CN215633373U - 气缸盖组件以及具有它的发动机和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气缸盖组件以及具有它的发动机和车辆。该发动机的气缸盖组件包括：缸盖本体，缸盖本体限定出连通的缸盖燃烧室和火花塞通道；火花塞，火花塞设于火花塞通道内；预燃部件，预燃部件限定出与火花塞通道连通的预燃室，预燃室的底壁设有周向间隔排布的多个点火孔，多个点火孔均连通缸盖燃烧室和预燃室，火花塞的头部分别与每个点火孔中心点的间距相等。根据本实用新型实施例的气缸盖组件，通过预燃部件限定出预燃室，使火花塞在点火时形成的火核被预燃部件的多个点火孔分隔为多个火焰束，并同时由多个点火孔向缸盖燃烧室喷出，以实现燃烧室内的混合气被多个火焰束同时点燃，提升混合气的燃烧速度。

Description

气缸盖组件以及具有它的发动机和车辆

技术领域

本实用新型涉及汽车领域，具体而言，涉及一种气缸盖组件以及具有它的发动机和车辆。

背景技术

在相关技术中，火花塞点火后形成一个火核，火核向四周扩散，从而点燃烧室内的混合气，由于混合气燃烧速度较慢，从而导致发动机的点火提前角不能过大、压缩比不能太高，否则容易产生爆震，进而导致发动机的热效率低下。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种发动机的气缸盖组件，以提升发动机的热效率。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种发动机的气缸盖组件包括：缸盖本体，所述缸盖本体限定出连通的缸盖燃烧室和火花塞通道；火花塞，所述火花塞设于所述火花塞通道内；预燃部件，所述预燃部件限定出与所述火花塞通道连通的预燃室，所述预燃室的底壁设有周向间隔排布的多个点火孔，多个所述点火孔均连通所述缸盖燃烧室和所述预燃室，所述火花塞的头部分别与每个所述点火孔中心点的间距相等。

根据本实用新型的一些实施例，所述底壁朝向所述缸盖燃烧室凸出设置，且多个所述点火孔中的至少两个位于所述缸盖燃烧室内。

根据本实用新型的一些实施例，所述预燃部件的中心轴线与每个所述点火孔的中心轴线间的夹角均为β，β的取值范围为：20°≤β≤45°。

进一步地，多个所述点火孔在所述底壁的周向方向依次均匀间隔开。

根据本实用新型的一些实施例，所述缸盖本体设有喷油器，多个所述点火孔中的至少一个所述点火孔与所述喷油器对应设置。

根据本实用新型的一些实施例，所述点火孔的直径为0.5mm-2mm。

根据本实用新型的一些实施例，每个所述点火孔的中心轴线在远离所述预燃室的方向与所述缸盖燃烧室的顶壁不相交。

根据本实用新型的一些实施例，所述预燃室的侧壁外表面设有至少一个安装槽，所述安装槽在所述预燃部件的周向延伸设置，所述火花塞通道内设有与所述安装槽配合装配的安装凸起。

相对于现有技术，本实用新型所述的气缸盖组件具有以下优势：

本实用新型所述的发动机的气缸盖组件，通过预燃部件限定出预燃室，使火花塞在点火时形成的火核被预燃部件的多个点火孔分隔为多个火焰束，并同时由多个点火孔向缸盖燃烧室喷出，以实现燃烧室内的混合气被多个火焰束同时点燃，提升混合气的燃烧速度，从而可通过增大点火提前角和提高混合气的压缩比来提升发动机的热效率，降低发动机的油耗，并避免发动机出现爆震。

本实用新型的另一个目的在于提出一种发动机，以提升发动机的热效率。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种发动机，包括上述的气缸盖组件。

相对于现有技术，本实用新型所述的发动机具有以下优势：

本实用新型所述的发动机，其缸盖组件通过预燃部件限定出预燃室，使火花塞在点火时形成的火核被预燃部件的多个点火孔分隔为多个火焰束，并同时由多个点火孔向缸盖燃烧室喷出，以实现燃烧室内的混合气被多个火焰束同时点燃，提升混合气的燃烧速度，从而可通过增大点火提前角和提高混合气的压缩比来提升发动机的热效率，降低发动机的油耗，并避免发动机出现爆震。

本实用新型的再一个目的在于提出一种车辆，以提升发动机的热效率。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种车辆，包括上述的发动机。

相对于现有技术，本实用新型所述的车辆具有以下优势：

本实用新型所述的车辆，其发动机通过预燃部件限定出预燃室，使火花塞在点火时形成的火核被预燃部件的多个点火孔分隔为多个火焰束，并同时由多个点火孔向缸盖燃烧室喷出，以实现燃烧室内的混合气被多个火焰束同时点燃，提升混合气的燃烧速度，从而可通过增大点火提前角和提高混合气的压缩比来提升发动机的热效率，降低发动机的油耗，并避免发动机出现爆震。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型实施例的气缸盖组件的示意图；

