一種高效冷卻的四氣門發動機氣缸蓋的製作方法

2023-05-27 03:26:26 2

本實用新型涉及一種高效冷卻的四氣門發動機氣缸蓋，屬於發動機零部件技術領域。

背景技術：

中、重型柴油發動機面臨著嚴重的氣缸蓋熱疲勞失效問題。如何提高氣缸蓋的抗熱疲勞性能已經成為目前中、重型柴油發動機機氣缸蓋設計的要點。

中國發明專利（授權公告號：CN 101413459 B，授權公告日：2010年9月1日，名稱：具有雙層水流通道的高強度氣缸蓋）公開了一種發動機氣缸蓋，該氣缸蓋在上頂板與下底板之間設有噴油器安裝孔位，在氣缸蓋內圍繞噴油器安裝孔位開設有若干氣道，在下底板上開設有進水孔，在上頂板上開設有出水孔，在氣缸蓋內圍繞氣道開設有冷卻水腔，上頂板與下底板之間的冷卻腔體通過中隔板分割成獨立的上水腔和下水腔，中隔板的邊沿與冷卻水腔的側壁一體連接，在噴油器安裝孔位與氣道之間的中隔板上開有連通上水腔和下水腔的連通孔。

該氣缸蓋通過對冷卻腔的分層設計和上下腔通孔位置的合理布置，可一定程度上提升冷卻效果、減小缸蓋下底板和氣道的熱應力。但該結構的氣缸蓋無法對冷卻水進行有效的引導， 各熱關鍵區域的水流通道為並聯通道，所有進入氣缸蓋的冷卻水在各自流經其相近熱關鍵區域後，便直接匯集到中部區域，從中部連通孔進入上水腔，該設計存在水流利用率低、整體冷卻效果差、使用效果欠佳的缺陷。

技術實現要素：

本實用新型的目的是針對現有發動機氣缸蓋的上述缺陷，提供一種高效冷卻的四氣門發動機氣缸蓋，該氣缸蓋具有水流利用率高、冷卻效果好、使用效果佳的優點。

為實現上述目的，本實用新型的技術解決方案是：

一種高效冷卻的四氣門發動機氣缸蓋，包括本體，本體的內部設有上水套和下水套，本體的中心開設有噴油器安裝孔位，噴油器安裝孔位內安置著噴油器套管，噴油器套管豎向貫穿上水套和下水套的中心，本體內圍繞噴油器安裝孔位設有四個氣道，上水套和下水套與四個氣道之間處於完全隔絕的狀態，下水套通過位於四個氣道外側的進水孔與冷卻水進管接通，上水套通過出水孔與冷卻水出管接通，上水套與下水套通過位於本體中心的水流通道接通；在下水套內，噴油器套管與靠近進水孔的某一氣道的外壁之間設置有中部擋水板。

優選的，中部擋水板在水平方向上的兩邊沿分別同與上述指定氣道相鄰的另外兩個氣道的外壁相連，上述指定氣道是指在其外壁與噴油器套管之間設置中部擋水板的那一個氣道。

優選的，中部擋水板在高度方向上貫穿整個下水套。

優選的，與中部擋水板相連接並更靠近進水孔的氣道的外壁與其相鄰的下水套內壁之間設有外圍擋水板。

優選的，外圍擋水板起源於下水套的底面，高度為下水套高度的1/2～1。

優選的，上述指定氣道的外壁與其相鄰下水套內壁之間設有擋水筋。

優選的，擋水筋起源於下水套的底面，在高度上等於或低於下水套高度的1/2。

優選的，上水套與下水套通過位於噴油器套管與中部擋水板之間的水流通道連通。

優選的，四個氣道中，靠近進水孔的兩氣道為進氣道，遠離進水孔的兩氣道為出氣道。

與現有技術相比較，本實用新型的有益效果是：

1.本實用新型在下水套的中部設置了中部擋水板，中部擋水板可先將從外圍進水孔進入氣缸蓋的冷卻水導向下水套其他外圍區域以及其中兩個氣道鼻梁處，然後再經另外兩個氣道鼻梁區集中到中部區域，最後通過設置於中部的水流通道進入上水套；如此設計，實現了氣缸蓋下水套熱關鍵區域的串聯冷卻，大幅提高了熱關鍵區域的冷卻能力和整體的水流利用率，降低了水流組織對氣缸蓋鑄造偏差的敏感性，進而有效降低了氣缸蓋的工作溫度，提高了氣缸蓋的抗熱疲勞性能。

2.本實用新型還在下水套外圍設置有外圍擋水板和擋水筋，通過與中部擋水板的配合與高度的布置，該設計可以有效控制冷卻水在各區域水流通道的分配比例從而迫使更多的冷卻水能夠順次經過下水套中的熱關鍵區域，能有效延長冷卻水整體的流動距離；該設計進一步提高了下水套各熱關鍵區冷卻水的流量，從而進一步提高整體的水流利用率，提升水流速度，降低氣缸蓋的工作溫度，提高氣缸蓋的抗熱疲勞性能。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為圖1中A-A剖面圖；

