[發(fā)明專利]一種封閉式氣缸孔結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810047155.5
• 申請(qǐng)日: 2008-03-27
• 公開（公告）號(hào): CN101251057A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張效工;李建華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東風(fēng)汽車有限公司
• 主分類號(hào): F02F1/00
• 分類號(hào): F02F1/00;F02F1/22;F02F1/24;F02F1/10;F02F1/36
• 代理公司: 武漢開元專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 黃行軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其涉及一種封閉式氣缸孔結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)可以是點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)、也可以是壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)

隨著汽車排放控制日漸嚴(yán)格，甚至是苛刻，相應(yīng)內(nèi)燃機(jī)燃燒過程的組織越來越精細(xì)，噴射壓力越來越高，內(nèi)燃機(jī)的最大爆發(fā)壓力越來越高，現(xiàn)在已經(jīng)超過22MPa，將來還有進(jìn)一步提高的趨勢(shì)。此外，隨著排放限值降低，機(jī)油消耗量對(duì)排放的影響也越來越敏感。

為了提高氣缸孔的承載能力，必須提高氣缸體剛度，減少氣缸孔變形。機(jī)油消耗的原因與途徑已是眾所周知。公認(rèn)的事實(shí)是，氣缸孔與活塞組之間的通道是機(jī)油消耗的主要通道。氣缸孔變形是影響機(jī)油消耗量的重要因素。

引起氣缸孔變形，主要有如下因素：

1.結(jié)構(gòu)：氣缸體結(jié)構(gòu)剛度偏低。為保證燃?xì)饷芊猓瑐鹘y(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋螺栓布置在氣缸孔周圍，氣缸蓋螺栓預(yù)緊力對(duì)氣缸孔變形的影響很大。

2.載荷：工作負(fù)荷大，裝配應(yīng)力(氣缸蓋螺栓預(yù)緊力)大等等，引起氣缸孔變形。

3.氣缸套周圍冷卻介質(zhì)溫度分布不均。

工作負(fù)荷和裝配應(yīng)力是設(shè)計(jì)需要。冷卻介質(zhì)溫度不均是次要因素。影響氣缸孔變形的最主要因素是氣缸體結(jié)構(gòu)剛度和氣缸蓋螺栓(布置情況和預(yù)緊力)。

為了提高氣缸體承載能力，保證穩(wěn)定、持續(xù)地降低機(jī)油消耗量，必須對(duì)氣缸孔變形予以足夠重視，在氣缸孔方面采取盡可能多的措施解決氣缸孔的剛度問題。

此外，傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)為了保證燃?xì)饷芊猓迅咨w螺栓布置在氣缸孔周圍，大大限制了發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道、排氣道和冷卻水套的布置，既影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提升，又影響發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性。

現(xiàn)有技術(shù)為將氣缸蓋可靠地緊固在氣缸體上，并保證高溫、高壓燃?xì)獾拿芊猓扛椎牧换虬酥粴飧咨w螺栓必須盡量靠近氣缸孔；氣道和水套在布置時(shí)必須避開缸蓋螺栓搭子，當(dāng)氣道或水套在空間上無法避開缸蓋螺栓搭子時(shí)，就必須減小氣道或水套截面，這將犧牲氣道的進(jìn)、排氣性能和水套的水流通過能力。最終結(jié)果是進(jìn)、排氣道性能不好，會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足、排放惡化；水套的水流通過能力不夠，將使冷卻能力不足，發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)荷增加，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性和耐久性。

由于氣缸蓋底板和氣缸體頂板的存在，氣缸蓋水套和氣缸體水套不能直接連通，只能通過氣缸墊上的小孔連通；在澆注時(shí)水套砂芯完全被金屬熔液包圍，在一些較小的結(jié)構(gòu)處如水套末端易燒結(jié)、粘砂，致使水套流通截面減小。

氣缸內(nèi)燃?xì)馊紵a(chǎn)生的爆發(fā)壓力非常大，一般達(dá)到160bar以上，在如此大的壓力下保證密封，缸蓋螺栓必須選用10.9級(jí)及以上等級(jí)的螺栓。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述背景介紹存在的不足，提出一種能提高氣缸體剛度，最大限度地降低氣缸孔變形的封閉式氣缸孔結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種封閉式氣缸孔結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)，包括氣缸蓋、氣缸體和活塞，其特征是在所述氣缸體的氣缸孔上端設(shè)置有將氣缸孔上端封閉的氣缸體頂板，該氣缸體頂板與氣缸體為整體結(jié)構(gòu)，所述氣缸體頂板上設(shè)有進(jìn)氣閥孔和排氣閥孔。

在所述氣缸體頂板上的進(jìn)氣閥孔和排氣閥孔中分別設(shè)置有進(jìn)氣閥座和排氣閥座。

上述氣缸蓋可以由單一的氣缸蓋本體構(gòu)成，省去了傳統(tǒng)的氣缸蓋底板。

所述氣缸蓋螺栓的布置遠(yuǎn)離氣缸孔，位于氣缸體邊緣。從而使進(jìn)氣道、排氣道和冷卻水套的布置更為有利。

所述位于氣缸蓋底部的水套為開式水套。

本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案有別于傳統(tǒng)觀念，與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)相比，本發(fā)明的最大特點(diǎn)是：

①取消氣缸蓋底板，氣缸蓋沒有傳統(tǒng)的底板。

②將氣缸體頂平面上移，并封閉氣缸孔頂面，使氣缸體的剛度顯著提高。

③氣缸蓋螺栓變化。由于氣缸蓋螺栓不再承受發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)鈮毫Γ瑢?duì)缸蓋螺栓的靜態(tài)強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度的要求大大降低，徹底消除氣缸蓋螺栓對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸孔變形的影響。

本發(fā)明所述發(fā)動(dòng)機(jī)能提高氣缸體剛度，最大限度地降低氣缸孔變形，適用于點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)或壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。

附圖說明

圖1是點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。

圖2是壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方案