汽缸盖组件、汽缸盖以及方法技术

一种汽缸盖组件包括具有形成汽缸盖的燃烧侧表面的一部分的点火器安装件的汽缸盖。该组件进一步包括套筒，其在汽缸盖中的点火器孔内邻接点火器安装件，使得套筒和汽缸盖一起形成围绕点火器安装件并且在套筒和汽缸盖之间轴向地延伸的点火器冷却通道。点火器安装件和套筒的配置改善了散热并降低了内燃机的早燃的可能性。

【技术实现步骤摘要】
汽缸盖组件、汽缸盖以及方法
本专利技术总体上涉及内燃机中的汽缸盖组件，并且更具体地涉及具有适于改善散热的点火器安装结构的汽缸盖。
技术介绍
内燃机是众所周知的并被广泛用于车辆推进、在不可胜数的机器中产生旋转动力，以及产生电力。根据众所周知的原理，内燃机中一个或多个汽缸内的可燃燃料和空气的燃烧产生快速增加的压力来驱动旋转曲轴的活塞。燃烧燃料和空气会产生热量并增加发动机部件的温度，使得在几乎所有应用中都需要进行某些形式的主动冷却。大多数现代内燃机包括其中形成有汽缸的汽缸体，以及包括进气和排气导管、阀以及常用燃料输送装置的汽缸盖。根据发动机的类型，汽缸盖中还支撑着点火器，诸如火花塞或预燃室点火装置。汽缸盖的内部几何形状可以相对复杂，从而容纳用于输送冷却流体穿过汽缸盖以散发燃烧热量的多个冷却剂通道。多年来为了尝试优化冷却效果，已经以多种不同的方式变化了汽缸盖的几何形状、材料、部件定位、部件类型，以及其他特性。在内燃机或部件未被充分冷却的情况下，会发生开裂、热疲劳、运动零件咬死或甚至材料熔化等性质的各种问题。冷却效率不足也会限制发动机运行的方式。由于发动机中的散热能力可能与每个燃烧循环中可燃烧的燃料量有关，所以总发动机功率输出可能至少在一般意义上受到发动机散热能力的限制。点火定时的精度和控制也可能受到冷却效果的影响。发动机部件中暴露于燃烧热的过热点可能导致点火的定时或点火的方式与预期不同。Earl等人的美国专利第2,716,970号涉及一种用于引导内燃机的汽缸盖中的水的装置(aMeansforDirectingWaterintheCylinderHeadofanInternalCombustionEngine)。Earl等人提出了一种设计，该设计提供了一种含有特殊形状孔口的水分布器，来将冷却剂引导到汽缸密封壁的顶层表面，这显然增加了顶层关键区域的冷却剂流中的湍流并最终限制了石灰沉积物。
技术实现思路
在一个方面中，用于内燃机的汽缸盖组件包括汽缸盖，其具有上汽缸盖表面，以及与上汽缸盖表面相对的燃烧侧表面。在汽缸盖中形成有多个气体交换导管，多个气体交换导管连接到位于燃烧侧表面中的多个气体交换开口。该汽缸盖进一步包括形成点火器孔的内汽缸盖表面，该点火器孔限定中心轴线并且在邻近上汽缸盖表面定位的第一点火器孔端和邻近燃烧侧表面定位的第二点火器孔端之间延伸。该汽缸盖进一步包括点火器安装件，其具有形成燃烧侧表面的一部分的下轴向端以及上轴向端，并且轴向地向上延伸到点火器孔中。汽缸盖组件进一步包括至少部分地定位在点火器孔内的套筒，该套筒包括在径向向内的位置处邻接点火器安装件的上轴向端的内套筒表面，以及在径向向外的位置处邻接内汽缸盖表面的外套筒表面。该套筒和汽缸盖一起形成点火器冷却通道，其围绕点火器安装件圆周地延伸，并在套筒和汽缸盖之间轴向地延伸，以引导冷却剂围绕点火器安装件流动。在另一个方面中，用于内燃机的汽缸盖组件包括具有上汽缸盖表面，以及与上汽缸盖表面相对的燃烧侧表面的一体式主体。在一体式主体中形成有多个气体交换导管，多个气体交换导管连接到位于燃烧侧表面中的多个气体交换开口。该一体式主体进一步包括形成点火器孔的内汽缸盖表面，该点火器孔限定中心轴线并且在邻近上汽缸盖表面定位的第一点火器孔端和邻近燃烧侧表面定位的第二点火器孔端之间延伸。该一体式主体进一步包括点火器安装件，其具有形成燃烧侧表面的一部分的下轴向端以及上轴向端，并且轴向地向上延伸到点火器孔中。该点火器安装件进一步包括用于安装点火器的内安装表面，以及构造成邻接至少部分位于点火器孔内的套筒的外安装表面。外安装表面围绕中心轴线圆周地延伸并且与内汽缸盖表面间隔开。在一体式主体中进一步形成有环形沟槽，其围绕点火器安装件圆周地延伸并且在外安装表面和汽缸盖内表面之间径向地延伸，以形成点火器冷却通道的底板，用于引导冷却剂围绕点火器安装件流动。在又另一个方面中，一种制造用于内燃机的汽缸盖组件的方法包括形成限定中心轴线并且在一体式主体中的上汽缸盖表面和燃烧侧表面之间延伸的点火器孔，使得该点火器孔在燃烧侧表面处开口。该方法进一步包括在点火器孔内加工一体式主体，从而形成点火器安装件，其具有形成燃烧侧表面的一部分的下轴向端以及上轴向端，并且向上延伸到点火器孔中。该方法进一步包括将套筒至少部分地定位在点火器孔内，使得内套筒表面在径向向内的位置处邻接点火器安装件的上轴向端，并且外套筒表面在径向向外的位置处邻接内汽缸盖表面。该方法还进一步包括形成点火器冷却通道，其围绕点火器安装件圆周地延伸，并通过套筒在点火器孔内的定位在套筒和汽缸盖之间轴向地延伸。附图说明图1是根据一个实施例的内燃机的部分侧剖视图解图；图2是根据一个实施例的穿过汽缸盖组件的透视的剖视图；图3是穿过图2的汽缸盖组件的一部分的剖视图；图4是根据一个实施例的在加工阶段穿过汽缸盖的剖视图；图5是根据一个实施例的在另一个加工阶段穿过汽缸盖的剖视图；图6是根据一个实施例的穿过与套筒联接以形成汽缸盖组件的汽缸盖的一部分的侧剖视图解图；并且图7是类似于图6的示出了安装在汽缸盖组件中的点火器的部分侧剖视图解图。具体实施方式参照图1，示出了根据一个实施例的内燃机10，并且包括汽缸体12，汽缸体12中形成有多个汽缸14。多个活塞16每个定位在每一个汽缸14内，并且以常规方式与曲轴18联接。内燃机10(在下文中称为“发动机10”)可以包括以任何合适的配置布置的任何数量的汽缸。发动机10进一步包括定位在汽缸体12上并且夹固到汽缸体12上的汽缸盖组件22，其中缸盖衬垫20位于汽缸盖组件22和汽缸体12之间。在一个实施方式中，汽缸盖组件22是多个类似或相同汽缸盖组件中的一个，每个与汽缸14中的一个相联。缸盖衬垫20可以包括构造成围绕多个汽缸进行密封的单缸盖衬垫，或者各自与汽缸14中的一个相联的多个单独的缸盖衬垫。本文中以单数形式对汽缸盖组件22或缸盖衬垫20或任何其他部件进行的描述应当理解为相似地指代发动机10的其他类似或相同的特征。汽缸盖组件22包括汽缸盖24，其可以形成为具有上汽缸盖表面26和与上汽缸盖表面24相对的燃烧侧表面28的一体式主体25。在实际实施策略中一体式主体25包括一体式铸件，尽管可以设想其中一体式主体25包括锻件或由多块件形成的实施例。术语汽缸盖24和一体式主体25在本文中可互换使用，并且除非另有说明或从情形中显而易见，否则应将一者的使用理解为指另一者。如在本文进一步讨论的，汽缸盖组件22独特地配置成用于散热并且改善了在发动机10运行期间的早燃抗性。在汽缸盖24中进一步形成有多个气体交换导管30和32，分别连接到位于燃烧侧表面28中的多个气体交换开口34和36。气体交换导管30可以包括进气导管，并且气体交换导管32可以包括排气导管，但是本专利技术不限于此。进气门和排气门(未示出)可定位在汽缸盖24内并可移动以交替地打开和关闭气体交换开口34或36。在一些实施例中，阀门座插入件(未示出)可以定位在气体交换开口34或36内，以及汽缸盖24内的阀套筒内以接收进气门和排气门。应当理解，本文不旨在限制阀类型、阀位置、阀冷却或阀操作。例如，在其他实施例中，多个进气门和/或多个排气门可以与每个汽缸14相联。