一种天然气发动机用上凸弧形底板气缸盖结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种天然气发动机用上凸弧形底板气缸盖结构，其特征在于：气缸盖的底板为上凸弧形底板，上凸弧形底板整体呈向上凸起的穹顶形状，上凸弧形底板的厚度为8mm~12mm，上凸弧形底板的底板圆弧半径为200mm~500mm，在上凸弧形底板火花塞安装孔位置有一圈过渡圆弧，过渡圆弧的半径为10mm~50mm，凸弧形底板内面的火花塞安装孔处有向上延伸的火花塞套，火花塞套的壁厚为3mm~5.5mm火花塞套与气缸盖一体铸造。其适用于国VI及以上排放法规，能够显著提升气缸盖低周疲劳寿命进而提高气缸盖可靠性。

A structure of upper convex arc bottom cylinder head for natural gas engine

【技术实现步骤摘要】
一种天然气发动机用上凸弧形底板气缸盖结构
本技术涉及一种天然气发动机用上凸弧形底板气缸盖结构，属于商用车天然气发动机

技术介绍
随着天然气技术的发展，天然气发动机即将面临国VI排放法规的实施。目前国际上较成熟的技术路线是采取当量燃烧、外部冷却EGR和三元催化转化器技术。该技术路线的采用在满足法规要求的同时，排气温度比国V升高80℃以上，导致热负荷升高等不利影响，对气缸盖热疲劳性能提出了更加严苛的要求。天然气发动机与柴油机最大的不同点在于其点燃方式不同，柴油机采用压燃方式，需要一定的底板厚度及整体强度来抵抗200bar以上的爆发压力，而天然气发动机采用与汽油机相同的点燃方式，爆发压力较低，但热负荷增加，可以设计更薄的底板以获得更均匀的温度场和更好的低周疲劳寿命。此外，在原来喷油器套的基础上进行设计改进以适应火花塞的安装要求，火花塞必须可靠密封无渗漏。在这种条件下，需要优化气缸盖的结构设计，确保发动机的性能和可靠性。专利号为CN103573459A的中国专利文献1《一种天然气发动机气缸盖》公开了一种天然气发动机气缸盖，为由底板、侧板以及顶板组成的框架式腔体结构，包括：进、排气道，其设于腔体中部并通过气门分别与燃烧室相连通；气门座圈孔，其分别位于进、排气道与燃烧室之间，用于安装气门座圈并形成针对气门头部的密封带；浅盘式燃烧室；火花塞安装孔，其位于进、排气道所在位置之间并与浅盘式燃烧室相贯通。专利号为CN203248265U中国专利文献2《一种叉车天然气发动机用气缸盖》公开了一种叉车天然气发动机用气缸盖，装设于燃烧天然气的495BPG系列叉车发动机上，包括长方形的气缸盖主体，在气缸盖主体上开设有冷却水道，设置有贯穿于冷却水道的圆柱形铜套管，铜套管的轴线与气缸盖下平面成倾斜夹角；铜套管下部内底面中央开设有通孔，所述通孔贯穿所述气缸盖主体，并安装火花塞。专利号为CN201358841专利文献3《天然气发动机气缸盖结构》公开了一种天然气发动机气缸盖结构，构造包括发动机的气缸盖，在气缸盖上设有燃烧室，燃烧室上设有火花塞孔。针对现有的4JB1柴油发动机，对气缸盖进行改造，增加了燃烧室，在燃烧室上设置火花塞孔，采用点燃式结构，取消喷油孔，以适合燃烧天然气。对于专利文献1、专利文献2和专利文献3公开的气缸盖结构形式简单，仅说明适用于天然气发动机，没有较全面地考虑可靠性问题；专利文献2所述气缸盖采用的火花塞安装是铜套形式，火花塞铜套受空间的限制刚度较差，在发动机工作时易发生应力松弛现象，导致漏水等故障。综上，现有天然气气缸盖结构设计较简单，无法满足严苛的国VI排放法规，及采用当量燃烧加EGR加TWC技术路线带来的更高排温和热负荷，易发生热疲劳开裂故障。