一种缸盖超温保护结构的制作方法

1.本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种缸盖超温保护结构。


背景技术：

2.发动机在正常运转过程中，通过化石燃料燃烧的热能转化为机械能，推动发动机高速运转。该过程中，发动机内部需承受化石燃料燃烧的高温燃气冲刷，以及燃烧爆发压力产生的高机械载荷。缸盖是发动机的主要构件，同时承受着燃烧高热负荷及爆压高机械负荷，因此在缸盖设计中，往往设计专门的冷却水套进行冷却，保证缸盖的运行温度在材料允许范围内。
3.缸盖作为发动机的重要构件，一旦损坏将造成发动机报废等严重失效。为避免冷却系统故障导致的缸盖损坏进而引起的整机损失，设计开发了缸盖超温保护结构及策略，即使在冷却系统故障时，也可有效规避缸盖及发动机的严重失效。
4.正是基于上述考虑，本发明设计了一种缸盖超温保护结构。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种缸盖超温保护结构，通过在缸盖排气侧水套设计专门温度传感器，检测缸盖排气侧金属温度，监测缸盖的运行情况；确保缸盖在合理温度范围运行，保证发动机及缸盖的运行可靠性，避免发动机及缸盖超温损坏。
6.为了实现本发明的目的,本发明采用的技术方案为：本发明公开了一种缸盖超温保护结构，包括缸盖、排气道和冷却水套，所述排气道包括上排气道和下排气道，两者分别设置于所述缸盖的前壁中部和下方，且与缸盖的内腔连通，所述缸盖的两侧设有冷却水套，所述冷却水套与所述下排气道之间设有金属温度传感器孔，所述金属温度传感器孔内固定有缸盖金属温度传感器。
7.所述金属温度传感器孔呈倾斜设置，其封闭端位于所述上排气道的下方的高温区，其开口端倾斜向下贯穿所述缸盖的外壁。
8.所述金属温度传感器孔的封闭端位于所述上排气道与下排气道之间。
9.所述金属温度传感器孔的封闭端与所述上排气道、下排气道之间的距离相等。
10.所述缸盖金属温度传感器与ecu电连接用于进行金属温度数据的传输，所述ecu通过总线与并联的喷油器、节流阀电连接，所述总线与显示屏故障灯相连；所述ecu若判断缸盖处于合适运行温度范围，则发动机正常运行；若判断缸盖处于超温状态，ecu控制点亮所述显示屏故障灯，同时控制节流阀限制进气量、控制喷油器限制喷油量。
11.本发明的有益效果在于：1、通过发动机缸盖冷却水套的设计，保证发动机及缸盖在正常冷却条件下被充分、高效冷却，确保发动机及缸盖的可靠性；2、通过在缸盖排气侧水套设计专门温度传感器，检测缸盖排气侧金属温度，监测缸盖的运行情况；确保缸盖在合理温度范围运行，保证发动机及缸盖的运行可靠性；
3、当缸盖金属温度传感器监测到缸盖排气侧温度异常时，调整发动机控制策略，通过限扭/限制功率等措施，降低发动机热负荷，保证发动机及缸盖不超温损坏。
附图说明
12.图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的剖面图；图3为本发明的电路控制原理图。
13.图中，1缸盖金属温度传感器，2缸盖，3排气道，31上排气道，32下排气道，4金属温度传感器孔，5冷却水套，6ecu，7喷油器，8节流阀，9显示屏故障灯。
具体实施方式
14.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：参见图1
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图3。
15.如图1所示，本发明公开了一种缸盖超温保护结构，包括缸盖2、排气道3和冷却水套5，所述排气道3包括上排气道31和下排气道32，两者分别设置于所述缸盖2的前壁中部和下方，且与缸盖2的内腔连通，所述缸盖2的两侧设有冷却水套5，所述冷却水套5与所述下排气道32之间设有金属温度传感器孔4，所述金属温度传感器孔4内固定有缸盖金属温度传感器1，在缸盖2上排气侧靠近缸盖排气道3高温区，布置缸盖金属温度传感器1，监测发动机运行过程中缸盖关键区域的金属温度。
