一种缸盖及缸盖组件的制作方法

1.本发明涉及车辆领域，尤其涉及一种缸盖及缸盖组件。


背景技术：

2.混合动力车辆或纯燃油能源车辆的发动机至少有一个是内燃机，内燃机是一种通过使燃料进入气缸并使缸内的燃油和空气的混合气在缸内剧烈燃烧，从而将燃油的内能转化为推动活塞动能的装置。部分类型的发动机设置有火花塞，通过火花塞提供点火能量，以使火花塞能够根据燃烧模式的要求点燃进入缸内的至少部分的油气混合物。相关的发动机的燃烧室形状设计不合理，导致发动机的燃烧效率低。


技术实现要素：

3.本发明提供一种缸盖及缸盖组件，用于解决如何使发动机的燃油和空气更加充分地混合，从而提高发动机的燃烧效率。
4.本发明实施例提供一种缸盖，该缸盖包括：盖体，在第一方向上，所述盖体的中部区域间隔设置有喷油器安装孔和点火器安装孔；沿第二方向所述盖体还间隔设置有进气门安装孔和排气门安装孔，且所述进气门安装孔和所述排气门安装孔分别位于所述中部区域的两侧，所述第二方向与所述第一方向垂直；沿所述第二方向，所述中部区域的至少一侧具有突出于所述盖体的底面的压气结构。
5.进一步的，所述压气结构位于所述中部区域的设置有所述进气门安装孔的一侧。
6.进一步的，所述压气结构包括：
7.压气凸台，环绕所述进气门安装孔，且突出于所述盖体的底面；导气凸台，沿所述第二方向，所述导气凸台位于所述压气凸台和所述中部区域的底面之间；其中，所述导气凸台的底面连接所述中部区域的底面和所述压气凸台的底面，所述导气凸台的底面与所述压气凸台的底面通过曲面圆滑过渡。
8.进一步的，所述盖体的底部具有进气侧挤气曲面，在所述第二方向上，所述进气侧挤气曲面位于所述盖体的设置有进气门安装孔的一侧的边缘，且所述进气侧挤气曲面分别与所述压气凸台的底面和所述盖体的底面相切。
9.进一步的，在所述第二方向上，所述盖体的设置有所述排气门安装孔的一侧的底面设置有排气导气面；在所述盖体的厚度方向上，所述排气导气面靠近所述中部区域的一侧与所述中部区域的底面的间距，小于所述排气导气面远离所述中部区域的一侧与所述中部区域的底面的间距。
10.进一步的，所述盖体的底部还具有排气侧挤气曲面，在所述第二方向上，所述排气侧挤气曲面位于所述盖体的设置有排气门安装孔的一侧的边缘，且所述排气侧挤气曲面分别与所述排气导气面和所述盖体的底面相切。
11.进一步的，所述进气门安装孔和所述排气门安装孔均具有两个，两个所述进气门安装孔沿所述第一方向间隔设置于所述中部区域的两侧，两个所述排气门安装孔沿所述第
一方向间隔设置于所述中部区域的两侧。
12.进一步的，所述缸盖的底部还具有两个中部挤气曲面，沿所述第一方向，两个所述中部挤气曲面分别位于同一侧的所述进气门安装孔和所述排气门安装孔之间；两个所述中部挤气曲面分别与所述压气结构和所述排气导气面相切。
13.本发明实施例还提供一种缸盖组件，该缸盖组件包括：如上所述的缸盖；进气门，至少部分位于所述进气门安装孔内；其中，所述缸盖的底面具有压气凸台，所述压气凸台环绕所述进气门安装孔，在所述进气门处于初始位置的状态下，所述压气凸台的底面位于所述进气门的底面的下方。
14.进一步的，所述缸盖组件还包括：排气门，位于所述排气门安装孔内；其中，所述缸盖的底面还具有排气导气面，在所述排气门处于初始位置的状态下，所述排气门的底面的至少部分位于所述排气导气面的下方。
