CN212154964U - 一种气缸盖结构及汽油机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发动机技术领域，公开一种气缸盖结构及汽油机。该气缸盖结构包括气缸盖本体、预燃室和冷却水套，预燃室设置于气缸盖本体上，且预燃室与气缸盖本体为一体式结构，冷却水套设置于气缸盖本体上，且冷却水套用于对预燃室进行冷却。通过将气缸盖本体与预燃室设置为一体式结构，能够节省预燃室的装配空间，实现气缸盖结构的紧凑布置，且能够避免预燃室与气缸盖本体之间的装配误差，保证两者之间装配的可靠性，采用气缸盖本体上设置的冷却水套对预燃室进行冷却，能够使预燃室内部始终保持在一个合理的温度范围内，避免预燃室喷嘴因过热而融化或者损坏的现象发生，同时能够延长火花塞的使用寿命。

Description

一种气缸盖结构及汽油机

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，尤其涉及一种气缸盖结构及汽油机。

背景技术

汽油机是使用汽油作燃料的一种电火花点火式内燃发动机。随着发动机技术对热效率的追求越来越高，现在普遍提出了预燃室技术，即将整个燃烧区域分为主燃烧室和预燃室，预燃室内布置有燃料喷射器和火花塞，首先将燃料喷入预燃室，由预燃室内部的火花塞点火燃烧，预燃室内压力迅速升高，促使高温燃气以火焰射流的形式经通道进入主燃烧室，在主燃室内发展成多束火焰点燃主燃烧室内的稀薄混合气。此方法可以使火焰更深入主燃烧室，接触更多的未燃混合气，提高点火能量，加强燃烧室内的气流扰动。相比传统火花塞点火，预燃室可以大幅提高燃烧速度，提前燃烧重心，实现稀薄燃烧，提高发动机热效率。

现有技术中，预燃室壳体是单独制造的，然后通过压装或者其它连接方式装配在气缸盖上。一方面需要很大的安装空间，在小型汽油机上很难实现，另一方面，预燃室壳体几乎与外界隔绝，而预燃室长期在高温下工作，如果预燃室的温度过高，会导致预燃室内的火花塞的使用寿命大大缩短，还会使得预燃室喷嘴因过热而融化或者损坏，还可能会因为局部温度过高，形成热点而引起早燃等。

实用新型内容

基于以上所述，本实用新型的目的在于提供一种气缸盖结构及汽油机，节省了预燃室的装配空间，实现汽油机的小型化，且能够对预燃室进行及时的冷却。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种气缸盖结构，包括：

气缸盖本体；

预燃室，其设置于所述气缸盖本体上，且所述预燃室与所述气缸盖本体为一体式结构；

冷却水套，其设置于所述气缸盖本体上，且所述冷却水套用于对所述预燃室进行冷却。

作为一种气缸盖结构的优选方案，所述气缸盖本体采用铸造的方式制成。

作为一种气缸盖结构的优选方案，所述气缸盖本体上设置有阶梯孔，所述阶梯孔的小口端形成所述预燃室，所述预燃室内容纳有火花塞，所述阶梯孔的大口端用于连接点火线圈，所述点火线圈与所述火花塞相连。

