CN116006349A - 一种内燃机密封结构、内燃机及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种内燃机密封结构、内燃机及汽车，该内燃机密封结构包括气缸本体、气缸盖、活塞和气缸垫，气缸盖安装于气缸本体上，且气缸盖的侧壁向靠近气缸本体的方向延伸，且气缸本体的侧壁向远离气缸盖的方向收缩，以使气缸盖内形成用于活塞可轴向运动的空间，气缸垫的安装位置低于活塞头部所能达到的最高位置。当活塞向靠近气缸盖的方向运动到止点时，燃烧室内的压力和温度是最高的，但无法作用在气缸垫上，当活塞的头部下移一段距离对外做功，气体才会作用在气缸垫上，因此，降低了气缸垫所受的机械应力和热应力，改善了气缸垫的工作环境，增加了气缸垫密封的可靠性，不会大幅增加生产成本。

Description

一种内燃机密封结构、内燃机及汽车

技术领域

本发明涉及汽车零部件技术领域，具体而言，涉及一种内燃机密封结构、内燃机及汽车。

背景技术

随着内燃机的功率越来越大，压缩比越来越大，燃烧爆发压力也越来越大，气缸垫的工作环境也越来越恶劣，气缸垫的密封性能受到严重影响。目前主要是通过增加气缸垫层数来增加其密封性能，但这会造成结构复杂和成本升高。其次是通过加宽加强筋的做法，使其密封高压燃气或润滑油的能力提高，但是往往两者不能兼顾，一方的密封性能增加，势必会造成另一方的密封性能降低，所以需要不断地进行试验验证以达到平衡，需要花费很大的人力、财力和物力，更是造成开发周期的不可控，也易造成上市后产品的可靠性不可控。

发明内容

本发明解决的问题是如何在不大幅增加成本的前提下，增加气缸垫的密封性。

为解决上述问题，本发明提供一种内燃机，其包括气缸本体、气缸盖、活塞和气缸垫，所述气缸盖安装于所述气缸本体上，且所述气缸盖的侧壁向靠近所述气缸本体的方向延伸，且所述气缸本体的侧壁向远离所述气缸盖的方向收缩，以使所述气缸盖内形成用于所述活塞可轴向运动的空间，所述气缸垫的安装位置低于所述活塞头部所能达到的最高位置。

本发明实施例的技术效果为：气缸盖可以安装于气缸本体上，并且气缸盖可以向靠近气缸本体的方向延伸预设距离，气缸本体可以配合性向远离气缸盖的方向收缩预设距离，使得气缸盖与气缸本体的整体结构不变，并且气缸盖与气缸本体的接合面向下方移动了预设距离，这样相当于气缸盖内可以形成用于容纳活塞做轴向运动的空间，气缸垫可以安装于气缸盖与气缸本体的接合处，活塞的头部可以运动至接合面的上方。当活塞向靠近气缸盖的方向运动到止点时，活塞的头部插设于气缸盖内，此时气缸盖与活塞的头部所组成的燃烧室内的燃烧混合气体的压力和温度是最高的，但这些高温高压气体此时无法直接作用在气缸盖和气缸本体的结合处，即无法直接作用在气缸垫上，只有当活塞的头部下移一段预设距离至与气缸盖和气缸本体的结合处平齐时，气体才会作用在气缸垫上，而此时燃烧室内的燃烧混合气体已经做功消耗了大量内能，使燃烧室内混合气体的温度和压力都大大降低，因此，在不改变其他零部件(包括气缸垫)的前提下，降低了气缸垫所受的机械应力和热应力，改善了气缸垫的工作环境，增加了气缸垫密封的可靠性，并且不会大幅增加生产成本。

优选地，所述气缸盖靠近所述气缸本体的一端设有凹槽结构，所述凹槽结构用于容纳至少部分所述活塞，所述气缸本体的内部设有腔体结构，所述凹槽结构与所述腔体结构连通，所述活塞可活动地设置于所述腔体结构内。