因此，为解决上述问题，需要专利技术一种适用于国VI排放法规技术路线的高可靠性气缸盖。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种天然气发动机用上凸弧形底板气缸盖结构，其适用于国VI及以上排放法规，能够显著提升气缸盖低周疲劳寿命进而提高气缸盖可靠性。本技术的技术方案是这样实现的：一种天然气发动机用上凸弧形底板气缸盖结构，其特征在于：气缸盖的底板为上凸弧形底板，上凸弧形底板整体呈向上凸起的穹顶形状，上凸弧形底板的厚度为8mm~12mm，上凸弧形底板的底板圆弧半径为200mm~500mm，在上凸弧形底板火花塞安装孔位置有一圈过渡圆弧，过渡圆弧的半径为10mm~50mm，凸弧形底板内面的火花塞安装孔处有向上延伸的火花塞套，火花塞套的壁厚为3mm~5.5mm火花塞套与气缸盖一体铸造。本技术的积极效果是其适用于国VI排放法规；杜绝火花塞套漏水故障；上凸弧形底板采用切削加工方式实现，精度高，形状类似汽油机燃烧室，利于天然气的燃烧；通过减小弧形底板厚度使冷却液带走更多热量，降低整个底板的温度而获得更低的火力面温度场，保证了气缸盖在高热负荷工作条件下的可靠性；因这种结构形状的特殊性，使影响缸盖低周疲劳寿命的拉压应力得以释放，从而显著提高缸盖低周疲劳寿命，使直列六缸四气门发动机的低周疲劳寿命能够比同机型国V天然气机提升50%左右。同时兼顾气缸盖的铸造工艺性，降低了废品率，降低重量，从而节约成本。附图说明图1是本技术所述的上凸弧形底板气缸盖结构剖视图。图2是本技术所述的上凸弧形底板气缸盖顶视示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步说明：如图1、2所示，一种天然气发动机用上凸弧形底板气缸盖结构，其特征在于：气缸盖的底板为上凸弧形底板1，上凸弧形底板1整体呈向上凸起的穹顶形状，上凸弧形底板1的厚度为8mm~12mm，上凸弧形底板1的底板圆弧半径2为200mm~500mm，在上凸弧形底板1火花塞安装孔位置有一圈过渡圆弧3，过渡圆弧3的半径为10mm~50mm，凸弧形底板1内面的火花塞安装孔处有向上延伸的火花塞套4，火花塞套4的壁厚为3mm~5.5mm火花塞套4与气缸盖一体铸造。该上凸弧形底板1形状由底板圆弧半径2和机械加工的底板和，过渡圆弧3构成；机械加工的穹顶形上凸弧形底板1结构组成燃烧室的一部分，天然气在其中燃烧。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天然气发动机用上凸弧形底板气缸盖结构，其特征在于：气缸盖的底板为上凸弧形底板，上凸弧形底板整体呈向上凸起的穹顶形状，上凸弧形底板的厚度为8mm~12mm，上凸弧形底板的底板圆弧半径为200mm~500mm，在上凸弧形底板火花塞安装孔位置有一圈过渡圆弧，过渡圆弧的半径为10mm~50mm，凸弧形底板内面的火花塞安装孔处有向上延伸的火花塞套，火花塞套的壁厚为3mm~5.5mm火花塞套与气缸盖一体铸造。

【技术特征摘要】
1.一种天然气发动机用上凸弧形底板气缸盖结构，其特征在于：气缸盖的底板为上凸弧形底板，上凸弧形底板整体呈向上凸起的穹顶形状，上凸弧形底板的厚度为8mm~12mm，上凸弧形底板的底板圆弧半径为200mm~5...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛放，徐哲，窦慧莉，杜喜云，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：新型
国别省市：吉林,22