CN218235281U - 气缸盖底板分区冷却水套及发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种气缸盖底板分区冷却水套及发动机，气缸盖内布置分层布置的冷却水套，由薄壁部对不同层的冷却水套进行分层，薄壁部和主火花塞的外周之间围设有不同间距的多个水冷通道，主火花塞点燃，使得气缸盖顶面对应位置热应力增加，通过上层冷却水套和下层冷却水套在主火花塞外周的流通，提高对主火花塞位置的冷却能力，同时，薄壁部和主火花塞之间设置有不同间距的多个水冷通道，形成不同大小的流通通道，从而在冷却水流通时，在主火花塞的气缸盖顶面的不同侧水流产生的不同流速，对气缸盖顶面起到不同冷却能力的分区冷却效果，提高气缸盖顶面在主火花塞工作过程中的稳定性。

Description

气缸盖底板分区冷却水套及发动机

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，更具体地说，涉及一种气缸盖底板分区冷却水套及发动机。

背景技术

重型天然气发动机在实现低碳清洁燃烧方面具有优势，天然气发动机多由现有的柴油机或者汽油机机型基础上改型而来，对于点燃式天然气发动机，其供气方式为由进气道内供给天然气和空气混合气，通过火花塞引燃天然气混合气，缸盖底面中心位置装有火花塞装置，缸盖内设置有钢活塞，缸盖底面、气缸内壁面和活塞顶面围成空间作为缩口型燃烧室。

由于重型天然气发动机燃烧室空间尺度相对较大、天然气火焰传播速率较低，燃料点燃方式为将进气通过滚流的形式送入燃烧室，同时，火花塞在预燃室内预点燃后送入燃烧室，以获得高的燃烧效率，这样增大了火花塞位置的冷却负担，火花塞位置的冷却能力决定了重型天然气发动机工作结构的稳定性。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种气缸盖底板分区冷却水套，以提高气缸盖顶面的冷却能力；本实用新型还提供了一种发动机。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种气缸盖底板分区冷却水套，其气缸盖顶面的中部设置主火花塞，所述气缸盖内还设有冷却水套；

所述冷却水套包括分层布置的上层冷却水套和下层冷却水套，以及布置于二者之间，并围绕所述主火花塞周向布置的薄壁部；

所述薄壁部和所述主火花塞的外周之间围设有不同间距的多个水冷通道。

优选地，在上述气缸盖底板分区冷却水套中，所述冷却水套的进水口设于所述上层冷却水套上，出水口设置于所述下层冷却水套上。

优选地，在上述气缸盖底板分区冷却水套中，所述水冷通道包括设于所述主火花塞靠近进气侧的进气侧水冷通道，和靠近排气侧的排气侧水冷通道，所述排气侧水冷通道的流通面积大于所述进气侧水冷通道的流通面积。

优选地，在上述气缸盖底板分区冷却水套中，所述水冷通道还包括分别位于所述主火花塞沿所述气缸盖的进排鼻梁区的两侧的侧部水冷通道，所述侧部水冷通道的流通面积小于所述排气侧水冷通道的流通面积。

优选地，在上述气缸盖底板分区冷却水套中，所述水冷通道的通道侧壁由所述薄壁部的内圈伸出靠近所述主火花塞的薄壁凸起组成。

优选地，在上述气缸盖底板分区冷却水套中，所述气缸盖内具有用于安装所述主火花塞的主安装孔，所述主安装孔的中部和所述冷却水套连通，所述主安装孔内压装有分隔所述主火花塞和所述冷却水套的衬套，所述主火花塞通过所述衬套安装于所述主安装孔内。

优选地，在上述气缸盖底板分区冷却水套中，所述衬套为不锈钢衬套，所述衬套的伸入前端与所述主安装孔的内壁面压紧密封，所述衬套的伸入后端与所述主安装孔之间布置有密封环。

优选地，在上述气缸盖底板分区冷却水套中，所述气缸盖的进排鼻梁区靠近缸套的边缘还设置有副火花塞，所述冷却水套具有环绕所述副火花塞周圈的副冷却水套。

优选地，在上述气缸盖底板分区冷却水套中，所述气缸盖内具有安装所述副火花塞的副安装孔，所述副安装孔一体铸造成型于所述气缸盖上。

优选地，在上述气缸盖底板分区冷却水套中，所述气缸盖的进排鼻梁区向上凹陷，并向两侧伸出第一斜面和第二斜面，形成篷顶气缸顶面，所述第一斜面上设置有气缸盖进气口，所述第二斜面上设置有气缸盖排气口，所述第一斜面和所述第二斜面呈基本对称布置。

