气缸盖、发动机和车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种气缸盖、发动机和车辆。

背景技术

目前，提升发动机的热效率成为各主机厂的追逐目标，提升热效率最直接的办法就是提升燃烧速度，而主流的提升燃烧速度的方式是提升点火时刻缸内的湍动能，湍动能主要由缸内的滚流在压缩上止点时破碎转换而来，故缸内滚流强度与点火时刻的湍动能存在正相关性。

现有技术中，为了提升缸内滚流强度，主流的措施是提升进气道的滚流比，具体为将气门附近的进气道下轮廓先下压后上提，形成“勺”形状的下轮廓壁面导向，使多数气体流向气门上部开口；这样的方式存在进气道内滚流比提高，流量系数下降的问题，同时，还存在只能适用单一的缸内直接喷油方式或者气道喷射喷油方式，不能同时兼顾两种不同的燃油喷射方式。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明在于提出一种气缸盖，能够解决进气道内滚流比提高，流量系数下降的问题，同时，使高滚流比和高流量系数的进气道能够兼顾两种不同的燃油喷射方式。

根据本发明实施例的气缸盖，包括：主进气道和支进气道；主进气道具有进气端和出气端，进气端与进气歧管连通；支进气道包括第一支进气道和第二支进气道，第一支进气道和第二支进气道关于主进气道的中心面对称布置，第一支进气道和第二支进气道均具有进口段、过渡段和出口段，进口段与出气端连通，出口段与进气门连通，过渡段连通进口段出口段，其中，出口段朝向第一方向延伸且朝向远离排气管的方向倾斜，进气段朝向第一方向延伸且朝向远离出口段的倾斜方向的方向倾斜，出口段的倾斜角度小于进气段的倾斜角度。

根据本发明实施例的气缸盖，通过对进口段和出口段的延伸方向和倾斜角度进行设计，并保证进口段的倾斜角度大于出口段的倾斜角度，能够有效减少空气在流通过程中的流量损失，使得空气的流通更加顺畅，同时，能够同时提高气缸内的滚流比和气体流量系数。

另外，根据本发明的气缸盖，还可以具有如下附加的技术特征：

在一些实施例中，定义所述进气门的中心线和排气门的中心线所在的平面为第一参考面，定义与所述第一参考面垂直，且与汽缸盖的底面垂直的平面为第二参考面；所述进气门的中心线为第一直线，所述进口段的气体流动方向的中心流线在所述第一参考面上的投影为第二直线，所述进口段的气体流动方向的中心流线在所述第二参考面上的投影为第三直线，所述出口段的气体流动方向的中心流线在所述第一参考面上的投影为第四直线，所述出口段的气体流动方向的中心流线在所述第二参考面上的投影为第五直线，所述中心面在所述第二参考面上投影为第六直线，其中，所述第一直线与所述第二直线之间的夹角为第一夹角D1，所述第一直线与所述第四直线之间的夹角为第二夹角D2，所述第三直线与所述第六直线之间的夹角为第三夹角D3，所述第五直线与所述第六直线之间的夹角为第四夹角D4，满足：0.5D1≤D2≤D1；D3≤D4≤3D3。

在一些实施例中，所述第一夹角D1的大小为30°-60°，所述第三夹角D3的大小为0°-15°。

在一些实施例中，所述过渡段呈圆弧状，所述过渡段的气体流动方向的中心流线的曲率为C，满足：0＜C≤0.04。

在一些实施例中，所述过渡段的气体流动方向的中心流线的半径为R1，所述进气门处设置有气门座圈，所述气门座圈的内径为R2，满足：R1≥0.5R2。

在一些实施例中，所述气缸盖还包括气道喷油器安装孔，所述气道喷油器安装孔的中心线在所述第一参考面上的投影为第七直线，所述第一直线与所述第七直线的夹角为第五夹角D5，满足：0.5D1≤D5≤D2。

在一些实施例中，所述气缸盖还包括缸内喷油器安装孔，所述缸内喷油器安装孔的中心线在所述第一参考面上的投影为第八直线，所述第一直线与所述第八直线的夹角为第六夹角D6，满足：D1≤D6≤3D5。

本发明还提出一种具有上述实施例的发动机。

根据本发明实施例的发动机，通过设置上述气缸盖，能够有效提高发动机气缸内的滚流比和流量系数，同时，使高滚流比和高流量系数的支进气道能够兼顾两种不同的燃油喷射方式。

本发明还提出一种具有上述实施例的车辆。

根据本发明实施例的车辆，通过设置上述发动机，能够有效提升车辆性能。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例的汽缸盖的底面的示意图；

图2是根据图1中的A-A线的剖视图；

图3是根据图1中的B-B线的剖视图；

图4是根据本发明实施例的气缸盖的俯视图；

图5是根据本发明实施例的气缸盖的侧视图。

附图标记：

100、气缸盖；

1、主进气道；

2、支进气道；21、第一支进气道；22、第二支进气道；23、进口段；24、出口段；25、过渡段；

3、气道喷油器；4、缸内喷油器；5、气门座圈；6、气缸；7、进气门；8、排气道；9、过渡段的气体流动方向的中心流线；10、中心面；

S1、第一直线；S2、第二直线；S3、第三直线；S4、第四直线；S5、第五直线；S6、第六直线；S7、第七直线；S8、第八直线。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图5描述根据本发明实施例的气缸盖100。

