CN113944561A - 一种提高发动机气缸盖疲劳强度的结构 - Google Patents

一种提高发动机气缸盖疲劳强度的结构 Download PDF

Info

Publication number
CN113944561A
CN113944561A CN202111419335.3A CN202111419335A CN113944561A CN 113944561 A CN113944561 A CN 113944561A CN 202111419335 A CN202111419335 A CN 202111419335A CN 113944561 A CN113944561 A CN 113944561A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cylinder
cylinder head
force
engine
cover
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111419335.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113944561B (zh
Inventor
周海涛
王根全
王增全
李鹏
何晓东
张丽强
王艳丽
胡定云
辛花
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China North Engine Research Institute Tianjin
Original Assignee
China North Engine Research Institute Tianjin
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China North Engine Research Institute Tianjin filed Critical China North Engine Research Institute Tianjin
Priority to CN202111419335.3A priority Critical patent/CN113944561B/zh
Publication of CN113944561A publication Critical patent/CN113944561A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113944561B publication Critical patent/CN113944561B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/242—Arrangement of spark plugs or injectors

Abstract

本发明提供了一种提高发动机气缸盖疲劳强度的结构，包括一号压套、衬套、二号压套和气缸盖，气缸盖内部与衬套过盈连接，衬套内部安装喷油器，衬套上方安装一号压套，且两者之前间隙配合，一号压套压紧喷油器，气缸盖上方固定安装导筒体，导筒体内部与二号压套间隙配合，且二号压套和一号压套压紧。本发明所述的提高发动机气缸盖疲劳强度的结构，在一号压套的基础上，同时再设计二号压套，通过压紧二号压套施加较小的压紧力，虽然压紧力很小，但在气缸爆发时，喷油器能有效的起到承力和传递力的效果，可抵抗爆发压力的作用力，显著的降低气缸盖的应力水平，提高可靠性。