一种发动机，其气缸盖内设置燃烧室，所述燃烧室具有双进气道和双排气道结构，以及气缸盖底板分区冷却水套，所述气缸盖采用如上任意一项所述的气缸盖底板分区冷却水套结构。

本实用新型提供的气缸盖底板分区冷却水套，其气缸盖顶面的中部设置主火花塞，气缸盖内还设有冷却水套；冷却水套包括分层布置的上层冷却水套和下层冷却水套，以及布置于二者之间，并围绕主火花塞周向布置的薄壁部；薄壁部和主火花塞的外周之间围设有不同间距的多个水冷通道。气缸盖内布置分层布置的冷却水套，由薄壁部对不同层的冷却水套进行分层，薄壁部与主火花塞之间围绕主火花塞设置有水冷通道，主火花塞点燃，使得气缸盖顶面对应位置热应力增加，通过上层冷却水套和下层冷却水套在主火花塞外周的流通，提高对主火花塞位置的冷却能力，同时，薄壁部和主火花塞之间设置有不同间距的多个水冷通道，形成不同大小的流通通道，从而在冷却水流通时，在主火花塞的气缸盖顶面的不同侧水流产生的不同流速，对气缸盖顶面起到不同冷却能力的分区冷却效果，提高气缸盖顶面在主火花塞工作过程中的稳定性。

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描述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为本实用新型提供的气缸盖底板分区冷却水套的横断面结构图；

图2为本实用新型提供的气缸盖底板分区冷却水套中气缸盖第一方向剖视图；

图3为本实用新型提供的气缸盖底板分区冷却水套中气缸盖第二方向剖视图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种气缸盖底板分区冷却水套，提高了气缸盖顶面的冷却能力；本实用新型还提供了一种发动机。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，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。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-图3所示，图1为本实用新型提供的气缸盖底板分区冷却水套的横断面结构图；图2为本实用新型提供的气缸盖底板分区冷却水套中气缸盖第一方向剖视图；图3为本实用新型提供的气缸盖底板分区冷却水套中气缸盖第二方向剖视图。

本实施例提供了一种气缸盖底板分区冷却水套，其气缸盖1顶面的中部设置主火花塞3，气缸盖1内还设有冷却水套7；冷却水套7包括分层布置的上层冷却水套71和下层冷却水套72，以及布置于二者之间，并围绕主火花塞3周向布置的薄壁部74；薄壁部74和主火花塞3的外周之间围设有不同间距的多个水冷通道73。气缸盖1内布置分层布置的冷却水套7，由薄壁部对不同层的冷却水套进行分层，薄壁部74和主火花塞3之间围绕主火花塞3形成水冷通道73，主火花塞3点燃，使得气缸盖1顶面对应位置热应力增加，通过上层冷却水套71和下层冷却水套72在主火花塞3外周的流通，提高对主火花塞3位置的冷却能力，同时，薄壁部74和主火花塞3之间设置有不同间距的多个水冷通道73，形成不同大小的流通通道，从而在冷却水流通时，在主火花塞3的气缸盖1顶面的不同侧水流产生的不同流速，对气缸盖1顶面起到不同冷却能力的分区冷却效果，提高气缸盖顶面在主火花塞工作过程中的稳定性。

本实施例中，冷却水套7的进水口75设于上层冷却水套71上，出水口设置于下层冷却水套72上。冷却水在气缸盖内由上层向下层形成top（上）-down（下）形式的冷却水流，在薄壁部74和主火花塞3外周之间布置多个水冷通道73，通过对薄壁部74和主火花塞3之间的间距控制，水冷通道73可形成不同流通面积的通道，则，由上层冷却水套71向下层冷却水套72通过冷却水时，在不同的水冷通道73内可获得不同流速的冷却水，可对气缸盖1的不同位置冲刷，实现不同的冷却能力。由于气缸盖1顶部在燃烧时传递不同的热量，通过调整水冷通道73的流通面积，实现对气缸盖1顶部的分区冷却。

