【技術實現步驟摘要】
本申請屬于發動機擋焰結構領域，具體涉及一種擋焰結構、擋焰方法及發動機。
技術介紹
1、氣缸蓋墊片是發動機燃燒室密封的關鍵部件，而擋焰結構對輔助氣缸蓋墊片密封起著重要作用。
2、現有技術中通常在氣缸套頂部凸出形成擋焰臺，以減小高溫高壓燃氣對氣缸蓋墊片帶來的脈沖沖擊和溫度升高，但現有的擋焰臺與氣缸蓋之間存在間隙，發動機爆壓工況或爆震時，燃燒室內產生高溫高壓燃燒氣體的沖擊，使發動機爆震壓力會通過擋焰臺與氣缸蓋之間的間隙直接沖擊氣缸蓋墊片，不僅會造成氣缸蓋墊片沖擊變形或燒蝕，無法繼續實現氣缸蓋墊片的良好密封效果，同時因受到高溫產生變形的氣缸套擋焰臺與氣缸蓋之間可能發生碰撞造成氣缸套斷裂，影響發動機運行的穩定性。
技術實現思路
1、本申請提供了一種擋焰結構、擋焰方法及發動機，實現發動機不同工況下擋焰結構與氣缸蓋之間的貼合接觸密封，輔助提升氣缸蓋墊片的密封運行可靠性，避免氣缸套承受氣缸蓋傳遞的載荷造成的斷裂失效。
2、本申請所采用的技術方案為：
3、一種擋焰結構，包括氣缸套、氣缸蓋、氣缸蓋墊片及擋焰環，所述氣缸蓋墊片位于所述氣缸套與所述氣缸蓋之間，所述擋焰環位于燃燒室與所述氣缸蓋墊片之間，所述擋焰環的底端固定于所述氣缸套的頂面，所述擋焰環的頂端抵接所述氣缸蓋的底面，所述擋焰環至少部分沿軸向具有彈性形變。
4、所述擋焰環包括裝配環、熱機環和爆壓環，且在所述氣缸蓋的底面形變過程中，所述裝配環、所述熱機環和所述爆壓環中的至少一個與所述氣缸蓋的底面抵接。
5、所述裝配環、所述熱機環以及所述爆壓環均設有抵接所述氣缸蓋的密封段以及位于所述密封段與所述氣缸套之間的緩沖段，各所述緩沖段的寬度均大于對應的所述密封段的寬度，以使各所述密封段之間形成間隙。
6、所述擋焰環設有連通外部的過氣通道，氣流沿所述過氣通道流通至所述擋焰環內側或外側。
7、各所述緩沖段之間設有過氣間隙，且各所述緩沖段沿周向錯位設有通孔，相鄰所述通孔連通相鄰的所述過氣間隙，以使所述擋焰環形成內外連通的所述過氣通道。
8、所述爆壓環、所述熱機環和所述裝配環自所述擋焰環的中心軸線處，由內向外依次排布。
9、一種擋焰方法，應用于如上所述的擋焰環，包括：設計所述擋焰環的頂面型線，具體包括如下步驟：
10、步驟一：模擬發動機裝配、發動機施加熱載荷以及發動機燃燒室內高壓力三種工況下各缸對應的所述氣缸蓋底面與所述擋焰環接觸區域的周向變形量；
11、步驟二：根據所述步驟一中三種工況下的所述周向變形量分別設計所述裝配環、所述熱機環和所述爆壓環的頂面型線，其中，所述裝配環對應適配所述發動機裝配工況下所述氣缸蓋底面的周向變形情況，所述熱機環對應適配所述發動機施加熱載荷工況下所述氣缸蓋底面的周向變形情況，所述爆壓環對應適配所述發動機燃燒室內高壓力工況下所述氣缸蓋底面的周向變形情況。
12、所述氣缸蓋包括發動機未運行時的第一形變狀態、發動機穩定運行時的第二形變狀態和發動機爆發壓力工況時的第三形變狀態，在所述第一形變狀態，所述裝配環與所述氣缸蓋的底面抵接，在所述第二形變狀態，所述熱機環與所述氣缸蓋的底面抵接，在所述第三形變狀態，所述爆壓環與所述氣缸蓋的底面抵接。
13、一種發動機，包括氣缸套，所述氣缸套頂部設有裝配槽，所述裝配槽內設有如上所述的擋焰環。
14、所述氣缸套頂部內凹形成所述裝配槽，所述擋焰環底部設有固定于所述裝配槽的安裝墊。
