阅读说明：本技术 一种气缸盖及其内燃机 (Cylinder cover and internal combustion engine thereof ) 是由 刘宗辉 史长平 肖坤 李珊珊 刘畅 于 2020-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明属于柴油机技术领域,公开了一种气缸盖及其内燃机,本气缸盖包括本体,本体的底板为薄壁结构,且底板在朝向本体的顶板方向设有用于将本体内形成有上层水腔和下层水腔的锥形中隔板,本体上分别设有下层水腔通入的窜水孔、上层水腔通出的出水口、及连通上层水腔与下层水腔的第一水孔。本内燃机为应用有该气缸盖。本发明提及的气缸盖具有结构紧凑、冷却结构合理,可适用于高爆压、高功率大缸径柴油机。(The invention belongs to the technical field of diesel engines, and discloses a cylinder cover and an internal combustion engine thereof. The internal combustion engine is applied with the cylinder cover. The cylinder cover provided by the invention has the advantages of compact structure and reasonable cooling structure, and can be suitable for a high-detonation pressure and high-power large-bore diesel engine.)

一种气缸盖及其内燃机

技术领域

本发明属于柴油机技术领域，提供一种气缸盖。

背景技术

随着排放水平的提高以及市场对高功率密度的不断追求，柴油机气缸盖的工作条件日渐严苛。高暴压、高热负荷、轻量化、经济性等追求对气缸盖的设计提出了较高的要求。因此需要设计开发一种结构紧凑、轻量化、高强度、高可靠性的新型气缸盖，用于高爆压、高功率、强化程度高的柴油机。现有技术中的气缸盖通常为：四气门结构，进、排气道同侧布置，喷油器中置布置，摇臂座安装于气缸盖上平面。其带来的缺陷有：1)、摇臂座安装于气缸盖上平面，增加了配气系统整体高度和气缸盖罩壳高度，不利于轻量化设计以及降低了配气系统刚性。2)、气缸盖受结构布置限制，不能满足机械泵柴油机和共轨泵柴油机的通用需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种结构紧凑、冷却结构合理，可适用于高爆压、高功率大缸径柴油机的气缸盖。

为达到上述目的，本发明提供了如下技术方案。

本发明提供一种气缸盖，包括本体，本体的底板为薄壁结构，且底板在朝向本体的顶板方向设有用于将本体内形成有上层水腔和下层水腔的锥形中隔板，本体上分别设有下层水腔通入的窜水孔、上层水腔通出的出水口、及连通上层水腔与下层水腔的第一水孔。

进一步，本体上还设有连通下层水腔和上层水腔并能通向本体内所设的喷油器安装孔以冷却喷油器中下部的第二水孔。

进一步，本体上还设有连通上层水腔与下层水腔并能通向本体底板与锥形中隔板之间的鼻梁区以冷却该鼻梁区及喷油器喷嘴的第三水孔。

进一步，本体上还设有连通下层水腔和上层水腔并能通向本体内所设的排气门座圈以冷却排气门的第四水孔。

进一步，排气门座圈外设有套筒，且套筒与排气门座圈之间的冷却水腔与第四水孔连通。

进一步，第一水孔、第二水孔、第四水孔、第三水孔在本体的竖向自上而下布置。

进一步，本体上所设的摇臂座安装面低于本体顶板上表面。

本发明还提供一种内燃机，应用有上述的气缸盖，内燃机为柴油机。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过“薄壁强背”的理念设计气缸盖的底板及锥形中隔板，强化了背部支撑，同时为保证关键位置强制冷却和整体冷却效果而设计的双层水腔结构，并由锥形中隔板对上下水腔进行分隔，达到引流分流作用，不仅可满足市场高功率、高爆压、高负荷的使用要求，还能使气缸盖具有高强度、高可靠性的特点。

2、本发明通过增加不锈钢套管，防止冷却液直接与气缸盖本体接触，对排气门座圈穴蚀问题有预防作用。

3、本发明通过摇臂座安装面低于本体顶板上表面的结构设计，使得摇臂座安装位置下沉于气缸盖本体内，进而达到紧凑型设计，有利于降低配气系统高度，并提升整体刚度，实现轻量化设计。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明的气缸盖外形结构图。

图2为图1中的A-A剖视图。

图3为图1中的B-B剖视图。

图4为图2中的C-C剖视图。

图5为图2中的D-D剖视图。

图6为图2中的E-E剖视图。

附图标记：本体1；进气道2；排气道3；出水口4；上层水腔5；下层水腔6；第一水孔7；第二水孔8；第三水孔9；锥形中隔板10；喷油器安装孔11；润滑油腔12；燃油进油通道13；推杆室14；第四水孔15；进气门16；排气门17；进气门座圈18；排气门座圈19；套管20；冷却水腔21；润滑油进出通道22；润滑油过油孔23；窜水孔24。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本气缸盖中涉及的术语有：进\排气道，即内燃机组织燃烧时需要吸进新鲜空气和排出燃烧后废气的通道。薄壁强背，即柴油机燃烧室部件的受热壁面要薄，以减少热应力；在薄壁的背面设置强有力的支撑，以降低机械应力。中隔板，即气缸盖的上部顶板和下部底板之间的一种板式结构，用于阻隔和引导冷却液，以冷却气缸盖各部位。

