缸盖系统、发动机和车辆的制作方法

1.本文涉及但不限于发动机技术，尤指一种缸盖系统、发动机和车辆。


背景技术：

2.伴随油耗法规的日益严格，提高发动机的热效率是降低燃油消耗行之有效的手段之一，高热效率成为发动机最为重要的开发目标。缸盖系统作为发动机的核心部件，与发动机的热效率强相关，因此，对发动机缸盖结构进行深入研究和开发很有必要。
3.当前市场上的汽车所用发动机热效率普遍低于40％，混合动力发动机热效率要求更高，缸盖系统的燃烧系统设计尤为重要。传统发动机的燃烧系统火焰传播速度慢，燃烧速率低，压缩比通常在11以下，油耗较高，最高热效率一般为37～38％。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种发动机的缸盖系统，可以实现快速燃烧，并有利于减小爆震，提高压缩比，进而有利于提升发动机的热效率，降低燃油消耗率。
5.为此，本技术实施例提供了一种缸盖系统，包括：多个燃烧系统，沿第一方向并排设置，并与所述发动机的多个气缸一一对应，所述燃烧系统包括燃烧室以及与所述燃烧室连通的进气道、排气道、火花塞孔和喷油器孔，所述进气道与所述排气道沿垂直于所述第一方向的第二方向间隔设置，所述火花塞孔和所述喷油器孔沿所述第二方向间隔设置在所述燃烧室的中部区域，且所述火花塞孔布置在靠近所述排气道的一侧，所述喷油器孔布置在靠近所述进气道的一侧。
6.在本技术实施例中，多个燃烧系统沿第一方向并排设置，第一方向记为发动机的前后方向。进气道与排气道沿第二方向间隔设置，第二方向记为发动机的左右方向。由于发动机沿第一方向的尺寸显著大于沿第二方向的尺寸，因而第一方向也可以称为纵向，第二方向可以称为横向。因此，本方案中，火花塞孔和喷油器孔相对于燃烧室采用横向中置布置的方案，这样可以实现快速燃烧；且火花塞孔布置在靠近排气道的一侧，即靠近燃烧室的排气侧，因而靠近排气门，能够减小爆震，提高压缩比，进而有利于提升发动机的热效率，降低燃油消耗率。
7.在一种示例性的实施例中，一所述燃烧系统包括两个所述进气道和两个所述排气道，两个所述进气道沿所述第一方向并排间隔设置，两个所述排气道沿所述第一方向并排间隔设置；一所述进气道与一所述排气道沿所述第二方向并排间隔设置，记为第一组进排气道，另一所述进气道与另一所述排气道沿所述第二方向并排间隔设置，记为第二组进排气道；所述火花塞孔和所述喷油器孔位于所述第一组进排气道与所述第二组进排气道之间。
8.在一种示例性的实施例中，所述火花塞孔的中心线指向所述燃烧室的中心，以使火花塞的电极朝向所述燃烧室的中心；所述火花塞孔的中心线与所述喷油器孔的中心线之间的夹角在15
°
至17
°
的范围内。
9.在一种示例性的实施例中，所述燃烧室的中心横断面所在的平面经过所述火花塞孔的中心线和所述喷油器孔的中心线，所述中心横断面的轮廓呈弓形，所述弓形的圆弧直径在35mm至40mm的范围内。
10.在一种示例性的实施例中，所述燃烧室设有与所述排气道连通的排气门座圈孔以及与所述进气道连通的进气门座圈孔；所述燃烧室的进排气横断面所在的平面经过沿所述第二方向并排设置的所述进气门座圈孔的中心线以及所述排气门座圈孔的中心线；所述进气门座圈孔和所述排气门座圈孔在所述排气横断面上的轮廓沿相反的方向倾斜设置，使所述进排气横断面的轮廓大致呈屋脊形；所述进排气横断面的轮廓还包括位于所述进气门座圈孔与所述排气门座圈孔之间的燃烧室屋顶，所述燃烧室屋顶呈圆弧形且向远离所述缸盖系统的底面的方向弯曲，且所述进气门座圈孔的位置高于所述排气门座圈孔的位置。
11.在一种示例性的实施例中，在所述进排气横断面所在的平面上，所述进气门座圈孔的中心线与所述排气门座圈孔的中心线之间的夹角在40
°
至45
°
的范围内；和/或，在所述进排气横断面所在的平面上，所述进气道的中心线与所述缸盖系统的底面之间的夹角在12
°
至18
°
的范围内。
12.在一种示例性的实施例中，所述燃烧室设有第一进气导流结构，所述第一进气导流结构设置成使所述进气道喷入所述燃烧室的气体向所述燃烧室的排气侧流动；所述进气道设有第二进气导流结构，所述第二进气导流结构设置成使所述进气道喷入所述燃烧室的气体向所述燃烧室的排气侧流动。
13.在一种示例性的实施例中，所述第一进气导流结构在所述进排气横断面上的轮廓包括第一直线段，所述第一直线段的上端与所述进气门座圈孔的下端相连，所述第一直线段的下端向靠近所述燃烧室的排气侧的方向倾斜延伸至所述缸盖系统的底面；所述第二进气导流结构包括设于所述进气道下部的鱼腹结构和楔形结构，所述鱼腹结构在所述进排气横断面上的轮廓包括圆弧段，所述楔形结构在所述进排气横断面上的轮廓包括第二直线段，所述圆弧段向下弯曲延伸，所述第二直线段的一端与所述圆弧段相连，所述第二直线段的另一端向下且向远离所述燃烧室的排气侧的方向倾斜延伸至所述进气门座圈孔。
14.在一种示例性的实施例中，所述燃烧系统还包括排水孔，所述排水孔的上端与所述喷油器孔连通，所述排水孔的下端倾斜延伸至所述进气道的下方并穿过两个所述进气道之间，所述排水孔设置成将所述喷油器孔中的积液排出至外界。