Description

一种提高发动机气缸盖疲劳强度的结构
技术领域
本发明属于发动机领域，尤其是涉及一种提高发动机气缸盖疲劳强度的结构。
背景技术
发动机气缸盖工作时承受很高的热载荷和机械载荷，随着发动机不断向大马力高速度发展，对气缸盖材料提出更高的要求，它不仅要求有较高的强度和韧性，而且要求耐热疲劳性能好，能在较大的温度梯度下工作。一般的发动机喷油器压紧时，为了保证对发动机气缸内燃气的密封，设计的压紧力均较大。现有柴油机的喷油器通过压板或压套直接压在气缸盖上，力传递到气缸盖上，导致气缸盖在喷油器压紧后产生很大的初始应力，从而使得喷油器压紧气缸盖的连接部(如图1中Z部)容易失效。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种提高发动机气缸盖疲劳强度的结构，以解决喷油器压紧气缸盖后容易产生疲劳造成开裂故障的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种提高发动机气缸盖疲劳强度的结构，包括一号压套、衬套、二号压套和气缸盖，气缸盖内部与衬套过盈连接，衬套内部安装喷油器，衬套上方安装一号压套，且两者之前间隙配合，一号压套压紧喷油器，气缸盖上方固定安装导筒体，导筒体内部与二号压套间隙配合，且二号压套和一号压套压紧。
进一步的，所述衬套下方设有过盈螺纹，用于与气缸盖过盈连接。
进一步的，在发动机内气缸工作时，所述气缸盖底板因为受到缸内燃气压力F2的作用，底板会产生向上的变形，发动机工作时作用在气缸盖上的力为F1，且F1大于F2。
进一步的，在预紧工况，在缸内不爆发的时候，气缸盖不受到二号压套的作用力，但当发动机缸内爆发的时候，二号压套会阻挡喷油器向上运动，此时会产生明显的力F3，力F1、力F3一起对力F2起到抵消作用。
相对于现有技术，本发明所述的提高发动机气缸盖疲劳强度的结构具有以下优势：
(1)本发明所述的提高发动机气缸盖疲劳强度的结构，在一号压套的基础上，同时再设计二号压套，通过压紧二号压套施加较小的压紧力，虽然压紧力很小，但在气缸爆发时，喷油器能有效的起到承力和传递力的效果，可抵抗爆发压力的作用力，显著的降低气缸盖的应力水平，提高可靠性。
(2)本发明所述的提高发动机气缸盖疲劳强度的结构，降低了气缸盖在工作中产生的应力幅，可有效的避免危险部位产生疲劳开裂故障。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为背景技术中现有结构的受力图；
图2为本发明实施例所述的提高发动机气缸盖疲劳强度的结构的剖视图；
图3为本发明实施例所述的喷油器预紧工况示意图；
图4为本发明实施例所述的气缸盖预紧力和爆发压力工况示意图；
图5为本发明实施例所述的提高发动机气缸盖疲劳强度的结构的受力示意图。
附图标记说明：
1-一号压套；2-导筒体；3-衬套；4-二号压套；5-喷油器；6-气缸盖；X-螺栓预紧力；Y-喷油器压紧力；Z-失效部位。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种提高发动机气缸盖疲劳强度的结构，如图2和图5所示，包括一号压套1、导筒体2、衬套3、二号压套4、喷油器5和气缸盖6，气缸盖6内部与衬套3过盈连接(连接位置为图2中E处)，衬套3内部安装喷油器5，衬套3上方安装一号压套1，且两者之前间隙配合(配合位置为图2中D处)，一号压套1压紧喷油器5(压紧部位为图2中B处)，气缸盖6上方固定安装导筒体2，导筒体2内部与二号压套4间隙配合(配合位置为图2中C处)，且二号压套4和一号压套1压紧(图2中A处)。
上述间隙配合均通过螺纹间隙配合；衬套3下方设有过盈螺纹，用于与气缸盖6过盈连接。
本发明设计两个压套，一号压套1将喷油器5直接拧紧在衬套3上，让压紧力直接作用在衬套3上，气缸盖6不再受喷油器5压紧导致的初始应力的作用。
实际研究表明，喷油器5压紧力为0，且喷油器5在缸盖受力体系中起到一定的传力效果时，气缸盖6的受力状态最好，喷油器5可增加气缸盖6的整体承力刚度，有效的抵抗气缸内燃气压力的作用力，提高气缸盖安全系数。
喷油器5安装时，为保证密封，会采用一定的压紧力压紧，假设此力为F1，如图3所示，此时气缸盖6底板会产生一定的向下变形，同时如图1所示的失效危险部位会产生一定的拉应力。
在发动机内气缸工作时，如图4所示，气缸盖6底板因为受到缸内燃气压力F2的作用，底板会产生向上的变形，一般发动机工作时作用在气缸盖6上的力，F1会大于F2。
本发明的发动机气缸盖疲劳强度的结构，在预紧工况，采用如图5或类似的结构，在缸内不爆发的时候，气缸盖6基本不受到二号压套4的作用力，但当发动机缸内爆发的时候，二号压套4会阻挡喷油器5向上运动，此时会产生明显的力F3，F1、F3一起对F2起到很好的抵消作用。
通过这种结构明显的降低了气缸盖6在工作中产生的应力幅。可有效的避免如图1所示的危险部位产生疲劳开裂故障。
一种提高发动机气缸盖疲劳强度的结构的装配过程为：
本发明的衬套3通过过盈螺纹(连接位置为图2中E处)安装在气缸盖6上，将喷油器5安装在衬套3内，将一号压套1通过间隙螺纹(配合位置为图2中D处)以较大的拧紧力压紧在衬套3上，将喷油器5压紧(压紧部位为图2中B处)。将导筒体2通过螺栓拧紧在气缸盖5上。将二号压套4通过间隙螺纹(配合位置为图2中C处)以较小的预紧力拧紧在导筒体2上。本发明在一号压套1的基础上，同时再设计二号压套4，通过压紧二号压套4施加较小的压紧力，虽然压紧力很小，但在气缸爆发时，喷油器5能有效的起到承力和传递力的效果，可抵抗爆发压力的作用力。显著的降低气缸盖6的应力水平，提高可靠性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种提高发动机气缸盖疲劳强度的结构，其特征在于：包括一号压套、衬套、二号压套和气缸盖，气缸盖内部与衬套过盈连接，衬套内部安装喷油器，衬套上方安装一号压套，且两者之前间隙配合，一号压套压紧喷油器，气缸盖上方固定安装导筒体，导筒体内部与二号压套间隙配合，且二号压套和一号压套压紧。
2.根据权利要求1所述的一种提高发动机气缸盖疲劳强度的结构，其特征在于：衬套下方设有过盈螺纹，用于与气缸盖过盈连接。
3.根据权利要求1所述的一种提高发动机气缸盖疲劳强度的结构，其特征在于：在发动机内气缸工作时，气缸盖底板因为受到缸内燃气压力F2的作用，底板会产生向上的变形，发动机工作时作用在气缸盖上的力为F1，且F1大于F2。
4.根据权利要求3所述的一种提高发动机气缸盖疲劳强度的结构，其特征在于：在预紧工况，在缸内不爆发的时候，气缸盖不受到二号压套的作用力，但当发动机缸内爆发的时候，二号压套会阻挡喷油器向上运动，此时会产生明显的力F3，力F1、力F3一起对力F2起到抵消作用。
CN202111419335.3A 2021-11-26 2021-11-26 一种提高发动机气缸盖疲劳强度的结构 Active CN113944561B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111419335.3A CN113944561B (zh) 2021-11-26 2021-11-26 一种提高发动机气缸盖疲劳强度的结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111419335.3A CN113944561B (zh) 2021-11-26 2021-11-26 一种提高发动机气缸盖疲劳强度的结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113944561A true CN113944561A (zh) 2022-01-18
CN113944561B CN113944561B (zh) 2023-11-21

