气缸盖、发动机和车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种气缸盖、发动机和车辆。


背景技术：

2.目前，随着油耗法规愈加严苛，内燃机超高热效率成为追求的目标，加快燃烧速度、提高压缩比、减少散热损失，同时抑制爆震，都是提高汽油机热功转化效率的有效手段。
3.相关技术中，预燃室射流点火能提高燃烧速度、抑制爆震和提高压缩比，在改善汽油机热效率方面效果显著，预燃室射流点火首先引燃预燃室空腔内的混合气，高温高压混合气通过小孔喷向主燃烧室，形成高速射流火焰，大幅增加点火面积，提高燃烧速度；另外，预燃室内未燃中间产物也可加快燃烧进程。
4.但是，预燃室本体内壁面与预燃室内燃烧气体接触，外壁面与主燃烧室内燃烧气体接触，高温气体将热量传递给预燃室本体，使其温度升高，在预燃室本体与缸盖接触部分，通过导热方式可将预燃室本体的热量传递给缸盖，然而在预燃室内腔侧壁预燃室喷射孔附近的区域，一面受到主燃烧室高温气体加热，另一面受到预燃室内腔高温气体加热，其热量只能通过导热的方式传递到与缸盖接触的预燃室本体低温壁面区域，由于热导率的限制，导致此部分结构热负荷非常高，容易引起开裂以及烧蚀问题。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出了一种气缸盖，该气缸盖可以有效提高发动机的冷却性能，可以有效减小发动机的热应力、热变形，提高发动机的可靠性，同时降低发动机的成本，提高市场竞争力。
6.本实用新型进一步地提出了一种发动机。
7.本实用新型还进一步地提出了一种车辆。
8.根据本实用新型的气缸盖，包括：缸盖主体；水套，所述水套包括：主体冷却部、集排上层冷却部和集排下层冷却部，所述主体冷却部设置于所述缸盖主体上，所述主体冷却部的纵向一端设置有进液口，所述集排上层冷却部的纵向一端连接于所述主体冷却部的纵向另一端，且所述集排下层冷却部连接于所述集排上层冷却部的纵向另一端，所述集排下层冷却部上设置有出液口。
9.根据本实用新型的气缸盖，主体冷却部、集排上层冷却部和集排下层冷却部可以分别对应气缸盖的不同结构进行冷却或回水，水套的整体布置和冷却液的流动形式合理，可以有效提高发动机的冷却性能，而且可以有效减小发动机的热应力、热变形，提高发动机的可靠性，同时降低发动机的成本，提高市场竞争力。
10.在本实用新型的一些示例中，所述进液口包括：第一进液口和第二进液口，所述第一进液口和所述第二进液口之间间隔设置，且所述第一进液口位于所述第二进液口的两侧；所述主体冷却部包括：喷油器避让部，所述喷油器避让部与所述第二进液口连通。
11.在本实用新型的一些示例中，所述主体冷却部还包括：进气门避让部，所述进气门
避让部的两端分别与所述第一进液口和所述喷油器避让部连通。
12.在本实用新型的一些示例中，所述主体冷却部还包括：分流冷却通道和预燃室避让部，所述分流冷却通道与所述第一进液口连通，且与所述进气门避让部并联设置，所述预燃室避让部分别与所述喷油器避让部、所述进气门避让部和所述分流冷却通道连通。
13.在本实用新型的一些示例中，所述主体冷却部还包括：排气门避让部，所述排气门避让部分别与所述预燃室避让部、所述集排上层冷却部和气缸连通。
14.在本实用新型的一些示例中，所述主体冷却部与所述集排上层冷却部之间设置有第一连接管，所述第一连接管的直径为d1，d1的范围为：8mm≤d1≤12mm。
15.在本实用新型的一些示例中，所述集排上层冷却部与所述集排下层冷却部之间设置有三个第二连接管，三个所述第二连接管之间间隔设置，且三个所述第二连接管在从后向前的方向上直径分别为d2、d3和d4，d2、d3和d4之间的关系为：d2：d3：d4＝1:1.2:2。
16.在本实用新型的一些示例中，所述主体冷却部为多个，多个所述主体冷却部之间间隔排列设置。