15.本发明实施例提供一种缸盖，该缸盖包括：在中部区域沿第一方向间隔设置有喷油器安装孔和点火器安装孔的盖体，沿第二方向盖体还间隔设置有进气门安装孔和排气门安装孔，且进气门安装孔和排气门安装孔分别位于中部区域的两侧，其中，第二方向与第一方向垂直。同时，沿第二方向，中部区域的至少一侧设置有突出于盖体的底面的压气结构，通过在盖体的底面设置突出于盖体底面的压气结构，减小了发动机燃烧室的容积，减小了发动机的燃烧室的容积与气缸总容积的比值，从而提高了发动机的压缩比，使点燃压燃的发动机在压缩阶段更加容易将环绕火核的稀薄油气混合物同时压燃，同时，将压气结构设置于中部区域的侧部，减小了压气结构与喷油器和点火器之间发生装配干涉的可能性，也减小了燃烧过程中压气结构阻挡火焰传播路径的可能性，从而提高了发动机的燃烧效率，即，通过在缸盖底面的中部区域的侧部设置压气结构，优化了发动机的燃烧室形状，使该燃烧室形状更加适用于点燃压燃的发动机，从而提高了点燃压燃的发动机的燃烧效率。
附图说明
16.图1为本发明实施例提供的一种缸盖的结构示意图；
17.图2为本发明实施例提供的另一种缸盖的结构示意图；
18.图3为图2中a部分的局部放大图；
19.图4为本发明实施例提供的一种缸盖组件中进气门、排气门和缸盖的位置关系示意图。
20.附图标记说明
21.10、缸盖；20、进气门；30、排气门；100、盖体；110、喷油器安装孔；120、点火器安装孔；130、进气门安装孔；140、排气门安装孔；150、压气结构；151、导气凸台；152、压气凸台；153、第一圆弧面；154、第二圆弧面；155、进气侧挤气曲面；160、排气导气面；161、排气侧挤气曲面；170、中间挤气曲面。
具体实施方式
22.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
23.在具体实施例中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征的组合可以形成不同的实施例和技术方案。为了避免不必要的重复，本发明中各个具体技术特征的各种可能的组合方式不再另行说明。
24.在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\...”仅仅是区别不同的对象，不表示各对象之间具有相同或联系之处。应该理解的是，所涉及的方位描述“上方”、“下方”、“外”、“内”均为正常使用状态时的方位，“左”、“右”方向表示在具体对应的示意图中所示意的左右方向，可以为正常使用状态的左右方向也可以不是。
25.需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。术语“连接”在未特别说明的情况下，既包括直接连接也包括间接连接。
26.以下具体实施方式中提供的缸盖可以应用于任何车辆类型的发动机，示例性的，该缸盖可以应用于轿车的发动机，示例性的，该缸盖也可以适用于货车的发动机。
27.在一些实施例中，如图1所示，缸盖10包括盖体100，盖体100沿第一方向(第一方向如图1中实线箭头所示)的中部区域间隔设置有喷油器安装孔110和点火器安装孔120，喷油器安装孔110用于安装孔喷油器，点火器安装孔120用于安装点火器，点燃压燃的发动机的喷油器需要进行两次喷油，第一次喷油发生在进气冲程内，用于在发动机的气缸内形成稀薄的油气混合物，即，喷油器在进气冲程内向气缸内喷射少量的燃油，并通过进气管流入气缸的空气与少量的燃烧混合从而在气缸内形成燃油浓度较低的油气混合物；第二次喷油发生在压缩冲程内，用于在活塞运动至预设高度的时刻向活塞顶面的中心凹坑内喷射燃油，从而在活塞顶面的中心凹坑内形成局部加浓的油气混合物，在活塞继续运动至上止点附近处发动机的点火装置点火从而点燃中心凹坑内的局部加浓的油气混合物从而形成火核，通过该火核加热火核周边的稀薄油气混合物并同时通过活塞继续压缩该稀薄油气混合物，从而使周边的稀薄油气混合物在火核的加热和活塞的压缩的共同作用下被压燃。