本实施例中，水冷通道73包括设于主火花塞3靠近进气侧101的进气侧水冷通道731，和靠近排气侧102的排气侧水冷通道732，排气侧水冷通道732的流通面积大于进气侧水冷通道731的流通面积。

气缸盖1的进排鼻梁区6，指气缸盖进气道（即，进入燃烧室的气体在气缸盖内流过的通道）与气缸盖排气道（即，排出燃烧室的气体在气缸盖内流过的通道）之间的区域。

进一步地，水冷通道73还包括分别位于主火花塞3沿气缸盖1的进排鼻梁区6的两侧的侧部水冷通道733，侧部水冷通道733的流通面积小于排气侧水冷通道732的流通面积。

在本案一具体实施例中，水冷通道73的通道侧壁由薄壁部74的内圈伸出靠近主火花塞3的薄壁凸起组成。

水冷通道73为薄壁部74环绕主火花塞3的一周之间形成的环形通道，主火花塞3的通过衬套2布置在气缸盖1内，该环形通道具体形成在薄壁部74和衬套2之间。

气缸盖1顶面设有进气口和排气口，燃烧气体由进气口送入燃烧室，经主火花塞3点燃后释放动力，燃烧后的废气经排气口排出，气体燃烧释放热量，排气口位置传导较大热量，承受更大的热应力，因此，水冷通道73采用非均匀性布置方式，具体为在薄壁部74的内圈伸出多个薄壁凸起，将薄壁部74环绕主火花塞3的一周形成的环形通道分隔为多个流通通道，相邻的两个薄壁凸起之间，即限定了具有一定流通面积的水冷通道73。

具体地，以主火花塞3所在位置，即为进气侧101和排气侧102的中间位置，将水冷通道73靠近进气侧101的部分围成进气侧水冷通道731，将靠近排气侧的部分围成排气侧水冷通道732，排气侧水冷通道732的流通面积设置大于进气侧水冷通道731的流通面积，则冷却水由上层冷却水套71流入下层冷却水套72的过程中，实现不同流速和流量的水量控制，提高散热能力。进一步地，进排鼻梁区设置两个侧部水冷通道733，则水冷通道73围绕主火花塞3形成四个部分，有效提高主火花塞位置的散热能力。

本实施例中，气缸盖1内具有用于安装主火花塞3的主安装孔11，主安装孔11的中部和冷却水套7连通，主安装孔11内压装有分隔主安装孔11和冷却水套7的衬套2，主火花塞3通过衬套2安装于主安装孔11内。

优选地，衬套2为不锈钢衬套，衬套2的伸入前端与主安装孔11的内壁面压紧密封，衬套2的伸入后端与主安装孔11之间布置有密封环13。

主火花塞3在点燃气缸内天然气后，气缸盖1在主火花塞3位置传导较多热量，为实现有效冷却，将主火花塞3通过主安装孔11装入，冷却水套7与主安装孔11为连通结构，其内布置不锈钢衬套，从而可在主火花塞3外周通过较薄的衬套2与冷却水套7隔离，一方面通过成型的衬套2降低主火花塞3周圈的冷却厚度，另一方面降低气缸盖1在主火花塞3位置的铸造难度。衬套2通过压装的方式装入主安装孔11内，在衬套2伸入前端，与主安装孔11之间采用过盈配合并压紧密封方式，在伸入后端通过设置密封圈13，保证对主火花塞3安装结构的密封性。

在本案一具体实施例中，气缸盖1的进排鼻梁区6靠近气缸盖的边缘还设置有副火花塞5，冷却水套7具有环绕副安装孔12周圈的副冷却水套8。

优选地，气缸盖1内具有安装副火花塞5的副安装孔12，副安装孔12一体铸造成型于气缸盖1上。

副火花塞5布置于气缸盖的进排鼻梁区6，并靠近气缸盖1的边缘的气缸盖1位置布置，气缸内气体燃烧的热量对主火花塞3的影响较大，副火花塞5的冷却需求低，可通过一体铸造的方式，利用气缸盖1自身结构形成副火花塞衬套4，同时，冷却水套7具有环绕副安装孔12周圈的副冷却水套8，将冷却水套7布置环绕副安装孔12一周的副冷却水套8，即可满足对副火花塞5的冷却。

本实施例中，气缸盖1的进排鼻梁区6向上凹陷，并向两侧伸出第一斜面61和第二斜面62，形成篷顶气缸顶面，第一斜面上61设置有气缸盖进气口，第二斜面62上设置有气缸盖排气口，第一斜面61和第二斜面62呈基本对称布置。

