CN114810409B - 一种气缸盖及发动机总成 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机技术领域，具体公开了一种气缸盖及发动机总成，该气缸盖具有进气道和排气道，排气道包括排气主通道两个排气分通道，排气分通道的排气入口设置导流圆角；导流圆角于气缸顶面的投影的部分位于气缸的圆周范围外且形成涡旋区；两个排气分通道关于平面S1对称，平面S1与气缸的中心线重合；排气分通道具有导向中心线，排气分通道关于经过导向中心线的对称面S2对称设置，对称面S2与排气分通道的侧壁相交于内侧脊线和外侧脊线，两个对称面S2均位于两个涡旋区之间，外侧脊线和内侧脊线与气缸的顶面的交点位于气缸的圆周范围内，如此设置可使涡旋区避开内侧脊线，从而尽可能降低涡旋区对内侧脊线排气连续形的影响。

Description

一种气缸盖及发动机总成

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种气缸盖及发动机总成。

背景技术

发动机的气缸盖负责将气缸内的废气排出。良好的排气能力能够降低泵气损失，降低燃烧温度，提高增压器的效率，提高过量空气系数，既能够保证发动机的可靠性，又能够使其热效率大大提升。

气缸盖上通常设置有倒流角，且导流倒角加工的越大，对气流的导流作用就越好，因此导流倒角会有一部分布置在气缸所在圆周的外侧，当气缸内废气进入排气道后，会在处于外侧的导流倒角产生涡旋，涡旋则会降低废气的排出效率。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种气缸盖发动机总成，以改善涡旋对废气的排出效率的影响。

一方面，本发明提供一种气缸盖，该气缸盖具有进气道和排气道，所述排气道包括排气主通道和两个排气分通道，两个所述排气分通道均和所述排气主通道连通，所述排气分通道具有用于和气缸连通的排气入口，所述排气入口的侧壁设置有导流圆角；所述导流圆角于气缸顶面的投影，一部分位于所述气缸的圆周范围内，另一部分位于所述气缸的圆周范围外且形成涡旋区；

两个所述排气分通道关于平面S1左右对称设置，所述平面S1与所述气缸的中心线重合，且所述平面S1垂直于两个所述排气入口的中心的连线；

所述排气分通道具有导向中心线，所述排气分通道关于经过所述导向中心线的对称面S2对称设置，所述对称面S2与所述排气分通道的侧壁相交于内侧脊线和外侧脊线，两个所述对称面S2均位于两个所述涡旋区之间，所述外侧脊线和所述内侧脊线与所述气缸的顶面的交点位于所述气缸的圆周范围内。

作为气缸盖的优选技术方案，所述排气分通道具有排气汇入方向和排气汇集方向，当所述气缸内的气体进入所述排气入口时，在所述排气汇入方向上的气体的流量最大；所述排气分通道内的气体沿所述排气汇集方向流入所述排气主通道；

两个所述排气分通道的排气汇入方向于所述气缸的顶面的投影之间的夹角为θ；两个所述排气分通道的排气汇集方向于所述气缸的顶面的投影之间的夹角为ω；θ＞ω。

作为气缸盖的优选技术方案，2.6≤θ/ω≤3.2。

作为气缸盖的优选技术方案，40°≤θ≤80°；15°≤ω≤25°。

作为气缸盖的优选技术方案，所述排气主通道具有将气体排出的排气出口，所述排气出口呈圆形。

作为气缸盖的优选技术方案，所述排气出口的面积与所述排气入口的面积的比值为n，0.7≤n≤0.8。

作为气缸盖的优选技术方案，所述气缸盖具有相对设置的进气侧侧壁和排气侧侧壁，所述进气道包括进气主通道和两个进气分通道，两个所述进气分通道均和所述进气主通道连通，所述进气分通道具有用于和气缸连通的进气出口，两个所述进气出口的中心的连线平行于所述进气侧侧壁。