优选地，所述活塞靠近所述气缸盖的一端设有倒角结构。

优选地，所述凹槽结构的内侧壁设置有与所述倒角结构相互配合的接触面结构。

优选地，在所述气缸盖与所述气缸本体连接处，所述凹槽结构的尺寸等于所述腔体结构的尺寸。

优选地，所述内燃机密封结构还包括气密环，所述气密环设置于所述活塞和所述气缸本体的内侧壁之间，且所述气密环套设于所述活塞。

优选地，多个所述气密环沿所述气缸本体的高度方向间隔套设于所述活塞上，且多个所述气密环均位于所述气缸盖与所述气缸本体连接处的下方。

优选地，所述活塞的侧壁上设有安装槽，所述安装槽沿所述活塞的圆周方向延伸设置，所述气密环安装于所述安装槽。

本发明还提供一种内燃机，其包括如上所述的内燃机密封结构。

本发明所述内燃机与所述内燃机密封结构的有益效果相同，这里不再赘述。

本发明还提供一种汽车，其包括如上所述的内燃机。

本发明所述汽车与所述内燃机密封结构的有益效果相同，这里不再赘述。

附图说明

图1为本发明实施例的一种内燃机密封结构的结构示意图；

附图标记说明：

1、气缸本体；11、腔体结构；2、气缸盖；21、凹槽结构；22、接触面结构；3、活塞；31、倒角结构；4、气缸垫；5、气密环。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

参见图1所示，为本发明实施例的一种内燃机密封结构，其包括气缸本体1、气缸盖2、活塞3和气缸垫4，所述气缸盖2安装于所述气缸本体1上，且所述气缸盖2的侧壁向靠近所述气缸本体1的方向延伸，且所述气缸本体1的侧壁向远离所述气缸盖2的方向收缩，以使所述气缸盖2内形成用于所述活塞3可轴向运动的空间，所述气缸垫4的安装位置低于所述活塞3的头部所能达到的最高位置。

具体地，在常规的结构中，当活塞3向靠近气缸盖2的方向运动到最大行程时，活塞3的头部始终维持在气缸本体1内，此时燃烧室内的燃烧混合气体的压力和温度是处于最高水平，而这些高温高压气体可以直接作用在气缸盖2和气缸本体1的结合处，即直接作用在气缸垫4上，使气缸垫4既受高压气体冲击力，又受高温气体的热冲击，久而久之，易造成气缸垫4密封失效。

在本发明实施例中，内燃机密封结构可以包括气缸本体1、气缸盖2、活塞3和气缸垫4，气缸盖2可以安装于气缸本体1上，气缸盖2的侧壁可以向靠近气缸本体1的方向延伸预设距离，即气缸盖2与气缸本体1连接的一端延伸了预设距离，同时，气缸本体1可以配合性地向远离气缸盖2的方向收缩预设距离，即气缸本体1与气缸盖2连接的一端收缩了预设距离，使得当气缸盖2安装于气缸本体1上时，气缸盖2和气缸本体1形成的整体结构不变，只是气缸盖2与气缸本体1的接合面向下方移动了预设距离，优选地，预设距离可以为活塞3的第一道环岸的高度。

活塞3可以设置于气缸本体1内，并且由于气缸盖2延伸了预设距离而气缸本体1收缩的预设距离，使得气缸盖2内可以形成用于容纳活塞3做轴向运动的空间，从而活塞3的头部可以运动至气缸盖2内，更清楚而言，活塞3的头部可以运动至接合面的上方，气缸垫4可以设置于气缸盖2和气缸本体1之间，即气缸垫4设置于接合面上。本实施例中，活塞3可以沿气缸本体1的高度方向移动，图1中的Z轴方向为气缸本体1的高度方向。

经过上述结构改进后，当活塞3向靠近气缸盖2的方向运动到止点时，即活塞3向靠近气缸盖2的方向运动到最大行程时，活塞3的头部插设于气缸盖2内，此时气缸盖2与活塞3的头部所组成的燃烧室内的燃烧混合气体的压力和温度是最高的，但这些高温高压气体此时无法直接作用在气缸盖2和气缸本体1的结合处，即无法直接作用在气缸垫4上，只有当活塞3的头部下移一段预设距离至与气缸盖2和气缸本体1的结合处平齐时，气体才会作用在气缸垫4上，而此时燃烧室内的燃烧混合气体已经做功消耗了大量内能，使燃烧室内混合气体的温度和压力都大大降低。

