CN213807878U - 一种六缸柴油机用整体四气门缸盖 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种六缸柴油机用整体四气门缸盖，所述下水套的四角处设有第一至第四共四个上水孔，下水套与进气道、排气道之间围绕四个上水孔设有等截面积的第一环形水道，喷油器铜套与中间隔板之间设有第二环形水道，水流从机体通过四个上水孔流入下水套，再经过第二环形水道流入上水套，进而在上水套中形成漫流以对进气道和排气道进行冷却；本实用新型通过设置第一环形水道并控制四个上水孔的大小，进而控制进、排气道和鼻梁区的水流流速及水流流量，使水流分布更加合理；通过设置第二环形水道，机体中的水流通过四个上水孔流入下水套，再经第二环形水套流入上水套，进而在上水套中形成漫流以对进气道和排气道进行冷却。

Description

一种六缸柴油机用整体四气门缸盖

技术领域

本实用新型涉及内燃机领域，具体的说是一种六缸柴油机用整体四气门缸盖。

背景技术

随着柴油机功率密度的提升，整体四气门缸盖直接承受更高的高温、高压燃气和缸盖螺栓预紧力的作用。交变的热应力和机械应力都很大，因此要求缸盖要有足够的刚度和强度。随着柴油机功率和排放水平的不断提升，对柴油机缸盖的强度、冷却和润滑系统的要求越来越高，为保证柴油机可靠性和耐久性，柴油机缸盖需要有足够的刚度和强度，同时要保证良好的润滑和冷却。

当前国内广泛采用的整体四气门缸盖为冷却水套不分层结构，铸造工艺简单，但缸盖强度、刚度低，无法承受较大的爆发压力，容易变形损坏。部分采用的是双层水套结构的缸盖，虽然在中间增加了隔板，提高了缸盖结构强度，但并不能合理分配上下水套水流走向和流速，造成水流分布不均，导致进、排气门和喷油器的热负荷区域的冷却效率不高。造成缸盖局部烧蚀、开裂损坏。其次，部分缸盖通过增加竖直导向筋、气道中间增加凹坑等方式来改变水流方向，虽然在一定程度上改善了冷却效果，但造成缸盖水套芯子结构复杂，增大了缸盖铸造难度。

实用新型内容

为了解决现有技术中的不足，本实用新型提供一种六缸柴油机用整体四气门缸盖，在保证缸盖强度和刚度的条件下对缸盖冷却水套结构进行设计，使缸盖内部的水流分布更加合理，提高柴油机的冷却效果，进而提高柴油机的可靠性。

为了实现上述目的，本实用新型采用的具体方案为：

一种六缸柴油机用整体四气门缸盖，包括缸盖本体，所述缸盖本体的内部设有上水套和下水套，在上水套和下水套之间设有中间隔板，所述缸盖本体的中心设有喷油器安装孔，所述的喷油器安装孔内设有喷油器铜套，所述喷油器铜套竖向贯穿上水套和下水套的中心，所述缸盖本体内围绕喷油器安装孔设有两个进气道和两个排气道，所述下水套的四角处设有第一至第四共四个上水孔，下水套与进气道、排气道之间围绕四个上水孔设有等截面积的第一环形水道，喷油器铜套与中间隔板之间设有第二环形水道，水流从机体通过四个上水孔流入下水套，再经过第二环形水道流入上水套，进而在上水套中形成漫流以对进气道和排气道进行冷却；

其中，设于下水套上的四个上水孔包括直径为a的第一上水孔、直径为b的第二上水孔、直径为c的第三上水孔、直径为d的第四上水孔，则四个上水孔的直径满足： 5mm <a<7mm、5mm<b<7mm、3mm<c<5mm、9mm<d<11mm。

进一步地，所述第一环形水道包括以第四上水孔为中心向两侧延伸的第一支道和第二支道、以第一上水孔为中心向远离第一支道方向延伸的第三支道、以第二上水孔为中心向两侧延伸的第四支道和第五支道、以第三上水孔为中心向远离第五支道方向延伸的第六支道。