15.在一种示例性的实施例中，所述燃烧室在所述第二方向上靠近所述进气道的一端设有第一挤气结构，所述第一挤气结构在所述缸盖系统的底面所在的平面上的投影呈直线形，并与两个进气门座圈孔的轮廓基本相切；和/或，所述燃烧室在所述第二方向上靠近所述排气道的一端设有第二挤气结构，所述第二挤气结构在所述缸盖系统的底面所在的平面上的投影呈圆弧形且向靠近所述进气道的方向弯曲。
16.在一种示例性的实施例中，所述燃烧室在所述第一方向上的第一端设有第三挤气结构，所述第三挤气结构为异形结构且向所述燃烧室的内侧弯曲凹入；和/或，所述燃烧室在所述第一方向上的第二端设有第四挤气结构，所述第四挤气结构为异形结构且向所述燃烧室的内侧弯曲凹入。
17.在一种示例性的实施例中，所述缸盖系统还包括：冷却系统，包括燃烧室水套；所述燃烧室水套包括上片水套和下片水套，所述下片水套包括进气侧水套和排气侧水套，所
述排气侧水套设有第一进液口，所述进气侧水套设有第一回液口；所述燃烧室水套设有多条沿所述第一方向并联设置的冷却流路，任一所述冷却流路设置成：供冷却液由所述第一进液口进入所述排气侧水套，对所述燃烧室的排气侧鼻梁区进行冷却，然后流向所述火花塞孔和所述喷油器孔处以对火花塞和喷油器进行冷却，之后流向所述进气侧水套对所述燃烧室的进气侧鼻梁区进行冷却，最后经由所述第一回液口回流至发动机的缸体上的回流通道。
18.在一种示例性的实施例中，所述燃烧系统的数量为四个，四个所述燃烧室包括沿所述第一方向依次排列的第一燃烧室、第二燃烧室、第三燃烧室和第四燃烧室；与所述第一燃烧室连通的排气道记为第一排气道，与所述第二燃烧室连通的排气道记为第二排气道，与所述第三燃烧室连通的排气道记为第三排气道，与所述第四燃烧室连通的排气道记为第四排气道；所述缸盖系统设有第一排气口和第二排气口，所述第一排气口与所述第二排气口相互独立，所述第一排气道与所述第四排气道对称设置且汇合连通至所述第一排气口，所述第二排气道与所述第三排气道对称设置且汇合连通至所述第二排气口。
19.在一种示例性的实施例中，还包括：冷却系统，包括排气水套；所述第一排气口与所述第二排气口沿第三方向并列设置，所述第三方向与所述第一方向相互垂直，所述第三方向与所述第二方向相互垂直；所述排气水套包括沿所述第三方向依次设置的排气水套上片、排气水套中片和排气水套下片，所述排气水套上片位于所述缸盖系统的排气道的上侧，设置成对所述缸盖系统的排气道的上部进行冷却；所述排气水套下片位于所述缸盖系统的排气道的下侧，设置成对所述缸盖系统的排气道的下部进行冷却；所述排气水套中片位于所述第一排气口与所述第二排气口之间，设置成对所述缸盖系统的排气道位于所述第一排气口与所述第二排气口之间的部分进行冷却。
20.在一种示例性的实施例中，所述冷却系统还包括燃烧室水套，所述燃烧室水套包括上片水套和下片水套，所述下片水套包括进气侧水套和排气侧水套；所述排气水套上片、所述排气水套中片、所述排气水套下片相互连通；所述排气侧水套与所述第一燃烧室对应设置的部分设有与所述排气水套下片连通的第二进液口，所述排气侧水套与所述第四燃烧室对应设置的部分设有与所述排气水套下片连通的第三进液口，且所述第二进液口的数量大于所述第三进液口的数量，以使所述排气水套内的冷却液整体上沿着由所述第一燃烧室指向所述第四燃烧室的方向流动；所述排气水套下片与所述第四燃烧室的排气道对应设置的部分还设有出液口，所述出液口与所述上片水套连通，所述上片水套对应所述进气道的部分设有多个第二回液口，多个所述第二回液口沿所述第一方向间隔设置，所述第二回液口供冷却液回流至缸体上的回流通道。
21.在一种示例性的实施例中，所述排气水套设有镂空部和引流筋。
22.本技术实施例还提供了一种发动机，包括如上述实施例中任一项所述的缸盖系统。
23.本技术实施例还提供了一种车辆，包括如上述实施例所述的发动机。
24.本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
25.附图用来提供对本技术技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术的技术方案，并不构成对本技术技术方案的限制。
26.图1为本技术一个实施例提供的缸盖系统的仰视结构示意图；
27.图2为图1中a-a向的剖视结构示意图；
28.图3为图1中b-b向的剖视结构示意图；
29.图4为图3中d部的放大结构示意图；
30.图5为图1中c部的放大结构示意图；
31.图6为本技术一个实施例提供的集成双流道排气道的结构示意图；
32.图7为图6所示集成双流道排气道另一个视角的仰视结构示意图；
33.图8为图6所示集成双流道排气道又一个视角的俯视结构示意图；
34.图9为本技术一个实施例提供的冷却系统立体结构示意图；
35.图10为图9所示冷却系统的仰视结构示意图；
36.图11为图9所示冷却系统的俯视结构示意图。
37.其中，附图标记说明如下：
38.11燃烧室，111燃烧室屋顶，112底面，113第一进气导流结构，1131第一直线段，114第一挤气结构，115第二挤气结构，116第三挤气结构，117第四挤气结构，1181第一燃烧室，1182第二燃烧室，1183第三燃烧室，1184第四燃烧室，1191进气侧鼻梁区，1192排气侧鼻梁区，12进气道，121鱼腹结构，1211圆弧段，122楔形结构，1221第二直线段，13排气道，131第一排气道，132第二排气道，133第三排气道，134第四排气道，135第一排气口，136第二排气口，137第一集成排气道，138第二集成排气道，139交汇区，14火花塞孔，15喷油器孔，16排气门座圈孔，17进气门座圈孔，18排水孔；