如图1～图6所示，本实施例中提及的气缸盖包括本体1，本体1的底板为薄壁结构，且底板在朝向本体的顶板方向设有用于将本体内形成有上层水腔5和下层水腔6的锥形中隔板10；这样，本体的底板与锥形中隔板就构成薄壁强背结构，既能增强气缸盖强度又能很好的冷却气缸盖，足以承受较高的热负荷和机械应力；本体1上分别设有下层水腔6通入的窜水孔24、上层水腔5通出的出水口4、及连通上层水腔5与下层水腔6的第一水孔7；本体1上还设有连通下层水腔6和上层水腔5并能通向本体1内所设的喷油器安装孔11以冷却喷油器(未画出)中下部的第二水孔8、能通向本体1底板与锥形中隔板10之间的鼻梁区(未标记)以冷却该鼻梁区及喷油器喷嘴(未画出)的第三水孔9、能通向本体1内所设的排气门座圈19以冷却排气门17的第四水孔15。采用上述方案，本气缸盖通过锥形中隔板对本体底板形成了强化的背部支撑结构，其底板设计较薄，便于冷却，降低火力面热应力，背部采用锥形中隔板结构，强化背部支撑，提高强度，降低机械应力；同时为保证关键位置强制冷却和整体冷却效果而设计的双层水腔结构，并由锥形中隔板对上下水腔进行分隔，达到引流分流作用，不仅可满足市场高功率、高爆压、高负荷的使用要求，还能使气缸盖具有高强度、高可靠性的特点。

需要说明的是：该气缸盖的本体1中还设有诸如以下的部件结构，位于本体下部并由两个排气门17和两个进气门16构成的四气门结构，四气门结构有利于提高充气效率；连通进气门16的进气通道2和连通排气门17的排气通道3在本体1上同侧布置，便于进、排气通道设计合理，流通能力强，能够同时满足机械泵和共轨泵柴油机使用；排气门17设有排气门座圈19，进气门16设有进气门座圈18，位于本体中部并用于安装喷油器(未画出)及喷油器衬套(未画出)的喷油器安装孔11，位于本体上部并用于连通喷油器的润滑油进出通道22和燃油进油通道13、通过润滑油过油孔23连通润滑油进出通道22的润滑油腔12、与润滑油腔12连通的推杆室14，其喷油器安装孔垂直于气缸盖中心位置，各气门安装孔及气缸盖螺栓孔是以气缸盖中心成正方形布置，结构对称；喷油器衬套是将喷油器安装孔下部连通第二水孔8的水腔室与润滑油进出通道22和燃油进油通道13分隔开来，以确保各自的工作顺行。

在本实施例中的进气门座圈18是非水冷结构，而排气门座圈19则是水冷结构；同时，排气门座圈19外设有不锈钢的套筒20，且套筒20与排气门座圈19之间的冷却水腔21与第四水孔15连通，可防止气缸盖本体与冷却液体直接接触，预防穴蚀发生。而鼻梁区和喷油器由专用通道强制冷却，保证良好的冷却效果。且第一水孔7、第二水孔8、第四水孔15、第三水孔9在本体1的竖向自上而下布置，使得下层水腔6中的冷却液具有分层次的针对不同的需要冷却的部位，即关键部位通过钻孔强制冷却，保证气缸盖的良好冷却效果，防止局部热应力集中，提高气缸盖安全系数。

在本实施例中的本体1上所设的摇臂座安装面G低于本体顶板上表面F。使得摇臂座安装位置下沉于气缸盖本体内，进而达到紧凑型设计，有利于降低配气系统高度，并提升整体刚度，实现轻量化设计。

工作时，气缸盖冷却采用双层水腔结构，包括下层水腔6和上层水腔5，上、下水腔之间则通过各连接水孔相通。具体的，下层水腔主要负责冷却气缸盖底板以及喷油器位置，上层水腔体积最大且主要负责冷却气缸盖上半部分；冷却水通过4个窜水孔24进入气缸盖的下层水腔6冷却气缸盖的底板火力面，然后一部分通过3个第一水孔流7入上层水腔5中；一部分则通过4个第二水孔8汇集到喷油安装孔11；一部分则通过第四水孔15进入到由排气门座圈19和套管20形成的冷却水腔21，以冷却排气门座圈19，并最终汇集到喷油器安装孔11与上层水腔5相通；一部分则通过4个第三水孔9强制冷却鼻梁区域及喷油器喷嘴，然后汇集到喷油器安装孔11与上层水腔5相通；而上层水腔5冷却水最后通过出水口4排出气缸盖。另外，气缸盖的润滑油则通过润滑油进出通道22进入本体1，一部分通过润滑油过油孔23进入摇臂座(未画出)，至摇臂轴，从而到达到配气机构各摩擦副，最终流入本体1的润滑油腔12，当润滑油蓄积到一定液位，会通过润滑油通道进入推杆室14，最终经凸轮轴腔流入曲轴腔及油底壳。另一部分则通过润滑油进出通道22冷却喷油器，再经喷油器的回油通道回到气缸盖，最终通过管路引出气缸盖。

本发明涉及的气缸盖的高径比增加，提高气缸盖刚度，减少气缸盖形变，保证密封，并满足机械和共轨通用毛坯，减少投入，具有高强度、高可靠性、结构紧凑的特点；并通过锥形中隔板的设计，不仅对薄壁结构的底板进行强化的背部支撑，并使气缸盖高径比增加，保证机械泵和共轨泵气缸盖可通用毛坯以及提高气缸盖刚度，还利于进、排气通道的结构优化设计，通过吹风试验校核，可同时满足机械和共轨柴油机流通能力；而双层的上、下水腔结构及底板钻孔等多种形式的水冷通道，保证气缸盖在高爆压、高热负荷时可以得到足够的冷却；最后，摇臂座安装位置沉于气缸盖内部，可以有效降低配气系统高度，提升配气系统刚度。

本发明还提供一种应用有上述气缸盖的内燃机，该内燃机为柴油机。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。