CN220336980U - 发动机缸盖、发动机及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于车辆技术领域，公开了发动机缸盖、发动机及车辆，该发动机缸盖，缸盖本体包括一体成型的第一缸盖和第二缸盖，第一缸盖和第二缸盖均相对水平方向倾斜设置，第一缸盖设有排气口，排气门穿设于排气口，排气门穿设于排气口而具有开启位置和关闭位置，排气门位于关闭位置时，排气门的底面与第一缸盖的底面齐平；或者，排气门的底面相对于第一缸盖的底面远离燃烧室，第二缸盖设有进气口，进气口和排气口之间设置有导流槽，导流槽的两端分别与进气口和排气口连通。能降低排气门附近的滚流损失，降低排气门表面的温度，避免第一缸盖上的气门座与气门间的死点处混合气局部自燃，降低爆震趋势。

Description

发动机缸盖、发动机及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其涉及发动机缸盖、发动机及车辆。

背景技术

缸盖是发动机的主要零部件之一，用于密封气缸上部，缸盖、气缸与活塞顶部之间形成燃烧室。缸盖上设置有进气门和排气门，进气门和排气门内设置有气门杆，在发动机的工作过程中，通过控制气门杆伸缩来控制进气门和排气门的开闭，实现从进气门吸入新鲜空气或燃气到燃烧室，从排气门将燃烧室内燃烧后的废气排出。随着天然气发动机技术的发展，越来越多的发动机制造商开始在柴油发动机的基础上设计开发天然气发动机。由于柴油发动机的燃烧方式的特殊性，需要发动机燃烧室在进气的过程组织气流产生足够的涡流比。但是，天然气发动机并不需要过多的涡流，而是需要组织气流更多的形成与气缸中心轴线垂直的轴线大尺度流动的滚流。

然而，现有技术中的缸盖，在排气门关闭时，排气门稍微凸出缸盖，伸入燃烧室，在进气过程中，由于排气门内伸入燃烧室，滚流从进气门运动到排气门一侧的过程中，存在流动阻碍，造成能量损失，而且，在火焰传播过程中，由于排气门内伸入燃烧室，排气门与燃烧室之间的距离较近，排气门的温度会过高，容易造成排气门座与排气门之间的死点处混合气局部自燃，增加爆震倾向。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供发动机缸盖、发动机及车辆，以解决现有技术中，带滚流气道的棚顶形的缸盖中，排气门内伸入燃烧室，滚流从进气门运动到排气门一侧的过程中，存在流动阻碍，造成能量损失，而且，排气门的温度会过高，容易造成排气门座与排气门之间的死点处混合气局部自燃，增加爆震倾向的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

发动机缸盖，包括：

缸盖本体，所述缸盖本体包括一体成型的第一缸盖和第二缸盖，所述第一缸盖和所述第二缸盖均相对水平方向倾斜设置；

排气门，所述第一缸盖设有排气口，所述排气门穿设于所述排气口，所述排气门穿设于所述排气口而具有开启位置和关闭位置，所述排气门位于关闭位置时，所述排气门的底面与所述第一缸盖的底面齐平；或者，所述排气门的底面相对于所述第一缸盖的底面远离燃烧室；

所述第二缸盖设有进气口，所述进气口和所述排气口之间设置有导流槽，所述导流槽的两端分别与所述进气口和所述排气口连通。

作为上述发动机缸盖的一种优选方案，所述排气门的底面与所述第一缸盖的底面之间的距离为1mm～3mm。

作为上述发动机缸盖的一种优选方案，所述导流槽与所述排气口连接处的口径a，以及所述导流槽与所述进气口连接处的口径b之间的关系为a/b＝0.7～1。

作为上述发动机缸盖的一种优选方案，所述导流槽与所述进气口连接处的口径b和所述进气口的直径c之间的关系为b＝1/3c。

作为上述发动机缸盖的一种优选方案，所述缸盖本体的中心设有火花塞。

作为上述发动机缸盖的一种优选方案，所述进气口和所述排气口的个数均为两个，两个所述进气口沿第一方向间隔设置，两个所述排气口沿第一方向间隔设置，两个所述进气口和两个所述排气口分别位于四边形的四个角处，相邻的进气口和排气口之间均设置有所述导流槽。