可以理解为，点燃压燃的发动机的喷油器需要将燃油喷射至气缸的中部，同时，点火器需要将第二次喷油形成的位于活塞中心凹坑的局部加浓的油气混合物点燃，将喷油器安装孔110和点火器安装孔120设置于缸盖的中部区域，能够减小喷油器和点火器的设置位置与气缸的中部的间距，从而减小喷油器和点火器的倾斜角度，进而减小将喷油器装入喷油器安装孔110和将点火器装入点火器安装孔120的难度。
28.沿第二方向(第二方向如图1中虚线箭头所示)盖体100还间隔设置有进气门安装孔130和排气门安装孔140，且进气门安装孔130和排气门安装孔140分别位于中部区域的两侧，第二方向与第一方向垂直。进气门安装孔130用于安装进气门且发动机的进气管通过进气门安装孔130与发动机的气缸连通，在进排气冲程和进气冲程内进气门打开进气门安装孔130，以使发动机的外部空气能够经进气管由进气门安装孔130进入发动机的气缸内，在排气冲程内排气门打开排气门安装孔140，以使气缸内的燃烧废气由排气门安装孔140排出发动机的气缸。为了便于说明，以下将在第二方向上盖体100的设置有进气门安装孔130的
一侧称为进气侧，在第二方向上设盖体100的设置有排气门安装孔140的一侧称为排气侧。
29.沿第二方向，中部区域的至少一侧具有突出于盖体100的底面的压气结构150，其中，在发动机的工作状态下，盖体100与发动机的缸体连接，盖体100的底面封盖缸体内的气缸的顶部开口，即，盖体100的用于封盖气缸的顶部开口的面为盖体100的底面。在第二方向上，盖体100的用于封盖气缸的顶面开口的面设置有向气缸内向气缸内延伸的压气结构，可以理解为，压气结构150设置于盖体100的进气侧和/或排气侧，压气结构150与气缸相邻的外表面，盖体100的底面、活塞的顶面以及气缸的部分侧壁围绕形成发动机的燃烧室，压气结构150与气缸相邻的外表面和盖体100的底面形成该燃烧室的顶面，通过在盖体100的底面设置突出于盖体100的底面压气结构150，减小了燃烧室的容积与气缸总容积的比值，即，增大了点发动机的压缩比，从而使点燃压燃发动机能够更加容易地将缸内的稀薄油气混合物同步压燃，提高了点燃压燃的发动机的燃烧效率；同时，将压气结构150设置于中部区域的侧部，减小了压气结构150与点火器和喷油器之间发生装配干涉的可能性，同时，减小了压气结构150在燃烧过程中阻挡火焰传播路径的可能性，进一步增大了点燃压燃的发动机的燃烧效率。
30.本发明实施例提供一种缸盖，该缸盖包括：在中部区域沿第一方向间隔设置有喷油器安装孔和点火器安装孔的盖体，沿第二方向盖体还间隔设置有进气门安装孔和排气门安装孔，且进气门安装孔和排气门安装孔分别位于中部区域的两侧，其中，第二方向与第一方向垂直。同时，沿第二方向，中部区域的至少一侧设置有突出于盖体的底面的压气结构，通过在盖体的底面设置突出于盖体底面的压气结构，减小了发动机燃烧室的容积，减小了发动机的燃烧室的容积与气缸总容积的比值，从而提高了发动机的压缩比，使点燃压燃的发动机在压缩阶段更加容易将环绕火核的稀薄油气混合物同时压燃，同时，将压气结构设置于中部区域的侧部，减小了压气结构与喷油器和点火器之间发生装配干涉的可能性，也减小了燃烧过程中压气结构阻挡火焰传播路径的可能性，从而提高了发动机的燃烧效率，即，通过在缸盖底面的中部区域的侧部设置压气结构，优化了发动机的燃烧室形状，使该燃烧室形状更加适用于点燃压燃的发动机，从而提高了点燃压燃的发动机的燃烧效率。
