CN214533353U - 发动机和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种发动机和车辆。该发动机包括：点火线圈、高压线、火花塞、气体流量检测装置、气缸，以及，衬套；所述衬套位于所述气缸的上方、且与所述气缸的上端部形成衬套腔，所述火花塞穿设在所述气缸的上端部，所述火花塞产生火花的部分位于所述气缸内，所述高压线的一端与所述点火线圈连接，所述高压线的另一端穿过所述衬套的第一通孔与所述火花塞连接；所述气体流量检测装置通过所述衬套的第二通孔，测量所述气缸在发动机不同工况下从所述火花塞处泄漏的气体流量。本实用新型实现了火花塞的漏气量的实时测量。

Description

发动机和车辆

技术领域

本实用新型涉及发动机技术，尤其涉及一种发动机和车辆。

背景技术

对于以天然气作为燃料的发动机，天然气存储在发动机的气缸内。气缸内的天然气在燃烧后，为发动机提供动力。具体的，发动机气缸的上部设置有火花塞，该火花塞主要由绝缘体、壳体、接线螺杆和电极组成。火花塞可以将高压线传输过来的高电压放出，以击穿火花塞两电极之间的天然气，使得火花塞产生电火花，从而引燃气缸内的天然气。

然而，火花塞的绝缘体和壳体密封不良、火花塞与气缸之间密封不良、火花塞的绝缘体与接线螺杆之间密封不良均有可能导致气缸中的天然气从火花塞处泄漏。在气缸内的天然气温度较高的情况下，天然气泄漏可能会损害发动机的部件(例如火花塞、衬套等)，进而降低了发动机部件的使用寿命。因此，对发动机火花塞的漏气量进行测量是至关重要的。

实用新型内容

本实用新型提供一种发动机和车辆，以实现对发动机火花塞的漏气量进行测量。

第一方面，本实用新型提供一种发动机，所述发动机包括：点火线圈、高压线、火花塞、气体流量检测装置、气缸，以及，衬套；

所述衬套位于所述气缸的上方、且与所述气缸的上端部形成衬套腔，所述火花塞穿设在所述气缸的上端部，所述火花塞产生火花的部分位于所述气缸内，所述高压线的一端与所述点火线圈连接，所述高压线的另一端穿过所述衬套的第一通孔与所述火花塞连接；

所述气体流量检测装置通过所述衬套的第二通孔，测量所述气缸在所述发动机的不同工况下从所述火花塞处泄漏的气体流量。

可选的，所述发动机还包括气体管路，所述气体流量检测装置通过所述气体管路与所述第二通孔连接。

可选的，所述衬套包括衬套盖板和中空的衬套壳体，所述衬套盖板设置在所述衬套壳体的上端开口处，所述衬套壳体的下端开口处设置在所述气缸的上端部；

所述衬套盖板上设置有所述第一通孔和/或所述第二通孔。

可选的，所述气体流量检测装置卡设在所述第二通孔处。

可选的，所述第二通孔位于所述衬套的侧壁上。

可选的，所述发动机还包括防尘件；所述防尘件覆盖所述第二通孔。

可选的，所述发动机的ECU与所述气体流量检测装置连接；

所述发动机的ECU，用于记录所述气体流量检测装置测量的所述气缸在所述发动机的不同工况下从所述火花塞处泄漏的气体流量。

可选的，所述发动机的ECU与所述点火线圈连接，用于控制所述点火线圈向所述火花塞输出高压电。

可选的，所述发动机的ECU还与输出装置连接，用于输出所述气体流量检测装置测量的所述气缸在所述发动机的不同工况下从所述火花塞处泄漏的气体流量。

第二方面，本实用新型提供一种车辆，所述车辆包括如第一方面任一项所述的发动机。

本实用新型提供一种发动机和车辆，使得发动机的气缸在发动机不同工况下从火花塞处泄漏的气体，能够通过第二通孔流经气体流量检测装置，以使气体流量检测装置可以测量发动机的气缸在发动机不同工况下从火花塞处泄漏的气体流量，实现了火花塞的漏气量的实时测量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的一种发动机的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种发动机的结构示意图；