作为气缸盖的优选技术方案，两个所述排气入口的中心的连线平行于所述排气侧侧壁。

作为气缸盖的优选技术方案，两个所述排气入口的中心的连线与所述排气侧侧壁之间的间距为L，所述气缸的缸径为D，L/D≥0.8。

另一方面，本发明提供一种发动机总成，包括上述任一方案中的气缸盖。

本发明的有益效果为：

本发明提供一种气缸盖及发动机总成，该气缸盖具有进气道和排气道，排气道包括排气主通道和与其连通的两个排气分通道，排气分通道的排气入口的侧壁设置有导流圆角；导流圆角于气缸顶面的投影的一部分位于气缸的圆周范围内，另一部分位于气缸的圆周范围外且形成涡旋区；两个排气分通道关于平面S1左右对称设置，平面S1与气缸的中心线重合，且平面S1垂直于两个排气入口的中心的连线；排气分通道具有导向中心线排气分通道关于经过导向中心线的对称面S2对称设置，对称面S2与排气分通道的侧壁相交于内侧脊线和外侧脊线，两个对称面S2均位于两个涡旋区之间，外侧脊线和内侧脊线与气缸的顶面的交点位于气缸的圆周范围内，如此设置可使涡旋区避开内侧脊线，从而尽可能降低涡旋区对内侧脊线排气连续形的影响。

附图说明

图1为本发明实施例中气缸盖的结构示意图一；

图2为本发明实施例中气缸盖的结构示意图二；

图3为本发明实施例中排气分通道的结构示意图；

图4为本发明实施例中排气分通道沿的剖视图；

图5为本发明实施例中气缸盖的剖视图；

图6为本发明实施例中气缸盖的结构示意图三。

图中：

1、排气主通道；2、排气分通道；3、排气入口；4、导流圆角；5、气缸的圆周范围；6、涡旋区；7、内侧脊线；8、外侧脊线；9、排气出口；10、进气侧侧壁；11、排气侧侧壁；12、进气出口。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

气缸盖上通常设置有倒流角，且导流倒角加工的越大，对气流的导流作用就越好，因此导流倒角会有一部分布置在气缸所在圆周的外侧，当气缸内废气进入排气道后，会在处于外侧的导流倒角产生涡旋，涡旋则会降低废气的排出效率。

对此，本实施例提供一种气缸盖，该气缸盖能够有效降低涡旋对废气排出效率的影响。

具体地，如图1至图6所示，该气缸该具有进气道和排气道。其中，进气道用于向气缸内输入新鲜空气，排气道用于将气缸内燃烧后的废气排出。

其中，排气道包括排气主通道1和两个排气分通道2，两个排气分通道2均和排气主通道1连通，排气分通道2具有用于和气缸连通的排气入口3，排气入口3的侧壁设置有导流圆角4；导流圆角4于气缸顶面的投影，一部分位于气缸的圆周范围5内，另一部分位于气缸的圆周范围5外且形成涡旋区6，其中，涡旋区6仅占据导流圆角4的一小部分。

进气道包括进气主通道和两个进气分通道，两个进气分通道均和进气主通道连通，进气分通道具有用于和气缸连通的进气出口12。

气缸盖具有相对设置的进气侧侧壁10和排气侧侧壁11，其中，进气道相对排气道靠近进气侧侧壁10，排气道相对进气道靠近排气侧侧壁11，进气侧侧壁10和排气侧侧壁11平行。本实施例中，两个进气出口12的中心的连线为L1，L1平行于进气侧侧壁10。两个排气入口3的中心的连线为L2，L2平行于排气侧侧壁11。

本实施例中，两个排气入口3的中心的连线与排气侧侧壁11之间的间距为L，气缸的缸径为D，L/D≥0.8。如此设置，可保证排气顺畅。

本实施例中，两个排气分通道2关于平面S1左右对称设置，平面S1与气缸的中心线重合，且平面S1垂直于两个排气入口3的中心的连线。其中，排气主通道1同样关于平面S1对称设置，该排气道大致呈Y形。

如图2至图4所示，排气分通道2具有导向中心线L3，排气分通道2关于经过导向中心线的对称面S2对称设置。需要注意的是，排气分通道2关于对称面S2对称设置并非局限于高度对称的情况，也指近似对称的情况。对称面S2与排气分通道2的侧壁相交于内侧脊线7和外侧脊线8，两个对称面S2均位于两个涡旋区6之间，外侧脊线8和内侧脊线7与气缸的顶面的交点位于气缸的圆周范围5内。如此设置能够使涡旋区6避开内侧脊线7。由于气体的流动速度与流动半径成反比，气流在通过排气分道时，沿排气分通道2的内侧脊线7的流速最快，因此内侧脊线7的连续性直接决定了排气分通道2排气水平的高低，涡旋区6避开内侧脊线7则能够尽可能降低涡旋区6对内侧脊线7排气连续形的影响。