圖3為圖1中B-B剖面圖；

圖中：上水套1，下水套2，噴油器安裝孔位3，噴油器套管4，排氣道5，排氣道6，進氣道7，進氣道8，缸蓋螺栓孔9，進水孔10，中部擋水板11，水流通道12，擋水筋13，外圍擋水板14。

具體實施方式

以下結合附圖說明和具體實施例對本實用新型做進一步的詳細描述。

參見圖1至圖3，一種高效冷卻的四氣門發動機氣缸蓋，包括本體，本體的內部設有上水套1和下水套2，本體的中心開設有噴油器安裝孔位3，噴油器安裝孔位3內安置著噴油器套管4，噴油器套管4豎向貫穿上水套1和下水套2的中心，本體內圍繞噴油器安裝孔位3設有四個氣道，上水套1和下水套2與四個氣道之間處於完全隔絕的狀態，下水套2通過位於四個氣道外側的進水孔10與冷卻水進管接通，上水套1通過出水孔與冷卻水出管接通，上水套1與下水套2通過位於本體中心的水流通道接通；在下水套2內，噴油器套管4與靠近進水孔10的某一氣道的外壁之間設置有中部擋水板11。

作為優選的技術方案，中部擋水板11在水平方向上的兩邊沿分別同與上述指定氣道相鄰的另外兩個氣道的外壁相連，上述指定氣道是指在其外壁與噴油器套管4之間設置中部擋水板11的那一個氣道。

作為優選的技術方案，中部擋水板11在高度方向上貫穿整個下水套2。

作為優選的技術方案，與中部擋水板11相連接並更靠近進水孔10的氣道的外壁與其相鄰的下水套2內壁之間設有外圍擋水板14。

作為優選的技術方案，外圍擋水板14起源於下水套2的底面，高度為下水套2高度的1/2～1。

作為優選的技術方案，上述指定氣道的外壁與其相鄰下水套2內壁之間設有擋水筋13。

作為優選的技術方案，擋水筋13起源於下水套2的底面，在高度上等於或低於下水套2高度的1/2。

作為優選的技術方案，上水套1與下水套2通過位於噴油器套管4與中部擋水板11之間的水流通道12連通。

作為優選的技術方案，四個氣道中，靠近進水孔10的兩氣道為進氣道，遠離進水孔10的兩氣道為出氣道。

實施例1：

參見圖1和圖3，高效冷卻的四氣門發動機氣缸蓋，包括氣缸蓋本體，本體內部開設有上水套1和下水套2，氣缸蓋的中心設置有噴油器安裝孔位3，噴油器安裝孔位3內安置有噴油器套管4，噴油器套管4豎向貫穿上水套1和下水套2的中心，圍繞噴油器安裝孔位3布置有排氣道5、排氣道6和進氣道7、進氣道8，氣缸蓋的外圍側壁布置著若干個螺栓孔9。下水套2底部在進氣側布置有進水孔10。上水套1與下水套2通過噴油器套管4周圍的水流通道12相連通。

下水套2內噴油器套管4的附近區域布置有中部擋水板11，中部擋水板11位於噴油器套管4外壁與進氣道7的外壁之間，中部擋水板11在水平方向上的兩邊分別與排氣道5的外壁和進氣道8的外壁相連接，中部擋水板11在高度方向上貫穿整個下水套2。

中部擋水板11的設計將下水套外圍區域的水流通道、進氣道7與進氣道8之間的水流通道和噴油器安裝孔位3附近區域的水流通道串聯起來，從而強迫進入下水套2的冷卻水順次流經進氣側的外圍區域、兩進氣道鼻梁區、中部擋水板處的外圍區域、出氣側的外圍區域、中部擋水板的內圍區域，最後通過噴油器套管4周圍的水流通道12進入氣缸蓋上水套1。實現了氣缸蓋下水套熱關鍵區域的串聯冷卻，大幅提高了熱關鍵區域的冷卻能力和整體的水流利用率。

下水套2的外圍區域布置有擋水筋13，擋水筋13位於進氣道7的外壁與附近螺栓孔9的外壁之間。擋水筋13起源於氣缸蓋底板，在高度方向上不超過下水套2高度的一半。下水套2的外圍區域布置有外圍擋水板14，外圍擋水板14位於進氣道8的外壁與附近螺栓孔9的外壁之間，外圍擋水板14在高度方向上貫穿整個下水套2。

擋水筋13和外圍擋水板14的設計可以通過導流方式進一步提高通過進氣道7與進氣道8之間鼻梁區的冷卻水流量和進氣道7和排氣道5之間鼻梁區的冷卻水流量，從而進一步提高整體的水流利用率，降低氣缸蓋的工作溫度，提高氣缸蓋的抗熱疲勞性能。

以上內容是結合具體實施方式對本實用新型所做的進一步詳細說明，不能認為本實用新型的具體實施只局限於這些說明，對於本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，所做出的簡單替換，都應當視為屬於本實用新型的保護範圍。