39.21燃烧室水套，211上片水套，2111第二回液口，212下片水套，2121进气侧水套，2122排气侧水套，2123第一进液口，2124第一回液口，2125第二进液口，2126第三进液口；
40.22排气水套，221排气水套上片，222排气水套中片，223排气水套下片，224出液口，225引流筋，226镂空部。
具体实施方式
41.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
42.如图1所示，本技术实施例提供了一种发动机的缸盖系统，包括：多个燃烧系统。多个燃烧系统沿第一方向并排设置，并与发动机的多个气缸一一对应。如图2和图3所示，燃烧系统包括燃烧室11以及与燃烧室11连通的进气道12、排气道13、火花塞孔14和喷油器孔15，进气道12与排气道13沿垂直于第一方向的第二方向间隔设置。
43.火花塞孔14和喷油器孔15沿第二方向间隔设置在燃烧室11的中部区域，且火花塞孔14布置在靠近排气道13的一侧，喷油器孔15布置在靠近进气道12的一侧。
44.本技术实施例提供的缸盖系统，包括多个燃烧系统。多个燃烧室11系统与发动机的多个气缸一一对应。比如：发动机具有四个气缸，则缸盖系统包括四个燃烧系统。
45.每个燃烧系统包括燃烧室11、进气道12、排气道13、火花塞孔14和喷油器孔15。缸盖系统的燃烧室11与气缸的缸体对应连通。喷油器孔15用于安装喷油器，喷油器用于向燃烧室11内喷射燃料。燃烧室11供燃料与氧化剂气体(如空气)的混合物燃烧。火花塞孔14用于安装火花塞，火花塞用于点火。氧化剂气体经进气道12进入燃烧室11，与燃料混合点燃后产生的废气经排气道13排出燃烧室11。
46.如图1、图3和图5所示，进气道12与燃烧室11的连通处设有进气门座圈孔17，进气门座圈孔17用于安装进气门座圈，进气门座圈套设在进气门外侧。进气门可移动地安装在进气门座圈内侧，用于打开或关闭进气道12。排气道13与燃烧室11的连通处设有排气门座圈孔16，排气门座圈孔16用于安装排气门座圈，排气门座圈套设在排气门外侧。排气门可移动地安装在排气门座圈内侧，用于打开或关闭排气道13。
47.在本技术实施例中，多个燃烧系统沿第一方向并排设置，第一方向记为发动机的前后方向。进气道12与排气道13沿第二方向间隔设置，第二方向记为发动机的左右方向。如图1所示，由于发动机沿第一方向的尺寸显著大于沿第二方向的尺寸，因而第一方向也可以称为纵向，第二方向可以称为横向。因此，本方案中，如图2所示，火花塞孔14和喷油器孔15相对于燃烧室11采用横向中置布置的方案，这样可以实现快速燃烧；且火花塞孔14布置在靠近排气道13的一侧，即靠近燃烧室11的排气侧，因而靠近排气门，能够减小爆震，提高压缩比，进而有利于提升发动机的热效率，降低燃油消耗率。
48.在一种示例性的实施例中，如图1和图5所示，一燃烧系统包括两个进气道12和两个排气道13。两个进气道12沿第一方向并排间隔设置。两个排气道13沿第一方向并排间隔设置。一进气道12与一排气道13沿第二方向并排间隔设置，记为第一组进排气道13。另一进气道12与另一排气道13沿第二方向并排间隔设置，记为第二组进排气道13。
49.其中，如图5所示，火花塞孔14和喷油器孔15位于第一组进排气道13与第二组进排气道13之间。
50.换言之，每个燃烧系统采用双进气道12、双排气道13的结构形式，有利于增加燃烧室11进气量和排气量，进而也有利于提高发动机的热效率。
51.在一种示例性的实施例中，如图2所示，火花塞孔14的中心线指向燃烧室11的中心，以使火花塞的电极朝向燃烧室11的中心。火花塞孔14的中心线与喷油器孔15的中心线之间的夹角α在15
°
至17
°
的范围内，如15
°
、15.5
°
、16
°
、16.5
°
、17
°
等。
52.这样便于火花塞产生的火花喷向燃烧室11的中心，也便于喷油器喷出的燃料喷向燃烧室11的中间区域，因而也有利于实现快速燃烧。
53.当然，火花塞孔14的中心线与喷油器孔15的中心线之间的夹角α不限于上述范围，可以根据需要进行调整。
54.在一种示例性的实施例中，如图2所示，燃烧室11的中心横断面所在的平面经过火花塞孔14的中心线和喷油器孔15的中心线。
55.其中，燃烧室11的中心横断面是指：经过燃烧室11的中心且沿第二方向(即横向)对燃烧室11进行剖切得到的一个剖面。
56.如图2所示，中心横断面的轮廓呈弓形，弓形的圆弧直径在35mm至40mm的范围内，如35mm、36mm、37mm、38mm、39mm、40mm等。
57.采用这样的设计，使得燃烧室11形状紧凑，可实现小容积大压缩比，且使得燃烧系
统面容比小，散热面积小，火焰传播距离短，传播速度快，燃烧速率高，有利于实现快速燃烧，同时有助于减小爆震倾向，提高压缩比。
58.当然，弓形的圆弧直径不限于上述范围，可以根据需要进行调整。