图3为本实用新型提供的另一种发动机的结构示意图；

图4为本实用新型提供的又一种发动机的结构示意图。

附图标记说明：

01：点火线圈； 02：高压线；

03：衬套； 04：火花塞；

05：气缸； 06：衬套腔；

100：发动机； 101：点火线圈；

102：高压线； 103：火花塞；

104：气体流量检测装置； 106：衬套；

107：气缸； 108：衬套腔；

109：第一通孔； 110：第二通孔；

120：气体管路； 130：ECU；

140：输出装置； 1061：衬套盖板；

1062：衬套壳体； 07：衬套盖板。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为现有的一种发动机的结构示意图。如图1所示，以天然气作为燃料的发动机包括点火线圈01、高压线02、衬套03、火花塞04、气缸05、电子控制单元(ElectronicControl Unit，ECU)(图1中未示出)。其中，天然气存储在气缸05中，当气缸05中的天然气燃烧后，可以为发动机提供动力。

如图1所示，点火线圈01的一端与高压线02连接。点火线圈01的另一端还可以与一个供电模块连接，供电模块用于输出电压到点火线圈01。在接收到ECU的点火指令之后，点火线圈01可以将供电模块输出的电压(一般为几十伏特左右)转换成高电压(一般可以达到一万伏特左右)，并通过高压线02传输到火花塞04。

上述火花塞04由绝缘体、壳体、接线螺杆和电极组成，火花塞04可以将高压线02传输过来的高电压放出，以击穿火花塞04两电极之间的天然气，并产生电火花，进而能够引燃气缸05内的天然气。

然而，火花塞04的绝缘体和壳体密封不良、火花塞04与气缸05之间密封不良、火花塞04的绝缘体与接线螺杆之间密封不良均有可能导致气缸05中的天然气从火花塞04处泄漏到衬套腔06内。该衬套腔06为衬套03与气缸05的上端部形成的腔体。在气缸05内的天然气温度较高的情况下，天然气泄漏可能会损害发动机的部件(例如火花塞04、衬套03等)。即火花塞04漏气可能导致发动机部件的使用寿命降低。因此，对发动机的火花塞04的漏气量进行实时测量是至关重要的。

然而现有的发动机无法实现对火花塞04的漏气量进行实时测量。考虑到该问题，本实用新型提供一种发动机，该发动机可以通过气体流量检测装置测量发动机的气缸05在发动机不同工况下从火花塞04处泄漏的气体流量，实现了火花塞04的漏气量的实时测量。应当理解的是，本实用新型提供的发动机，可以应用于车辆、船舶等需要使用天然气发动机的交通工具。该天然气可以是压缩天然气(Compressed Natural Gas，CNG)或者液化天然气(Liquefied Natural Gas，LNG)等。

为了便于描述，下面以本实用新型提供的发动机应用于车辆为例，结合具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图2为本实用新型提供的一种发动机的结构示意图。如图2所示，该发动机100包括：点火线圈101、高压线102、火花塞103、气体流量检测装置104、气缸107，以及，衬套106。

其中，衬套106位于气缸107的上方。如图2中所示，衬套106与气缸107的上端部形成衬套腔108。当火花塞103的绝缘体和壳体密封不良时，气缸107中的天然气可能会从火花塞103处泄漏到衬套腔108中。

示例性的，衬套106与气缸107之间例如可以通过焊接的方式连接在一起，以保证衬套腔108的密封性。该衬套106例如可以是铝基合金(Aluminum)或者铜基合金(Copper)等材质的衬套。

上述火花塞103穿设在气缸107的上端部。其中，火花塞103产生火花的部分位于气缸107内，以使火花塞103产生的电火花能够引燃气缸107内的天然气。

具体的，本实用新型对上述火花塞103的类型不进行限定。例如，上述火花塞103可以是准型火花塞、缘体突出型火花塞、电极型火花塞、座型火花塞、极型火花塞、面跳火型火花塞等任意一种类型的火花塞。对于上述火花塞103的材质，可以是白金火花塞、铱合金火花塞、镍合金火花塞等任何一种材质的火花塞。

应当理解的是，图2仅是示例性的展示发动机100中的其中一个火花塞103。具体的，本实用新型对发动机100中安装有几个火花塞103，以及，不同火花塞103之间的类型是否相同不进行限定。具体实现时，例如可以根据发动机的不同类型改变火花塞103的种类。例如，对于高压缩比发动机，高压缩比发动机气缸内天然气的温度，高于低压缩比发动机气缸内天然气的温度。因此，高压缩比发动机应用的火花塞的耐高温性能需高于低压缩比发动机应用的火花塞的耐高温性能。