进一步地，排气道侧的中间隔板处设有凹坑。

进一步地，所述第二环形水道的过水宽度L满足：5mm<L<6mm。

进一步地，所述下水套的高度H满足：13mm<H<16mm。

进一步地，缸盖的一缸前端设有直径为e的第五上水孔，六缸后端设有直径为f的第六上水孔，通过设置第五上水孔和第六上水孔能够使机体中的水流直接流向上水套，其中，第五上水孔和第六上水孔的直径分别满足：4mm<e<6mm、4mm<f<6mm。

有益效果：

1、本实用新型中的缸盖上在下水套与进气道、排气道之间围绕四个上水孔设有等截面积的第一环形水道，通过设置第一环形水道并控制四个上水孔的大小，进而控制进、排气道和鼻梁区的水流流速及水流流量，使水流分布更加合理，避免了水流在下水套内形成涡流；通过在喷油器铜套与中间隔板之间设置第二环形水道，机体中的水流通过四个上水孔流入下水套，再经过第二环形水套流入上水套，进而在上水套中形成漫流以对进气道和排气道进行冷却。

2、本实用新型中在排气道侧的中间隔板处设置凹坑，提高了上水套水流对排气道的冷却效果，降低了排气道对喷油器的热辐射，同时保证了铸造工艺性。

3、现有技术中的下水套高度大于16mm，而本实用新型中下水套的高度在13mm~16mm之间，通过降低下水套高度来提高水流流速，增强鼻梁区和高负荷区的冷却效果。

4、本实用新型中在缸盖的一缸和六个缸上均设置上水孔，水流直接由机体流向上水套，增加了一缸前端和六缸后端上水套的水流流速，避免水流在上水套形成死区，提高了上水套整体的冷却效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型中缸盖底面阶梯剖视图。

图2是本实用新型中缸盖喷油器中心剖视图。

图3是本实用新型中缸盖后端面剖视图。

图4是本实用新型中排气道芯子的结构示意图。

图示标记：1、第一上水孔，2、第五上水孔，3、第二上水孔，4、第三上水孔，5、第四上水孔，6、第一环形水道，61、第三支道，62、第四支道，63、第五支道，64、第六支道，65、第二支道，66、第一支道，7、第二环形水道，8、下水套，9、第六上水孔，10、凹坑。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型中的缸盖在保证四气门缸盖匹配的缸体通用性的前提下，对缸盖的水套结构进行了设计，一种六缸柴油机用整体四气门缸盖，如图1-3所示，缸盖包括缸盖本体，所述缸盖本体的内部设有上水套和下水套8，在上水套和下水套8之间设有中间隔板，所述缸盖本体的中心设有喷油器安装孔，所述的喷油器安装孔内设有喷油器铜套，所述喷油器铜套竖向贯穿上水套和下水套8的中心，所述缸盖本体内围绕喷油器安装孔设有两个进气道和两个排气道，所述下水套8的四角处设有第一至第四共四个上水孔，下水套8与进气道、排气道之间围绕四个上水孔设有等截面积的第一环形水道6，喷油器铜套与中间隔板之间设有第二环形水道7，水流从机体通过四个上水孔流入下水套8，再经过第二环形水道7流入上水套，进而在上水套中形成漫流以对进气道和排气道进行冷却。

如图1所示，所述第一环形水道6包括经第四上水孔5向两侧延伸的第一支道66和第二支道65、经第一上水孔1向远离第一支道66方向延伸的第三支道61、经第二上水孔3向两侧延伸的第四支道62和第五支道63、经第三上水孔4向远离第五支道63方向延伸的第六支道64。设于下水套8上的四个上水孔包括直径为a的第一上水孔1、直径为b的第二上水孔3、直径为c的第三上水孔4、直径为d的第四上水孔5，通过CFD模拟分析的结果，对上水孔大小进行调整，保证四个上水孔的直径满足：5mm <a<7mm、5mm<b<7mm、3mm<c<5mm、9mm<d<11mm。通过控制四个上水孔大小及第一环形水道6的流通截面积，进而精确控制进、排气道和鼻梁区的水流流速及水流流量，避免了水流在下水套内形成涡流。