作为一种气缸盖结构的优选方案，所述预燃室的底部设置有喷射孔，所述喷射孔被配置为连通于主燃烧室。

作为一种气缸盖结构的优选方案，所述喷射孔的数量为多个，多个所述喷射孔沿所述预燃室的底部间隔设置。

作为一种气缸盖结构的优选方案，所述气缸盖本体上还设置有喷油器孔，所述喷油器孔与所述主燃烧室连通。

作为一种气缸盖结构的优选方案，所述气缸盖本体上还设置有燃料喷射器孔，所述燃料喷射器孔与所述预燃室连通。

作为一种气缸盖结构的优选方案，所述冷却水套包括连通所述气缸盖本体的冷却水道的进水口和出水口。

作为一种气缸盖结构的优选方案，所述气缸盖结构还包括电子水泵和ECU控制器，所述电子水泵和所述ECU控制器用于控制所述冷却水套中的水流。

为达上述目的，本实用新型还提供了一种汽油机，包括如以上任一方案所述的气缸盖结构。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供一种气缸盖结构，该气缸盖结构包括气缸盖本体、预燃室和冷却水套，气缸盖本体与预燃室为一体式结构，冷却水套设置于气缸盖本体上，用于对预燃室进行冷却。通过将气缸盖本体与预燃室设置为一体式结构，能够节省预燃室的装配空间，实现气缸盖结构的紧凑布置，且能够避免预燃室与气缸盖本体之间的装配误差，保证两者之间装配的可靠性，采用气缸盖本体上设置的冷却水套对预燃室进行合理的冷却，能够使预燃室内部始终保持在一个合理的温度范围内，避免预燃室喷嘴因过热而融化或者损坏的现象发生，同时能够延长火花塞的使用寿命。

本实用新型提供一种汽油机，包括上述气缸盖结构，通过将气缸盖本体与预燃室设置为一体式结构，能够节省预燃室的装配空间，实现气缸盖结构的紧凑布置，从而实现汽油机的小型化。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的气缸盖结构的仰视图；

图2是图1在A-A处的剖视图；

图3是图2安装有火花塞的结构示意图；

图4是图1在B-B处的剖视图；

图5是图4安装有火花塞的结构示意图；

图6是图1在C-C处的剖视图；

图7是图6安装有火花塞的结构示意图。

图中：

1-气缸盖本体；11-燃料喷射器孔；12-喷油器孔；

2-预燃室；21-喷射孔；

3-冷却水套；4-主燃烧室；5-火花塞。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，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。而且，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。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1-图7所示，本实施例提供一种气缸盖结构，该气缸盖结构包括气缸盖本体1、预燃室2和冷却水套3，其中，预燃室2设置于气缸盖本体1上，且预燃室2与气缸盖本体1为一体式结构，冷却水套3设置于气缸盖本体1上，且冷却水套3用于对预燃室2进行冷却。

本实施例提供的气缸盖结构，通过将气缸盖本体1与预燃室2设置为一体式结构，能够节省预燃室2的装配空间，实现气缸盖结构的紧凑布置，且能够避免预燃室2与气缸盖本体1之间的装配误差，保证两者之间装配的可靠性，采用气缸盖本体1上设置的冷却水套3对预燃室2进行合理的冷却，能够使预燃室2内部始终保持在一个合理的温度范围内，避免预燃室2内的喷嘴因过热而融化或者损坏的现象发生，同时能够延长火花塞5的使用寿命。

具体地，气缸盖本体1采用铸造的方式制成，在完成气缸盖本体1的铸造后，在气缸盖本体1上机加工出阶梯孔，该阶梯孔的小口端形成预燃室2，预燃室2内容纳有火花塞5，阶梯孔的大口端用于连接点火线圈，点火线圈与火花塞5相连。制造工艺简单，制造成本较低。需要说明的是，在制造过程中，预燃室2的外形与气缸盖本体1的整体结构相结合进行优化设计，预燃室2的外形不限于附图中的结构形式。

优选地，阶梯孔的大口端上设置有内螺纹，火花塞5上设置有外螺纹，火花塞5螺纹连接于阶梯孔的大口端，实现二者的固定，且螺纹连接还具有加工简单，拆装方便的优势，方便对火花塞5的拆卸，便于更换。

进一步地，预燃室2的底部设置有喷射孔21，喷射孔21被配置为连通于主燃烧室4。优选地，喷射孔21的数量为多个，多个喷射孔21沿预燃室2的底部间隔设置。

进一步地，气缸盖本体1上还设置有喷油器孔12和燃料喷射器孔11，喷油器孔12与主燃烧室4连通，燃料喷射器孔11与预燃室2连通。当发动机开始工作时，汽油和空气的混合物由燃料喷射器孔11喷入预燃室2，由预燃室2内部的火花塞5点火燃烧，预燃室2内压力迅速升高，促使高温燃气以火焰射流的形式经喷射孔21进入主燃烧室4，在主燃室200内发展成多束火焰点燃主燃烧室4内的稀薄混合气，可以使火焰更深入主燃烧室4，接触更多的未燃混合气，提高点火能量，加强燃烧室内的气流扰动。相比传统火花塞点火，预燃室2可以大幅提高燃烧速度，提前燃烧重心，实现稀薄燃烧，提高发动机热效率。

