專利名稱：一種發(fā)動機(jī)氣缸蓋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機(jī)氣缸蓋，特別涉及一種包括冷卻水腔的發(fā)動機(jī)氣缸蓋。
背景技術(shù)：
發(fā)動機(jī)是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，發(fā)動機(jī)的氣缸蓋密封氣缸，與活塞頂部一起組成燃燒室。在氣缸內(nèi)部，燃料周期性燃燒形成高溫高壓燃?xì)馐沟脷飧咨w承受很大的交變機(jī)械負(fù)荷和交變熱負(fù)荷。由于燃燒室頂部直接接觸燃料的燃燒火焰，高溫燃?xì)庾龉蟮母邷匚矚饨?jīng)排氣道周期性的排出，因而燃燒室頂部和排氣道附近的溫度很高，成為整個氣缸蓋的“熱點(diǎn)”；相反，流經(jīng)進(jìn)氣道內(nèi)部的是常溫常壓的新鮮空氣或空氣燃料混合氣，故進(jìn)氣道附近溫度并不是很高。因此，在氣缸蓋進(jìn)氣道、排氣道之間的區(qū)域會形成很大的溫度梯度，產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，導(dǎo)致氣缸蓋整體的強(qiáng)度和剛度性能下降，嚴(yán)重影響氣缸蓋的使用壽命。極端情況下，散熱嚴(yán)重不良，使得高溫部位熱量積累嚴(yán)重，局部溫度過高，超過允許的溫度，氣缸蓋機(jī)械性能急劇下降，無法承受燃燒后氣體的高壓，最終導(dǎo)致氣缸蓋破裂或爆裂，釀成事故。
因此，強(qiáng)化這些高溫部位的冷卻，對延長氣缸蓋的使用壽命乃至提高整個發(fā)動機(jī)的可靠性都很有益處?，F(xiàn)有的氣缸蓋如圖1、圖2所示，冷卻水從分散在各氣缸周圍、氣缸蓋底部的小孔40流進(jìn)氣缸蓋內(nèi)腔，同時冷卻其流經(jīng)的進(jìn)氣門座2、排氣門座3和燃燒室頂部，逐漸匯流，最后從氣缸蓋的一端流出氣缸蓋內(nèi)腔。為了減小氣缸蓋進(jìn)氣道、排氣道之間形成的溫度梯度，在進(jìn)氣門座下面設(shè)有一個進(jìn)氣側(cè)水道7，而在排氣門座上、下各設(shè)有一個排氣側(cè)水道8，且橫截面積都比進(jìn)氣側(cè)的大。這樣，能保證流體的縱向流動，使得排氣側(cè)的冷卻水流量和有效換熱面積都比進(jìn)氣側(cè)的大，確保排氣側(cè)較進(jìn)氣側(cè)有更大的冷卻強(qiáng)度，在一定程度上加強(qiáng)了排氣側(cè)的冷卻。但是，此種氣缸蓋仍存在不足之處，主要表現(xiàn)為冷卻水流只能從兩側(cè)冷卻進(jìn)、排氣門，未能更有效的利用冷卻水腔中的水流，氣缸蓋中部高溫部位沒有得到很好的冷卻，冷卻效果不是很好。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種優(yōu)化內(nèi)腔冷卻水道結(jié)構(gòu)的氣缸蓋，更有效的利用冷卻水腔中的水流對排氣門座進(jìn)行冷卻。
本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下沿著氣缸蓋內(nèi)冷卻水的流向，在第一個氣缸之后的每個氣缸的進(jìn)氣門側(cè)，各增加一個檔體，檔體的頂部位于進(jìn)氣門座上，順著水流方向，朝下一氣缸的排氣門座方向斜向延伸至冷卻水腔的中部附近。
每個檔體的長度都不相同，沿著冷卻水流的流向，檔體的長度依次縮短，檔體的末端距下一氣缸排氣門座的距離依次增大。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是通過增加檔體，有效地將內(nèi)腔中流動的冷卻液導(dǎo)向排氣門座，增強(qiáng)了排氣門座的冷卻，降低了排氣門座的溫度；檔體相當(dāng)于在發(fā)動機(jī)燃燒室的頂部(氣缸蓋內(nèi)腔的底部各個氣缸對應(yīng)的區(qū)域)增加肋片，幫助發(fā)動機(jī)燃燒室頂部散熱，降低了燃燒室的溫度，降低了氣缸蓋底部的溫度；將冷卻水流集中在排氣側(cè)，盡量不在進(jìn)氣側(cè)，提高了單位質(zhì)量冷卻水的冷卻效率，節(jié)省了水泵的能量，通過有效地對發(fā)動機(jī)氣缸蓋進(jìn)行冷卻降溫，本發(fā)明還可延長發(fā)動機(jī)氣缸蓋的壽命，提高整個發(fā)動機(jī)的可靠性。

圖1為普通氣缸蓋的縱剖面示意圖；圖2為普通氣缸蓋的橫剖面示意圖；圖3為本發(fā)明氣缸蓋內(nèi)部冷卻水道的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明縱剖面圖。
具體實施方式下面通過具體的實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
如圖3、圖4所示，沿著氣缸蓋內(nèi)冷卻水流的流向(圖示方向從右向左)，在出最后一個氣缸外的每個氣缸上各增加一個檔體，檔體的頂部位于進(jìn)氣門座上，順著水流方向，朝下一氣缸的排氣門座方向斜向延伸至冷卻水腔的中部附近。