燃烧室顶面的篷顶气缸结构，可以设置为以进排鼻梁区6位置向上凹陷形成对称的结构，并将气缸盖进气口在第一斜面61的位置，和气缸盖排气口在第二斜面62上的位置为对称结构。当然，对于不同动力需求的发动机，为获得不同的进气能力或排气能力，可将篷顶结构6的顶面凹陷结构中心线与气缸盖1的中心线设置一定间距的偏移，达到提高燃烧能力或降低排放等不同需求。

基于上述实施例中提供的气缸盖底板分区冷却水套，本实用新型还提供了一种发动机，包括其气缸盖内设置燃烧室，燃烧室具有双进气道和双排气道结构，以及气缸盖底板分区冷却水套，其中，气缸盖底板分区冷却水套为上述实施例中的气缸盖底板分区冷却水套结构。

由于该发动机采用了上述实施例的气缸盖底板分区冷却水套结构，所以该发动机由气缸盖底板分区冷却水套结构带来的有益效果请参考上述实施例。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种气缸盖底板分区冷却水套，其特征在于，其气缸盖顶面的中部设置主火花塞，所述气缸盖内还设有冷却水套；

所述冷却水套包括分层布置的上层冷却水套和下层冷却水套，以及布置于二者之间，并围绕所述主火花塞周向布置的薄壁部；

所述薄壁部和所述主火花塞的外周之间围设有不同间距的多个水冷通道。

2.根据权利要求1所述的气缸盖底板分区冷却水套，其特征在于，所述冷却水套的进水口设于所述上层冷却水套上，出水口设置于所述下层冷却水套上。

3.根据权利要求2所述的气缸盖底板分区冷却水套，其特征在于，所述水冷通道包括设于所述主火花塞靠近进气侧的进气侧水冷通道，和靠近排气侧的排气侧水冷通道，所述排气侧水冷通道的流通面积大于所述进气侧水冷通道的流通面积。

4.根据权利要求3所述的气缸盖底板分区冷却水套，其特征在于，所述水冷通道还包括分别位于所述主火花塞沿所述气缸盖的进排鼻梁区的两侧的侧部水冷通道，所述侧部水冷通道的流通面积小于所述排气侧水冷通道的流通面积。

5.根据权利要求4所述的气缸盖底板分区冷却水套，其特征在于，所述水冷通道的通道侧壁由所述薄壁部的内圈伸出靠近所述主火花塞的薄壁凸起组成。

6.根据权利要求3所述的气缸盖底板分区冷却水套，其特征在于，所述气缸盖内具有用于安装所述主火花塞的主安装孔，所述主安装孔的中部和所述冷却水套连通，所述主安装孔内压装有分隔所述主火花塞和所述冷却水套的衬套，所述主火花塞通过所述衬套安装于所述主安装孔内。

7.根据权利要求6所述的气缸盖底板分区冷却水套，其特征在于，所述衬套为不锈钢衬套，所述衬套的伸入前端与所述主安装孔的内壁面压紧密封，所述衬套的伸入后端与所述主安装孔之间布置有密封环。

8.根据权利要求7所述的气缸盖底板分区冷却水套，其特征在于，所述气缸盖的进排鼻梁区靠近缸套的边缘还设置有副火花塞，所述冷却水套具有环绕所述火花塞周圈的副冷却水套。

9.根据权利要求8所述的气缸盖底板分区冷却水套，其特征在于，所述气缸盖内具有安装所述副火花塞的副安装孔，所述副安装孔一体铸造成型于所述气缸盖上。

10.根据权利要求1-9任一项所述的气缸盖底板分区冷却水套，其特征在于，所述气缸盖的进排鼻梁区向上凹陷，并向两侧伸出第一斜面和第二斜面，形成篷顶气缸顶面，所述第一斜面上设置有气缸盖进气口，所述第二斜面上设置有气缸盖排气口，所述第一斜面和所述第二斜面呈基本对称布置。

11.一种发动机，其气缸盖内设置燃烧室，所述燃烧室具有双进气道和双排气道结构，以及气缸盖底板分区冷却水套，其特征在于，所述气缸盖底板分区冷却水套为如权利要求1-9中任意一项所述的气缸盖底板分区冷却水套结构。

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