作为上述发动机缸盖的一种优选方案，所述第二缸盖还包括两个进气管道，两个所述进气管道分别与两个所述进气口连通，两个所述进气管道中的一个或两个被配置为能使外部气流经所述进气管道在燃烧室内形成滚流气流。

作为上述发动机缸盖的一种优选方案，所述第一缸盖的底面设有冷却槽，所述冷却槽位于两个所述排气口之间。

本实用新型还提供了发动机，包括上述的发动机缸盖，还包括气缸和活塞，所述发动机缸盖盖设于所述气缸的顶部，所述活塞滑动穿设于所述气缸，所述气缸的内壁、所述活塞的顶面和所述发动机缸盖的底面围成燃烧室。

本实用新型又提供了车辆，包括上述的发动机，还包括传动结构和车轮，所述发动机通过所述传动结构与所述车轮传动连接，所述发动机能驱动所述车轮转动。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供发动机缸盖、发动机及车辆，该发动机缸盖，缸盖本体包括一体成型的第一缸盖和第二缸盖，第一缸盖和第二缸盖均相对水平方向倾斜设置，第一缸盖间隔设有两个排气口，两个排气门分别穿设于两个排气口，排气门穿设于排气口而具有开启位置和关闭位置，排气门位于关闭位置时，排气门的底面与第一缸盖的底面齐平；或者，排气门的底面相对于第一缸盖的底面远离燃烧室。该发动机缸盖，第一缸盖和第二缸盖均相对水平方向倾斜设置，一体成型的第一缸盖和第二缸盖使缸盖本体成棚顶形缸盖结构。可以理解的是，排气门的底面是排气门靠近燃烧室的一面，第一缸盖的底面是第一缸盖靠近燃烧室的一面。相比于现有技术中排气门位于关闭位置时，排气门也会凸出缸盖底面，排气门的底面与第一缸盖的底面齐平；或者，排气门的底面相对于第一缸盖的底面远离燃烧室。能避免排气门凸出第一缸盖的底面，能降低排气门附近的滚流损失，同时排气门与燃烧室之间的距离较远，能降低火焰对排气门的加热作用，降低排气门表面的温度，避免第一缸盖上的气门座与气门间的死点处混合气局部自燃，降低爆震趋势。通过在进气口和排气口之间设置导流槽，能降低滚流从进气口进入气缸的进气阻力，使从进气口进入的进气滚流在燃烧室内从进气门一侧向排气门一侧运动更为顺畅，降低滚流能量的损失，降低湍动能损失，优化点火前夕火花塞附近的湍动能，能提升初期火焰的传播速度，加快燃气燃烧，提高燃烧效率，从而改善燃气燃烧特性，降低燃气消耗。

附图说明

图1是本实用新型具体实施例提供的发动机缸盖的结构示意图；

图2是本实用新型具体实施例提供的发动机缸盖的剖视图；

图3是湍动能变化曲线图。

图中：

1、缸盖本体；11、排气口；12、进气口；13、第一缸盖的底面；

2、排气门；21、排气门的底面；

3、进气门；

4、导流槽；

5、冷却槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

现有技术中的缸盖，在排气门关闭时，排气门稍微凸出缸盖，伸入燃烧室，在进气过程中，由于排气门内伸入燃烧室，滚流从进气门运动到排气门一侧的过程中，存在流动阻碍，造成能量损失，而且，在火焰传播过程中，由于排气门内伸入燃烧室，排气门与燃烧室之间的距离较近，排气门的温度会过高，容易造成排气门座与排气门之间的死点处混合气局部自燃，增加爆震倾向。

由此，本实用新型提供了发动机缸盖、发动机及车辆，该发动机缸盖，排气门2位于关闭位置时，排气门2的底面与第一缸盖的底面13齐平；或者，排气门2的底面相对于第一缸盖的底面13远离燃烧室。能降低排气门2附近的滚流损失，同时能降低火焰对排气门2的加热作用，能减弱排气门2附近死角区域高温引发混合气自燃爆震的倾向。