59.在一种示例性的实施例中，如图2所示，燃烧系统还包括排水孔18。排水孔18的上端与喷油器孔15连通，排水孔18的下端倾斜延伸至进气道12的下方并穿过两个进气道12之间。排水孔18设置成将喷油器孔15中的积液排出至外界。
60.这样，如果喷油器孔15处有液体，液体可通过排水孔18排出，从而避免喷油器孔15处积液，防止积液腐蚀喷油器导致喷油器异常工作或失效。
61.其中，排水孔18的直径可以在3.5mm至5mm的范围内，如3.5mm、3.8mm、4mm、4.2mm、4.5mm、4.8mm、5mm等。
62.当然，排水孔18的直径不限于上述范围，可以根据需要进行调整。
63.在一种示例性的实施例中，燃烧室11设有与排气道13连通的排气门座圈孔16以及与进气道12连通的进气门座圈孔17。燃烧室11的进排气横断面所在的平面，经过沿第二方向并排设置的进气门座圈孔17的中心线以及排气门座圈孔16的中心线，如图1和图3所示。
64.其中，燃烧室11的进排气横断面是指：经过燃烧室11的第一组进排气道13或第二组进排气道13的中心线对燃烧室11进行剖切得到的一个剖面，如图1和图3所示。
65.如图3所示，进气门座圈孔17和排气门座圈孔16在排气横断面上的轮廓沿相反的方向倾斜设置，使进排气横断面的轮廓大致呈屋脊形。
66.如图3所示，进排气横断面的轮廓还包括位于进气门座圈孔17与排气门座圈孔16之间的燃烧室屋顶111。燃烧室屋顶111呈圆弧形且向远离缸盖系统的底面112的方向弯曲。且进气门座圈孔17的位置高于排气门座圈孔16的位置。
67.这样，气流进入气缸转弯小，充量系数大，有利于提高进气流量，进而有利于提高发动机的燃烧效率。
68.在一些示例中，在进排气横断面所在的平面上，进气门座圈孔17的中心线与排气门座圈孔16的中心线之间的夹角β在40
°
至45
°
的范围内，如40
°
、41
°
、42
°
、43
°
、44
°
、45
°
等。
69.在进排气横断面所在的平面上，进气道12的中心线与缸盖系统的底面112之间的夹角θ在12
°
至18
°
的范围内，如12
°
、13
°
、14
°
、15
°
、16
°
、17
°
、18
°
等。
70.这样，进气道12的位置相对较低，也有利于减小气流进入气缸的转弯幅度，提高充量系数，进而有利于提高进气流量，有利于提高发动机的燃烧效率。
71.当然，进气门座圈孔17的中心线与排气门座圈孔16的中心线之间的夹角β可以根据需要进行调整，进气道12的中心线与缸盖系统的底面112之间的夹角θ也可以根据需要进行调整。
72.在一种示例性的实施例中，如图3所示，燃烧室11设有第一进气导流结构113，第一进气导流结构113设置成使进气道12喷入燃烧室11的气体向燃烧室11的排气侧流动。
73.进气道12设有第二进气导流结构，第二进气导流结构设置成使进气道12喷入燃烧室11的气体向燃烧室11的排气侧流动。
74.这样能够促使气流更快、更多地进入气缸流向排气侧，并在气缸内形成高滚流，提高缸内湍动能，进而有利于加快缸内燃烧速度，缩短燃烧持续期，减小爆震倾向，进而提高燃烧效率，降低排放及油耗水平。
75.在一个示例中，如图4所示，第一进气导流结构113在进排气横断面上的轮廓包括第一直线段1131，第一直线段1131的上端与进气门座圈孔17的下端相连，第一直线段1131的下端向靠近燃烧室11的排气侧的方向倾斜延伸至缸盖系统的底面112。
76.如图3和图4所示，第二进气导流结构包括设于进气道12下部的鱼腹结构121和楔形结构122，鱼腹结构121在进排气横断面上的轮廓包括圆弧段1211，楔形结构122在进排气横断面上的轮廓包括第二直线段1221，圆弧段1211向下弯曲延伸，第二直线段1221的一端与圆弧段1211相连，第二直线段1221的另一端向下且向远离所述燃烧室的排气侧的方向倾斜延伸至进气门座圈孔17，如图4所示。
77.在一种示例性的实施例中，如图5所示，燃烧室11在第二方向上靠近进气道12的一端设有第一挤气结构114。第一挤气结构114在缸盖系统的底面112所在的平面上的投影呈直线形，并与两个进气门座圈孔17的轮廓基本相切。
78.如图5所示，燃烧室11在第二方向上靠近排气道13的一端设有第二挤气结构115。第二挤气结构115在缸盖系统的底面112所在的平面上的投影呈圆弧形且向靠近进气道12的方向弯曲。
79.换言之，第一挤气结构114为进气侧挤气结构，第二挤气结构115为排气侧挤气结构。进气侧挤气结构为平面，与燃烧室11相接为直线形，与进气门座圈孔17轮廓基本相切。排气侧挤气结构为平面，与燃烧室11相接为圆弧形。
80.其中，挤气结构可以与缸体内的活塞配合形成挤气间隙，有利于对燃烧室11内的气流进行挤碎和压缩，形成需要的湍流。
81.第一挤气结构114和第二挤气结构115可以增大进气侧和排气侧的挤气间隙，有利于燃烧火焰快速传播，降低早燃和爆震风险，同时减少未燃损失，提高燃烧系统燃烧效率。
82.在一种示例性的实施例中，如图5所示，燃烧室11在第一方向上的第一端设有第三挤气结构116，第三挤气结构116为异形结构且向燃烧室11的内侧弯曲凹入。
83.如图5所示，燃烧室11在第一方向上的第二端设有第四挤气结构117，第四挤气结构117为异形结构且向燃烧室11的内侧弯曲凹入。
84.换言之，第三挤气结构116为前端挤气结构，第四挤气结构117为后端挤气结构。
85.第三挤气结构116和第四挤气结构117，两处挤气结构凸入燃烧室11，整体可以为圆弧状，具体可以是由上向下朝靠近燃烧室11中心的方向倾斜凹入，如图5所示，可减小燃烧室11的容积和燃烧系统的表面积，使得燃烧系统面容比小，相对散热面积小，热损失小，且使燃烧室11结构更加紧凑，有利于提高压缩比；同时有利于缸内气流运动，提高滚流比和湍流强度；也有利于减小燃烧热损失，提高发动机热效率。
86.在一种示例性的实施例中，如图1所示，燃烧系统的数量为四个，四个燃烧室11包括沿第一方向依次排列的第一燃烧室1181、第二燃烧室1182、第三燃烧室1183和第四燃烧室1184。
87.如图7所示，与第一燃烧室1181连通的排气道13记为第一排气道131，与第二燃烧室1182连通的排气道13记为第二排气道132，与第三燃烧室1183连通的排气道13记为第三排气道133，与第四燃烧室1184连通的排气道13记为第四排气道134。
88.如图6所示，缸盖系统设有第一排气口135和第二排气口136，第一排气口135与第二排气口136相互独立。如图7和图8所示，第一排气道131与第四排气道134对称设置且汇合
连通至第一排气口135。第二排气道132与第三排气道133对称设置且汇合连通至第二排气口136。
89.换言之，发动机具有四个气缸，由前向后依次为第1缸、第2缸、第3缸、第4缸。缸盖系统的排气道13为双流道集成排气道(iem)，第2缸和第3缸的排气道13集成到一起，形成第二集成排气道138，第2缸和第3缸的排气道13关于整个双流道集成排气道的中垂面对称设计。第1缸和第4缸的排气道13集成到一起，形成第一集成排气道137，第1缸和第4缸的排气道13也关于整个双流道集成排气道的中垂面对称设计。第一排气口135和第二排气口136可以呈矩形。每个气缸可以包括两个排气道13，每个气缸的两个排气道13汇集到一处后，再与其他气缸的排气道13汇集形成汇合区139，两个汇合区139的端口分别为第一排气口135和第二排气口136，每个气缸的两个排气道13可以由圆形逐渐扩大过渡为矩形。
90.由于第一排气口135与第二排气口136相互独立，因而该集成排气道13为具有双出口的集成双流道排气道13。这种集成双流道排气道13的设计，避免了点火顺序下的各缸排气干扰。并且，排气道13的流通阻力小，排气顺畅。
91.在一种示例性的实施例中，缸盖系统还包括：冷却系统，如图9、图10和图11所示。冷却系统包括燃烧室水套21和排气水套22。
92.燃烧室水套21包括上片水套211和下片水套212。下片水套212包括进气侧水套2121和排气侧水套2122，如图2和图10所示。排气侧水套2122设有第一进液口2123，如图1和图10所示。进气侧水套2121设有第一回液口2124，如图1和图10所示。
93.燃烧室水套21设有多条沿第一方向并联设置的冷却流路。如图10所示，任一冷却流路设置成：供冷却液(可以为但不限于冷却水)由第一进液口2123进入排气侧水套2122，对燃烧室11的排气侧鼻梁区1192进行冷却，然后流向火花塞孔14和喷油器孔15处以对火花塞和喷油器进行冷却，之后流向进气侧水套2121对燃烧室11的进气侧鼻梁区1191进行冷却，最后经由第一回液口2124回流至发动机的缸体上的回流通道。
94.换言之，排气侧水套2122与进气侧水套2121也是沿第二方向布置，排气侧水套2122靠近排气道13，进气侧水套2121靠近进气道12。
95.这样，如图10所示，各燃烧室11的冷却均从排气侧进水、进气侧出水。比如：对于第一燃烧室1181，冷却液通过第1缸的排气侧水套2122(即第一燃烧室1181的排气侧水套2122)的第一进液口2123进水，进入第一燃烧室1181的排气侧水套2122，对第一燃烧室1181的排气侧鼻梁区1192进行冷却，冷却液再流向火花塞孔14和喷油器孔15处，对火花塞和喷油器进行冷却，然后冷却液流向第一燃烧室1181的进气侧水套2121，对第一燃烧室1181的进气侧鼻梁区1191进行冷却，最后通过第1缸的进气侧水套2121(即第一燃烧室1181的进气侧水套2121)的第一回液口2124流入气缸体上的回流通道。其他每一缸燃烧室11的冷却均按此组织冷却。
96.由于温度低的冷却液首先冷却高热负荷区域的排气侧鼻梁区1192和火花塞区域，再冷却喷油器区域和进气侧鼻梁区1191，能快速带走排气侧鼻梁区1192和火花塞区域的壁面热量，燃烧室11壁面温度控制在适宜的范围，既能够使燃烧室11壁面温度更均匀，又能使燃烧室水套21压损小，从而有利于减小水泵的功耗。
97.在一种示例性的实施例中，如图6所示，第一排气口135与第二排气口136沿第三方向并列设置。第三方向与第一方向相互垂直，第三方向与第二方向相互垂直。如图9所示，排
气水套22包括沿第三方向依次设置的排气水套上片221、排气水套中片222和排气水套下片223。
98.排气水套上片221位于缸盖系统的排气道13的上侧，设置成对缸盖系统的排气道13的上部进行冷却。
99.排气水套下片223位于缸盖系统的排气道13的下侧，设置成对缸盖系统的排气道13的下部进行冷却。