Family

ID=79337118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111419335.3A Active CN113944561B (zh) 2021-11-26 2021-11-26 一种提高发动机气缸盖疲劳强度的结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113944561B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201025148Y (zh) * 2007-03-14 2008-02-20 中国兵器工业集团第七○研究所 柴油机气缸盖
CN101790636A (zh) * 2007-07-25 2010-07-28 罗伯特·博世有限公司 用于固定燃料喷射器的装置
CN102536570A (zh) * 2012-01-10 2012-07-04 中国兵器工业集团第七0研究所 一种用于水平双对置柴油机共轨喷油器压紧装置
US20160138540A1 (en) * 2013-08-08 2016-05-19 Cummins Inc. Heat transferring fuel injector combustion seal with load bearing capability
CN107044371A (zh) * 2017-03-24 2017-08-15 中国北方发动机研究所(天津) 一种用于气缸盖的喷油器密封结构及安装方法
CN210660401U (zh) * 2019-09-26 2020-06-02 潍柴重机股份有限公司 喷油器总成压紧装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201025148Y (zh) * 2007-03-14 2008-02-20 中国兵器工业集团第七○研究所 柴油机气缸盖
CN101790636A (zh) * 2007-07-25 2010-07-28 罗伯特·博世有限公司 用于固定燃料喷射器的装置
CN102536570A (zh) * 2012-01-10 2012-07-04 中国兵器工业集团第七0研究所 一种用于水平双对置柴油机共轨喷油器压紧装置
US20160138540A1 (en) * 2013-08-08 2016-05-19 Cummins Inc. Heat transferring fuel injector combustion seal with load bearing capability
CN107044371A (zh) * 2017-03-24 2017-08-15 中国北方发动机研究所(天津) 一种用于气缸盖的喷油器密封结构及安装方法
CN210660401U (zh) * 2019-09-26 2020-06-02 潍柴重机股份有限公司 喷油器总成压紧装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN113944561B (zh) 2023-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107304782B (zh) 用于内燃发动机的连杆
CN101839189A (zh) 迷宫式气缸密封结构
CN113944561A (zh) 一种提高发动机气缸盖疲劳强度的结构
CN207960816U (zh) 一种喷油器与高压油管的连接结构
CN102937063B (zh) 一种喷油器压紧螺帽及其固定方法
CN111373879B (zh) 一种发动机机体试验载荷施加装置
CN115443377A (zh) 内燃机
CN201273242Y (zh) 一种喷油器紧固结构
CN201730697U (zh) 一种迷宫式气缸密封结构
CN112814799A (zh) 一种提高气缸体主轴承座圆角疲劳安全系数的结构
CN112065626B (zh) 一种喷油器压紧螺栓拧紧力矩设计方法
CN219605420U (zh) 高强度耐高温气门室罩盖
CN212337471U (zh) 一种缸孔连铸一体的复合式缸盖结构
CN216894653U (zh) 一种发动机缸体、发动机及汽车
CN216044060U (zh) 一种缸盖及发动机
CN213574384U (zh) 一种使用双头螺柱连接的组合活塞
CN218479904U (zh) 一种带轴向预应力的隔膜压缩机气缸结构
CN204783407U (zh) 具有自适应限位结构的喷油器和密封环总成
CN218347459U (zh) 一种发动机用连杆
CN111946482A (zh) 一种缸孔连铸一体的复合式缸盖结构
CN214092065U (zh) 一种曲轴箱主盖安装结构
CN214247516U (zh) 一种用于内燃机组合活塞的钟形罩
CN219346211U (zh) 一种高压储氢装置
CN218408660U (zh) 一种新型汽车调压阀
CN220134074U (zh) 一种柴油机端壳的连接增强结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant