四缸盖螺栓排气道底部钻孔气缸盖制造技术

本实用新型专利技术涉及一种四缸盖螺栓排气道底部钻孔气缸盖，该汽缸盖对应每个气缸的缸盖底板上加工有一个直径与气缸体出水孔相同的上水孔，排气道的下方加工有横水管，上水孔通过该横水管通向气缸中心。本实用新型专利技术气缸盖采用机加上水孔，该上水孔处在排气道底部，在加工冷却水孔前是完全铸造成实心状态，这样缸盖底板受到的冲击力可以直接传递到排气道，增加了缸盖底板的刚度和强度。在气缸盖排气道侧下方加工一个横水管，将冷却水导向气缸中心，在满足冷却的同时，也满足了高的爆发压力和发动机冷热冲击的要求。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种四缸盖螺栓排气道底部钻孔气缸盖，该汽缸盖对应每个气缸的缸盖底板上加工有一个直径与气缸体出水孔相同的上水孔，排气道的下方加工有横水管，上水孔通过该横水管通向气缸中心。本技术气缸盖采用机加上水孔，该上水孔处在排气道底部，在加工冷却水孔前是完全铸造成实心状态，这样缸盖底板受到的冲击力可以直接传递到排气道，增加了缸盖底板的刚度和强度。在气缸盖排气道侧下方加工一个横水管，将冷却水导向气缸中心，在满足冷却的同时，也满足了高的爆发压力和发动机冷热冲击的要求。【专利说明】四缸盖螺栓排气道底部钻孔气缸盖
本技术属于发动机设计领域，涉及一种新型柴油机四缸盖螺栓气缸盖。
技术介绍
制造更高性能、更低排放的柴油发动机是各厂家永恒的追求。为了满足发动机高性能、低排放(油耗)的开发要求，必然要提高气缸内最大爆发压力，使得柴油机的强化程度在不断提高。重型柴油机气缸盖结构设计面临着“高爆压、高热负荷和高性能”的“三高化”设计的挑战，解决气缸盖在高热、高机械负荷下气缸盖的可靠性对于气缸盖的设计尤为重要。气缸盖采用四根缸盖螺栓的技术方案，四缸盖螺栓技术方案的优势是发动机结构紧凑，重量轻，成本低。但是四缸盖螺栓设计的核心重点是对气缸垫的密封性能。四缸盖螺栓布置的突出问题是间距太大，其值为缸心距110mm，而在六缸盖螺栓的情况下IlL升排量的发动机缸盖螺栓间距仅为90mm。缸盖螺栓间距过大导致螺栓连线中点压力偏弱。因此缸盖螺栓连线的中点的设计方案是解决气缸盖可靠性问题的关键。目前传统气缸盖水套的上水孔采用铸造的形式，这样既能保证气缸盖冷却上水的需要，同时在铸造时，上水孔又能作为水套砂芯的支撑，满足铸造工艺性的要求。铸造上水孔的缺点是在铸造过程中上水孔的容易产生偏差，导致气缸盖各缸水流的均匀性变差。水流分布少的气缸容易产生过热，降低气缸盖的可靠性。同时气缸盖采用铸造上水孔还有一个难以解决的矛盾，气缸盖的冷却性能和工艺性能需要将水套设计的宽一些，这样有利于冷却液的流动散热。在铸造工艺上水套加宽意味着砂芯的体积更大一些，提高了砂芯的刚度，保证了气缸盖的铸造工艺性。而要提高气缸盖的密封性能则需要增加气缸盖的刚度，而宽大的水套极大地降低了气缸盖的刚度。所以气缸盖铸造上水孔难以解决冷却性能和刚度的矛盾。尤其在四缸盖螺栓的条件下，此问题更加难以解决。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种各缸水流的均匀性好，气缸盖刚度高的四缸盖螺栓排气道底部钻孔气缸盖。为了解决上述技术问题，本技术的四缸盖螺栓排气道底部钻孔气缸盖对应每个气缸的缸盖底板上加工有一个直径与气缸体出水孔相同的上水孔，排气道的下方加工有横水管，上水孔通过该横水管通向气缸中心。所述上水孔的直径为9?16mm。所述排气道的底部带有向内的突起。所述横水管的直径为10?12mm。所述上水孔与缸口密封带之间的距离不小于15mm。本技术涉及的排气道底部钻孔技术的气缸盖应用在4DD发动机上。排气道底部钻孔技术是首先在缸盖底板对应每个气缸的位置加工一个直径为Φ9-Φ16的上水孔，上水孔直径与气缸体的出水孔相同，能够满足发动机最大功率时的水量要求。在每个气缸的排气道一侧下方加工横水管，将上水孔的水流导向气缸中心。