100.排气水套中片222位于第一排气口135与第二排气口136之间，设置成对缸盖系统的排气道13位于第一排气口135与第二排气口136之间的部分进行冷却。
101.第三方向为缸盖系统的厚度方向，即发动机的上下方向。由于第一排气口135与第二排气口136沿上下方向并列设置，因而缸盖系统的排气道13在纵向(即第一方向或者说前后方向)上的中间区域形成两层结构。故而，排气水套22的形状随之改变，采用上中下三部分，以保证排气水套22整体环绕集成双流道排气道13，对集成双流道排气道13进行有效冷却。
102.其中，如图6、图7和图8所示，由于四个燃烧室11的排气道13的上游部分是并排设置，只有在下游的汇集部分上下分成两排，使得整个缸盖系统的排气道13在纵向上呈两边低中间高的“凸”字形结构。因此，如图9所示，排气水套上片221在纵向上的中部向上隆起，排气水套上片221的两端与排气水套下片223的两端相连。排气水套中片222的长度相对较短，可以与排气水套上片221的隆起部分的两端相连。这样，整个排气水套22在纵向上大致也呈两边低中间高的“凸”字形结构，与整个缸盖系统的集成双流道排气道13的形状适配。
103.在一种示例性的实施例中，排气水套上片221、排气水套中片222、排气水套下片223相互连通。
104.如图10所示，排气侧水套2122与第一燃烧室1181对应设置的部分设有与排气水套下片223连通的第二进液口2125。排气侧水套2122与第四燃烧室1184对应设置的部分设有与排气水套下片223连通的第三进液口2126。第二进液口2125的数量大于第三进液口2126的数量，以使排气水套22内的冷却液整体上沿着由第一燃烧室1181指向第四燃烧室1184的方向流动，如图9和图10所示。
105.如图9和图11所示，排气水套下片223与第四燃烧室1184的排气道13对应设置的部分还设有出液口224。出液口224与上片水套211连通。上片水套211对应进气道12的部分设有多个第二回液口2111，多个第二回液口2111沿第一方向间隔设置。第二回液口2111供冷却液回流至缸体上的回流通道。
106.这样，集成双流道排气道(iem)的冷却从缸盖的排气侧进水，再通过排气水套22(即iem水套)和上片水套211，然后经进气侧回水流向气缸体上的回流通道。
107.换言之，iem的冷却通过设置在1缸处的第二进液口2125和4缸处的第三进液口2126进入冷却液，通过上片水套211上的多个第二回液口2111排出冷却液。
108.在一个示例中，1缸处可以在排气侧沿第一燃烧室1181的周向设置3个第二进液口2125，4缸处可以在排气侧设置1个第三进液口2126。第二回液口2111的数量可以为5个，分别为设置在相邻两缸的进气侧之间的第二回液口2111(共三个)以及设置在1缸前部的一个第二回液口2111和设置在4缸后部的一个第二回液口2111。
109.如此，冷却液从1缸处的三个第二进液口2125进入排气水套22(即iem冷却水套)
后，总体上沿纵向从1缸流向4缸。排气水套22整体环绕集成双流道排气道13，冷却液在排气水套22的中间区域分成三路并联，分别冷却排气水套上片221、排气水套中片222、排气水套下片223，然后再与4缸处第三进液口2126进入的冷却液汇合流向上片水套211。流经上片水套211的冷却液分别经进气侧的各缸间的第二回液口2111、1缸处的第二回液口2111以及4缸处的第二回液口2111，最终流入缸体的回流通道。
110.如此，各缸燃烧室11和iem冷却水套分两路分别冷却。各缸燃烧室11的冷却横向并联流动。iem冷却整体纵向流动，使得冷却水套整体压损小，减小了水泵的轴功消耗，降低了机械功从而提高热效率。
111.并且，缸盖系统的冷却系统进出水均布置在缸盖系统上，无需另外的连接管路，从而简化了发动机冷却系统结构，减少了零部件，降低了成本。
112.其中，上片水套211与下片水套212可以采用部分对插的配合形式。上片水套211的各第二回液口2111可以向下延伸形成管接头的形式，管接头与下片水套212插接配合，并与缸体上的回流通道对接连通。
113.在一种示例性的实施例中，排气水套22设有镂空部226和引流筋225，如图10所示。
114.引流筋225和镂空部226可以合理控制排气水套22的各部分与集成双流道排气道(iem)的接触面积，避免排气水套22过多地从集成双流道排气道(iem)吸热带走热量，从而使热量利用率高，提高热效率。
115.比如：如图10所示，排气水套下片223与排气水套中片222对应的区域设有两个镂空部226。排气水套22对应第二燃烧室1182和第三燃烧室1183的部分也设有镂空部226，使得排气水套22只与集成双流道排气道13的下游汇集部分接触。
116.本技术实施例还提供了一种发动机(图中未示出)，包括上述实施例中任一项的缸盖系统，因而具有上述一切有益效果，在此不再赘述。
117.本技术实施例还提供了一种车辆，包括上述实施例的发动机，因而具有上述一切有益效果，在此不再赘述。
118.在一种示例性的实施例中，车辆为混合动力车。
119.随着政策法规的引导和市场的逐步认可，新能源车型已成为一种消费趋势；混合动力汽车作为新能源车型中的一种，因其较低的油耗和使用便利越来越受消费者青睐。