高压线102的一端与点火线圈101连接，高压线102的另一端穿过衬套106的第一通孔109与火花塞103连接。高压线102用于将点火线圈101产生的高压电传输到火花塞103，火花塞103可以将高压线102传输过来的高电压放出，以击穿火花塞103电极间的天然气，进而产生电火花。

示例性的，上述高压线102指的是能够输送高电压(例如一万伏特以上的电压)的输电线路。可选的，该高压线102例如可以是耐高温的高压线，或者耐低温的高压线等。

可选的，上述点火线圈101还可以与供电模块，或者，电池等连接。上述供电模块或者电池例如可以是整车的供电模块或电池，或者，发动机的供电模块或电池等，具体的，可以根据车辆的类型或者发动机的类型等确定。

点火线圈101中包括有两种线圈：初级线圈和次级线圈。以点火线圈101与供电模块相连为例，其中，初级线圈的一端与上述供电模块连接。可选的，该发动机100还可以包括开关装置(例如断电器，图2中未示出)，该开关装置用于控制点火线圈101的通断。点火线圈101的初级线圈的另一端与上述开关装置的一端连接，次级线圈的一端与开关装置的另一端连接。当开关装置闭合时，初级线圈与次级线圈导通，点火线圈101可以将供电模块输出的电压放大为高压电；当开关装置断开时，初级线圈与次级线圈断开，点火线圈101不执行放大电压的工作。次级线圈的另一端与高压线102连接，以将经过点火线圈101放大后的电压传输到火花塞103。其中，点火线圈101的次级线圈的匝数(一般为15000-25000匝)与初级线圈的匝数(一般为200-500匝)的比值越大，点火线圈101能够放大的电压的倍数越大。

气体流量检测装置104通过衬套106的第二通孔110，测量气缸107在不同工况下从火花塞103处泄漏的气体流量。

可选的，上述气体流量检测装置104可以是热式气体流量计、便携式气体检测仪等。衬套腔108内的天然气可以通过衬套106上的第二通孔110流经气体流量检测装置104，以使气体流量检测装置104可以测量气缸107在发动机100不同工况下从火花塞103处泄漏的气体流量。示例性的，气体测量装置104可以在发动机100开始工作时即开始测量火花塞103的漏气量。

上述第二通孔110可以是衬套106上的任意形状的通孔。应当理解的是，本实用新型对第二通孔110在衬套106上的位置不进行限定。示例性的，上述第二通孔110例如可以位于衬套106的上端部。或者，上述第二通孔110可以位于衬套106的侧壁上。

作为一种可能的实现方式，上述气体流量检测装置104可以是卡设在上述第二通孔110处。例如，上述第二通孔110与气体流量检测装置104的形状匹配，以使气体流量检测装置104可以采用卡接的方式设置在第二通孔110处。或者，气体流量检测装置104可以与第二通孔110之间例如可以设置有紧固件(图2中未示出)。气体流量检测装置104朝向第二通孔110的一面，以及，衬套106朝向气体流量检测装置104的一面(与气体流量检测装置104接触的部分)，可以设置有与紧固件能够固定连接的部分，以使两者可以通过紧固件固定连接。其中，该紧固件例如可以是螺栓和螺母。或者，上述气体流量检测装置104还可以焊接在衬套106上的第二通孔110处。应理解，上述仅是示例的给出了气体流量检测装置104设置在第二通孔110处的方式，本申请对气体流量检测装置104设置在第二通孔110处的方式不以此为限。

当上述气体流量检测装置104可以是卡设在上述第二通孔110处时，可选地，该发动机100还可以包括防尘件(图2中未示出)，该防尘件用于覆盖第二通孔110，以避免灰尘、汽车尾气等污染物进入衬套腔108，增加发动机100的安全性。具体的，该防尘件例如可以是防尘套或者防尘贴等部件。

继续参照图2，作为另一种可能的实现方式，上述气体流量检测装置104与第二通孔110之间，还可以设置有气体管路120，即该发动机100还可以包括气体管路120。气体流量检测装置104可以通过该气体管路120与第二通孔110连接，以便灵活的改变气体流量检测装置104的位置，增加了发动机100测量火花塞103漏气量的灵活性。可选的，该气体管路120可以是形状可变的管路(例如由橡胶、弹性塑料等制成的管路)，以进一步提高发动机100测量火花塞103漏气量的灵活性。当然，该气体管路120也可以是例如由金属、塑胶等材料制成的管路，本实用新型对该气体管路120的形状不进行限定。