请参考图4，排气道侧的中间隔板处设有凹坑10，第二环形水道7的过水宽度L满足：5mm<L<6mm。通过设置凹坑10，增加了第二环形水道7在排气道侧的水流流量，保证了上水套水流对排气道的冷却效果，增加了排气道与喷油器的间隙，降低了排气道对喷油器的热辐射，同时保证了铸造工艺性。

请参考图2，所述下水套8的高度H满足：13mm<H<16mm，通过降低下水套8高度能够提高下水套水流流速，增强鼻梁区和高负荷区的冷却效果。

需要说明的是，请参考图1和图3，缸盖的一缸前端设有直径为e的第五上水孔2，六缸后端设有直径为f的第六上水孔9，通过设置第五上水孔2和第六上水孔9能够使机体中的水流直接流向上水套，其中，第五上水孔2和第六上水孔9的直径分别满足：4mm<e<6mm、4mm<f<6mm，通过设置这两个上水孔增加了一缸前端和六缸后端上水套的水流流速，避免水流在上水套形成死区，提高了上水套整体的冷却效果。

因此，本实用新型中缸盖的设计能够使缸盖内部的水流分布更加合理，改善缸盖内部的热负荷，提高柴油机的冷却效果，进而提高柴油机的可靠性。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非随本实用新型作任何形式上的限制。凡根据本实用新型的实质所做的等效变换或修饰，都应该涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种六缸柴油机用整体四气门缸盖，包括缸盖本体，所述缸盖本体的内部设有上水套和下水套，在上水套和下水套之间设有中间隔板，所述缸盖本体的中心设有喷油器安装孔，所述的喷油器安装孔内设有喷油器铜套，所述喷油器铜套竖向贯穿上水套和下水套的中心，所述缸盖本体内围绕喷油器安装孔设有两个进气道和两个排气道，其特征在于：所述下水套的四角处设有第一至第四共四个上水孔，下水套与进气道、排气道之间围绕四个上水孔设有等截面积的第一环形水道，喷油器铜套与中间隔板之间设有第二环形水道，水流从机体通过四个上水孔流入下水套，再经过第二环形水道流入上水套，进而在上水套中形成漫流以对进气道和排气道进行冷却；

其中，设于下水套上的四个上水孔包括直径为a的第一上水孔、直径为b的第二上水孔、直径为c的第三上水孔、直径为d的第四上水孔，则四个上水孔的直径满足： 5mm <a<7mm、5mm<b<7mm、3mm<c<5mm、9mm<d<11mm。

2.根据权利要求1所述的一种六缸柴油机用整体四气门缸盖，其特征在于：所述第一环形水道包括经第四上水孔向两侧延伸的第一支道和第二支道、经第一上水孔向远离第一支道方向延伸的第三支道、经第二上水孔向两侧延伸的第四支道和第五支道、经第三上水孔向远离第五支道方向延伸的第六支道。

3.根据权利要求1所述的一种六缸柴油机用整体四气门缸盖，其特征在于：排气道侧的中间隔板处设有凹坑。

4.根据权利要求3所述的一种六缸柴油机用整体四气门缸盖，其特征在于：所述第二环形水道的过水宽度L满足：5mm<L<6mm。

5.根据权利要求1所述的一种六缸柴油机用整体四气门缸盖，其特征在于：所述下水套的高度H满足：13mm<H<16mm。

6.根据权利要求1所述的一种六缸柴油机用整体四气门缸盖，其特征在于：缸盖的一缸前端设有直径为e的第五上水孔，六缸后端设有直径为f的第六上水孔，通过设置第五上水孔和第六上水孔能够使机体中的水流直接流向上水套，其中，第五上水孔和第六上水孔的直径分别满足：4mm<e<6mm、4mm<f<6mm。

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