图2是本实用新型实施例的气缸盖组件的剖面图；

图3是本实用新型实施例的气缸盖组件在预燃室处的剖面图；

图4是本实用新型实施例的预燃部件的主视图；

图5是本实用新型实施例的预燃部件俯视图。

附图标记说明：

缸盖本体1、缸盖燃烧室11、缸盖燃烧室的顶壁111、火花塞通道12、喷油通道13、火花塞2、火花塞的头部21、预燃部件3、点火孔31、安装槽32、预燃室33、喷油器4、喷油口41。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考图1-图5并结合实施例来详细说明本实用新型。

参照图1-图5所示，根据本实用新型实施例的发动机的气缸盖组件包括：缸盖本体1、火花塞2和预燃部件3，缸盖本体1限定出连通的缸盖燃烧室11和火花塞通道12，火花塞2设于火花塞通道12内，火花塞2可以与火花塞通道12螺纹连接，例如，火花塞通道12内设置有缸盖内螺纹，火花塞2上设置有适于与缸盖内螺纹螺接的火花塞外螺纹。缸盖本体1可盖设于发动机的气缸体上，缸盖本体1上可设置有气门，活塞、活塞环、气缸体的缸套、缸盖燃烧室11和气门可共同限定出发动机的燃烧室，其中，缸盖燃烧室11为燃烧室的顶部空间。可选地，缸盖燃烧室11可以是缸盖本体1下表面形成的凹坑。

预燃部件3限定出与火花塞通道12连通的预燃室33，预燃部件3可为一端向火花塞通道12敞开的空腔结构件，其空腔内形成预燃室33，预燃室33的底壁设有周向间隔排布的多个点火孔31，多个点火孔31均连通缸盖燃烧室11和预燃室33，也就是说，缸盖燃烧室11内的混合气可通过多个点火孔31进入预燃室33，且位于火花塞通道12内的火花塞2可点燃进入预燃室33内的混合气，多个点火孔31在底壁的周向方向依次间隔开，且火花塞的头部21分别与每个点火孔31中心点的间距相等，以在火花塞的头部21发生火花点燃预燃室33内的混合气形成火核时，火核与每个点火孔31的中心点的距离相等，从而在火核由预燃室33向缸盖燃烧室11扩散时，到达每个点火孔31的时间相等，进而火核被多个点火孔31分隔成多个火焰束，并几乎同时喷出，也就是说，在相同的时间内每个点火孔31均同时喷出一道火焰束引燃燃烧室中的混合气，燃烧室中的混合气被多个火焰束同时点燃，从而有利于提升混合气燃烧的速度，混合气燃烧推动活塞做功，进而有利于提升发动机的热效率，降低了发动机的爆震。

在本实用新型的一些实施中，火花塞的头部21位于预燃室33内，从而有利于使发动机的结构紧凑。在本实用新型的另一些实施中，火花塞的头部21位于预燃室33外的火花塞通道12内，且火花塞的头部21朝向预燃室33，从而有利于增大火花塞的头部21至点火孔31之间的空间，以提升容纳混合气体的量，进而保证火花塞的头部21发生火花时能够可靠地形成火核。

需要说明的是，混合气可以是燃料和空气的混合物，本实用新型实施例的气缸盖组件可用于各种液体、气体燃料的内燃发动机，液体燃料例如汽油、醇类燃料及汽油醇类燃料的混合燃料，气体燃料例如氢气、甲烷、已烷等。

根据本实用新型实施例的发动机的气缸盖组件，通过预燃部件3限定出预燃室33，使火花塞2在点火时形成的火核被预燃部件3的多个点火孔31分隔为多个火焰束，并同时由多个点火孔31向缸盖燃烧室11喷出，以实现燃烧室内的混合气被多个火焰束同时点燃，提升混合气的燃烧速度，从而可通过增大点火提前角和提高混合气的压缩比来提升发动机的热效率，降低发动机的油耗，并避免发动机出现爆震。

参照图1-图3所示，底壁朝向缸盖燃烧室11凸出设置，底壁朝向缸盖燃烧室11的外表面形成缸盖燃烧室11的一部分，多个点火孔31中的至少两个位于缸盖燃烧室11内，以便于点火孔31向缸盖燃烧室11喷出的火焰束可快速引燃燃烧室中的混合气。