120.混动专用发动机燃烧系统的设计，如何实现高压缩比(压缩比14以上)、如何实现高压缩比下快速燃烧、如何组织强劲的缸内流动，改善燃烧，减少缸内燃烧的热量损失，提升热效率，降低燃油消耗率成为当前亟需解决的问题。
121.本技术实施例提供的缸盖系统，可以用于混动车辆的发动机(当然也可以用于非混动车辆的发动机)，从而优化混动专用发动机燃烧系统，有利于实现高压缩比、高压缩比下快速燃烧，且能够组织强劲的缸内流动，从而改善燃烧，减少缸内燃烧的热量损失，进而提升热效率，降低燃油消耗率。
122.在本发明中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、
““
口”字结构”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结构具有特定的方位、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。
123.在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连
接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“固定连接”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
124.虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。

技术特征：
1.一种发动机的缸盖系统，其特征在于，包括：多个燃烧系统，沿第一方向并排设置，并与所述发动机的多个气缸一一对应，所述燃烧系统包括燃烧室以及与所述燃烧室连通的进气道、排气道、火花塞孔和喷油器孔，所述进气道与所述排气道沿垂直于所述第一方向的第二方向间隔设置，所述火花塞孔和所述喷油器孔沿所述第二方向间隔设置在所述燃烧室的中部区域，且所述火花塞孔布置在靠近所述排气道的一侧，所述喷油器孔布置在靠近所述进气道的一侧。2.根据权利要求1所述的发动机的缸盖系统，其特征在于，一所述燃烧系统包括两个所述进气道和两个所述排气道，两个所述进气道沿所述第一方向并排间隔设置，两个所述排气道沿所述第一方向并排间隔设置；一所述进气道与一所述排气道沿所述第二方向并排间隔设置，记为第一组进排气道，另一所述进气道与另一所述排气道沿所述第二方向并排间隔设置，记为第二组进排气道；所述火花塞孔和所述喷油器孔位于所述第一组进排气道与所述第二组进排气道之间。3.根据权利要求1或2所述的发动机的缸盖系统，其特征在于，所述火花塞孔的中心线指向所述燃烧室的中心，以使火花塞的电极朝向所述燃烧室的中心；所述火花塞孔的中心线与所述喷油器孔的中心线之间的夹角在15
°
至17
°
的范围内。4.根据权利要求1或2所述的发动机的缸盖系统，其特征在于，所述燃烧室的中心横断面所在的平面经过所述火花塞孔的中心线和所述喷油器孔的中心线，所述中心横断面的轮廓呈弓形，所述弓形的圆弧直径在35mm至40mm的范围内。5.根据权利要求1或2所述的发动机的缸盖系统，其特征在于，所述燃烧室设有与所述排气道连通的排气门座圈孔以及与所述进气道连通的进气门座圈孔；所述燃烧室的进排气横断面所在的平面经过沿所述第二方向并排设置的所述进气门座圈孔的中心线以及所述排气门座圈孔的中心线；所述进气门座圈孔和所述排气门座圈孔在所述排气横断面上的轮廓沿相反的方向倾斜设置，使所述进排气横断面的轮廓大致呈屋脊形；所述进排气横断面的轮廓还包括位于所述进气门座圈孔与所述排气门座圈孔之间的燃烧室屋顶，所述燃烧室屋顶呈圆弧形且向远离所述缸盖系统的底面的方向弯曲，且所述进气门座圈孔的位置高于所述排气门座圈孔的位置。6.根据权利要求5所述的发动机的缸盖系统，其特征在于，在所述进排气横断面所在的平面上，所述进气门座圈孔的中心线与所述排气门座圈孔的中心线之间的夹角在40
°
至45
°
的范围内；和/或在所述进排气横断面所在的平面上，所述进气道的中心线与所述缸盖系统的底面之间的夹角在12
°
至18
°
的范围内。7.根据权利要求5所述的发动机的缸盖系统，其特征在于，所述燃烧室设有第一进气导流结构，所述第一进气导流结构设置成使所述进气道喷入所述燃烧室的气体向所述燃烧室的排气侧流动；所述进气道设有第二进气导流结构，所述第二进气导流结构设置成使所述进气道喷入所述燃烧室的气体向所述燃烧室的排气侧流动。8.根据权利要求7所述的发动机的缸盖系统，其特征在于，所述第一进气导流结构在所述进排气横断面上的轮廓包括第一直线段，所述第一直线
