一种气缸盖以及燃气发动机的制作方法

1.本实用新型涉及燃气发动机技术领域，特别涉及一种气缸盖以及燃气发动机。


背景技术：

2.随着燃气发动机技术的发展，目前，越来越多的燃气发动机是在柴油发动机的基础上改造而成的。对于柴油机而言，其燃烧模式为扩散燃烧，一定程度的涡流有助于油束与空气混合，从而改善燃烧过程，因此，需要燃气发动机气缸盖中的进气道在进气的过程中组织气流产生足够的涡流比。其中，涡流是指气体绕气缸轴向有组织的旋流运动。
3.然而，燃气发动机的燃烧模式为预混燃烧，对涡流强度要求不高，而需要小尺度的湍流运动来形成火焰褶皱面，从而加快火焰传播速度，提升热效率，其中，湍流是指气流速度较高时在流场中产生的许多方向不固定的小旋流，区别于层流运动。对于燃气发动机而言，并不需要提高涡流强度，而提高气缸内的滚流强度可以有利于在压缩末期形成湍流，在活塞上行到上止点时产生足够的湍动能，进而达到优化燃烧的目的。其中，滚流是指旋转中心轴线与缸套轴向垂直的气体旋流运动。
4.可见，对于现有由柴油机气缸盖集成改造设计而成的燃气发动机气缸盖，很难在气缸内产生燃气发动机所需要的滚流。
5.因此，如何提高燃气发动机气缸内的滚流强度，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，该气缸盖在现有柴油机的基础上通过结构改进，使进入气缸内的气体产生燃气发动机所需的滚流运动，进而提升燃气发动机的热效率。本实用新型的另一个目的在于提供一种包括上述气缸盖的燃气发动机。
7.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
8.一种气缸盖，包括进气道以及进气喉口，所述进气道包括相互连接的起拱段以及下冲段，所述起拱段设置于所述下冲段上游，所述下冲段远离所述起拱段的一端与所述进气喉口连接，所述起拱段包括远离所述气缸盖的底面的第一壁面以及靠近所述气缸盖的底面的第二壁面，所述第一壁面与所述第二壁面围成所述起拱段，所述第一壁面向远离所述气缸盖的底面的方向拱起且所述第一壁面与所述下冲段的壁面圆滑过渡连接。
9.优选地，所述进气道的进气口设置于所述气缸盖的顶面、侧面或底面。
10.优选地，所述进气道的进气口设置于所述气缸盖的顶面，所述进气道包括连接于所述起拱段上游的入口段，所述入口段向所述气缸盖的底面延伸。
11.优选地，所述进气道的进气口设置于所述气缸盖的侧面，所述进气道的进气口的端面与所述气缸盖的底面垂直，或者所述进气口的端面朝向所述气缸盖的底面倾斜布置。
12.优选地，所述进气道的进气口的高度l1以及所述起拱段的起拱高度l2满足l1：l2=1：1~1：3，所述进气道的进气口的高度l1为所述进气道的进气口的几何形心到所述气缸盖
的底面的距离，所述起拱段的起拱高度l2为所述起拱段的第一壁面的最高点到所述气缸盖的底面的距离。
13.优选地，所述进气道的进气口的高度l1以及所述起拱段的长度l3满足l1：l3=1：1~1：3。
14.优选地，所述气缸盖包括多个所述进气喉口，各个所述进气喉口分别连接有所述进气道，各个所述进气道的所述起拱段连接为一体。
15.优选地，所述进气道包括多个所述进气喉口，各个所述进气喉口分别连接有所述进气道，且各个所述进气道分隔布置。
16.优选地，至少两个所述进气道的所述起拱段不同。
17.一种燃气发动机，包括如上任意一项所述的气缸盖。
18.为实现上述目的，本实用新型提供了一种气缸盖，该气缸盖包括进气道以及进气喉口，其中，进气道包括相互连接的起拱段以及下冲段，起拱段设置于下冲段上游，下冲段远离起拱段的一端与进气喉口连接，起拱段包括远离气缸盖的底面的第一壁面以及靠近气缸盖的底面的第二壁面，第一壁面与第二壁面围成起拱段，第一壁面向远离气缸盖的底面的方向拱起且第一壁面与下冲段的壁面圆滑过渡连接。
19.本实用新型的工作原理如下：
20.发动机气缸吸气时，进气门打开，进气气流依次流经进气道以及进气喉口后进入气缸，进气道的起拱段可以对进气气流进行诱导，使大部分进气气流在进入下冲段时贴近下冲段靠近气缸盖的排气喉口的一侧壁面，而远离排气喉口一侧的气流则减小，这种气流分布方式使进气气流在进入气缸后更容易形成大尺度的滚流运动。
21.由此可见，本实用新型在现有柴油机的基础上，通过在进气道内设置起拱段，实现了对进气气流的有效导流，有利于增强滚流强度，有利于在压缩末期形成湍流，提升燃气发动机的热效率。
22.本实用新型还提供了一种包括上述气缸盖的燃气发动机。该燃气发动机产生的有益效果的推导过程与上述气缸盖带来的有益效果的推导过程大体类似，故本文不再赘述。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本实用新型实施例提供的气缸盖在进气道处的纵剖结构示意图；
25.图2为本实用新型实施例提供的气缸盖在进气道的进气口处的横剖结构示意图。
26.图1和图2中：
27.1为进气道；2为进气道的进气口；3为下冲段；4为气门座圈；5为气门座圈中心线；6为气缸；7为进气气流；8为缸内滚流；9为起拱段。
