和贯穿所述隔套法兰(2)设置且用以连接发动机缸盖(01)的紧固件；所述火花塞隔套本体(1)的底部设有凸肩状的隔套底部(101)，所述隔套底部(101)与所述火花塞隔套本体(1)的连接处设有用以与发动机缸盖(01)的火花塞座孔配合的密封面(102)。
2.根据权利要求1所述的压入式火花塞隔套，其特征在于，所述隔套法兰(2)嵌套于所述火花塞隔套本体(1)的顶部且与所述火花塞隔套本体(1)焊接。
3.根据权利要求2所述的压入式火花塞隔套，其特征在于，所述火花塞隔套本体(1)的周部设有圆环凸起(103)，所述隔套法兰(2)的内圈设有与所述圆环凸起(103)配合的圆环槽。
4.根据权利要求3所述的压入式火花塞隔套，其特征在于，所述紧固件具体为双头螺柱，所述双头螺柱包括对称设于所述隔套法兰(2)两侧的第一螺柱(6)和第二螺柱(7)。
5.根据权利要求4所述的压入式火花塞隔套，其特征在于，所述第一螺柱(6)长于所述第二螺柱(7)，所述第一螺柱(6)和所述第二螺柱(7)均贯穿所述隔套法兰(2)；
所述第一螺柱(6)穿过且位于所述隔套法兰(2)的下段套设有定位套筒(3)；
所述第一螺柱(6)位于所述隔套法兰(2)上方的上段套设有第一垫块(4)，所述第二螺柱(7)位于所述隔套法兰(2)上方的上段套设有第二垫块(8)。
6.根据权利要求1至5任一项所述的压入式火花塞隔套，其特征在于，所述隔套法兰(2)的下端面为斜切面(201)，所述隔套法兰(2)的厚度自中央向两侧逐渐缩小。
7.根据权利要求6所述的压入式火花塞隔套，其特征在于，所述火花塞隔套本体(1)位于所述隔套法兰(2)上方的上段套设有第一密封圈(9)；所述火花塞隔套本体(1)位于所述隔套法兰(2)下方的下段套设有第二密封圈(10)。
8.一种发动机，其特征在于，包括发动机缸盖(01)和如权利要求1至7任一项所述的压入式火花塞隔套，所述发动机缸盖(01)开设有与所述火花塞隔套本体(1)配合的火花塞座孔，所述火花塞座孔的周部开设有与所述紧固件一一配合的安装孔。
9.根据权利要求8所述的发动机，其特征在于，所述隔套底部(101)与所述火花塞座孔的底部过盈配合。
10.根据权利要求9所述的发动机，其特征在于，所述密封面(102)与所述发动机缸盖(01)的配合密封面贴合密封时，所述隔套法兰(2)的底部与所述发动机缸盖(01)的上端面的间隙大于等于1mm。
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