因此，在不改变其他零部件(包括气缸垫4)的前提下，降低了气缸垫4所受的机械应力和热应力，改善了气缸垫4的工作环境，增加了气缸垫4密封的可靠性，并且不会大幅增加生产成本。

参见图1所示，在一些实施例中，所述气缸盖2靠近所述气缸本体1的一端设有凹槽结构21，所述凹槽结构21用于容纳至少部分所述活塞3，所述气缸本体1的内部设有腔体结构11，所述凹槽结构21与所述腔体结构11连通，所述活塞3可活动地设置于所述腔体结构11内。

具体地，气缸盖2靠近气缸本体1的一端可以设有凹槽结构21，本实施例中，凹槽结构21的结构为类似于圆锥体的结构，并且凹槽结构21的开口端向靠近气缸本体1的一端延伸预设距离，使得凹槽结构21有足够的空间可以供活塞3插设。

气缸本体1的内部可以设有腔体结构11，腔体结构11的形状为类似圆柱体的结构，并且腔体结构11可以与凹槽结构21的开口端连通，使得腔体结构11和凹槽结构21可以形成一个移动通道用于供活塞3移动，可以方便活塞3在气缸本体1和气缸盖2内移动。

参见图1所示，在一些实施例中，所述活塞3靠近所述气缸盖2的一端设有倒角结构31。

具体地，活塞3靠近气缸盖2的一端可以设有倒角结构31，更清楚而言，可以对活塞3头部的边缘进行倒角处理从而形成倒角结构31，在不增加活塞3与气缸本体1内壁之间的间隙体积的前提下，可以减小活塞3头部边缘的机械应力和热应力集中，从而提高了活塞3寿命和工作安全性。

参见图1所示，在一些实施例中，所述凹槽结构21的内侧壁设置有与所述倒角结构31相互配合的接触面结构22。

具体地，凹槽结构21的内侧壁设置有与倒角结构31相互配合的接触面结构22，即气缸盖2的内侧壁上设置有接触面结构22，接触面结构22具有倾斜设置的斜面，该斜面与倒角结构31的倾斜方向相同，使得接触面结构22可以用于与活塞3边缘的倒角结构31相互配合。

当活塞3移动至气缸盖2内时，活塞3的边缘与气缸盖2的内侧壁之间的间隙体积不会增大，避免混合气体由于存在于狭缝中，而不能够完全燃烧，甚至是不燃烧，而增加碳氢和一氧化碳等排放污染物，通过设置接触面结构22可以减少污染物的排放。

参见图1所示，在一些实施例中，在所述气缸盖2与所述气缸本体1连接处，所述凹槽结构21的尺寸等于所述腔体结构11的尺寸。

具体地，在气缸盖2与气缸本体1的连接处，凹槽结构21的尺寸可以等于腔体结构11的尺寸，使得凹槽结构21的开口端和腔体结构11连通得更加顺滑，即凹槽结构21和腔体结构11可以形成一个顺滑的通道，使得活塞3可以更顺畅地从腔体结构11移动至凹槽结构21内，可以方便活塞3移动。

参见图1所示，在一些实施例中，所述内燃机密封结构还包括气密环5，所述气密环5设置于所述活塞3和所述气缸本体1的内侧壁之间，且所述气密环5套设于所述活塞3。

具体地，内燃机密封结构还可以包括气密环5，气密环5可以设置于活塞3和气缸本体1的内侧壁之间，并且气密环5可以套设于活塞3上，气密环5可以增加活塞3与气缸本体1的内侧壁之间的气密性，使得活塞3在移动的过程中，活塞3的头部与气缸盖2组成的燃烧室始终能保持密封状态，从而避免燃烧室内的气体泄漏，使混合气体在燃烧室内完全燃烧。

参见图1所示，在一些实施例中，多个所述气密环5沿所述气缸本体1的高度方向间隔套设于所述活塞3上，且多个所述气密环5均位于所述气缸盖2与所述气缸本体1连接处的下方。

