CN1966964A

CN1966964A - 一种发动机气缸盖

Info

Publication number: CN1966964A
Application number: CN 200510022100
Authority: CN
Inventors: 袁志远; 辛中杰
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2005-11-14
Filing date: 2005-11-14
Publication date: 2007-05-23

Abstract

一种发动机气缸盖，包括装有流动冷却液的冷却内腔，所述内腔一侧设有进气门座，另外一侧设有排气门座，在所述内腔中固定有档体，档体位于进气门座和排气门座之间，所述档体引导内腔中流动的冷却液流向排气门座。通过增加档体，有效地将内腔中流动的冷却液导向排气门座，增强了排气门座的冷却，降低了排气门座的温度；档体相当于在发动机燃烧室的顶部增加肋片，帮助发动机燃烧室顶部散热，降低了燃烧室的温度，降低了气缸盖底部的温度；将冷却水流集中在排气侧，尽量不在进气侧，提高了单位质量冷却水的冷却效率，节省了水泵的能量，通过有效地对发动机气缸盖进行冷却降温，本发明还可延长发动机气缸盖的寿命，提高整个发动机的可靠性。

Description

一种发动机气缸盖

【技术领域】

本发明涉及一种发动机气缸盖，特别涉及一种包括冷却水腔的发动机气缸盖。

【背景技术】

发动机是将燃料的化学能转化为机械能的装置，发动机的气缸盖密封气缸，与活塞顶部一起组成燃烧室。在气缸内部，燃料周期性燃烧形成高温高压燃气使得气缸盖承受很大的交变机械负荷和交变热负荷。由于燃烧室顶部直接接触燃料的燃烧火焰，高温燃气做功后的高温尾气经排气道周期性的排出，因而燃烧室顶部和排气道附近的温度很高，成为整个气缸盖的“热点”；相反，流经进气道内部的是常温常压的新鲜空气或空气燃料混合气，故进气道附近温度并不是很高。因此，在气缸盖进气道、排气道之间的区域会形成很大的温度梯度，产生很大的热应力，导致气缸盖整体的强度和刚度性能下降，严重影响气缸盖的使用寿命。极端情况下，散热严重不良，使得高温部位热量积累严重，局部温度过高，超过允许的温度，气缸盖机械性能急剧下降，无法承受燃烧后气体的高压，最终导致气缸盖破裂或爆裂，酿成事故。

因此，强化这些高温部位的冷却，对延长气缸盖的使用寿命乃至提高整个发动机的可靠性都很有益处。现有的气缸盖如图1、图2所示，冷却水从分散在各气缸周围、气缸盖底部的小孔40流进气缸盖内腔，同时冷却其流经的进气门座2、排气门座3和燃烧室顶部，逐渐汇流，最后从气缸盖的一端流出气缸盖内腔。为了减小气缸盖进气道、排气道之间形成的温度梯度，在进气门座下面设有一个进气侧水道7，而在排气门座上、下各设有一个排气侧水道8，且横截面积都比进气侧的大。这样，能保证流体的纵向流动，使得排气侧的冷却水流量和有效换热面积都比进气侧的大，确保排气侧较进气侧有更大的冷却强度，在一定程度上加强了排气侧的冷却。但是，此种气缸盖仍存在不足之处，主要表现为冷却水流只能从两侧冷却进、排气门，未能更有效的利用冷却水腔中的水流，气缸盖中部高温部位没有得到很好的冷却，冷却效果不是很好。

【发明内容】

本发明克服了现有技术的缺点，提供了一种优化内腔冷却水道结构的气缸盖，更有效的利用冷却水腔中的水流对排气门座进行冷却。

本发明的技术方案概述如下：沿着气缸盖内冷却水的流向，在第一个气缸之后的每个气缸的进气门侧，各增加一个档体，档体的顶部位于进气门座上，顺着水流方向，朝下一气缸的排气门座方向斜向延伸至冷却水腔的中部附近。

每个档体的长度都不相同，沿着冷却水流的流向，档体的长度依次缩短，档体的末端距下一气缸排气门座的距离依次增大。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过增加档体，有效地将内腔中流动的冷却液导向排气门座，增强了排气门座的冷却，降低了排气门座的温度；档体相当于在发动机燃烧室的顶部(气缸盖内腔的底部各个气缸对应的区域)增加肋片，帮助发动机燃烧室顶部散热，降低了燃烧室的温度，降低了气缸盖底部的温度；将冷却水流集中在排气侧，尽量不在进气侧，提高了单位质量冷却水的冷却效率，节省了水泵的能量，通过有效地对发动机气缸盖进行冷却降温，本发明还可延长发动机气缸盖的寿命，提高整个发动机的可靠性。