如图1至图5所示，根据本发明实施例的气缸盖100，包括：主进气道1和支进气道2；主进气道1具有进气端和出气端，进气端与进气歧管连通；支进气道2包括第一支进气道21和第二支进气道22，第一支进气道21和第二支进气道22关于主进气道1的中心面10对称布置，第一支进气道21和第二支进气道22均具有进口段23、过渡段25和出口段24，进口段23与出气端连通，出口段24与进气门7连通，过渡段25连通进口段23和出口段24，其中，出口段24朝向第一方向延伸且朝向远离排气管的方向倾斜，进气段23朝向第一方向延伸且朝向远离出口段24的倾斜方向的方向倾斜，出口段24的倾斜角度小于进气段23的倾斜角度。

在本实施例中，例如图3和图4所示，支进气道2的进口段23为了更好的承接来自主进气道1的新鲜空气，减少新鲜空气在流动过程中的损失，从进气门7至主进气道1的出气端的方向上，进口段23朝向出气端的方向倾斜延伸，且倾斜角度大于出口段24的倾斜角度，这样，不仅能够减少空气的流动距离，减少流动损失，而且还能够对空气的流动进行导向，同时，不会对空气原有的流动轨迹造成太大的改变，有效限定空气的流动方向，防止空气在流动的过程中发生方向突变，从而使得空气在流动的过程中更加顺畅。

进一步地，由于进口段23和出口段24的倾斜角度互不相同，因此，当空气由进口段23流入出口段24中时，容易发生流动方向突变，形成阻挡涡流，对后续的空气流入造成阻碍；基于上述原因，通过设计过渡段25以衔接进口段23和出口段25，能够有效减少空气流动方向突变造成的流量损失，使得空气能够顺利的流入进口段23中，并最终流入燃烧室参与发动机做功。

更进一步地，支进气道2的出口段24的结构设计能够决定空气进入气缸6燃烧室的气流走向，其能够直接影响气缸6内的滚流比和气体流量系数的大小；为了使气缸6内具有较高的滚流比和较高的气体流量系数，从进气门7至主进气道1的出气端的方向上，出口段24朝向出气端的方向倾斜延伸，同时保证倾斜角度小于进口段的倾斜角度，这样，出口段24在引导空气走向，使空气朝向燃烧室流动的同时，还能够对气流的进行调节，增大正向气流的比例(正向气流为朝向气缸6下方流动的气流)，减少逆向气流的比例(逆向气流为朝向气缸6上方流动的气流)，以使更多气流流进气缸6，从而提高了气缸6内的滚流比和气体流量系数。

根据本发明实施例的气缸盖100，通过对进口段23和出口段24的延伸方向和倾斜角度进行设计，并保证进口段23的倾斜角度大于出口段24的倾斜角度，能够有效减少空气在流通过程中的流量损失，使得空气的流通更加顺畅，同时，能够同时提高气缸6内的滚流比和气体流量系数。

在本发明的一个实施例中，如图1至图5所示，定义进气门7的中心线和排气门的中心线所在的平面为第一参考面，定义与第一参考面垂直，且与汽缸盖的底面垂直的平面为第二参考面。

进气门7的中心线为第一直线S1，进口段23的气体流动方向的中心流线在第一参考面上的投影为第二直线S2，进口段23的气体流动方向的中心流线在第二参考面上的投影为第三直线S3，出口段24的气体流动方向的中心流线在第一参考面上的投影为第四直线S4，出口段24的气体流动方向的中心流线在第二参考面上的投影为第五直线S5，中心面10在第二参考面上投影为第六直线S6，其中，第一直线S1与第二直线S2之间的夹角为第一夹角D1，第一直线S1与第四直线S4之间的夹角为第二夹角D2，第三直线S3与第六直线S6之间的夹角为第三夹角D3，第五直线S5与第六直线S6之间的夹角为第四夹角D4，满足：0.5D1≤D2≤D1；D3≤D4≤3D3。

在本实施例中，当第二夹角D2的大小小于0.5倍的第一夹角D1的大小时，经由进气门7进入气缸6内的气流会冲向气缸6内的活塞处，从而无法有效的形成正向滚流，进而无法提高滚流比；当第二夹角D2的大小大于1倍的第一夹角D1时，经由进气门7进入气缸6内的气流会撞击到气缸壁上，从而也无法形成正向滚流，进而无法提高滚流比。

综上所述，当第二夹角D2的大小在0.5倍的第一夹角D1至1倍的第一夹角D1之间，且第四夹角D4的大小在1倍的第三夹角D3和3倍的第三夹角D3之间时，能够使更多的气流以正向气流的方向进入气缸6，从而增加了正向气流的流通比例，增加了气缸6内的产生正向滚流(从出口段24至气缸6的方向上，绕着垂直于气缸6轴线方向顺时针运动的气流)的能力，同时，还能够增大支进气道2下部的区域的气体流速，以使下部高流速的气体带动上部低流速的气体，进一步增大出口段24的正向滚流气体的比例和气体的充量。