具体地，内燃机密封结构还可以包括多个气密环5，多个气密环5可以沿气缸本体1的高度方向间隔套设于活塞3上，本实施例中，可以包括两个气密环5，可以将两个气密环5分别定义为第一气密环5和第二气密环5，第一气密环5和第二气密环5可以位于气缸盖2与气缸本体1连接处的下方。

更清楚而言，当活塞3朝向靠近气缸盖2的方向移动至最大行程时，第一气密环5和第二气密环5始终位于气缸盖2与气缸本体1连接处的下方，即第一气密环5和第二气密环5始终位于气缸盖2与气缸本体1连接处靠近气缸本体1的一侧，可以避免气密环5移动至气缸盖2内，造成气密环5被挤压破坏，从而导致燃烧室内的气体泄漏。

参见图1所示，在一些实施例中，所述活塞3的侧壁上设有安装槽，所述安装槽沿所述活塞3的圆周方向延伸设置，所述气密环5安装于所述安装槽。

具体地，活塞3的侧壁上可以设有安装槽，安装槽可以沿活塞3的圆周方向延伸设置，并且安装槽可以环绕活塞3一圈，气密环5可以安装于安装槽内，使得气密环5可以牢固地安装于活塞3上，并且安装槽还可以起到限位的作用，使得气密环5可以随着活塞3一起移动，进一步增加气密环5的密封性能。

本发明另一实施例的一种内燃机，其包括如上所述的内燃机密封结构。

具体地，气缸盖2的顶部设有气门，并且气缸盖2设有第一水套，气缸本体1设有第二水套，第一水套和第二水套连通，第一水套和第二水套均是沿气缸本体1的高度方向延伸设置，活塞3设置于气缸本体1内，并且活塞3通过连杆与其他部件连接。

本发明另一实施例的一种汽车，其包括如上所述的内燃机。

虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种内燃机密封结构，其特征在于，包括气缸本体(1)、气缸盖(2)、活塞(3)和气缸垫(4)，所述气缸盖(2)安装于所述气缸本体(1)上，且所述气缸盖(2)的侧壁向靠近所述气缸本体(1)的方向延伸，且所述气缸本体(1)的侧壁向远离所述气缸盖(2)的方向收缩，以使所述气缸盖(2)内形成用于所述活塞(3)可轴向运动的空间，所述气缸垫(4)的安装位置低于所述活塞(3)的头部所能达到的最高位置。

2.根据权利要求1所述的内燃机密封结构，其特征在于，所述气缸盖(2)靠近所述气缸本体(1)的一端设有凹槽结构(21)，所述凹槽结构(21)用于容纳至少部分所述活塞(3)，所述气缸本体(1)的内部设有腔体结构(11)，所述凹槽结构(21)与所述腔体结构(11)连通，所述活塞(3)可活动地设置于所述腔体结构(11)内。

3.根据权利要求2所述的内燃机密封结构，其特征在于，所述活塞(3)靠近所述气缸盖(2)的一端设有倒角结构(31)。

4.根据权利要求3所述的内燃机密封结构，其特征在于，所述凹槽结构(21)的内侧壁设置有与所述倒角结构(31)相互配合的接触面结构(22)。

5.根据权利要求2所述的内燃机密封结构，其特征在于，在所述气缸盖(2)与所述气缸本体(1)连接处，所述凹槽结构(21)的尺寸等于所述腔体结构(11)的尺寸。

6.根据权利要求1所述的内燃机密封结构，其特征在于，还包括气密环(5)，所述气密环(5)设置于所述活塞(3)和所述气缸本体(1)的内侧壁之间，且所述气密环(5)套设于所述活塞(3)。

7.根据权利要求6所述的内燃机密封结构，其特征在于，多个所述气密环(5)沿所述气缸本体(1)的高度方向间隔套设于所述活塞(3)上，且多个所述气密环(5)均位于所述气缸盖(2)与所述气缸本体(1)连接处的下方。

8.根据权利要求6所述的内燃机密封结构，其特征在于，所述活塞(3)的侧壁上设有安装槽，所述安装槽沿所述活塞(3)的圆周方向延伸设置，所述气密环(5)安装于所述安装槽。

9.一种内燃机，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的内燃机密封结构。

10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求9所述的内燃机。

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