17.根据本实用新型的发动机，包括：以上所述的气缸盖。
18.根据本实用新型的车辆，包括：以上所述的发动机。
19.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
20.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
21.图1是根据本实用新型实施例的水套的第一角度的结构示意图；
22.图2是根据本实用新型实施例的水套的第二角度的结构示意图；
23.图3是主体冷却部的结构示意图；
24.图4是集排上层冷却部与集排下层冷却部的连接示意图。
25.附图标记：
26.1、水套；
27.10、主体冷却部；11、进液口；110、第一进液口；111、第二进液口；12、喷油器避让部；13、进气门避让部；14、分流冷却通道；15、预燃室避让部；16、排气门避让部；17、第一连接管；18、第二连接管；20、集排上层冷却部；30、集排下层冷却部；31、出液口。
具体实施方式
28.下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。
29.下面参考图1-图4描述根据本实用新型实施例的气缸盖，气缸盖包括：缸盖主体和水套1，缸盖主体为气缸盖的主体部分，水套1为气缸的缸体和气缸盖的内外壳之间的空间，冷却液可以在水套1内循环流动，将发动机燃烧室和缸体内壁的温度通过热传导将热能转移到冷却液，由于液体是可流动的，经过水泵循环到散热器，由散热器通过外界空气的流动给冷却液散热，再将散热后的冷却液循环到水套1接收发动机工作时产生的热量，如此循
环。
30.如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的水套1，包括：主体冷却部10、集排上层冷却部20和集排下层冷却部30。主体冷却部10为水套1的主体部分，主体冷却部10主要设置于缸盖主体上，缸盖主体设置有燃烧室和预燃室等结构，这样主体冷却部10可以对预燃室和鼻梁区进行冷却降温，避免预燃室和鼻梁区因温度太高而引发早燃、爆震，而集排上层冷却部20和集排下层冷却部30则可以对集排，也就是气缸盖的排气管进行冷却降温，这样可以使排气管更好地排气，降低排气温度。
31.需要说明的是，冷却液从主体冷却部10进入到水套1，而此时冷却液的温度相对是最低的，而缸盖主体的燃烧室和预燃室等部位的区域温度则比较高，主体冷却部10主要设置于缸盖主体上，这样冷却液可以更好地带走缸盖主体所对应的区域温度。经过主体冷却部10后的冷却液温度会相对高一点，而排气管的温度则相对于燃烧室和预燃室等部位的区域温度要低一点，集排上层冷却部20和集排下层冷却部30对排气管进行冷却降温，但是集排上层冷却部20和集排下层冷却部30覆盖于排气管的范围要更大一点，这样可以提升集排上层冷却部20和集排下层冷却部30的冷却液对于排气管的冷却效果。
32.如图1和图2所示，主体冷却部10的纵向一端设置有进液口11，冷却液可以从进液口11进入到主体冷却部10，从而可以从主体冷却部10处对预燃室和气缸盖鼻梁区进行冷却降温，集排上层冷却部20的纵向一端连接于主体冷却部10的纵向另一端，这样，当冷却液流经过主体冷却部10后，可以直接纵向流通到集排上层冷却部20，继续对集排上层冷却部20处的排气管进行冷却降温。
33.如图1和图2所示，集排下层冷却部30的一端设置有出液口31，集排下层冷却部30连接于集排上层冷却部20的纵向另一端，也就是说，当冷却液流经集排上层冷却部20后，也可以从集排上层冷却部20的另一端纵向流动到集排下层冷却部30的另一端，对集排下层冷却部30处的排气管进行冷却降温，然后经出液口31流出气缸盖。集排下层冷却部30位于集排上层冷却部20的下方，这样可以使水套1的结构与排气管的整体结构相对应，而且便于水套1的设置。当然，集排下层冷却部30也可以进一步地位于集排上层冷却部20的斜下方。