上述发动机100的不同工况例如可以是发动机的不同的工作状态。示例性的，该发动机100的不同工况例如可以是发动机的怠速工况(发动机100无负载运转状态)、小负荷工况(发动机100的节气门开服在25％以内)、中负荷工况(发动机100的节气门开服在25％-85％以内)、大负荷或全负荷工况(发动机100的节气门开服在85％以上)、加速工况等。或者，车辆不同的行驶速度也可以作为发动机100不同工况。应当理解的是，本实用新型对发动机存在哪些工况不进行限定，具体可以根据该发动机100实际应用时划分的工况确定。

应当理解的是，图2仅是示例性的展示发动机100中包括的部件的和部件名称，本实用新型并不对发动机100中所包含的部件的具体形状进行限定。此外，应理解，图2仅是示例性的给出了发动机100中与本实用新型相关的部分结构，对于该发动机100是否还包括其他组成部分不进行限定。

在本实施例中，通过在衬套106上设置第二通孔110，使得气缸107在发动机100不同工况下从火花塞103处泄漏的气体能够通过第二通孔110，流经气体流量检测装置104，以使气体流量检测装置104可以测量气缸107在发动机100不同工况下从火花塞103处泄漏的气体流量，实现了实时测量火花塞103的漏气量。

进一步的，图3为本实用新型提供的另一种发动机的结构示意图。如图3所示，该发动机100的衬套106可以包括衬套盖板1061和中空的衬套壳体1062。

其中，衬套盖板1061设置在衬套壳体1062的上端开口处，用于封堵衬套腔108。衬套壳体1062的下端开口处设置在气缸107的上端部。示例性的，上述衬套盖板1061与衬套壳体1062之间例如可以通过螺纹进行连接。例如衬套盖板1061朝向衬套壳体1062的一面设置有凹槽，凹槽内设置有螺纹，衬套壳体1062朝向衬套盖板1061的一面设置有凸起，凸起外设置有与衬套盖板1061的凹槽内的螺纹对应的螺纹，以使两者可以固定连接。应理解，本实用新型对衬套盖板1061与衬套壳体1062的连接方式不进行限定。在具体实现时，例如，上述衬套盖板1061与衬套壳体1062上还可以设置有相对应的通孔，以使衬套盖板1061与衬套壳体1062可以通过螺栓和螺母(也称为螺帽)配合进行连接。

衬套盖板1061上设置有第一通孔109和/或第二通孔110。应当理解的是，图3中所示的是衬套盖板上设置有第一通孔109和第二通孔110的情况。具体实现时，第一通孔109或者第二通孔110也可以不设置在衬套盖板上。例如前述所说的，第二通孔110可以设置在衬套106的侧壁上。可选的，第1通孔110可以设置在衬套106的侧壁上，然后高压线102可以穿过该第一通孔110与火花塞103连接。

继续参照图3，如图1中所示，现有的发动机中的高压线02是水平进入衬套盖板07。因为衬套盖板的实际样式往往是不规则的，技术人员对衬套盖板进行钻孔时，往往会选择较容易打孔的位置进行钻孔。若本实用新型提供的发动机100的第二通孔110想要设置在衬套盖板1061上较容易打孔的位置，且此时高压线102的排布方式为如现有技术中所示的水平排布在衬套盖板1061中，那么在对衬套盖板1061进行钻孔时，若第二通孔110的钻孔位置与第一通孔109的钻孔位置有交叉，则钻孔时可能会损坏穿设在第一通孔109的高压线102。

因此，考虑到上述问题，本实用新型提供的发动机100在将第一通孔109和第二通孔110均设置在衬套盖板1061上时，发动机100的高压线102的排布方式可以设置为垂直于气缸107的上端面进入衬套腔108，避免了第二通孔110与第一通孔109出现交叉的情况，进而避免了损坏穿设在第一通孔109的高压线102的可能。

可选地，上述发动机100还可以包括密封件。该密封件设置在第二通孔110和/或第一通孔109处，用于密封第二通孔110和/或第一通孔109，以避免火花塞103的漏气从这两个通孔泄漏出去，即保证火花塞103的漏气通过第二通孔110流经气体流量检测装置104，进而提高火花塞103漏气量测量的准确性。具体的，该密封件例如可以是密封圈、密封垫片等。