如图1和图2所示，该发动机缸盖包括两个排气门2和缸盖本体1，缸盖本体1包括一体成型的第一缸盖和第二缸盖，第一缸盖和第二缸盖均相对水平方向倾斜设置，第一缸盖设有排气口11，排气门2穿设于排气口11，排气门2穿设于排气口11而具有开启位置和关闭位置，排气门2位于关闭位置时，排气门的底面21与第一缸盖的底面13齐平；或者，排气门的底面21相对于第一缸盖的底面13远离燃烧室，第二缸盖设有进气口12，进气口12和排气口11之间设置有导流槽4，导流槽4的两端分别与进气口12和排气口11连通。

可以理解的是，发动机缸盖盖设于气缸的顶部，活塞滑动穿设于气缸，气缸的内壁、活塞的顶面和发动机缸盖的底面围成燃烧室。

如图1和图2所示，该发动机缸盖，第一缸盖和第二缸盖均相对水平方向倾斜设置，一体成型的第一缸盖和第二缸盖使缸盖本体1成棚顶形缸盖结构。可以理解的是，排气门的底面21是排气门2靠近燃烧室的一面，第一缸盖的底面13是第一缸盖靠近燃烧室的一面。相比于现有技术中排气门位于关闭位置时，排气门会凸出缸盖底面，排气门的底面21与第一缸盖的底面13齐平；或者，排气门的底面21相对于第一缸盖的底面13远离燃烧室。能避免排气门2凸出第一缸盖的底面13，能降低排气门2附近的滚流损失，同时排气门2与燃烧室之间的距离较远，能降低火焰对排气门2的加热作用，能减弱排气门2附近死角区域高温引发混合气自燃爆震的倾向。通过在进气口12和排气口11之间设置导流槽4，能降低滚流从进气口12进入气缸的进气阻力，使从进气口12进入的进气滚流在燃烧室内从进气门3一侧向排气门2一侧运动更为顺畅，降低滚流能量的损失，降低湍动能损失，优化点火前夕火花塞附近的湍动能，能提升初期火焰的传播速度，加快燃气燃烧，提高燃烧效率，从而改善燃气燃烧特性，降低燃气消耗。

可选地，进气口12和排气口11的个数均为两个，两个进气口12沿第一方向间隔设置，两个排气口11沿第一方向间隔设置，两个进气口12和两个排气口11分别位于四边形的四个角处，相邻的进气口12和排气口11之间均设置有导流槽4。

可选地，排气门的底面21与第一缸盖的底面13之间的距离d为0mm～3mm。可以理解的是，排气门2位于关闭位置时，排气门的底面21相比于第一缸盖的底面13远离燃烧室，排气门的底面21与第一缸盖的底面13之间相距0mm～3mm。

可选地，第二缸盖还包括两个进气管道，两个进气管道分别与两个进气口12连通，两个进气管道中的一个或两个被配置为能使外部气流经进气管道在燃烧室内形成滚流气流。

缸盖本体1采用棚顶式缸盖结构，配合使用能产生滚流气流的进气管道，滚流强度较高，点火后火核附近以及缸内整体湍动能高，火焰传播速度快，提高燃烧速率，降低不可控燃烧几率，降低循环变动，整机热效率的提升。

其中，能使外部气流经进气管道在燃烧室内形成滚流气流的进气管道的具体结构属于现有技术，在此不再赘述。

可选地，缸盖本体1的中心设有火花塞。火花塞用于点燃燃烧室内的燃烧介质。

可选地，导流槽4与排气口11连接处的口径a，以及导流槽4与进气口12连接处的口径b之间的关系为a/b＝0.7～1。

导流槽4与排气口11连接处的口径a是0.7～1倍的导流槽4与进气口12连接处的口径b，能使滚流气流更加顺畅地从进气口12向排气门2一侧运动，还能增加火焰传播速度。

可选地，导流槽4与进气口12连接处的口径b和进气口12的直径c之间的关系为b＝1/3c。

可选地，第一缸盖的底面13设有冷却槽5，冷却槽5位于两个排气口11之间。

可以理解的是，缸盖本体1内设有冷却水套，冷却水套内流动有冷却水，能冷却缸盖本体1。由于排气口11附近的温度较高，在第一缸盖的底面13切削出冷却槽5，冷却槽5位于两个排气口11之间，能使燃烧室与缸盖本体1内的冷却水套之间的距离更近，从而能降低缸盖本体1的排气口11附近的温度，降低爆震倾向。