34.由此，主体冷却部10、集排上层冷却部20和集排下层冷却部30可以分别对应气缸盖的不同结构进行冷却或回水，水套1的整体布置和冷却液的流动形式合理，可以有效提高发动机的冷却性能，预燃室温度可以控制在750℃以下，避免由于预燃室温度太高引发早燃、爆震，同时材料温度低于金相组织变化温度，小功率水泵即可满足冷却需求，水泵流量90l/min时，缸盖燃烧室壁面最高温度可控制在230℃以下，有效减小发动机的热应力、热变形，提高发动机的可靠性，同时降低发动机的成本，提高市场竞争力，另外，主体冷却部10、集排上层冷却部20和集排下层冷却部30之间串联连通，不需要设置分流支路。
35.其中，如图3所示，进液口11包括：第一进液口110和第二进液口111，第一进液口110和第二进液口111之间间隔设置，且第一进液口110位于第二进液口111的两侧；主体冷却部10包括：喷油器避让部12，喷油器避让部12与第二进液口111连通。第一进液口110位于第二进液口111的两侧，冷却液可以同时从第一进液口110和第二进液口111进入到水套1，而第一进液口110和第二进液口111之间间隔设置，这样可以避免第一进液口110和第二进液口111之间产生干涉，便于冷却液的进液。喷油器避让部12主要用于避让喷油器，可以理解地，喷油器避让部12为了避让喷油器，那么喷油器避让部12会围绕在喷油器的周侧上，喷
油器避让部12与第二进液口111连通，这样从第二进液口111进入的冷却液可以通入到喷油器避让部12，从而可以对喷油器处冷却降温，使喷油器可以正常稳定运行。
36.此外，如图3所示，主体冷却部10还包括：进气门避让部13，进气门避让部13的两端分别与第一进液口110和喷油器避让部12连通。进气门避让部13主要用于避让进气门，可以理解地，进气门避让部13为了避让进气门，那么进气门避让部13会围绕在进气门的周侧上，将进气门避让部13的两端分别与第一进液口110和喷油器避让部12连通，这样从第一进液口110进入的冷却液可以通入到进气门避让部13，同时经过喷油器避让部12的冷却液也可以通入到进气门避让部13，从而可以更好地降低进入气缸盖内气体的温度，提高缸内进气量，对发动机的性能有显著提高。
37.进一步地，如图3所示，主体冷却部10还包括：分流冷却通道14和预燃室避让部15，分流冷却通道14与第一进液口110连通，且与进气门避让部13并联设置，预燃室避让部15分别与喷油器避让部12、进气门避让部13和分流冷却通道14连通。分流冷却通道14与第一进液口110连通，而且分流冷却通道14与进气门避让部13并联设置，也就是说，冷却液在进入到第一进液口110后，一部分冷却液会进入到进气门避让部13，另一部分会通入到分流冷却通道14。预燃室避让部15主要用于避让预燃室，可以理解地，预燃室避让部15为了避让预燃室，那么预燃室避让部15会围绕在预燃室的周侧上，而预燃室避让部15分别与喷油器避让部12、进气门避让部13和分流冷却通道14连通，也就是说，流经喷油器避让部12、进气门避让部13和分流冷却通道14的冷却液最终都会流动至预燃室避让部15处，这样可以使预燃室避让部15处冷却液的流速更大，而且预燃室避让部15处也是水套1内冷却液流速最大的位置，流速可达4m/s以上，充分冷却预燃室的温度，提高发动机气缸盖的可靠性。