31.在一些实施例中，如图1所示，压气结构150位于盖体100的底面的设置有进气门安装孔130的一侧，即，压气结构150位于缸盖10的进气侧，通过将压气结构150设置于进气侧，能够在发动机的燃烧过程中压燃稀薄油气混合物的同时，将火焰和燃烧废气压向排气侧，以使燃烧后产生的废气更加靠近排气门安装孔140，从而在排气过程中能够更充分地将气缸内的燃烧废气排气，减小了发动机的进气背压，进一步提高了发动机的燃烧效率。需要说明的是，在垂直于缸体100的底面的方向上，压气结构150突出于缸体100的底面的尺寸小于预设深度阈值，从而在发动机燃烧的过程中，使燃烧室内的进气侧和排气侧之间压力差小于预设阈值，以使燃烧室内位于进气侧的稀薄油气混合物不会由于该压力差先于位于排气侧的稀薄油气混合物被压燃，同时，使活塞不会在该压力差的作用下产生过大的偏摆，并在该偏摆的作用下产生敲缸现象。
32.在一些实施例中，如图2所示，压气结构150包括：压气凸台152和导气凸台151。压气凸台152环绕进气门安装孔130，且突出于盖体100的底面，即，压气凸台152用于在发动机的燃烧过程中挤压进气侧的稀薄燃油混合物，从而提高发动机的压缩比，同时，将压气凸台152环绕进气门安装孔130设置，在充分利用盖体100的进气侧的底面体积的同时，还能够通
过压气凸台150的环绕进气门安装孔130的侧壁作为进气通道的导流面，延长了导流通道的长度，使空气在导流通道中的流动时间更长，从而使进入气缸内的空气在预设方向上具有更高的速度，进而使空气在气缸内形成更强的预设形式的气流，示例性的，在进气管为螺旋盘绕的涡流管时，环绕进气门安装孔130设置的压气凸台130的侧壁能够延长空气在螺旋形的进气通道内流动的时间，从而使空气能够沿螺旋形的进气通道加速更长的时间，进而使空气在气缸内形成强度更高的涡旋气流，并使进入气缸内的空气和第一次喷油时进入气缸内的燃烧更加充分地混合，形成浓度分布更加均匀的稀薄油气混合物，进一步提高了点燃压燃的发动机的燃烧效率。
33.沿第二方向，导气凸台151位于压气凸台152和盖体100的中部区域的底面之间，用于连接盖体100的中部区域的底面和压气凸台152，其中，导气凸台151的底面连接压气凸台152的底面和盖体100的中部区域的底面，通过导气凸台151将盖体100的中部区域的底面和压气凸台152的底面平顺地连接，从而在发动机的进气冲程和压缩冲程中，减小在第一次喷油时进入气缸内的燃油和进入发动机内的空气在中部区域的底面和压气凸台152之间的空气阻力，从而使燃油和空气的混合更加均匀，同时，在发动机的燃烧过程中，导气凸台151能够减小火焰由在燃烧室内的流动阻力，从而使火焰更加顺畅地蔓延至整个燃烧室，即，使燃烧室内环绕火核的稀薄油气混合物的燃烧同步性更高，进一步提高了点燃压燃的发动机的燃烧效率。同时，导气凸台151的底面和压气凸台152的底面通过曲面圆滑过渡，可以理解为，通过在导气凸台151的底面和压气凸台152的底面之间设置曲面，使该曲面同时与导气凸台151的底面和压气凸台152的底面相切，示例性的，如图3所示，该曲面包括第一圆弧面153和第二圆弧面154，第一圆弧面153与压气凸台152的底面相切，第一圆弧面153的圆心指向燃烧室外的方向，第二圆弧面154的一侧与第一圆弧面相切，第二圆弧面154的另一侧与盖体100的中部区域的底面相切，且第二圆弧面153的圆心指向该燃烧室的内部，其中，第一圆弧面153和第二圆弧面154的半径均为3毫米。
