[實用新型]提高底面板剛性的發動機氣缸蓋

無效

• 申請號: 200920046574.7
• 申請日: 2009-06-12
• 公開（公告）號: CN201448156U
• 公開（公告）日: 2010-05-05
• 發明（設計）人: 臧權同;王克宇;張玉華
• 申請（專利權）人: 揚州揚子江寶云缸套有限公司
• 主分類號: F02F1/24
• 分類號: F02F1/24
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所 32106
• 代理人: 江平

技術領域

本實用新型涉及發動機的氣缸蓋技術領域。

背景技術

在現有技術中，發動機氣缸蓋采用鉻鉬銅合金鑄鐵、蠕蟲狀石墨鑄鐵制造。

由于現有技術氣缸蓋的設計中，忽視了氣缸蓋主要承受灼熱燃氣的熱負荷的底面板和主要承受高壓燃氣的爆發壓力以及氣缸蓋組裝在機體上的螺栓預緊力的氣缸蓋(分為上箱和下箱的雙層箱型結構)之各自功能，從而氣缸蓋的設計缺乏合理性。

發動機氣缸蓋承受的綜合負荷有：

①螺栓預緊裝配力，②高壓燃氣的爆發壓力下高頻率的機械負荷，③灼熱燃氣下低頻率的熱負荷。

大功率四沖程發動機氣缸蓋設計中，底面板的設計很為重要：

在螺栓預緊裝配力和高壓燃氣的爆發壓力的機械負荷的作用下，底面板機械受力分布狀態是底面板橫截面的燃燒室側呈現從中心的高頻率拉應力向邊緣漸漸轉變成增加的高頻率壓應力，而底面板橫截面的冷卻水側則呈現從中心向邊緣漸漸增加的高頻率拉應力。

在灼熱燃氣的熱負荷作用下，底面板承受極強的復雜的低頻率的不均勻的拉伸熱應力，特別在氣缸蓋底面板的排氣過橋的燃燒室側產生極端的的低頻率的不均勻的拉伸熱應力，而在底面板的排氣過橋的冷卻水側也是產生極大的低頻率的不均勻的拉伸熱應力，從而產生底面板排氣過橋處鑄鐵材質的蠕變，導致熱裂破損。一旦氣缸蓋體底面板熱裂破損，冷卻水便可進入燃燒室，水是不可壓縮的液體，在活塞運動壓縮燃燒室容積時將產生巨大的容積壓力，該力大大超過了正常的氣體爆發壓力，這樣將使氣缸蓋、活塞、連桿、曲軸，甚至機體產生破損，俗稱“水錘”。水錘的后果是十分嚴重的。

實用新型內容

本實用新型目的在于設計一種能延長底面板使用壽命的發動機氣缸蓋。

本實用新型由合金鑄鐵或蠕蟲狀球墨鑄鐵整體澆鑄制成的氣缸蓋，所述氣缸蓋由側面板、頂面板、中隔板、底面板、中心安裝噴油器的立式套筒組成，其特征在于所述底面板為設置在中部的環形平薄板和連接在平薄板外緣且向外緣漸漸變厚的錐面板組成。

本實用新型將底面板設置成中部平薄而向邊緣漸漸變厚的錐面板結構，使底面板中部受燃氣灼熱的高溫區，熱阻小，傳熱迅速，明顯降低底面板上的低頻率不均勻的拉伸熱應力，從而大大減緩產生底面板排氣過橋處鑄鐵材質的蠕變的可能，實現提高底面板使用壽命的目的。

所述平薄板外徑為錐面板外徑的1/4～1/2.6.因為在螺栓預緊裝配力和高壓燃氣的爆發壓力的機械負荷的作用下，底面板機械受力分布狀態是底面板的中部機械應力平緩，而向邊緣方向逐步走向峰值.故要沿著邊緣方向逐步提高底面板的厚度來增加剛性降低其機械應力.在灼熱燃氣的熱負荷作用下，底面板中部承受極強的熱應力，特別在氣缸蓋底面板的排氣過橋的燃燒室側產生拉伸熱應力的高峰，而向邊緣方向逐步走向平緩，因此，減薄底面板中部的厚度來降低底面板的熱阻，使其能迅速傳熱，從而降低底面板中部的熱應力，特別可降低在氣缸蓋底面板的排氣過橋的燃燒室側的拉伸熱應力.

本實用新型所述平薄板和錐面板之間的夾角為0°0.1″～3°30″。同樣，經過詳細的計算分析，錐面的設計使所述底面板的內表面為中部平薄而向邊緣漸漸變厚的錐平板結構進一步量化合理，實現提高底面板剛性的發動機氣缸蓋的目的。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型由合金鑄鐵或蠕蟲狀石墨鑄鐵整體澆鑄而成，由側面板5、頂面板1、中隔板2、底面板3、中心安裝噴油器的立式套筒4組成。

底面板3采用機械、熱態等強度原理設計，底面板3為設置在中部的環形平薄板和連接在平薄板外緣且向外緣漸漸變厚的錐面板組成，平薄板外徑d為錐面板外徑的1/4～1/2.6，本實施例中為1/3。平薄板和錐面板之間的夾角Z可為0.1″～3°30″，本實施例中為2°30″。