选择常用最低气耗计算工况，利用三维仿真计算软件即Converge软件分别对使用现有技术中的缸盖方案与本实施例的发动机缸盖的发动机的湍动能和爆震情况进行仿真，得到湍动能变化曲线和爆震情况表格，图3为湍动能变化曲线图，根据湍动能变化曲线能够看出，使用本实施例的发动机缸盖的发动机相比于使用现有技术的缸盖的发动机，进气冲程结束后，湍动能更高，随压缩冲程活塞上行，湍动能差距越来越大，点火前夕湍动能的差距显著提高。

爆震情况表格如下，从爆震情况表格可以看出，使用本实施例的发动机缸盖的发动机相比于使用现有技术的缸盖的发动机，燃烧重心提前，爆震持续期缩短，爆震倾向更小。

爆震情况表格

本实用新型还提供了发动机，包括上述的发动机缸盖，还包括气缸和活塞，发动机缸盖盖设于气缸的顶部，活塞滑动穿设于气缸，气缸的内壁、活塞的顶面和发动机缸盖的底面围成燃烧室。

本实用新型又提供了车辆，包括上述的发动机，还包括传动结构和车轮，发动机通过传动结构与车轮传动连接，发动机能驱动车轮转动。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.发动机缸盖，其特征在于，包括：

缸盖本体(1)，所述缸盖本体(1)包括一体成型的第一缸盖和第二缸盖，所述第一缸盖和所述第二缸盖均相对水平方向倾斜设置；

排气门(2)，所述第一缸盖设有排气口(11)，所述排气门(2)穿设于所述排气口(11)，所述排气门(2)穿设于所述排气口(11)而具有开启位置和关闭位置，所述排气门(2)位于关闭位置时，所述排气门的底面(21)与所述第一缸盖的底面(13)齐平；或者，所述排气门的底面(21)相对于所述第一缸盖的底面(13)远离燃烧室；

所述第二缸盖设有进气口(12)，所述进气口(12)和所述排气口(11)之间设置有导流槽(4)，所述导流槽(4)的两端分别与所述进气口(12)和所述排气口(11)连通。

2.根据权利要求1所述的发动机缸盖，其特征在于，所述排气门的底面(21)与所述第一缸盖的底面(13)之间的距离为1mm～3mm。

3.根据权利要求1所述的发动机缸盖，其特征在于，所述导流槽(4)与所述排气口(11)连接处的口径a，以及所述导流槽(4)与所述进气口(12)连接处的口径b之间的关系为a/b＝0.7～1。

4.根据权利要求1所述的发动机缸盖，其特征在于，所述导流槽(4)与所述进气口(12)连接处的口径b和所述进气口(12)的直径c之间的关系为b＝1/3c。

5.根据权利要求1所述的发动机缸盖，其特征在于，所述缸盖本体(1)的中心设有火花塞。

6.根据权利要求1所述的发动机缸盖，其特征在于，所述进气口(12)和所述排气口(11)的个数均为两个，两个所述进气口(12)沿第一方向间隔设置，两个所述排气口(11)沿第一方向间隔设置，两个所述进气口(12)和两个所述排气口(11)分别位于四边形的四个角处，相邻的进气口(12)和排气口(11)之间均设置有所述导流槽(4)。

7.根据权利要求6所述的发动机缸盖，其特征在于，所述第二缸盖还包括两个进气管道，两个所述进气管道分别与两个所述进气口(12)连通，两个所述进气管道中的一个或两个被配置为能使外部气流经所述进气管道在燃烧室内形成滚流气流。

8.根据权利要求6所述的发动机缸盖，其特征在于，所述第一缸盖的底面(13)设有冷却槽(5)，所述冷却槽(5)位于两个所述排气口(11)之间。

9.发动机，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的发动机缸盖，还包括气缸和活塞，所述发动机缸盖盖设于所述气缸的顶部，所述活塞滑动穿设于所述气缸，所述气缸的内壁、所述活塞的顶面和所述发动机缸盖的底面围成燃烧室。

10.车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的发动机，还包括传动结构和车轮，所述发动机通过所述传动结构与所述车轮传动连接，所述发动机能驱动所述车轮转动。