38.除此之外，如图3所示，主体冷却部10还包括：排气门避让部16，排气门避让部16分别与预燃室避让部15、集排上层冷却部20和气缸连通。同样，排气门避让部16主要用于避让排气门，可以理解地，排气门避让部16为了避让排气门，那么排气门避让部16会围绕在排气门的周侧上，排气门避让部16分别与预燃室避让部15、集排上层冷却部20和气缸连通，首先，冷却液经过预燃室避让部15后会流通到排气门避让部16处，从而可以冷却排气门的周围温度，同时也向集排上层冷却部20进行分流，冷却液进入集排上层冷却部20，另外，冷却液也可以直接通入到气缸处，冷却液由排气门避让部16分流，其中，冷却气缸体的冷却液的量为v1，流动到集排上层冷却部20的冷却液的量为v2，v1:v2＝1:2。
39.根据本实用新型的一个可选实施例，如图2所示，主体冷却部10与集排上层冷却部20之间设置有第一连接管17，第一连接管17的直径为d1，d1的范围为：8mm≤d1≤12mm。在主体冷却部10与集排上层冷却部20之间设置有第一连接管17，这样主体冷却部10的冷却液可以通过第一连接管17通入到集排上层冷却部20，对集排上层冷却部20处的排气管进行降温。将第一连接管17的直径范围设置为：8mm≤d1≤12mm，这样第一连接管17具有一定的结构强度，不易损坏，从而可以保证水套1压损尽可能小，而且可以平衡各缸之间的冷却液的流量。
40.另外，如图4所示，集排上层冷却部20与集排下层冷却部30之间设置有三个第二连接管18，三个第二连接管18之间间隔设置，且三个第二连接管18在从后向前的方向上直径分别为d2、d3和d4，d2、d3和d4之间的关系为：d2：d3：d4＝1:1.2:2。在集排上层冷却部20与集排下层冷却部30之间设置有三个第二连接管18，这样集排上层冷却部20的冷却液可以更
快、更好地通过第二连接管18通入到集排下层冷却部30，对集排下层冷却部30处的排气管进行降温。由于各缸的冷却液的量不同，而且各缸在从后向前的方向上冷却液的量逐渐增大，三个第二连接管18在从后向前的方向上的直径比为：1:1.2:2，这样也可以平衡各缸之间的冷却液的流量，保证集排上层冷却部20各个位置的冷却液的流量均在0.5m/s以上。
41.可选地，如图1所示，主体冷却部10为多个，多个主体冷却部10之间间隔排列设置。设置有多个主体冷却部10，多个主体冷却部10可以对应于多个缸体，这样可以通过多个主体冷却部10同时对多个缸体进行冷却降温，提高发动机的可靠性。而多个主体冷却部10之间间隔排列设置，这样便于多个主体冷却部10的设置，而且也可以避免多个主体冷却部10之间产生干涉。
42.具体地，如图1-图4所示，冷却液从多个主体冷却部10的第一进液口110和第二进液口111进入到水套1，从第二进液口111进入的冷却液可以通入到喷油器避让部12，从第一进液口110进入的部分冷却液通入到进气门避让部13，同时经过喷油器避让部12的冷却液也会通入到进气门避让部13，从第一进液口110进入的另一部分冷却液通过分流冷却通道14通入到预燃室避让部15，同时流经喷油器避让部12和进气门避让部13的冷却液最终也会流动至预燃室避让部15处，冷却液经过预燃室避让部15后会流通到排气门避让部16处，冷却液在排气门避让部16处可以通过第一连接管17向集排上层冷却部20进行分流，也可以直接通入到气缸处，冷却液在进入到集排上层冷却部20后，可以继续通过第二连接管18通入到集排下层冷却部30，最终从集排下层冷却部30的出液口31排出水套1。
43.根据本实用新型实施例的发动机，包括：以上实施例所述的水套1。
44.根据本实用新型实施例的车辆，包括：以上所述的发动机。
45.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
46.在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
47.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
48.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。