【附图说明】

图1为普通气缸盖的纵剖面示意图；

图2为普通气缸盖的横剖面示意图；

图3为本发明气缸盖内部冷却水道的结构示意图；

图4为本发明纵剖面图。

【具体实施方式】

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。

如图3、图4所示，沿着气缸盖内冷却水流的流向(图示方向从右向左)，在出最后一个气缸外的每个气缸上各增加一个档体，档体的顶部位于进气门座上，顺着水流方向，朝下一气缸的排气门座方向斜向延伸至冷却水腔的中部附近。

每个档体的高度相同，均为20mm。每个档体的轮廓线形状各不相同，应尽量减小其所处位置的水流流动阻力。每个档体的长度都不相同，沿着冷却水流的流向，档体的长度依次缩短，档体的末端距下一气缸排气门座的距离依次增大。第三档体1A的头部位于第三进气门座2A上，其长度最短，为20mm，其末端距离第四排气门座3A最远，为26mm，所以第三档体1A与第一排气门座3A之间空隙最大，冷却水流的流动阻力也就相对最小。第二档体1B的顶部位于第二进气门座2B上，其长度次之，为29mm，其末端与第三排气门座3B之间的距离也相对小些，为17mm，冷却水流的流动阻力相对大些。第一档体1C的顶部位于第一进气门座24上，长度最长，为31mm，末端距离第二排气门座3C的距离最小为15mm，与排气门座之间的空隙最小，冷却水流的流动阻力相对最大。

冷却水经水泵加压后，通过气缸体一侧的冷却液流入通道43流入气缸盖冷却水腔。沿着水道流动的同时，部分水流通过与缸体水腔连接的许多小孔40向下流入缸体水腔，部分水流从缸体另一侧的冷却液流出通道41流入缸体水腔，最后全部流出冷却水腔，流入到缸体水腔。增加档体后，进气侧的冷却水流变得很小，档体把原来进气门附近的冷却水流导向排气侧排气门座附近，有效的扰动了排气门座表面的边界层，增强了其表面附近流体的流动，进而增强了排气门座的换热，更有效的降低了排气门座的温度。

而且，气缸盖的底部部分区域相当于燃烧室的顶部，档体相当于是从燃烧室顶部开始伸出的，也就相当于在燃烧室外侧加了一根肋片，增大散热面积，能够帮助燃烧室顶部热量散出，降低燃烧室顶部的温度，增强燃烧室顶部的热交换，有效降低了气缸盖高温部位的温度和发动机燃烧室的温度。

冷却水沿着冷却水道逐渐流入气缸体水腔，并且受到流动阻力的影响，冷却水的流速会逐渐降低，流量会逐渐减小。为了保证各气缸附近冷却水的流动均匀，进而保证换热均匀，依据流体和换热理论，就应当降低低速区的流动阻力，使低速区的流动和换热尽可能增强。本发明档体的长度沿着冷却水道依次缩短，档体末端与排气门座的间隙逐渐增大就降低了低速区的流动阻力，使低速区的流动和换热尽可能增强。

Claims

1.一种发动机气缸盖，包括装有流动冷却液的冷却内腔，所述内腔一侧设有进气门座，另外一侧设有排气门座，其特征在于：在所述内腔中固定有档体，档体位于进气门座和排气门座之间，所述档体引导内腔中流动的冷却液流向排气门座。

2.根据权利要求1所述的发动机气缸盖，其特征在于：所述档体从进气门座开始并固定于进气门座上，向排气门座方向延伸，在离排气门座还有一段距离时结束。

3.根据权利要求1或2所述的发动机气缸盖，其特征在于：档块底部固定于气缸盖冷却水腔的底部。

4.根据权利要求1或2所述的发动机气缸盖，其特征在于：所述进气门座、排气门座和档体为多个。

5.根据权利要求4所述的发动机气缸盖，其特征在于：所述档体末端与下一个排气门座之间的距离逐渐变大。

6.根据权利要求5所述的发动机气缸盖，其特征在于：所述档体的长度沿冷却液的流动方向依次减小，所述档体高度相同。

7.根据权利要求1或2所述的发动机气缸盖，其特征在于：所述档体顺着水流方向朝下一气缸的排气门座方向斜向延伸至内腔的中部。