15、由于采用了上述技術方案，本申請所取得的有益效果為：
16、(1)本方案設置擋焰環代替擋焰臺，擋焰環作為單獨部件設置于氣缸套與氣缸蓋之間，一方面擋焰環的底部固定在氣缸套，頂部抵接氣缸蓋的底面，相較擋焰臺的設置結構，擋焰環與氣缸蓋底面之間無間隙，能夠更好的輔助氣缸蓋墊片實現氣缸蓋與氣缸套之間的密封；另一方面，擋焰環位于氣缸蓋墊片內側，在發動機爆壓工況或爆震時，對燃燒室內產生的高溫高壓爆沖氣體在軸向和徑向皆起到阻擋削弱作用，從而避免產生的高溫高壓爆沖氣體對氣缸蓋墊片的沖擊，保護氣缸蓋墊片使其實現穩定的密封效果。
17、此外，由于擋焰環位于氣缸套與氣缸蓋之間，且擋焰環至少部分在豎向上具有彈性形變，當發動機處于爆壓工況或爆震時，擋焰環的彈性形變避免氣缸套頂部受高溫變形而沖擊氣缸蓋，避免氣缸套與氣缸蓋之間產生碰撞損傷，安裝時擋焰環的彈性形變使自身承受來自氣缸蓋的軸力被壓縮，避免向氣缸套傳遞過大壓力造成損傷，對氣缸套實現保護。
18、(2)發動機在不同工況下，氣缸蓋底面會出現不同程度和不同方向的形變，導致氣缸蓋與氣缸套之間的間隙發生改變，擋焰環同時設置裝配環、熱機環和爆壓環三種形式，使不同工況條件下的氣缸蓋底面均能與擋焰環實現抵接，使氣缸蓋底面在不同工況下發生不同形變時，擋焰環均能與其實現匹配抵接，從而在不同工況下實現氣缸蓋與氣缸套之間的密封，有效避免高溫高壓氣體沖擊氣缸蓋墊片，輔助氣缸蓋墊片實現良好的密封效果。
19、(3)本方案通過設置密封段實現擋焰環頂面與氣缸蓋底面的抵接，通過設置緩沖段，緩沖段作為擋焰環的彈性形變部分，一方面在擋焰環固定于氣缸套時，緩沖段產生較小的壓縮變形，避免向氣缸套內側傳遞較大壓力造成氣缸套損傷，另一方面在發動機爆壓工況或爆震時，其受壓發生形變，避免氣缸套與氣缸蓋之間產生碰撞損傷。設置緩沖段的寬度大于對應的密封段的寬度，從而使相鄰密封段之間形成間隙，為密封段提供一定的抵接變形空間。
20、(4)本方案通過設置過氣通道平衡擋焰環的內外氣壓，以進一步保證擋焰環的穩定密封效果。
21、(5)通過在緩沖段之間設置過氣間隙，在擋焰環內部形成氣流通路，在緩沖墊錯位設置通孔，通過通孔將各氣流通路連通，且錯位設置的通孔使氣體在擋焰環內部迂回流通，減弱高溫高壓氣體的沖擊力，使高溫高壓氣體穿過擋焰環后氣壓減小，從而避免燃燒室內的高壓氣體對擋焰環外側的氣缸蓋墊片產生沖擊影響。
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1.一種擋焰結構，其特征在于，包括氣缸套(1)、氣缸蓋(3)、氣缸蓋墊片(4)及擋焰環(2)，所述氣缸蓋墊片(4)位于所述氣缸套(1)與所述氣缸蓋(3)之間，所述擋焰環(2)位于燃燒室與所述氣缸蓋墊片(4)之間，所述擋焰環(2)的底端固定于所述氣缸套(1)的頂面，所述擋焰環(2)的頂端抵接所述氣缸蓋(3)的底面，所述擋焰環(2)至少部分沿軸向具有彈性形變。
2.根據權利要求1所述的擋焰結構，其特征在于，所述擋焰環(2)包括裝配環(21)、熱機環(22)和爆壓環(23)，且在所述氣缸蓋(3)的底面形變過程中，所述裝配環(21)、所述熱機環(22)和所述爆壓環(23)中的至少一個與所述氣缸蓋(3)的底面抵接。