本技术气缸盖采用机加上水孔，该上水孔处在排气道底部，在加工冷却水孔前是完全铸造成实心状态，这样缸盖底板受到的冲击力可以直接传递到排气道，增加了缸盖底板的刚度和强度。在气缸盖排气道侧下方加工一个横水管，将冷却水导向气缸中心，在满足冷却的同时，也满足了高的爆发压力和发动机冷热冲击的要求。【专利附图】【附图说明】下面结合附图和【具体实施方式】对本技术作进一步详细说明。图1是本技术的四缸盖螺栓排气道底部钻孔气缸盖的剖视图。图2是图1的A-A向剖视图。图3是本技术的四缸盖螺栓排气道底部钻孔气缸盖的仰视图。图4是本技术的四缸盖螺栓排气道底部钻孔气缸盖的左视图。图中:1.缸盖底板2.排气道3.上水孔4.横水管5.缸盖螺栓孔6.缸口密封带7.突起。【具体实施方式】如图1、2、3、4所示，柴油发动机气缸盖对应每个气缸的位置采用四根螺栓固定。缸盖底板I的侧面加工有排气道2，在排气道的下方加工有直径与气缸体出水孔相同的上水孔3和横水管4，上水孔3通过横水管4通向气缸中心。本技术是通过在排气道2的底部钻孔向气缸中心导入冷却水，这样可以极大地提高气缸盖各缸水流分配的均匀性。通过模拟计算结果表明，水流分配均匀性可提高25%以上。排气道2的底部钻孔技术是首先在缸盖底板I上对应每个气缸的位置加工一个直径为Φ9-Φ 16的上水孔3，上水孔3的直径与气缸体的出水孔相同，能够满足发动机最大功率时的水量要求。每个气缸排气道2的侧下方加工一个横水管4，将上水孔3的水流导向气缸中心。水流在气缸中心向两侧分开，满足缸盖底板I和排气道2的冷却要求。横水管4是整个气缸盖冷却概念的核心，其直径的大小直接影响整个发动机的水流阻力。横水管4与缸盖底板I和横水管4与排气道2之间要保证最小5_的壁厚，受此影响横水管4的最大直径只能增加到10_。为加大横水管4的直径，排气道2带有向内的突起7，该突起7的高度为3mm，这样在轻微排气道流量的代价横水管4的直径增加到12mm，极大地降低了整个发动机的水流阻力。气缸盖上水孔3的位置对气缸盖的密封至关重要，当气缸盖受到冷热冲击时，气缸盖会沿着垂直于气缸中心的方向产生变形，并在上水孔3处释放出位移。气缸垫缸口密封带6会因此产生疲劳断裂，高温燃气窜入水套并导致发动机失效。因此上水孔3位置的确定需要其远离缸口密封带6。根据有限元计算结果确定，当上水孔3距离缸口密封带的距离为15_以上时，缸口密封带6不会因气缸盖受到冷热冲击而产生疲劳断裂。四缸盖螺栓技术方案的优势是发动机结构紧凑，重量轻，成本低。但是四缸盖螺栓布置的间距太大，其值为缸心距110mm，IlL升排量的发动机缸盖螺栓间距为90mm。因此解决缸盖螺栓间距过大引起的密封问题是本技术的重点。排气道底部是气缸盖必须要冷却的部位，因此在传统的气缸盖设计中排气道底部为铸造的空腔以满足冷却需求。但是空腔部位无法传力，导致排气道底部刚度较差。采用六缸盖螺栓的情况下缸盖螺栓间距大大减小，可以补偿排气道底部刚度差的问题。本技术采用的方法是排气道底部在加工冷却水孔前是完全铸造成实心状态，这样缸盖底部受到的冲击力可以直接传递到排气道，增加了缸盖底板的刚度和强度。这样该技术方案在满足冷却的同时，也满足了高的爆发压力和发动机冷热冲击的要求。【权利要求】1.一种四缸盖螺栓排气道底部钻孔气缸盖，其特征在于所述气缸盖上对应每个气缸的缸盖底板(I)上加工有一个直径与气缸体出水孔相同的上水孔(3)，排气道(2)的下方加工有横水管(4)，上水孔(3)通过该横水管(4)通向气缸中心。2.根据权利要求1所述的四缸盖螺栓排气道底部钻孔气缸盖，其特征在于所述排气道(2)的底部带有向内的突起(7)。3.根据权利要求2所述的四缸盖螺栓排气道底部钻孔气缸盖，其特征在于所述横水管(4)的直径为10?12mm。4.根据权利要求1所述的四缸盖螺栓排气道底部钻孔气缸盖，其特征在于所述上水孔(3)与缸口密封带(6)之间的距离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴世友，蒋文虎，陈群，易仁涛，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：