段的上端与所述进气门座圈孔的下端相连，所述第一直线段的下端向靠近所述燃烧室的排气侧的方向倾斜延伸至所述缸盖系统的底面；所述第二进气导流结构包括设于所述进气道下部的鱼腹结构和楔形结构，所述鱼腹结构在所述进排气横断面上的轮廓包括圆弧段，所述楔形结构在所述进排气横断面上的轮廓包括第二直线段，所述圆弧段向下弯曲延伸，所述第二直线段的一端与所述圆弧段相连，所述第二直线段的另一端向下且向远离所述燃烧室的排气侧的方向倾斜延伸至所述进气门座圈孔。9.根据权利要求2所述的发动机的缸盖系统，其特征在于，所述燃烧系统还包括排水孔，所述排水孔的上端与所述喷油器孔连通，所述排水孔的下端倾斜延伸至所述进气道的下方并穿过两个所述进气道之间，所述排水孔设置成将所述喷油器孔中的积液排出至外界。10.根据权利要求2所述的发动机的缸盖系统，其特征在于，所述燃烧室在所述第二方向上靠近所述进气道的一端设有第一挤气结构，所述第一挤气结构在所述缸盖系统的底面所在的平面上的投影呈直线形，并与两个进气门座圈孔的轮廓基本相切；和/或所述燃烧室在所述第二方向上靠近所述排气道的一端设有第二挤气结构，所述第二挤气结构在所述缸盖系统的底面所在的平面上的投影呈圆弧形且向靠近所述进气道的方向弯曲。11.根据权利要求1或2所述的发动机的缸盖系统，其特征在于，所述燃烧室在所述第一方向上的第一端设有第三挤气结构，所述第三挤气结构为异形结构且向所述燃烧室的内侧弯曲凹入；和/或所述燃烧室在所述第一方向上的第二端设有第四挤气结构，所述第四挤气结构为异形结构且向所述燃烧室的内侧弯曲凹入。12.根据权利要求1或2所述的发动机的缸盖系统，其特征在于，还包括：冷却系统，包括燃烧室水套；所述燃烧室水套包括上片水套和下片水套，所述下片水套包括进气侧水套和排气侧水套，所述排气侧水套设有第一进液口，所述进气侧水套设有第一回液口；所述燃烧室水套设有多条沿所述第一方向并联设置的冷却流路，任一所述冷却流路设置成：供冷却液由所述第一进液口进入所述排气侧水套，对所述燃烧室的排气侧鼻梁区进行冷却，然后流向所述火花塞孔和所述喷油器孔处以对火花塞和喷油器进行冷却，之后流向所述进气侧水套对所述燃烧室的进气侧鼻梁区进行冷却，最后经所述第一回液口回流至发动机的缸体上的回流通道。13.根据权利要求1或2所述的发动机的缸盖系统，其特征在于，所述燃烧系统的数量为四个，四个所述燃烧室包括沿所述第一方向依次排列的第一燃烧室、第二燃烧室、第三燃烧室和第四燃烧室；与所述第一燃烧室连通的排气道记为第一排气道，与所述第二燃烧室连通的排气道记为第二排气道，与所述第三燃烧室连通的排气道记为第三排气道，与所述第四燃烧室连通的排气道记为第四排气道；所述缸盖系统设有第一排气口和第二排气口，所述第一排气口与所述第二排气口相互
独立，所述第一排气道与所述第四排气道对称设置且汇合连通至所述第一排气口，所述第二排气道与所述第三排气道对称设置且汇合连通至所述第二排气口。14.根据权利要求13所述的发动机的缸盖系统，其特征在于，还包括：冷却系统，包括排气水套；所述第一排气口与所述第二排气口沿第三方向并列设置，所述第三方向与所述第一方向相互垂直，所述第三方向与所述第二方向相互垂直；所述排气水套包括沿所述第三方向依次设置的排气水套上片、排气水套中片和排气水套下片，所述排气水套上片位于所述缸盖系统的排气道的上侧，设置成对所述缸盖系统的排气道的上部进行冷却；所述排气水套下片位于所述缸盖系统的排气道的下侧，设置成对所述缸盖系统的排气道的下部进行冷却；所述排气水套中片位于所述第一排气口与所述第二排气口之间，设置成对所述缸盖系统的排气道位于所述第一排气口与所述第二排气口之间的部分进行冷却。15.根据权利要求14所述的发动机的缸盖系统，其特征在于，所述冷却系统还包括燃烧室水套，所述燃烧室水套包括上片水套和下片水套，所述下片水套包括进气侧水套和排气侧水套；所述排气水套上片、所述排气水套中片、所述排气水套下片相互连通；所述排气侧水套与所述第一燃烧室对应设置的部分设有与所述排气水套下片连通的第二进液口，所述排气侧水套与所述第四燃烧室对应设置的部分设有与所述排气水套下片连通的第三进液口，且所述第二进液口的数量大于所述第三进液口的数量，以使所述排气水套内的冷却液整体上沿着由所述第一燃烧室指向所述第四燃烧室的方向流动；所述排气水套下片与所述第四燃烧室的排气道对应设置的部分还设有出液口，所述出液口与所述上片水套连通，所述上片水套对应所述进气道的部分设有多个第二回液口，多个所述第二回液口沿所述第一方向间隔设置，所述第二回液口供冷却液回流至缸体上的回流通道。16.根据权利要求14所述的发动机的缸盖系统，其特征在于，所述排气水套设有镂空部和引流筋。17.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求1至16中任一项所述的缸盖系统。18.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求17所述的发动机。

技术总结
一种缸盖系统、发动机和车辆。缸盖系统包括：多个燃烧系统，沿第一方向并排设置，并与发动机的多个气缸一一对应，燃烧系统包括燃烧室以及与燃烧室连通的进气道、排气道、火花塞孔和喷油器孔，进气道与排气道沿垂直于第一方向的第二方向间隔设置，火花塞孔和喷油器孔沿第二方向间隔设置在燃烧室的中部区域，且火花塞孔布置在靠近排气道的一侧，喷油器孔布置在靠近进气道的一侧。本方案可以实现快速燃烧，并有利于减小爆震，提高压缩比，进而有利于提升发动机的热效率，降低燃油消耗率。降低燃油消耗率。降低燃油消耗率。


技术研发人员：刘强 喻忠成 杨沫 余树翠 张逸帆 钟野
受保护的技术使用者：宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司 极光湾科技有限公司
技术研发日：2023.03.13
技术公布日：2023/6/26