进一步地，第二夹角D2在所限定的范围内时，出口段24能够引导气流朝向气缸6的中心处流动，能够减少第一支进气道21中流出的气流与第二支进气道22流出的气流在气缸6的中心处的对冲损失，能够保证气缸6中心附近的气流的高流动能量。

根据本发明实施例的气缸盖100，通过对支进气道2的结构和相对位置进行调整，使得第二夹角D2的大小在0.5倍的第一夹角D1至1倍的第一夹角D1之间，且第四夹角D4的大小在1倍的第三夹角D3和3倍的第三夹角D3之间，从而能够同时提高气缸6内的滚流比和气体流量系数。

在本发明的一个实施例中，如图1至图5所示，第一夹角D1的大小为30°-60°，第三夹角D3的大小为0°-15°。在本实施例中，当第一夹角D1的大小和第二夹角D2的大小分别处于上述范围时，能够增大进气歧管向主进气道1的进气端流动的气体流量，从而使得更多的新鲜空气进入主进气道1，进而增大支进气道2内的气体流量，同时，还能够对气体的流向进行限定，使得气流流动更加顺畅，从而减少气体在流动过程中的能量损耗，更好的保证新鲜空气的能量。

在本发明的一个实施例中，如图1至图5所示，过渡段25呈圆弧状，过渡段25连通进口段23和出口段24，这样，能够减少气体在流动过程中的能量损耗。

在一些实施例中，过渡段25的气体流动方向的中心流线的曲率为C，满足：0＜C≤0.04，当过渡段25的气体流动方向的中心流线的曲率为C小于0时，过渡段25无法对流入的空气进行导向，也无法调整气体的流动轨迹，从而会加大空气在流通过程总的损耗；当过渡段25的气体流动方向的中心流线的曲率为C大于0.04时，过渡段25的弯折角度过大，使得流入的空气的流动方向易发生突变，从而增大流量损耗；当过渡段25的气体流动方向的中心流线的曲率为C大于0且小于0.04时，过渡段25能够有效的对空气进行导向和调整，减少空气在流动过程中的损耗。

在一些实施例中，过渡段25的气体流动方向的中心流线的半径为R1，进气门7处设置有气门座圈5，气门座圈5的内径为R2，满足：R1≥0.5R2，这样，能够减少气体流动突变引起的气体能量损失。

在本发明的一个具体实施例中，如图1至图5所示，气缸盖100还包括气道喷油器安装孔，气道喷油器安装孔内安装有气道喷油器3，气道喷油器3的中心线在第一参考面上的投影为第七直线S7，第一直线S1与第七直线S7的夹角为第五夹角D5，满足：0.5D1≤D5≤D2。

在本具体实施例中，当第五夹角D5的大小小于0.5倍的第一夹角D1时，气道喷油器3喷出的油液容易喷射在气缸6内的活塞上；当第五夹角D5的大小大于第二夹角D2时，气道喷油器3喷出的油液容易喷射在气缸6的内壁上；当第五夹角D5的大小大于0.5倍的第一夹角D1，且小于第二夹角D2时，能够使气道喷油器3喷出的燃油能够最大限度的喷射到新鲜的气流中，从而避免燃油飞溅到支进气道2的侧壁和进气门7上，影响燃油与新鲜空气的混合。

在本发明的一个具体实施例中，如图1至图5所示，气缸盖100还包括缸内喷油器安装孔，缸内喷油器安装孔内安装有缸内喷油器4，缸内喷油器4的中心线在第一参考面上的投影为第八直线S8，第一直线S1与第八直线S8的夹角为第六夹角D6，满足：D1≤D6≤3D5。

在本具体实施例中，当第六夹角D6的大小小于第一夹角D1的大小时，缸内喷油器4容易与进气道发生干涉；当第六夹角D6的大小大于3倍的第五夹角D5时，缸内喷油器4喷出的油液容易喷射在气缸6的内壁上；当第六夹角D6大于第一夹角D1的大小，且小于3倍的第五夹角D5时，能够使缸内喷油器4喷出的燃油喷雾，在气缸6内的高滚流运动的带动下，与新鲜空气快速的混合，从而形成接近理论空燃比的高效燃油混合气。

根据本发明实施例的气缸盖100，支进气道2的设计能够同时兼顾气道喷油器3和缸内喷油器4对支进气道2的不同需求和高滚流比的性能要求。

本发明还提出一种具有上述实施例的发动机。

根据本发明实施例的发动机，通过设置上述气缸盖100，能够有效提高发动机气缸6内的滚流比和流量系数，同时，使高滚流比和高流量系数的支进气道2能够兼顾两种不同的燃油喷射方式。

本发明还提出一种具有上述实施例的车辆。

根据本发明实施例的车辆，通过设置上述发动机，能够有效提升车辆性能。

根据本发明实施例的气缸盖100、发动机和车辆的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。