CN202832822U - 一种柴油发动机气缸盖 - Google Patents

Abstract

一种柴油发动机气缸盖，用于解决提高柴油发动机气缸盖强度及降低CO₂排放问题。所述气缸盖包括底壁与周围壁，底壁下表面为气缸盖密封面，在密封面上并排设置四组分别对应发动机各气缸的进、排气结构，特别之处是：各组进、排气结构分别由两个并排设置的进气口和两个并排设置的排气口组成，进气口、排气口上下平行设置，在进气口、排气口中心设有供油机构中心孔，在各组进、排气结构周边设有四个紧固件通孔，两条连接位于对角上两个紧固件通孔连线的交点与供油机构中心孔的圆心重合。本实用新加强了缸间的冷却效果，减少了气缸盖在交变热应力和机械应力作用下所引起的热疲劳和机械疲劳；进、排气口平行布置，使换气损失减少，具有优越的排放特性。

Description

一种柴油发动机气缸盖

技术领域

本实用新型涉及一种发动机部件，特别是柴油发动机气缸盖，属发动机技术领域。

背景技术

柴油机与汽油机相比，具有动力性和经济性的优势，但是在排放性方面较差。现有柴油发动机大多数喷油系统简单，喷油压力低，气道涡流比较小，柴油雾化效果差、燃烧不充分，导致功率和排放水平较低。同时中小型柴油机的爆发压力普遍较低，限制了其功率扭矩的提高。当今环保和节能越来越引起人们的重视，导致排放法规的日益收紧以及技术性能的不断提高，迫使柴油机应用新技术和新方法对基础发动机的热负荷和机械负荷进行提高，这对柴油发动机的设计和开发提出了巨大挑战，柴油发动机气缸爆发压力随着功率的升高而不断增加，气缸盖的设计是其中的关键技术之一。发动机燃烧性能与气缸盖上进气口、排气口、喷油器、冷却液通道的位置有很强的关联性，同时气缸盖的强度也成为爆压提高的一个瓶颈技术。目前，柴油发动机气缸盖存在的主要问题有：气缸盖结构体积大，强化程度较低，无法承受大功率和扭矩的输出；油耗高，排放基本上仍处于国Ⅳ水平。因此亟需对现有柴油发动机气缸盖结构进行改进设计。

实用新型内容    

本实用新型用于解决上述已有技术之缺陷，提供一种结构紧凑、强度和刚度高的柴油发动机气缸盖。

本实用新型所称问题是通过以下技术方案解决的：

一种柴油发动机气缸盖，包括底壁与周围壁，底壁下表面为气缸盖密封面，在密封面上并排设置四组分别对应发动机各气缸的进、排气结构，特别之处是：所述各组进、排气结构分别由两个并排设置的进气口和两个并排设置的排气口组成，进气口、排气口上下平行设置，在进气口、排气口中心设有供油机构中心孔，在各组进、排气结构周边设有四个紧固件通孔，两条连接位于对角上两个紧固件通孔连线的交点与供油机构中心孔的圆心重合。

上述柴油发动机气缸盖，所述各组进、排气结构周边分布第一冷却液通道、第二冷却液通道、第三冷却液通道、第四冷却液通道，在相邻两组进、排气结构之间分布第五冷却液通道和第六冷却液通道。

上述柴油发动机气缸盖，所述各组进、排气结构的进气口中心相对于供油机构中心孔圆心的横向距离M1为20.2mm～20.8mm，纵向距离L1为15mm～15.7mm；各组进、排气结构的排气口中心相对于供油机构中心孔圆心的横向距离M2为17.5mm～18.3mm，纵向距离L2为18.9mm～19.4mm。

上述柴油发动机气缸盖，所述各组进、排气结构中第一冷却液通道、第二冷却液通道、第三冷却液通道、第四冷却液通道的内边界，要小于与各组进、排气结构周边四个紧固件通孔相切形成的圆形边界。

上述柴油发动机气缸盖，所述周围壁相对底壁周边矗立，在周围壁内设有横向壁和纵向壁，横向壁沿气缸盖中心面位置设置，纵向壁将周围壁与横向壁衔接并设有承载各凸轮轴轴颈的圆弧槽。

本实用新型针对提高柴油发动机气缸盖强度及降低CO₂排放问题对其进行了改进设计，其主要特点如下：1. 体积小，结构紧凑，强度和刚度大。针对进、排气口的热膨胀引起的圆度不足进行了着重的设计，加强了缸间的冷却效果，减少了气缸盖在交变热应力和机械应力作用下所引起的热疲劳和机械疲劳，可承受由较高的爆发压力所引起的热疲劳和机械疲劳。2. 气缸盖进、排气口平行布置，在获得均匀刚度的同时有效降低发动机油耗和CO₂排放。与同缸径柴油机相比，此结构可以使气门流通面积增加15%左右，使换气损失减少，充气效率提高，更为有效地组织油气混合和燃烧，具有优越的排放特性。3. 采用合理的冷却液通道配置，有效缓解紧固螺栓位置所造成的热膨胀约束，防止由于热膨胀过大引起的进排气口泄露燃气混合物的情况的发生，满足现代发动机高强度和高热负荷要求。

附图说明

图1是本实用新型示意图（气缸盖密封面）；

图2本实用新型立体图。

附图中标号如下：1.底壁，2. 紧固件通孔，3. 第一冷却液通道，4.第二冷却液通道，5.排气口，6. 供油机构中心孔，7.进气口，8.第三冷却液通道，9.第四冷却液通道，10. 第五冷却液通道，11. 第六冷却液通道，12.燃烧室位置，13.圆形边界，14.周围壁，15.横向壁，16.纵向壁，17.圆弧槽。

