[發明專利]一種強化缸蓋螺栓孔支撐結構

在審

• 申請號: 201810609523.4
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN108869086A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 王艷麗;衛軍朝;張麗;王延榮;姚亮宇;高麗英;張麗強;王俊斌
• 申請（專利權）人: 中國北方發動機研究所（天津）
• 主分類號: F02F1/24
• 分類號: F02F1/24;F02F1/28;F02F1/40
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 楊慧玲

本發明提供了一種強化缸蓋螺栓孔支撐結構，它與水腔、氣道及其它支撐結構共同組成缸蓋，包括缸蓋、缸蓋螺栓孔支撐結構和機體，所述缸蓋通過缸蓋螺栓與缸蓋螺栓孔支撐結構作用連接在機體的上表面，所述缸蓋螺栓孔支撐結構呈扇形結構，且與缸蓋螺栓頭部相接觸的一側厚度小于與機體相接觸的一側厚度。本發明有益效果：具有優良的承載特性，可以承載較高的螺栓預緊力；強化缸蓋螺栓預緊力作用在缸蓋螺栓孔支撐結構上，僅在作用面最近的區域內起主要作用，而在缸蓋水腔結構和氣道結構與缸蓋螺栓支撐結構的相交區域應力水平較低，有利于提高缸蓋結構可靠性；同時，可推廣到其它高功率密度發動機結構件。

技術領域

本發明屬于發動機零部件技術領域，尤其是涉及一種強化缸蓋螺栓孔支撐結構。

背景技術

氣缸蓋是組成發動機燃燒室的重要零件，結構復雜，工作條件惡劣，在承受巨大螺栓預緊力的同時，還要承受高溫高壓燃氣的沖擊，承載的機械負荷和熱負荷都很大。氣缸蓋包括氣道、水腔、螺栓孔支撐等結構，以實現進排氣組織、缸內燃氣密封等功能，同時滿足機械負荷和熱負荷的承載需求，其中缸蓋螺栓孔支撐結構的承載能力和承載特性直接影響缸蓋結構可靠性。目前，普通缸蓋螺栓孔支撐結構為等壁厚筒狀結構，其結構設計簡單，鑄造流動性好，在與缸蓋水腔和氣道結構相交的部位應力較高，但滿足普通氣缸蓋的結構可靠性要求。

隨著發動機功率密度的提升，缸內燃氣壓力和燃氣熱負荷急劇增長，缸蓋螺栓預緊力變大，缸蓋承載的熱負荷和機械負荷也大幅增長，對缸蓋的承載結構提出了更高的要求，缸蓋螺栓孔支撐結構作為缸蓋結構的重要組成部分，其承載能力和承載特性關系到缸蓋結構的可靠性。通用缸蓋螺栓孔支撐結構承載能力較小，在與缸蓋水腔和氣道等結構相交的部位會出現應力集中的現象，影響缸蓋的結構可靠性，使得缸蓋滿足不了高功率密度柴油機的使用要求。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種強化缸蓋螺栓孔支撐結構，以解決上述問題的不足之處。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種強化缸蓋螺栓孔支撐結構，它與水腔、氣道及其它支撐結構共同組成缸蓋，包括缸蓋、缸蓋螺栓孔支撐結構和機體，所述缸蓋通過缸蓋螺栓與缸蓋螺栓孔支撐結構作用連接在機體的上表面，所述缸蓋螺栓孔支撐結構呈扇形結構，且與缸蓋螺栓頭部相接觸的一側厚度小于與機體相接觸的一側厚度。

進一步的，所述缸蓋內還設有氣道和缸蓋水腔，所述氣道和缸蓋水腔內部均不與缸蓋螺栓孔支撐結構相干涉。

進一步的，所述缸蓋螺栓孔支撐結構扇形截面上與機體相接觸的底邊、連接與螺栓相接觸的豎直邊和斜邊上的過渡圓角的結構尺寸均通過有限元方法確定。

相對于現有技術，本發明所述的強化缸蓋螺栓孔支撐結構具有以下優勢：

本發明所述的強化缸蓋螺栓孔支撐結構具有優良的承載特性，可以承載較高的螺栓預緊力；強化缸蓋螺栓預緊力作用在缸蓋螺栓孔支撐結構上，僅在作用面最近的區域內起主要作用，而在缸蓋水腔結構和氣道結構與缸蓋螺栓支撐結構的相交區域應力水平較低，有利于提高缸蓋結構可靠性；同時，可推廣到其它高功率密度發動機結構件。

附圖說明

構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明實施例所述的強化缸蓋螺栓孔支撐結構的結構示意圖；

圖2為本發明實施例所述的缸蓋螺栓孔支撐結構的截面圖；

圖3為本發明實施例所述的強化缸蓋螺栓孔支撐結構的承載應力梯度圖。

附圖標記說明：

1-缸蓋螺栓；2-缸蓋；3-缸蓋水腔；4-缸蓋螺栓孔支撐結構；5-氣道；6-機體。