在本实用新型的一些实施例中，预燃室33的底壁朝向缸盖燃烧室11凸出的外表面形成为半球面，半球面便于控制火花塞的头部21与每个点火孔31的中心点的间隔距离相等，多个点火孔31均位于缸盖燃烧室11内，以保证在相同的时间内每个点火孔31均同时向缸盖燃烧室11喷出一道火焰束，从而使燃烧室中的混合气被多点同时点燃。

参照图3和图4所示，预燃部件3的中心轴线与每个点火孔31的中心轴线间的夹角均为β，β的取值范围为：20°≤β≤45°，从而可以有效的利用进排气时气缸内的气体流动，保证混合气通过点火孔31进入预燃部件3内的有效性，保证预燃室33在火花塞的头部21发生火花时能够可靠地形成火核，同时，当20°≤β≤45°时，混合气在压缩终了时可在点火孔31处形成一定的压缩涡流，以提高混合气的混合质量，保证点火时混合气得到及时和充分燃烧，可选地，预燃部件3的中心轴线与每个点火孔31的中心轴线间的夹角β为30°。

在本实用新型的一些实施中，预燃部件3的中心轴线与火花塞通道12的中心轴线共线。

在本实用新型的一些实施中，每个点火孔31的中心轴线在远离预燃室33的方向与缸盖燃烧室11的顶壁不相交，例如，每个点火孔31均为长通孔，且点火孔31的走向与缸盖燃烧室11顶壁的剖面走向相同或相似。可以理解的是，点火孔31的中心轴线在朝向燃烧室的方向上与缸盖燃烧室的顶壁111不相交，也就是说，点火孔31喷出的火焰束可避开直接冲击在缸盖燃烧室的顶壁111上，从而有利于避免缸盖燃烧室11表面局部高温，影响发动机的排放和可靠性，避免出现早燃现象。

在本实用新型的一些实施中，多个点火孔31在底壁的周向方向依次均匀间隔开，以使每个点火孔31向缸盖燃烧室11喷出的火焰束均匀地间隔开，从而有利于提升燃烧室混合气燃烧的速度和均匀程度，进而有利于提升发动机的热效率，降低了发动机的爆震。例如图5所示的实施例，底壁上设置有6个点火孔31，相邻两个点火孔31的中心轴线间的夹角为60°。

需要说明的是，本实用新型对于点火孔31的形状不作具体地限定，点火孔31的形状可以是圆形、方形、菱形、三角形、不规则形状等。

参照图2和图3所示，缸盖本体1设有喷油器4，多个点火孔31中的至少一个点火孔31与喷油器4对应设置，具体地，缸盖本体1上设置有适于容纳喷油器4的喷油通道13，喷油器4的喷油口41可深入缸盖燃烧室11内，喷油口41可向缸盖燃烧室11喷入含有可燃物的油束，多个点火孔31中的至少一个点火孔31与喷油器4的喷油口41正对或朝向喷油口41喷出的油束，从而保证通过点火孔31进入预燃部件3内有充足的可燃物，进而保证预燃室33在火花塞的头部21发生火花时能够可靠地形成火核，保证点火成功。

在本实用新型的一些实施中，点火孔31的直径为0.5mm-2mm，例如点火孔31的直径为1mm，当点火孔31小于0.5mm时，不利于可燃气体通过点火孔31进入到预燃室33内，可能导致火花塞2点火失败，当点火孔31大于2mm时，每个点火孔31喷出的火焰束较大，可能导致相邻两个点火孔31喷出的火焰束紧贴，难以形成多点点燃燃烧室中的混合气效果，不利于提升混合气的燃烧速度。

在本实用新型的一些实施中，底壁的外表面和/或预燃室33的内表面构造为光滑表面，光滑表面可通过机加工成型，以避免积碳和提升混合气的流动性。

在本实用新型的一个实施例中，底壁的外表面构造为光滑表面，底壁的外表面可以是预燃部件3位于缸盖燃烧室11的外表面，以避免底壁的外表面积碳，还有利于增加混合气的流动性。

在本实用新的另一个实施例中，预燃室33的内表面构造为光滑表面，预燃室33的内表面可以是预燃部件3朝向火花塞2的内表面，以避免预燃室33的内表面积碳，还有利于增加混合气的流动性。

在本实用新型的其他一个实施例中，底壁的外表面和预燃室33的内表面构造为光滑表面，以避免底壁的外表面和预燃室33的内表面积碳，还有利于增加混合气的流动性。

参照图4所示，预燃室33的侧壁外表面设有至少一个安装槽32，安装槽32在预燃部件3的周向延伸设置，火花塞通道12内设有与安装槽32配合装配的安装凸起，从而可通过安装槽32与安装凸起的配合，将预燃部件3与火花塞通道12联结为一个整体，预燃部件3上可设置有多个安装槽32，多个安装槽32沿预燃部件3的轴向分布，火花塞通道12内设有与多个安装槽32对应配合装配的多个安装凸起，从而有利于提升预燃部件3与火花塞通道12连接处的紧固性和密封性，防止预燃部件3发生松动和脱落。