图4为本实用新型提供的又一种发动机的结构示意图。如图4所示，上述发动机100还可以包括ECU130。该发动机的ECU130与气体流量检测装置104连接，用于记录气体流量检测装置104测量的气缸107在发动机100不同工况下从火花塞103处泄漏的气体流量，以实现对火花塞103漏气量的实时测量并记录。示例性的，发动机的ECU130记录的火花塞103漏气量的数据例如可以为后续研究火花塞103漏气量，以及，发动机运行工况的关系提供数据支撑。

可选的，继续参照图4，如图4所示，上述发动机的ECU130还可以与点火线圈101连接，用于控制点火线圈101产生高压电。可选的，发动机ECU130可以获取点火指令(该点火指令例如可以是ECU检测到用户开始启动车辆)，然后控制点火线圈101内部开关装置导通，以使点火线圈101可以将车辆供电模块或者电池输出的电压转换成能够击穿火花塞103两电极之间的天然气的高电压。

可选的，仍然参照图4，如图4所示，发动机的ECU130还可以与输出装置140连接，用于输出气体流量检测装置104测量的发动机的气缸107在发动机100不同工况下从火花塞103处泄漏的气体流量。

例如，上述ECU130可以周期性的向上述输出装置140传输气体流量检测装置104测量的气缸107在发动机100不同工况下从火花塞103处泄漏的气体流量，以使输出装置140输出火花塞103处泄漏的气体流量。或者，ECU130还可以在火花塞103处泄漏的气体流量值大于预设的气体流量值时，向输出装置140发送气体流量检测装置104测量的气体流量，以使输出装置140输出火花塞103处泄漏的气体流量，以对用户进行提醒。再或者，ECU130还可以在火花塞103处泄漏的气体流量值大于预设的气体流量值时，向输出装置140发送警报提示，以使用户及时的发现火花塞103漏气量过大。

示例性的，上述输出装置140例如可以是语音输出装置，或者，显示装置(例如车辆的显示屏)等。

本实用新型还提供一种车辆，该车辆包括发动机，该发动机的结构可以是上述任一项实施例所述的结构。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种发动机，所述发动机包括：点火线圈、高压线、火花塞、气缸，以及，衬套；其特征在于，所述发动机还包括：气体流量检测装置；

所述衬套位于所述气缸的上方、且与所述气缸的上端部形成衬套腔，所述火花塞穿设在所述气缸的上端部，所述火花塞产生火花的部分位于所述气缸内，所述高压线的一端与所述点火线圈连接，所述高压线的另一端穿过所述衬套的第一通孔与所述火花塞连接；

所述气体流量检测装置通过所述衬套的第二通孔，测量所述气缸在所述发动机的不同工况下从所述火花塞处泄漏的气体流量。

2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述发动机还包括气体管路，所述气体流量检测装置通过所述气体管路与所述第二通孔连接。

3.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于，所述衬套包括衬套盖板和中空的衬套壳体，所述衬套盖板设置在所述衬套壳体的上端开口处，所述衬套壳体的下端开口处设置在所述气缸的上端部；

所述衬套盖板上设置有所述第一通孔和/或所述第二通孔。

4.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述气体流量检测装置卡设在所述第二通孔处。

5.根据权利要求4所述的发动机，其特征在于，所述第二通孔位于所述衬套的侧壁上。

6.根据权利要求4所述的发动机，其特征在于，所述发动机还包括防尘件；所述防尘件覆盖所述第二通孔。

7.根据权利要求1-6任一项所述的发动机，其特征在于，所述发动机的ECU与所述气体流量检测装置连接；

所述发动机的ECU，用于记录所述气体流量检测装置测量的所述气缸在所述发动机的不同工况下从所述火花塞处泄漏的气体流量。

8.根据权利要求7所述的发动机，其特征在于，所述发动机的ECU与所述点火线圈连接，用于控制所述点火线圈向所述火花塞输出高压电。

9.根据权利要求7所述的发动机，其特征在于，所述发动机的ECU还与输出装置连接，用于输出所述气体流量检测装置测量的所述气缸在所述发动机的不同工况下从所述火花塞处泄漏的气体流量。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求1-9任一项所述的发动机。

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