具体实施方式

参看图1、图2，本实用新型包括底壁1与周围壁14，底壁下表面为气缸盖密封面，周围壁14相对底壁周边矗立，并且在其内部限制了一定空间，在该空间内可包含如下部件：用于燃烧室换气的进气阀和排气阀，以及与所述阀门相邻的摇臂和凸轮轴。在周围壁内设有横向壁15和纵向壁16，横向壁沿气缸盖中心面位置设置，纵向壁将周围壁与横向壁衔接，并设有承载各凸轮轴轴颈的圆弧槽17。

参看图1，在所述气缸盖密封面上并排设置四组进、排气结构，各组进、排气结构分别对应发动机的各气缸。各组进、排气结构由两个并排设置的进气口7和两个并排设置的排气口5组成，进气口、排气口上下平行设置，在进气口、排气口中心设有供油机构中心孔6。各组进、排气结构的进气口7的中心相对于供油机构中心孔圆心的横向距离M1为20.2mm～20.8mm，纵向距离L1为15mm～15.7mm；各组进、排气结构的排气口中心相对于供油机构中心孔圆心的横向距离M2为17.5mm～18.3mm，纵向距离L2为18.9mm～19.4mm。进、排气口的上述布置，使气缸盖在获得均匀刚度的同时，可提高气门流通面积，有效降低发动机油耗和CO₂排放。

仍参看图1，整个气缸盖上的紧固件通孔不少于10个，通过紧固螺栓将气缸盖固定在缸体上。在各组进、排气结构周边设有四个紧固件通孔2，两条连接位于对角上两个紧固件通孔连线的交点与供油机构中心孔6的圆心重合，以保证供油机构中心孔周围受燃气压力作用时周围承受相同的密封载荷。各组进、排气结构周边分布第一冷却液通道3、第二冷却液通道4、第三冷却液通道8、第四冷却液通道9，上述四个冷却液通道的内边界，要小于与各组进、排气结构周边四个紧固件通孔2相切形成的圆形边界13。在相邻两组进、排气结构之间分布第五冷却液通道10和第六冷却液通道11。气缸盖密封面对应燃烧室位置12处，由于暴露在高温燃气中而温度升高，进而进、排气口周围的温度升高，在燃烧室周围布置的紧固件通孔2，受到高温作用会受热膨胀。相对来说自供油机构中心孔6至四周的变形量基本上是相同的。如果进、排气口变形量不同，其口部将使其圆度不足，发生此情况，进排气阀的密封性就会恶化，严重时在压缩行程将使未燃的混合物从进排气阀泄露出去，从进气阀回流会严重影响空燃比的控制精度，如果从排气阀流出，废气中的HC含量就会升高，从而使排气性能恶化。本实用新型所述气缸盖在燃烧室位置12的周围布置了第一冷却液通道3、第二冷却液通道4、第三冷却液通道8、第四冷却液通道9，当进气口7和排气口5周围热膨胀时，通过上述四条冷却液通道可以缓解紧固件通孔2内紧固螺栓所造成的热膨胀约束，防止由于热膨胀过大引起的进排气口泄露燃气混合物的情况的发生。设置在相邻两组进、排气结构之间的第五冷却液通道10和第六冷却液通道11可将冷却水导入气缸盖，大幅度提高气缸盖抗疲劳性能。

Claims (5)

1.一种柴油发动机气缸盖，包括底壁（1）与周围壁（14），底壁下表面为气缸盖密封面，在密封面上并排设置四组分别对应发动机各气缸的进、排气结构，其特征在于：所述各组进、排气结构分别由两个并排设置的进气口（7）和两个并排设置的排气口（5）组成，进气口、排气口上下平行设置，在进气口、排气口中心设有供油机构中心孔（6），在各组进、排气结构周边设有四个紧固件通孔，两条连接位于对角上两个紧固件通孔连线的交点与供油机构中心孔的圆心重合。

2.根据权利要求1所述的柴油发动机气缸盖，其特征在于：所述各组进、排气结构周边分布第一冷却液通道（3）、第二冷却液通道（4）、第三冷却液通道（8）、第四冷却液通道（9），在相邻两组进、排气结构之间分布第五冷却液通道（10）和第六冷却液通道（11）。

3.根据权利要求2所述的柴油发动机气缸盖，其特征在于：所述各组进、排气结构的进气口（7）中心相对于供油机构中心孔圆心的横向距离M1为20.2mm～20.8mm，纵向距离L1为15mm～15.7mm；各组进、排气结构的排气口（5）中心相对于供油机构中心孔圆心的横向距离M2为17.5mm～18.3mm，纵向距离L2为18.9mm～19.4mm。

4.根据权利要求3所述的柴油发动机气缸盖，其特征在于：所述各组进、排气结构中第一冷却液通道（3）、第二冷却液通道（4）、第三冷却液通道（8）、第四冷却液通道（9）的内边界，要小于与各组进、排气结构周边四个紧固件通孔（2）相切形成的圆形边界（13）。

5.根据权利要求4所述的柴油发动机气缸盖，其特征在于：所述周围壁（14）相对底壁周边矗立，在周围壁内设有横向壁（15）和纵向壁（16），横向壁沿气缸盖中心面位置设置，纵向壁将周围壁与横向壁衔接并设有承载各凸轮轴轴颈的圆弧槽（17）。

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