專利名稱：發(fā)動機氣缸蓋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機氣缸蓋，尤其是涉及一種水冷發(fā)動機的氣缸蓋，屬 于發(fā)動機冷卻系統(tǒng)水流控制技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景氣缸蓋是發(fā)動機中結(jié)構(gòu)最復雜的鑄件，布置有進氣道、排氣道、進氣門座、 排氣門座、螺栓孔座、冷卻水腔、進水口、出水口、噴油嘴孔和潤滑孔等。氣 缸蓋在工作過程中，承受燃燒氣體的高壓和高溫作用。由于缸蓋結(jié)構(gòu)復雜，缸 蓋各部位壁溫不均勻，特別在進、排氣門之間的鼻梁區(qū)，由于通道狹窄，結(jié)構(gòu) 復雜，水流阻力大，得不到充足水量冷卻，散熱嚴重不良，形成很大溫度梯度， 產(chǎn)生很大熱應力，使得鼻梁區(qū)局部溫度過高，超過允許溫度范疇，最終導致氣 缸蓋破裂。其原因是當局部溫度升高時，使金屬材料膨脹，而膨脹的金屬材料 受到周邊低溫金屬限制時，高溫區(qū)的金屬便產(chǎn)生了塑性壓縮變形，當發(fā)動機停 車冷卻后，由于金屬材料的收縮，便出現(xiàn)了拉伸應力，這樣重復多次，使材料 造成熱疲勞，于是在鼻梁區(qū)靠近缸蓋底面處，便會出現(xiàn)微裂紋逐漸擴展延伸直 至裂開。為了防止氣缸蓋開裂，必須控制鼻梁區(qū)的溫度，使缸蓋整體壁溫均勻分布，經(jīng)試驗得知鑄鐵材料的氣缸蓋，壁溫一般控制在低于37(TC為佳，壁溫超過 40(TC就會出現(xiàn)裂紋。為了達到盡快散熱目的，傳統(tǒng)有二個辦法其一、減少鼻 梁區(qū)缸蓋底面壁厚，促使燃燒產(chǎn)生熱量及時通過薄壁傳導出去，但是由于氣缸 蓋底面承受很大的機械負荷和熱負荷，僅缸蓋固定螺栓的預緊力就高達氣缸的 最大爆破壓力4 5倍，因此壁厚不能太薄，這樣對缸蓋承載能力有影響。其二、 是加大缸蓋水腔容積，加大冷卻水量，這樣勢必增大缸蓋體積也不是合理的選 擇?？刂票橇簠^(qū)的溫度，最好的方法是對該區(qū)域進行強制冷卻。2004年7月28 日公布的授權(quán)公告號為CN2628738Y的中國實用新型專利，公開了一種鼻梁區(qū) 設(shè)有強制冷卻水道的氣缸蓋。其技術(shù)方案是在氣缸蓋上設(shè)有鼻梁區(qū)強制冷卻水 道孔，冷卻水通過該孔直接噴射到鼻梁區(qū)，對其進行強制冷卻。該專利雖然有較好的冷卻效果，但加工困難。2007年12月5日公布的授權(quán)公告號CN200985836Y的中國實用新型專利， 公開了一種氣缸蓋強制冷卻水管。該專利在氣缸蓋上用機械加工的方法加工安 裝冷卻管，其不足之處在于加工成本高。2007年5月23日公布的公告號CN1966964A的中國發(fā)明專利申請，公開了 一種發(fā)動機氣缸蓋。該氣缸蓋的冷卻內(nèi)腔中固定有檔體，通過檔體引導冷卻液 流向排氣門座，降低其溫度。該申請的缺點是每個檔體的輪廓線形狀及長度都 不相同，需要根據(jù)發(fā)動機的具體結(jié)構(gòu)來人為確定，不能保證氣缸蓋鼻梁區(qū)強制 冷卻的效果。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中氣缸蓋鼻梁區(qū)強制冷卻效果 不能保證的缺點，從而提供一種發(fā)動機氣缸蓋，通過導流板的導向作用，將冷 卻水強制引導到鼻梁區(qū)，保證鼻梁區(qū)有充足的水量和流速通過，可改善氣缸蓋 的冷卻效果，達到均衡冷卻的目的。