3.根據權利要求2所述的擋焰結構，其特征在于，所述裝配環(21)、所述熱機環(22)以及所述爆壓環(23)均設有抵接所述氣缸蓋(3)的密封段(24)以及位于所述密封段(24)與所述氣缸套(1)之間的緩沖段(27)，各所述緩沖段(27)的寬度均大于對應的所述密封段(24)的寬度，以使各所述密封段(24)之間形成間隙。
4.根據權利要求3所述的擋
5.根據權利要求4所述的擋焰結構，其特征在于，各所述緩沖段(27)之間設有過氣間隙，且各所述緩沖段(27)沿周向錯位設有通孔(25)，相鄰所述通孔(25)連通相鄰的所述過氣間隙，以使所述擋焰環(2)形成內外連通的所述過氣通道。
6.根據權利要求2所述的擋焰結構，其特征在于，所述爆壓環(23)、所述熱機環(22)和所述裝配環(21)自所述擋焰環(2)的中心軸線處，由內向外依次排布。
7.一種擋焰方法，其特征在于，應用于如權利要求2所述的擋焰環(2)，包括：設計所述擋焰環(2)的頂面型線，具體包括如下步驟：
8.根據權利要求7所述的擋焰方法，其特征在于，所述氣缸蓋(3)包括發動機未運行時的第一形變狀態、發動機穩定運行時的第二形變狀態和發動機爆發壓力工況時的第三形變狀態，在所述第一形變狀態，所述裝配環(21)與所述氣缸蓋(3)的底面抵接，在所述第二形變狀態，所述熱機環(22)與所述氣缸蓋(3)的底面抵接，在所述第三形變狀態，所述爆壓環(23)與所述氣缸蓋(3)的底面抵接。
9.一種發動機，其特征在于，包括氣缸套(1)，所述氣缸套(1)頂部設有裝配槽(11)，所述裝配槽(11)內設有如權利要求1所述的擋焰環(2)。
10.根據權利要求9所述的發動機，其特征在于，所述氣缸套(1)頂部內凹形成所述裝配槽(11)，所述擋焰環(2)底部設有固定于所述裝配槽(11)的安裝墊(26)。
...【技術特征摘要】
1.一種擋焰結構，其特征在于，包括氣缸套(1)、氣缸蓋(3)、氣缸蓋墊片(4)及擋焰環(2)，所述氣缸蓋墊片(4)位于所述氣缸套(1)與所述氣缸蓋(3)之間，所述擋焰環(2)位于燃燒室與所述氣缸蓋墊片(4)之間，所述擋焰環(2)的底端固定于所述氣缸套(1)的頂面，所述擋焰環(2)的頂端抵接所述氣缸蓋(3)的底面，所述擋焰環(2)至少部分沿軸向具有彈性形變。
2.根據權利要求1所述的擋焰結構，其特征在于，所述擋焰環(2)包括裝配環(21)、熱機環(22)和爆壓環(23)，且在所述氣缸蓋(3)的底面形變過程中，所述裝配環(21)、所述熱機環(22)和所述爆壓環(23)中的至少一個與所述氣缸蓋(3)的底面抵接。
3.根據權利要求2所述的擋焰結構，其特征在于，所述裝配環(21)、所述熱機環(22)以及所述爆壓環(23)均設有抵接所述氣缸蓋(3)的密封段(24)以及位于所述密封段(24)與所述氣缸套(1)之間的緩沖段(27)，各所述緩沖段(27)的寬度均大于對應的所述密封段(24)的寬度，以使各所述密封段(24)之間形成間隙。
4.根據權利要求3所述的擋焰結構，其特征在于，所述擋焰環(2)設有連通外部的過氣通道，氣流沿所述過氣通道流通至所述擋焰環(2)內側或外側。
5.根據權利要求4所述的擋焰結構，其特征在于，各所述緩沖段(2...
【專利技術屬性】
技術研發人員：滕帥，李斌，齊偉，張暄，
申請(專利權)人：濰柴動力股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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