[发明专利]一种封闭式气缸孔结构发动机

说明书

技术领域

本发明涉及发动机，尤其涉及一种封闭式气缸孔结构发动机，该发动机可以是点燃式发动机、也可以是压燃式发动机。

背景技术

随着汽车排放控制日渐严格，甚至是苛刻，相应内燃机燃烧过程的组织越来越精细，喷射压力越来越高，内燃机的最大爆发压力越来越高，现在已经超过22MPa，将来还有进一步提高的趋势。此外，随着排放限值降低，机油消耗量对排放的影响也越来越敏感。

为了提高气缸孔的承载能力，必须提高气缸体刚度，减少气缸孔变形。机油消耗的原因与途径已是众所周知。公认的事实是，气缸孔与活塞组之间的通道是机油消耗的主要通道。气缸孔变形是影响机油消耗量的重要因素。

引起气缸孔变形，主要有如下因素：

1.结构：气缸体结构刚度偏低。为保证燃气密封，传统发动机的气缸盖螺栓布置在气缸孔周围，气缸盖螺栓预紧力对气缸孔变形的影响很大。

2.载荷：工作负荷大，装配应力(气缸盖螺栓预紧力)大等等，引起气缸孔变形。

3.气缸套周围冷却介质温度分布不均。

工作负荷和装配应力是设计需要。冷却介质温度不均是次要因素。影响气缸孔变形的最主要因素是气缸体结构刚度和气缸盖螺栓(布置情况和预紧力)。

为了提高气缸体承载能力，保证稳定、持续地降低机油消耗量，必须对气缸孔变形予以足够重视，在气缸孔方面采取尽可能多的措施解决气缸孔的刚度问题。

此外，传统发动机为了保证燃气密封，把缸盖螺栓布置在气缸孔周围，大大限制了发动机的进气道、排气道和冷却水套的布置，既影响发动机性能的提升，又影响发动机的可靠性。

现有技术为将气缸盖可靠地紧固在气缸体上，并保证高温、高压燃气的密封，每缸的六只或八只气缸盖螺栓必须尽量靠近气缸孔；气道和水套在布置时必须避开缸盖螺栓搭子，当气道或水套在空间上无法避开缸盖螺栓搭子时，就必须减小气道或水套截面，这将牺牲气道的进、排气性能和水套的水流通过能力。最终结果是进、排气道性能不好，会导致发动机动力不足、排放恶化；水套的水流通过能力不够，将使冷却能力不足，发动机热负荷增加，影响发动机的可靠性和耐久性。

由于气缸盖底板和气缸体顶板的存在，气缸盖水套和气缸体水套不能直接连通，只能通过气缸垫上的小孔连通；在浇注时水套砂芯完全被金属熔液包围，在一些较小的结构处如水套末端易烧结、粘砂，致使水套流通截面减小。

气缸内燃气燃烧产生的爆发压力非常大，一般达到160bar以上，在如此大的压力下保证密封，缸盖螺栓必须选用10.9级及以上等级的螺栓。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述背景介绍存在的不足，提出一种能提高气缸体刚度，最大限度地降低气缸孔变形的封闭式气缸孔结构发动机。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种封闭式气缸孔结构发动机，包括气缸盖、气缸体和活塞，其特征是在所述气缸体的气缸孔上端设置有将气缸孔上端封闭的气缸体顶板，该气缸体顶板与气缸体为整体结构，所述气缸体顶板上设有进气阀孔和排气阀孔。

在所述气缸体顶板上的进气阀孔和排气阀孔中分别设置有进气阀座和排气阀座。

上述气缸盖可以由单一的气缸盖本体构成，省去了传统的气缸盖底板。

所述气缸盖螺栓的布置远离气缸孔，位于气缸体边缘。从而使进气道、排气道和冷却水套的布置更为有利。

所述位于气缸盖底部的水套为开式水套。

本发明的设计方案有别于传统观念，与传统发动机相比，本发明的最大特点是：

①取消气缸盖底板，气缸盖没有传统的底板。

②将气缸体顶平面上移，并封闭气缸孔顶面，使气缸体的刚度显著提高。

③气缸盖螺栓变化。由于气缸盖螺栓不再承受发动机的燃气压力，对缸盖螺栓的静态强度和疲劳强度的要求大大降低，彻底消除气缸盖螺栓对发动机气缸孔变形的影响。

本发明所述发动机能提高气缸体刚度，最大限度地降低气缸孔变形，适用于点燃式发动机或压燃式发动机。

附图说明

图1是点燃式发动机实施例结构图。

图2是压燃式发动机实施例结构图。

具体实施方案