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，其主要采用在氣缸蓋體上分別設(shè)置有出水口、 多個進水口、排氣道、進氣道及冷卻水腔，多個進水口沿著排氣道一側(cè)及進氣 道一側(cè)布置，出水口位于氣缸蓋體的一端，進氣門座與排氣門座連接，特征是: 所述多個進水口處的冷卻水腔內(nèi)分別設(shè)置有第一導流板、第二導流板、第三導 流板及第四導流板，第一導流板、第二導流板、第三導流板及第四導流板上部 分別與冷卻水腔的頂面連接，其側(cè)面分別與冷卻水腔的側(cè)面及螺栓孔座連接， 第一導流板、第二導流板、第三導流板及第四導流板將冷卻水向進氣門座與排 氣門座之間的鼻梁區(qū)導流。所述第一導流板、第二導流板、第三導流板及第四導流板的下部分別與冷 卻水腔底面之間設(shè)置有間隙，隨著所述導流板離所述出水口的距離的減小，所 述間隙的高度逐漸增大。所述第二導流板、第三導流板下部分別與冷卻水腔的底面連接。所述第二導流板下部與冷卻水腔底面之間的間隙高度為冷卻水腔高度的三 分之一。所述第一導流板與冷卻水腔底面之間的間隙高度為冷卻水腔高度的二 分之一。所述氣缸蓋體端部設(shè)有進水口，進水口處設(shè)置有第五導流板，第五導流板上部與冷卻水腔的頂面連接，其側(cè)面分別與排氣門座及螺栓孔座連接。所述第五導流板下部與冷卻水腔底面之間設(shè)置有間隙，間隙高度為冷卻水腔高度的三分之一。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點1. 通過導流板的導向作用，將冷卻水強制引導到鼻梁區(qū)，保證鼻梁區(qū)有充足 的水量和流速通過，改善了氣缸蓋的冷卻效果。2. 設(shè)置在冷卻水腔內(nèi)的導流板緊緊地與缸蓋機體連在一起，起到加強肋的作 用，既能起到散熱作用，降低壁溫，又能增加缸蓋整體承受機械負荷和熱負荷 的能力，延長了缸蓋使用壽命和提高了整個發(fā)動機使用可靠性。3. 導流板的下部與冷卻水腔底面之間的間隙，其高度隨著導流板離出水口的 距離的減小而逐漸增大。這樣設(shè)置，可以控制氣缸蓋各部位的冷卻水量及流速， 使得缸蓋整體壁溫均勻。4. 導流板結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝性好，工作可靠性高。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖視俯視圖。圖2為圖1中的A-A剖視圖(第一個實施方式)。 圖3為圖1中的B-B剖視圖。 圖4為本發(fā)明A-A剖視圖(第二個實施方式)。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步描述如圖1 圖4所示，主要包括出水口 1、第一導流板2、多個進水口3 (其中包括3a、 3b、 3c、 3d)、第二導流板4、第三導流板5、螺栓孔座6、第四導流 板7、第五導流板8、進水口 9、鼻梁區(qū)10、排氣門座11、排氣道12、進氣門 座13、進氣道14、噴油嘴孔15、冷卻水腔16及氣缸蓋體17等。圖1、圖2及圖3為本發(fā)明的一個具體實施例，是一種六缸發(fā)動機的氣缸蓋。 該氣缸蓋體17上分別設(shè)置有出水口 1、多個進水口 3 (其中包括3a、 3b、 3c、 3d)、多個排氣門座ll、多個排氣道12、多個進氣門座13、多個進氣道14、多 個噴油嘴孔15及冷卻水腔16，進水口3 (其中3a、 3b、 3c、 3d)沿著排氣道 12—側(cè)及進氣道14一側(cè)布置，各有6個，其形狀為方形。出水口 l位于氣缸蓋 體17的一端，多個進氣門座13分別與多個排氣門座11連接。