在本实用新型的一些实施例中，预燃部件3和其上的安装槽32、多个点火孔31先通过机加工成型，然后在缸盖本体1铸造时，可先将预燃部件3固定在铸造模具中，使缸盖本体1铸造成型后，预燃部件3直接固定在火花塞通道12处，从而有利于消除预燃部件3与火花塞通道12装配的工时，提升发动机的装配效率，还有利于提升预燃部件3与火花塞通道12连接处的紧固性和密封性，防止预燃部件3发生松动和脱落。

需要说明的是，本实用新型对于安装槽32的形状不作具体地限定，安装槽32的截面形状可以是方形、半圆形、三角形、不规则形等。

根据本实用新型另一方面实施例的发动机，包括上述实施例的发动机的气缸盖组件，发动机至少包括一个气缸，气缸盖组件对应发动机的每个气缸对应设置有上述实施例的缸盖燃烧室11、火花塞2、预燃部件3和喷油器4等结构。

根据本实用新型实施例的发动机，其缸盖组件通过预燃部件3限定出预燃室33，使火花塞2在点火时形成的火核被预燃部件3的多个点火孔31分隔为多个火焰束，并同时由多个点火孔31向缸盖燃烧室11喷出，以实现燃烧室内的混合气被多个火焰束同时点燃，提升混合气的燃烧速度，从而可通过增大点火提前角和提高混合气的压缩比来提升发动机的热效率，降低发动机的油耗，并避免发动机出现爆震。

根据本实用新型其他一方面实施例的车辆，包括上述实施例的发动机。

根据本实用新型实施例的车辆，其发动机通过预燃部件3限定出预燃室33，使火花塞2在点火时形成的火核被预燃部件3的多个点火孔31分隔为多个火焰束，并同时由多个点火孔31向缸盖燃烧室11喷出，以实现燃烧室内的混合气被多个火焰束同时点燃，提升混合气的燃烧速度，从而可通过增大点火提前角和提高混合气的压缩比来提升发动机的热效率，降低发动机的油耗，并避免发动机出现爆震。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机的气缸盖组件，其特征在于，包括：

缸盖本体(1)，所述缸盖本体(1)限定出连通的缸盖燃烧室(11)和火花塞通道(12)；

火花塞(2)，所述火花塞(2)设于所述火花塞通道(12)内；

预燃部件(3)，所述预燃部件(3)限定出与所述火花塞通道(12)连通的预燃室(33)，所述预燃室(33)的底壁设有周向间隔排布的多个点火孔(31)，多个所述点火孔(31)均连通所述缸盖燃烧室(11)和所述预燃室(33)，所述火花塞的头部(21)分别与每个所述点火孔(31)中心点的间距相等。

2.根据权利要求1所述的发动机的气缸盖组件，其特征在于，所述预燃室(33)的底壁朝向所述缸盖燃烧室(11)凸出设置，且多个所述点火孔(31)中的至少两个位于所述缸盖燃烧室(11)内。

3.根据权利要求1所述的发动机的气缸盖组件，其特征在于，所述预燃部件(3)的中心轴线与每个所述点火孔(31)的中心轴线间的夹角均为β，β的取值范围为：20°≤β≤45°。

4.根据权利要求2所述的发动机的气缸盖组件，其特征在于，多个所述点火孔(31)在所述底壁的周向方向依次均匀间隔开。

5.根据权利要求1所述的发动机的气缸盖组件，其特征在于，所述缸盖本体(1)设有喷油器(4)，多个所述点火孔(31)中的至少一个所述点火孔(31)与所述喷油器(4)对应设置。

6.根据权利要求1所述的发动机的气缸盖组件，其特征在于，所述点火孔(31)的直径为0.5mm-2mm。

7.根据权利要求1所述的发动机的气缸盖组件，其特征在于，每个所述点火孔(31)的中心轴线在远离所述预燃室(33)的方向与所述缸盖燃烧室(11)的顶壁不相交。

8.根据权利要求1所述的发动机的气缸盖组件，其特征在于，所述预燃室(33)的侧壁外表面设有至少一个安装槽(32)，所述安装槽(32)在所述预燃部件(3)的周向延伸设置，所述火花塞通道(12)内设有与所述安装槽(32)配合装配的安装凸起。

9.一种发动机，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的发动机的气缸盖组件。

10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求9所述的发动机。

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