34.在一些实施例中，如图2所示，盖体100的底部具有进气侧挤气曲面155，在第二方向上，进气侧挤气曲面155位于盖体100的进气侧的边缘，且进气侧挤气曲面155分别与压气凸台152的底面和盖体100的底面相切，可以理解为，在盖体100的进气侧的边缘设置有进气侧进气曲面155，用于将压气凸台152和盖体100的底面光顺地连接为一体，进一步减小了活塞在盖体100的进气侧的边缘的火焰传播阻力，进一提高了发动机的燃烧效率。
35.在一些实施例中，如图2所示，在第二方向上，盖体100的设置有排气门安装孔130的一侧的底面设置有排气导气面160，即，在第二方向上，导气面160和压气结构150分别位于盖体的中部区域的底面的两侧。在盖体100的厚度方向上，排气导气面160靠近中部区域的一侧与该中部区域的底面的间距，小于排气导气面远离中部区域的一侧与中部区域的底面的间距，从而使发动机的排气侧的燃烧室的靠近盖体100的中部区域的底面的一侧的容积小于盖体100的中部区域的底面的一次的容积，从而在燃烧后使燃烧室的排气侧的远离该中部区域的部分能够容纳更多的燃烧废气，该区域设置有排气门安装孔150，燃烧后产生的燃烧废气能够更加容易地被排出气缸外，进一步提高发动机的燃烧效率。可选的，导气面160的底面为倾斜的斜面，从而进一步减小火焰和燃烧废气在燃烧室内的传播阻力，进一步提高发动机的燃烧效率。可选的，导气面160和盖体100的中部区域的底面之间设置有将导气面160和盖体100的中部区域的底面顺滑连接的过渡曲面，从而进一步减小火焰和燃烧废
气在燃烧室内的传播阻力，进一步提高发动机的燃烧效率。
36.在一些实施例中，如图2所示，盖体100的底部还具有排气侧挤气曲面161，在第二方向上，排气侧挤气曲面161位于盖体100的进气侧的边缘，且排气侧挤气曲面161分别与排气导气面160的底面和盖体100的底面相切，可以理解为，在盖体100的进气侧的边缘设置有排气侧挤气曲面161，用于将排气导气面160和盖体100的底面光顺地连接为一体，进一步减小了活塞在盖体100的进气侧的边缘的火焰传播阻力，进一提高了发动机的燃烧效率。
37.在一些实施例中，如图2所示，进气门安装孔130和排气门安装孔140均具有两个，两个进气门安装孔130沿第一方向间隔设置于中部区域的两侧，两个排气门安装孔140沿第一方向间隔设置于中部区域的两侧，具体的，在进气侧两个进气门安装孔120沿第一方向设置于盖体100的设置有喷油器安装孔110和点火器安装孔120的中部区域的两侧，在排气侧两个排气门安装孔130沿第一方向设置于盖体100的设置有喷油器安装孔110和点火器安装孔120的中部区域的两侧，从而在减小进气门安装孔130和排气门安装孔140与喷油器和点火器之间发生干涉的可能性的同时，充分利用盖体的体积增大了发动机的进气口和排气口的尺寸，从而使发动机的进气和排气更加充分，进一步提高了发动机的燃烧效率。
38.在一些实施例中，如图2所示，盖体100的底部还具有两个中部挤气曲面170，沿第一方向，两个中部挤气曲面170分别位于同一侧的进气门安装孔130和排气门安装孔140之间，为了便于说明，下面将发动机的第一方向的一侧称为发动机的前端，将另一侧称为发动机的后端，一个中部挤气曲面170位于发动机的前端的进气门安装孔130和排气门安装孔140之间，另一个中部挤气曲面170位于发动机的后端的进气门安装孔130和排气门安装孔140之间。两个中部挤气曲面170分别与压气结构150和排气导向面160相切，即，通过两个中部挤气曲面170在将压气结构150的环绕进气门安装孔130的部分和压气结构170的环绕排气门安装孔140的部分平顺地连接，进一步减小发动机的燃烧室内的火焰传播的阻力，提高发动机的燃烧效率。