汽缸盖24进一步包括形成限定中心轴线42的点火本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于内燃机的汽缸盖组件，包括：汽缸盖，包括上汽缸盖表面和与所述上汽缸盖表面相对的燃烧侧表面，并且在所述汽缸盖中形成有多个气体交换导管，所述多个气体交换导管连接到位于所述燃烧侧表面中的多个气体交换开口；所述汽缸盖进一步包括形成点火器孔的内汽缸盖表面，所述点火器孔限定中心轴线并且在邻近所述上汽缸盖表面定位的第一点火器孔端和邻近所述燃烧侧表面定位的第二点火器孔端之间延伸；所述汽缸盖进一步包括点火器安装件，其具有形成所述燃烧侧表面的一部分的下轴向端以及上轴向端，并且轴向地向上延伸到所述点火器孔中；至少部分地定位在所述点火器孔内的套筒，所述套筒包括在径向向内的位置处邻接所述点火器安装件的所述上轴向端的内套筒表面，以及在径向向外的位置处邻接所述内汽缸盖表面的外套筒表面；并且所述套筒和所述汽缸盖一起形成点火器冷却通道，其围绕所述点火器安装件圆周地延伸，并在所述套筒和所述汽缸盖之间轴向地延伸，以引导冷却剂围绕所述点火器安装件流动。

【技术特征摘要】
2017.06.02 US 15/612,6131.一种用于内燃机的汽缸盖组件，包括：汽缸盖，包括上汽缸盖表面和与所述上汽缸盖表面相对的燃烧侧表面，并且在所述汽缸盖中形成有多个气体交换导管，所述多个气体交换导管连接到位于所述燃烧侧表面中的多个气体交换开口；所述汽缸盖进一步包括形成点火器孔的内汽缸盖表面，所述点火器孔限定中心轴线并且在邻近所述上汽缸盖表面定位的第一点火器孔端和邻近所述燃烧侧表面定位的第二点火器孔端之间延伸；所述汽缸盖进一步包括点火器安装件，其具有形成所述燃烧侧表面的一部分的下轴向端以及上轴向端，并且轴向地向上延伸到所述点火器孔中；至少部分地定位在所述点火器孔内的套筒，所述套筒包括在径向向内的位置处邻接所述点火器安装件的所述上轴向端的内套筒表面，以及在径向向外的位置处邻接所述内汽缸盖表面的外套筒表面；并且所述套筒和所述汽缸盖一起形成点火器冷却通道，其围绕所述点火器安装件圆周地延伸，并在所述套筒和所述汽缸盖之间轴向地延伸，以引导冷却剂围绕所述点火器安装件流动。2.根据权利要求1所述的组件，其中所述汽缸盖包括一体式铸件，并且所述点火器安装件整体地形成在所述一体式铸件中；其中所述点火器安装件包括向上突出的杆壁，并且其中所述点火器冷却通道围绕所述向上突出的杆壁圆周地延伸；并且其中环形沟槽围绕所述点火器安装件圆周地延伸并且形成所述点火器冷却通道的底板。3.根据权利要求2所述的组件，其中所述套筒包括形成所述点火器冷却通道的顶部的轴向端表面；其中所述点火器安装件形成所述第二点火器孔端，并且进一步包括安装在所述点火器安装件内的点火器；并且其中所述点火器包括火花点火装置。4.根据权利要求2所述的组件，其中所述点火器安装件包括围绕所述中心轴线圆周地延伸的外安装表面，并且所述内套筒表面邻接所述外安装表面以形成环形密封；其中所述内套筒表面面向径向向内的方向并且所述外安装表面面向径向向外的方向，并且所述套筒具有邻接所述内汽缸盖表面的环形肩部。5.一种用于内燃机的汽缸盖，包括：一体式主体，包括上汽缸盖表面和与所述上汽缸盖表面相对的燃烧侧表面，并且在所述一体式主体中形成有多个气体交换导管，所述多个气体交换导管连接到位于所述燃烧侧表面中的多个气体交换开口；所述一体式主体进一步包括形成点火器孔的内汽缸盖表面，所述点火器孔限定中心轴线并且在邻近所述上汽缸盖表面定位的第一点火器孔端和邻近所述燃烧侧表面定位的第二点火器孔端之间延伸；所述一体式主体进一步包括点火器安装件，其具有形成所述燃烧侧表面的一部分的下轴向端以及上轴向端，并且轴向地向上延伸到所述点火器孔中；所述点火器安装件进一步包括用于安装点火器的内安装表面，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·海德，L·伯格，J·奇滕登，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国,US