每個檔體的高度相同，均為20mm。每個檔體的輪廓線形狀各不相同，應(yīng)盡量減小其所處位置的水流流動阻力。每個檔體的長度都不相同，沿著冷卻水流的流向，檔體的長度依次縮短，檔體的末端距下一氣缸排氣門座的距離依次增大。第三檔體1A的頭部位于第三進(jìn)氣門座2A上，其長度最短，為20mm，其末端距離第四排氣門座3A最遠(yuǎn)，為26mm，所以第三檔體1A與第一排氣門座3A之間空隙最大，冷卻水流的流動阻力也就相對最小。第二檔體1B的頂部位于第二進(jìn)氣門座2B上，其長度次之，為29mm，其末端與第三排氣門座3B之間的距離也相對小些，為17mm，冷卻水流的流動阻力相對大些。第一檔體1C的頂部位于第一進(jìn)氣門座24上，長度最長，為31mm，末端距離第二排氣門座3C的距離最小為15mm，與排氣門座之間的空隙最小，冷卻水流的流動阻力相對最大。
冷卻水經(jīng)水泵加壓后，通過氣缸體一側(cè)的冷卻液流入通道43流入氣缸蓋冷卻水腔。沿著水道流動的同時，部分水流通過與缸體水腔連接的許多小孔40向下流入缸體水腔，部分水流從缸體另一側(cè)的冷卻液流出通道41流入缸體水腔，最后全部流出冷卻水腔，流入到缸體水腔。增加檔體后，進(jìn)氣側(cè)的冷卻水流變得很小，檔體把原來進(jìn)氣門附近的冷卻水流導(dǎo)向排氣側(cè)排氣門座附近，有效的擾動了排氣門座表面的邊界層，增強(qiáng)了其表面附近流體的流動，進(jìn)而增強(qiáng)了排氣門座的換熱，更有效的降低了排氣門座的溫度。
而且，氣缸蓋的底部部分區(qū)域相當(dāng)于燃燒室的頂部，檔體相當(dāng)于是從燃燒室頂部開始伸出的，也就相當(dāng)于在燃燒室外側(cè)加了一根肋片，增大散熱面積，能夠幫助燃燒室頂部熱量散出，降低燃燒室頂部的溫度，增強(qiáng)燃燒室頂部的熱交換，有效降低了氣缸蓋高溫部位的溫度和發(fā)動機(jī)燃燒室的溫度。
冷卻水沿著冷卻水道逐漸流入氣缸體水腔，并且受到流動阻力的影響，冷卻水的流速會逐漸降低，流量會逐漸減小。為了保證各氣缸附近冷卻水的流動均勻，進(jìn)而保證換熱均勻，依據(jù)流體和換熱理論，就應(yīng)當(dāng)降低低速區(qū)的流動阻力，使低速區(qū)的流動和換熱盡可能增強(qiáng)。本發(fā)明檔體的長度沿著冷卻水道依次縮短，檔體末端與排氣門座的間隙逐漸增大就降低了低速區(qū)的流動阻力，使低速區(qū)的流動和換熱盡可能增強(qiáng)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機(jī)氣缸蓋，包括裝有流動冷卻液的冷卻內(nèi)腔，所述內(nèi)腔一側(cè)設(shè)有進(jìn)氣門座，另外一側(cè)設(shè)有排氣門座，其特征在于在所述內(nèi)腔中固定有檔體，檔體位于進(jìn)氣門座和排氣門座之間，所述檔體引導(dǎo)內(nèi)腔中流動的冷卻液流向排氣門座。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)氣缸蓋，其特征在于所述檔體從進(jìn)氣門座開始并固定于進(jìn)氣門座上，向排氣門座方向延伸，在離排氣門座還有一段距離時結(jié)束。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動機(jī)氣缸蓋，其特征在于檔塊底部固定于氣缸蓋冷卻水腔的底部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動機(jī)氣缸蓋，其特征在于所述進(jìn)氣門座、排氣門座和檔體為多個。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動機(jī)氣缸蓋，其特征在于所述檔體末端與下一個排氣門座之間的距離逐漸變大。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動機(jī)氣缸蓋，其特征在于所述檔體的長度沿冷卻液的流動方向依次減小，所述檔體高度相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動機(jī)氣缸蓋，其特征在于所述檔體順著水流方向朝下一氣缸的排氣門座方向斜向延伸至內(nèi)腔的中部。
全文摘要
一種發(fā)動機(jī)氣缸蓋，包括裝有流動冷卻液的冷卻內(nèi)腔，所述內(nèi)腔一側(cè)設(shè)有進(jìn)氣門座，另外一側(cè)設(shè)有排氣門座，在所述內(nèi)腔中固定有檔體，檔體位于進(jìn)氣門座和排氣門座之間，所述檔體引導(dǎo)內(nèi)腔中流動的冷卻液流向排氣門座。通過增加檔體，有效地將內(nèi)腔中流動的冷卻液導(dǎo)向排氣門座，增強(qiáng)了排氣門座的冷卻，降低了排氣門座的溫度；檔體相當(dāng)于在發(fā)動機(jī)燃燒室的頂部增加肋片，幫助發(fā)動機(jī)燃燒室頂部散熱，降低了燃燒室的溫度，降低了氣缸蓋底部的溫度；將冷卻水流集中在排氣側(cè)，盡量不在進(jìn)氣側(cè)，提高了單位質(zhì)量冷卻水的冷卻效率，節(jié)省了水泵的能量，通過有效地對發(fā)動機(jī)氣缸蓋進(jìn)行冷卻降溫，本發(fā)明還可延長發(fā)動機(jī)氣缸蓋的壽命，提高整個發(fā)動機(jī)的可靠性。
文檔編號F02F1/26GK1966964SQ200510022100
公開日2007年5月23日 申請日期2005年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月14日
發(fā)明者袁志遠(yuǎn), 辛中杰 申請人:比亞迪股份有限公司