16.缸盖金属温度传感器布置的要求：1. 总体位置要求：如图2所致，缸盖金属温度传感器1需布置在缸盖排气道3的上侧或下侧位置，根据传感器外形及发动机布置要求灵活调整；2. 准确位置，结合发动机缸盖的温度场模拟分析计算结果，使金属温度传感器孔4设计在排气道金属温度最高区域。对于缸盖集成双流道排气道结构，该位置一般位于上排气道31和下排气道32之间，对应本发明中，金属温度传感器孔4倾斜布置，孔的封闭端与上、下排气道的距离均为4
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5mm，目的： 一个温度传感器，可同步准确的监控到两个排气道金属壁面的温度变化，为缸盖超温保护提供准确数据。
17.3. 其他要求：金属温度传感器1和缸盖排气道3之间无冷却水套5间隔，金属温度传感器1头部可直接与金属温度传感器孔底接触，便于缸盖技术温度传感器准确获取缸盖排气道的温度值。
18.如图3所示，缸盖金属温度传感器1将监测到的缸盖2关键区域金属温度数据反馈给ecu6进行分析，ecu6根据控制策略判断发动机及缸盖2是否处于超温状态，如判断处于合适运行温度范围，发动机继续正常运行；如判断发动机及缸盖处于超温状态，ecu6控制点亮显示屏故障灯9，同步ecu6控制节流阀8限制进气量、控制喷油器9限制喷油量，通过喷油量及进气量限制发动机功率扭矩，降低发动机热负荷，从而达到保护发动机及缸盖的作用。
19.在ecu6获取到缸盖金属温度传感器1监测缸盖2关键区域金属温度后：1. 缸盖关键区域金属温度≥t1（℃），时间超过t1（s），ecu控制发动机点亮故障灯，但发动机不进行限扭/限功率保护；当发动机缸盖金属温度；当缸盖关键区域金属温度≤t0，时间超过t0，故障修复，取消发动机故障灯；
2. 缸盖关键区域金属温度≥t2（℃），ecu控制发动机点亮故障灯，同步对发动机进行限扭/限功率进行发动机保护。限扭流程可参照图3，控制发动机进气量及喷油量，也可以通过发动机标定的其他方式进行，限扭系数可参照发动机超温保护限扭矩阵进行控制（限扭矩阵根据发动机转速、整车档位、车速等统筹计算得出）。当缸盖关键区域金属温度≤t4，发动机恢复扭矩/功率，取消限扭/限功率措施；3. 缸盖关键区域金属温度≥t5（℃），ecu控制发动机点亮故障灯，同步对发动机进行断油保护，进入断油保护策略条件：
①
发动机处于怠速状态或车速为零状态；
②
车辆处于低速行驶过程，且输出扭矩处于相应外特性扭矩的50%以下。
20.4. 上述各温度之间的关系是否为t0＜t1＜t4＜t2＜t5。
21.实施例：在ecu6获取到缸盖金属温度传感器1监测缸盖2关键区域金属温度后：1. 缸盖关键区域金属温度≥160℃，时间超过10s，ecu6控制发动机点亮故障灯，但发动机不进行限扭/限功率保护；当发动机缸盖金属温度；当缸盖关键区域金属温度≤150℃，时间超过10s，故障修复，取消发动机故障灯；2. 缸盖关键区域金属温度≥190℃，ecu控制发动机点亮故障灯，同步对发动机进行限扭/限功率进行发动机保护。限扭流程可参照图3，控制发动机进气量及喷油量，也可以通过发动机标定的其他方式进行，限扭系数可参照发动机超温保护限扭矩阵进行控制（限扭矩阵根据发动机转速、整车档位、车速等统筹计算得出）。当缸盖关键区域金属温度≤170℃，发动机恢复扭矩/功率，取消限扭/限功率措施；3. 缸盖关键区域金属温度≥230℃，ecu控制发动机点亮故障灯，同步对发动机进行断油保护，进入断油保护策略条件：
①
发动机处于怠速状态或车速为零状态；
②
车辆处于低速行驶过程，且输出扭矩处于相应外特性扭矩的50%以下。
22.以上实施的方案仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。