进一步地，冷却水套3包括连通气缸盖本体1的冷却水道的进水口和出水口。将冷却水套3的进水口和出水口分别连通于气缸盖本体1本身的冷却水道。与现有技术在预燃室2的壳体内单独集成一套冷却水套相比，本实施例提供的气缸盖结构利用气缸盖本体1本身的冷却水道同时为预燃室2进行冷却，结构较为简单，能够减小气缸盖本体1的布置空间，降低制造成本，且能够实现批量化生产。

如图2-图7所示，冷却水套3包围在预燃室2和燃料喷射器孔11的周围，可以对预燃室2和燃料喷射器孔11进行有效地冷却，在设计过程中，冷却水套3的形状、冷却水的水流量及流速都根据预燃室2和主燃烧室4内不同工况的温度进行优化，保证预燃室2和主燃烧室4的工作温度在合理的范围内，冷却水套3的形状和外形均不限于附图中的结构形式，可以根据实际情况进行调整。

优选地，该气缸盖结构还包括电子水泵和ECU控制器，电子水泵和ECU控制器用于控制冷却水套3中的水流，可以根据发动机的工况对气缸盖本体1的冷却水道的水流进行控制，保证预燃室2的工作温度一直控制在合理范围，既避免预燃室2表面温度低过低，产生火焰淬熄，也可以避免大负荷工况下形成热点，造成异常燃烧。

本实施例提供的气缸盖结构，由于预燃室2是在气缸盖本体1上通过机加工的阶梯孔形成的，因此，预燃室2下端到主燃烧室4之间的距离(即预燃室2的壁厚)可以加工成大约3mm，方便预燃室2中的高温燃气快速进入主燃烧室4内。此外，预燃室2外形的可以与气缸盖整体结构相结合进行优化设计，设计过程中，预燃室2和气缸盖本体1的强度、水流、温度场等经过多次CFD及CAE计算优化及改进，并进行试验验证。

本实施例还提供了一种汽油机，该汽油机包括上述气缸盖结构，通过将气缸盖本体1与预燃室2设置为一体式结构，能够节省预燃室2的装配空间，实现气缸盖结构的紧凑布置，从而实现汽油机的小型化。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种气缸盖结构，其特征在于，包括：

气缸盖本体(1)；

预燃室(2)，其设置于所述气缸盖本体(1)上，且所述预燃室(2)与所述气缸盖本体(1)为一体式结构；

冷却水套(3)，其设置于所述气缸盖本体(1)上，且所述冷却水套(3)用于对所述预燃室(2)进行冷却。

2.根据权利要求1所述的气缸盖结构，其特征在于，所述气缸盖本体(1)采用铸造的方式制成。

3.根据权利要求2所述的气缸盖结构，其特征在于，所述气缸盖本体(1)上设置有阶梯孔，所述阶梯孔的小口端形成所述预燃室(2)，所述预燃室(2)内容纳有火花塞(5)，所述阶梯孔的大口端用于连接点火线圈，所述点火线圈与所述火花塞(5)相连。

4.根据权利要求1所述的气缸盖结构，其特征在于，所述预燃室(2)的底部设置有喷射孔(21)，所述喷射孔(21)被配置为连通于主燃烧室(4)。

5.根据权利要求4所述的气缸盖结构，其特征在于，所述喷射孔(21)的数量为多个，多个所述喷射孔(21)沿所述预燃室(2)的底部间隔设置。

6.根据权利要求4所述的气缸盖结构，其特征在于，所述气缸盖本体(1)上还设置有喷油器孔(12)，所述喷油器孔(12)与所述主燃烧室(4)连通。

7.根据权利要求1所述的气缸盖结构，其特征在于，所述气缸盖本体(1)上还设置有燃料喷射器孔(11)，所述燃料喷射器孔(11)与所述预燃室(2)连通。

8.根据权利要求1所述的气缸盖结构，其特征在于，所述冷却水套(3)包括连通所述气缸盖本体(1)的冷却水道的进水口和出水口。

9.根据权利要求8所述的气缸盖结构，其特征在于，所述气缸盖结构还包括电子水泵和ECU控制器，所述电子水泵和所述ECU控制器用于控制所述冷却水套(3)中的水流。

10.一种汽油机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的气缸盖结构。

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