所述進水口3a、3b、 3c、 3d處的冷卻水腔16內(nèi)分別設(shè)置有第一導流板2、第二導流板4、第三 導流板5及第四導流板7，第一導流板2、第二導流板4、第三導流板5及第四 導流板7上部分別與冷卻水腔16的頂面連接，其側(cè)面分別與冷卻水腔16的側(cè) 面及螺栓孔座6連接，第一導流板2、第二導流板4、第三導流板5及第四導流 板7將冷卻水向進氣門座13與排氣門座11之間的鼻梁區(qū)10導流。如圖4所示，本發(fā)明的一種實施方式是，在第一導流板2、第二導流板4、 第三導流板5及第四導流板7的下部與冷卻水腔16底面之間設(shè)置有間隙，隨著 導流板離出水口 1的距離的減小，所述間隙的高度h逐漸增大。本發(fā)明的另一種實施方式是，離所述出水口 1的距離最遠的進水口 3d處的 第四導流板7下部與所述冷卻水腔16的底面直接連接，離所述出水口 1的距離 最近的進水口 3a處不設(shè)導流板，處在此兩個進水口 3d、3a之間的第二導流板4、 第三導流板5的下部分別與所述冷卻水腔16底面之間設(shè)置有間隙。本實施例就 是此種實施方式，對應于第一、第二缸處的第四導流板7、第三導流板5下部與 冷卻水腔16的底面直接連接，為全封閉型導流板。對應于第三、第四缸處的第 二導流板4、第一導流板2下部與冷卻水腔16底面之間設(shè)置有間隙，為半封閉 型導流板。對應于第五、第六缸的進水口 (圖中未示出)處不設(shè)導流板。本實施例中，冷卻水腔16的高度是118mm。見圖2，第三缸處的第二導流 板4下部間隙的高度hl設(shè)置為冷卻水腔16高度的三分之一，即為32mm;第四 缸處的第一導流板2下部間隙的高度h2設(shè)置為冷卻水腔16高度的二分之一， 即為59mm。為了強化缸蓋冷卻效果，在對應于第一缸處的氣缸蓋端部設(shè)置一圓形進水 口9，在該進水口9處設(shè)置第五導流板8。該第五導流板8也是半封閉型的，其 上部與冷卻水腔16的頂面連接，其側(cè)面分別與排氣門座11及螺栓孔座6連接， 其下部與冷卻水腔16底面之間設(shè)置有間隙h3，間隙h3的高度設(shè)置為冷卻水腔 16高度的三分之一，即為32mm。當帶有一定壓力冷卻水從進水口 9進入冷卻 水腔16后有一部分冷卻水通過間隙流向缸蓋端部死角進行冷卻，而大部分冷卻 水還是沖向鼻梁區(qū)進行冷卻。冷卻水經(jīng)水泵加壓后，通過多個進水口 3進入冷卻水腔16，由于設(shè)置在第 一、二缸排氣道12—側(cè)的全封閉第四導流板7、第三導流板5的阻擋，迫使充 足的水量高速沖向第一、二汽缸的鼻梁區(qū)IO進行冷卻，并帶走氣泡，然后流向下一道鼻梁區(qū)10及其他部位進行冷卻。同樣道理，設(shè)置在第三、四缸排氣道12 一側(cè)的第二導流板4、第一導流板2也起到了冷卻水流的導向作用，所不同的是 其第二導流板4、第一導流板2導流板不是全封閉型的，第二導流板4、第一導 流板2末端與冷卻水腔16底面留有一定間距，這是出于均衡冷卻的考慮。當帶 有一定壓力的冷卻水，分別從多個進水口 3進入缸蓋水腔后，在保證第三、四 缸鼻梁區(qū)IO有充足冷卻水量流過后，也可以有部分水流從導流板下部的間隙中 流出，冷卻其它部位，以達到均勻冷卻的效果。除此之外，尚有相當數(shù)量帶有一定壓力的冷卻水經(jīng)其余多個方形進水口 3， 進入缸蓋水腔16流向缸蓋各部位(包括高溫鼻梁區(qū)10)，特別是第五、六缸鼻 梁區(qū)，由于位于水流下游，冷卻水均要通過此處后才能從出水口 1流出缸蓋， 所以流過此處的冷卻水量和流速均能滿足改善冷卻效果要求。本發(fā)明可用于各種多缸發(fā)動機。
權(quán)利要求