可选地，排气分通道2具有排气汇入方向和排气汇集方向。当气缸内的气体进入排气入口3时，在排气汇入方向上的气体的流量最大，可以理解的是，当排气道排气时，气缸内的气体从四面八方进入排气入口3，但是各个部分的气流流速及流量并不相同，只有排气汇集方向部分的气流流量最大，两个排气分通道2的排气汇入方向于气缸的顶面的投影之间的夹角为θ；排气分通道2内的气体沿排气汇集方向流入排气主通道1，两个排气分通道2的排气汇集方向于气缸的顶面的投影之间的夹角为ω；θ＞ω。如此设置，可使涡旋区6尽可能地向左右两侧偏转，从而涡旋区6可以尽可能远离内侧脊线7，降低其对排气的影响。优选地，排气汇入方向于气缸顶面的投影位和对称面重合。

可选地，2.6≤θ/ω≤3.2。本实施例中，40°≤θ≤80°；15°≤ω≤25°。如此设置，涡旋区6对内侧脊线7的排气连续性的干扰程度将达到最低。

可选地，如图6，排气主通道1具有将气体排出的排气出口9，排气出口9呈圆形。便于排气出口9和排气管连接，同时可保证具有较高的密封可靠性。

可选地，排气出口9的面积与排气入口3的面积的比值为n，0.7≤n≤0.8。如此能够保证排气管排气的效果最好。

本实施例还提供一种发动机总成，包括上述方案中的气缸盖。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种气缸盖，具有进气道和排气道，所述排气道包括排气主通道(1)和两个排气分通道(2)，两个所述排气分通道(2)均和所述排气主通道(1)连通，所述排气分通道(2)具有用于和气缸连通的排气入口(3)，所述排气入口(3)的侧壁设置有导流圆角(4)；所述导流圆角(4)于气缸顶面的投影，一部分位于所述气缸的圆周范围(5)内，另一部分位于所述气缸的圆周范围(5)外且形成涡旋区(6)；其特征在于：

两个所述排气分通道(2)关于平面S1左右对称设置，所述平面S1与所述气缸的中心线重合，且所述平面S1垂直于两个所述排气入口(3)的中心的连线；

所述排气分通道(2)具有导向中心线，所述排气分通道(2)关于经过所述导向中心线的对称面S2对称设置，所述对称面S2与所述排气分通道(2)的侧壁相交于内侧脊线(7)和外侧脊线(8)，两个所述对称面S2均位于两个所述涡旋区(6)之间，所述外侧脊线(8)和所述内侧脊线(7)与所述气缸的顶面的交点位于所述气缸的圆周范围(5)内；

所述排气分通道(2)具有排气汇入方向和排气汇集方向，当所述气缸内的气体进入所述排气入口(3)时，在所述排气汇入方向上的气体的流量最大；所述排气分通道(2)内的气体沿所述排气汇集方向流入所述排气主通道(1)；

两个所述排气分通道(2)的排气汇入方向于所述气缸的顶面的投影之间的夹角为θ；两个所述排气分通道(2)的排气汇集方向于所述气缸的顶面的投影之间的夹角为ω；θ＞ω。

2.根据权利要求1所述的气缸盖，其特征在于，2.6≤θ/ω≤3.2。

3.根据权利要求2所述的气缸盖，其特征在于，40°≤θ≤80°；15°≤ω≤25°。

4.根据权利要求1所述的气缸盖，其特征在于，所述排气主通道(1)具有将气体排出的排气出口(9)，所述排气出口(9)呈圆形。

5.根据权利要求4所述的气缸盖，其特征在于，所述排气出口(9)的面积与所述排气入口(3)的面积的比值为n，0.7≤n≤0.8。

6.根据权利要求1所述的气缸盖，其特征在于，所述气缸盖具有相对设置的进气侧侧壁(10)和排气侧侧壁(11)，所述进气道包括进气主通道和两个进气分通道，两个所述进气分通道均和所述进气主通道连通，所述进气分通道具有用于和气缸连通的进气出口(12)，两个所述进气出口(12)的中心的连线平行于所述进气侧侧壁(10)。

7.根据权利要求6所述的气缸盖，其特征在于，两个所述排气入口(3)的中心的连线平行于所述排气侧侧壁(11)。

8.根据权利要求7所述的气缸盖，其特征在于，两个所述排气入口(3)的中心的连线与所述排气侧侧壁(11)之间的间距为L，所述气缸的缸径为D，L/D≥0.8。

9.一种发动机总成，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的气缸盖。

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