39.本发明实施例还提供一种缸盖组件，该缸盖组件为点燃压燃发动机的缸盖组件，该缸盖组件与发动机的缸体连接后，能够封盖盖体内气缸的顶部的开口，还能够控制空气进入气缸的时间，并能够向缸内喷射燃烧以及将缸内的燃烧的至少部分点燃。
40.在一些实施例中，如图4所示，缸盖组件1包括：如上图1至3中任意一幅说明书附图所示的缸盖10和进气门20。进气门20的至少部分位于进气门安装孔130内，用于控制发动机的外部空气进入缸体内的时间。其中，缸盖10的底面具有压气凸台152，压气凸台152环绕进气门安装孔，在进气门20处于初始位置的状态下，压气凸台152的底面位于进气门的底面的下方。具体的，进气门20在顶杆或气门凸轮的作用下可以在第一位置和第二位置之间运动，在不需要进气时，进气门位于第一位置，进气门20封堵进气门安装孔130，此时发动机内的油气混合物无法通过进气门安装孔20泄漏至气缸外部；在需要进气时，进气门由第一位置向下运动至第二位置，进气门20打开进气门安装孔130，发动机外部的空气能够由进气门安装孔130进入缸内，进气门20的初始位置为该第一位置。通过将进气门120的第一位置设置于压气凸台152的底面的上方，能够使进气门20开启的过程中，利用压气凸台152的环绕进气门安装孔130的部分的内壁形成进气导气面，从而增强进入缸内的气流的强度，进一步提高发动机的燃烧效率。可选的，如图4所示，缸盖10的底面还具有导气凸台151，导气凸台151的底面连接压气凸台152的底面和缸盖10的底面，在进气门20处于初始位置的状态下，导气
凸台151的底面位于进气门的底面的上方，从而减小进气阻力，提高发动机的进气量。
41.在一些实施例中，如图4所示，缸盖组件1还包括排气门30。排气门位于排气门安装孔140内，用于控制发动机的排气时间。其中，缸盖10的底面还具有排气导气面160，在排气门处于初始位置的状态下，排气门30的底面的至少部分位于排气导气面160的下方，具体的，排气门30在顶杆或气门凸轮的作用下可以在第三位置和第四位置之间运动，在不需要排气时，排气门30位于第三位置，排气门30封堵排气门安装孔140，此时发动机内的油气混合物无法通过排气门安装孔140泄漏至气缸外部；在需要排气时，排气门30由第三位置向下运动至第四位置，排气门30打开排气门安装孔140，缸内的燃烧废气能够由排气门安装孔140排出气缸，排气门30的初始位置为该第三位置。通过将排气门30的底面的至少部分位于排气导气面160的底面的下方，从而减小排气导气面160对排气造成影响的可能性，并使缸内的废气更容易被排出缸外，使发动机的排气更加充分，进一步提高了发动机的燃烧效率。
42.缸盖组件1还包括安装于喷油器安装孔110内的喷油器和安装于点火器安装孔120内的点火器。喷油器需要进行两次喷油，第一次喷油发生在进气冲程内，用于在气缸内形成稀薄的油气混合物，即，喷油器在进气冲程内向气缸内喷射少量的燃油，并与由进气管进入缸内的空气混合形成燃油浓度较低的油气混合物；第二次喷油发生在压缩冲程内，用于在活塞运动至预设高度的时刻向活塞顶面的中心凹坑内喷射燃油，从而在活塞顶面的中心凹坑内形成局部加浓的油气混合物，在活塞继续运动至上止点附近处发动机的点火装置点火从而点燃中心凹坑内的局部加浓的油气混合物从而形成火核，通过该火核加热火核周边的稀薄油气混合物并同时通过活塞继续压缩该稀薄油气混合物，从而使周边的稀薄油气混合物在火核的加热和活塞的压缩的共同作用下被压燃。
43.以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。