[实用新型]提高底面板刚性的发动机气缸盖

说明书

技术领域

本实用新型涉及发动机的气缸盖技术领域。

背景技术

在现有技术中，发动机气缸盖采用铬钼铜合金铸铁、蠕虫状石墨铸铁制造。

由于现有技术气缸盖的设计中，忽视了气缸盖主要承受灼热燃气的热负荷的底面板和主要承受高压燃气的爆发压力以及气缸盖组装在机体上的螺栓预紧力的气缸盖(分为上箱和下箱的双层箱型结构)之各自功能，从而气缸盖的设计缺乏合理性。

发动机气缸盖承受的综合负荷有：

①螺栓预紧装配力，②高压燃气的爆发压力下高频率的机械负荷，③灼热燃气下低频率的热负荷。

大功率四冲程发动机气缸盖设计中，底面板的设计很为重要：

在螺栓预紧装配力和高压燃气的爆发压力的机械负荷的作用下，底面板机械受力分布状态是底面板横截面的燃烧室侧呈现从中心的高频率拉应力向边缘渐渐转变成增加的高频率压应力，而底面板横截面的冷却水侧则呈现从中心向边缘渐渐增加的高频率拉应力。

在灼热燃气的热负荷作用下，底面板承受极强的复杂的低频率的不均匀的拉伸热应力，特别在气缸盖底面板的排气过桥的燃烧室侧产生极端的的低频率的不均匀的拉伸热应力，而在底面板的排气过桥的冷却水侧也是产生极大的低频率的不均匀的拉伸热应力，从而产生底面板排气过桥处铸铁材质的蠕变，导致热裂破损。一旦气缸盖体底面板热裂破损，冷却水便可进入燃烧室，水是不可压缩的液体，在活塞运动压缩燃烧室容积时将产生巨大的容积压力，该力大大超过了正常的气体爆发压力，这样将使气缸盖、活塞、连杆、曲轴，甚至机体产生破损，俗称“水锤”。水锤的后果是十分严重的。

实用新型内容

本实用新型目的在于设计一种能延长底面板使用寿命的发动机气缸盖。

本实用新型由合金铸铁或蠕虫状球墨铸铁整体浇铸制成的气缸盖，所述气缸盖由侧面板、顶面板、中隔板、底面板、中心安装喷油器的立式套筒组成，其特征在于所述底面板为设置在中部的环形平薄板和连接在平薄板外缘且向外缘渐渐变厚的锥面板组成。

本实用新型将底面板设置成中部平薄而向边缘渐渐变厚的锥面板结构，使底面板中部受燃气灼热的高温区，热阻小，传热迅速，明显降低底面板上的低频率不均匀的拉伸热应力，从而大大减缓产生底面板排气过桥处铸铁材质的蠕变的可能，实现提高底面板使用寿命的目的。

所述平薄板外径为锥面板外径的1/4～1/2.6.因为在螺栓预紧装配力和高压燃气的爆发压力的机械负荷的作用下，底面板机械受力分布状态是底面板的中部机械应力平缓，而向边缘方向逐步走向峰值.故要沿着边缘方向逐步提高底面板的厚度来增加刚性降低其机械应力.在灼热燃气的热负荷作用下，底面板中部承受极强的热应力，特别在气缸盖底面板的排气过桥的燃烧室侧产生拉伸热应力的高峰，而向边缘方向逐步走向平缓，因此，减薄底面板中部的厚度来降低底面板的热阻，使其能迅速传热，从而降低底面板中部的热应力，特别可降低在气缸盖底面板的排气过桥的燃烧室侧的拉伸热应力.

本实用新型所述平薄板和锥面板之间的夹角为0°0.1″～3°30″。同样，经过详细的计算分析，锥面的设计使所述底面板的内表面为中部平薄而向边缘渐渐变厚的锥平板结构进一步量化合理，实现提高底面板刚性的发动机气缸盖的目的。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型由合金铸铁或蠕虫状石墨铸铁整体浇铸而成，由侧面板5、顶面板1、中隔板2、底面板3、中心安装喷油器的立式套筒4组成。

底面板3采用机械、热态等强度原理设计，底面板3为设置在中部的环形平薄板和连接在平薄板外缘且向外缘渐渐变厚的锥面板组成，平薄板外径d为锥面板外径的1/4～1/2.6，本实施例中为1/3。平薄板和锥面板之间的夹角Z可为0.1″～3°30″，本实施例中为2°30″。