1、一種發(fā)動機氣缸蓋，其主要采用在氣缸蓋體(17)上分別設(shè)置有出水口(1)、多個進水口(3a、3b、3c、3d)、排氣道(12)、進氣道(14)及冷卻水腔(16)，進水(3a、3b、3c、3d)沿著排氣道(12)一側(cè)及進氣道(14)一側(cè)布置，出水口(1)位于氣缸蓋體(17)的一端，進氣門座(13)與排氣門座(11)連接，其特征是所述進水口(3a、3b、3c、3d)處的冷卻水腔(16)內(nèi)分別設(shè)置有第一導流板(2)、第二導流板(4)、第三導流板(5)及第四導流板(7)，第一導流板(2)、第二導流板(4)、第三導流板(5)及第四導流板(7)上部分別與冷卻水腔(16)的頂面連接，其側(cè)面分別與冷卻水腔(16)的側(cè)面及螺栓孔座(6)連接，第一導流板(2)、第二導流板(4)、第三導流板(5)及第四導流板(7)將冷卻水向進氣門座(13)與排氣門座(11)之間的鼻梁區(qū)(10)導流。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機氣缸蓋，其特征在于所述的第一導流板(2)、 第二導流板4、第三導流板(5)及第四導流板(7)的下部分別與冷卻水腔(16) 底面之間設(shè)有間隙。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機氣缸蓋，其特征在于所述的第四導流板(7)、 第三導流板(5)下部分別與冷卻水腔(16)的底面連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動機氣缸蓋，其特征在于所述的第二導流 板(4)下部與冷卻水腔(16)底面之間的間隙高度為冷卻水腔(16)高度的三 分之一。
5、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動機氣缸蓋，其特征在于所述的第一導 流板(2)與冷卻水腔(16)底面之間的間隙高度為冷卻水腔(16)高度的二分 之一。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機氣缸蓋，其特征在于所述的氣缸蓋體(17) 端部設(shè)有進水口 (9)，進水口 (9)處設(shè)置有第五導流板(8),第五導流板(8) 上部與冷卻水腔(16)的頂面連接，其側(cè)面分別與排氣門座(11)及螺栓孔座(6)連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動機氣缸蓋，其特征在于所述的第五導流板(8) 下部與冷卻水腔(16)底面之間設(shè)有間隙，間隙高度為冷卻水腔(16)高度的三分之一。
8、根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動機氣缸蓋，其特征在于所述的進水口 (9) 形狀為圓形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機氣缸蓋，其主要采用在氣缸蓋體上分別設(shè)置有出水口、進水口、排氣道、進氣道及冷卻水腔，進水口沿著排氣道一側(cè)及進氣道一側(cè)布置，出水口位于氣缸蓋體的一端，進氣門座與排氣門座連接，特征是所述多個進水口處的冷卻水腔內(nèi)分別設(shè)置有第一導流板、第二導流板、第三導流板及第四導流板，第一導流板、第二導流板、第三導流板及第四導流板上部分別與冷卻水腔的頂面連接，其側(cè)面分別與冷卻水腔的側(cè)面及螺栓孔座連接。本發(fā)明通過導流板的導向作用，將冷卻水強制引導到鼻梁區(qū)，保證鼻梁區(qū)有充足的水量和流速通過，改善了氣缸蓋的冷卻效果，達到均衡冷卻的目的。
文檔編號F02F1/40GK101328846SQ20081002120
公開日2008年12月24日 申請日期2008年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月21日
發(fā)明者肖亨琳 申請人:無錫開普動力有限公司