具体实施方式
28.本实用新型的核心之一在于提供一种气缸盖，该气缸盖的结构设计能够防止套筒
与螺栓之间发生干涉，避免螺栓断裂的情况，保证排气管与燃气发动机主体的稳固连接。
29.本实用新型的另一核心在于提供一种基于上述气缸盖的燃气发动机。
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.请参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的气缸盖在进气道处的纵剖结构示意图。
32.本实用新型实施例提供的一种气缸盖，包括进气道1以及进气喉口。
33.其中，进气道1包括相互连接的起拱段9以及下冲段3，起拱段9设置于下冲段3上游，下冲段3远离起拱段9的一端与进气喉口连接，起拱段9包括远离气缸盖的底面的第一壁面以及靠近气缸盖的底面的第二壁面，第一壁面与第二壁面围成起拱段9，第一壁面向远离气缸盖的底面的方向拱起且第一壁面与下冲段3的壁面圆滑过渡连接。
34.本实用新型的工作原理如下：
35.发动机气缸吸气时，进气门打开，进气气流依次流经进气道1以及进气喉口后进入气缸，进气道1的起拱段9可以对进气气流进行诱导，使大部分进气气流在进入下冲段3时贴近下冲段3靠近气缸盖的排气喉口的一侧壁面，而远离排气喉口一侧的气流则减小，这种气流分布方式使进气气流在进入气缸后更容易形成大尺度的滚流运动，进气气流的流动方向如图1中的箭头所示。
36.由此可见，本实用新型在现有柴油机的基础上，通过在进气道1内设置起拱段9，实现了对进气气流的有效导流，有利于增强滚流强度，有利于在压缩末期形成湍流，提升燃气发动机的热效率。
37.上述进气道1的进气口2可以根据需要设置于气缸盖的顶面、侧面以及底面中的一处，从而便于不同型号的发动机的安装布置，根据进气道1的进气口2的设置位置不同，进气道1的整体形状需要做相应的调整，比如在本实用新型一种实施例中，进气道1的进气口2设置于气缸盖的顶面，在这种情况下，为了使进气道1依然能够具有起拱段9，则进气道1还应当包括连接于起拱段9上游的入口段，入口段向气缸盖的底面延伸，入口段倾斜向下或竖直向下设置，入口段的最低点与起拱段9远离下冲段3的一端连接，进气气流进入进气道1后首先经过入口段再进入起拱段9。
38.在本实用新型另一种实施例中，如图1所示，进气道1的进气口2设置于气缸盖的侧面，进气道1的进气口2的端面与气缸盖的底面垂直，或者进气口2的端面朝向气缸盖的底面倾斜布置，当然若进气道1的进气口2的端面向背向气缸盖的底面方向倾斜，则进气道1也需要设置入口段以便进气口2与起拱段9的衔接。
39.若进气道1的进气口2设置于气缸盖的底面，也需要设置入口段，从而实现进气口2与起拱段9之间的衔接，该入口段可以为起拱段9向气缸盖的底面的延伸部分构成。
40.作为优选地，如图1所示，在本实用新型实施例中，进气道1的进气口2的高度l1以及起拱段9的起拱高度l2满足l1：l2=1：1~1：3，进气道1的进气口2的高度l1为进气道1的进气口2的几何形心到气缸盖的底面的距离，起拱段9的起拱高度l2为起拱段9的第一壁面的最高点到气缸盖的底面的距离。
41.更进一步地，如图2所示，进气道1的进气口2的高度l1以及起拱段9的长度l3满足l1：l3=1：1~1：3。
42.上述比例设计能够更有效地对进气气流进行导流，使流经进气道1的进气气流更好地贴近下冲段3靠近排气喉口一侧壁面，有利于增强滚流强度。
43.气缸盖上每个进气喉口可以仅与一条进气道1连接，或者多个进气喉口可以与一条进气道1连接，在本实用新型一种实施例中，如图2所示，气缸盖包括多个进气喉口，各个进气喉口分别连接有进气道1，各个进气道1的起拱段9连接为一体形成一个总的起拱段9，该种结构相当于一个总的进气道1末端具有多个分支与各个进气喉口连接，即进气气流首先进入起拱段9，然后通过起拱段9后的各分支流向各个进气喉口，此处的各个分支可以为上述的下冲段3，当然，上述的下冲段3也可以为各个分支的一部分。
44.当然在其他实施例中，也可以采用下述结构：进气道1包括多个进气喉口，各个进气喉口分别连接有进气道1，且各个进气道1分隔布置。
45.需要说明的是，本实用新型中的各个进气道1分隔布置时，各个进气道1的请工段可以均采用同样的结构或布置方式，也可以采用不同的结构或布置方式，例如，对于具有多个进气道1的气缸盖结构，可以将各个进气道1的起拱段9都设计为相同的结构，或者使其中至少两个进气道1的起拱段9设计为不同的结构，此处的不同的结构至起拱段9的长度、高度等参数不同。
46.本实用新型还提供了一种包括上述气缸盖的燃气发动机。该燃气发动机产生的有益效果的推导过程与上述气缸盖带来的有益效果的推导过程大体类似，因此，燃气发动机的技术效果请参考上述实施例。
47.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
48.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。