专利名称：单缸风冷气缸盖的冷却风道结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及四冲程单缸风冷柴油机，尤其涉及单缸风冷柴油机的冷却系统。
背景技术：
与水冷柴油机相比，小型风冷柴油机具有便于实现轻巧化、工作可靠、热效率高、 适应范围广、制造维修方便等优点，但由于气缸外壁向冷却空气散热的传热系数只有冷却水的1/40，再加上气缸盖的鼻梁区等部位散热困难，从而造成了风冷柴油机具有较高的热负荷。随着柴油机向高强化方向发展，势必引起发动机热负荷增加，使得柴油机气缸盖的工作条件日趋苛刻，它既承受机械负荷，又承受热负荷，经常在与最高温度超过2000K的高温燃气接触下工作，虽然它的外侧与冷却空气接触，但由于气缸盖不同部位的温度各不相同。涡流室式单缸风冷柴油机的气缸盖高热负荷区域主要包括两个部位，一个是由进气道、 排气道、喷油器安装孔和涡流室所围合的气缸盖鼻梁区，另一个则是排气道。由于排气道受到气缸内排出的高温废气的“热冲刷”，气缸盖排气道一侧的温度比较高；而进气道中会不断吸入新鲜的空气，吸入新鲜的空气对气缸盖有“冷冲刷”效应，使得进气道一侧的温度要低于气缸盖的平均温度；另外，气门推杆孔一侧远离涡流室，且有润滑油润滑冷却，加上推杆孔一侧易于引风冷却，造成推杆孔一侧与涡流室一侧的温度差较大。由此可知，要降低柴油机热负荷必须降低气缸盖的工作温度，尤其要降低气缸盖鼻梁区和排气道的温度。由于现有柴油机上气缸盖的工作温度偏高，且温度分布不均勻，温差较大，必然产生很大的热应力，在热应力的反复作用下，处于鼻梁区的气门座圈、喷油器安装孔和涡流室容易形成热疲劳裂纹，因此，必须对气缸盖的冷却风道进行改进设计，气缸盖的冷却风道结构对柴油机性能影响很大。例如，现有170F型柴油机的气缸盖多数是压铸型铝质气缸盖，在气缸盖的鼻梁区内设有涡流室、进、排气门座圈、进、排气门挺杆孔和喷油器安装孔，结构十分紧凑，现有技术都认为无法对该区域进行强制冷却，仅仅在进气座圈和排气座圈下方，推杆孔上方设置了主冷却风道，在两推杆孔之间设置了下垂直冷却风道，下垂直冷却风道与主冷却风道相通连，但在气缸盖的鼻梁区没有内置式强制冷却风道，因此，柴油机工作后，气缸盖热负荷高，进气加热严重，使柴油机热机运行后功率明显下降，涡流室上部安装的喷油器针阀偶件容易受热过大而卡死。如何降低风冷柴油机气缸盖热负荷是提高整机性能的重要研究课题。
发明内容
本发明提供了一种单缸风冷气缸盖的冷却风道结构，它能降低单缸风冷柴油机气缸盖的热负荷，尤其是降低气缸盖鼻梁区的温度，减小气缸盖的温度差，防止安装在涡流室上部的喷油器针阀偶件因受热过大而产生卡死现象，降低柴油机在热机运行下的输出功率的下降幅度。本发明的技术方案是
一种单缸风冷气缸盖的冷却风道结构，包括主冷却风道和垂直冷却风道，主冷却风道位于进气门孔系和排气门孔系的下方，推杆孔的上方，垂直冷却风道位于两推杆孔之间，垂直冷却风道与主冷却风道相通连，其特征是在气缸盖鼻梁区设有内置式鼻梁区冷却风道，鼻梁区冷却风道的下端与垂直冷却风道相通连，鼻梁区冷却风道的上端与鼻梁出气口相通。进一步，在主冷却风道与鼻梁区冷却风道交合处的出风口设有挡风板。进一步，挡风板的面积为主冷却风道通风面积的20% 80%。由于在气缸盖的鼻梁区增设了内置式鼻梁区冷却风道，且鼻梁区冷却风道与主冷却风道和垂直冷却风道都相通连，这样，由柴油机冷却风扇产生的冷却风经过导风罩与机体一侧形成的冷却风道带压输入气缸盖的进气道口一侧，此时冷却风分成三条路径分别对气缸盖进行冷却，并都在气缸盖的排气道一侧流出。第一条路径为水平主冷却风道；第二条路径是从气缸盖下端与下引风板所围合成的下风道；第三条路径是从气缸盖上端与上引风板所围合成的上风道；其中，第二条冷却路径和第三条冷却路径都与现有技术相同，而第一冷却路径的冷却效果比现有技术有了极大的改善，由于在主冷却风道上增设了鼻梁区冷却风道，鼻梁区冷却风道的下端与垂直冷却风道相通连，鼻梁区冷却风道的上端与鼻梁出气口相通，这样从主冷却风道进入的冷却风有一部分会流入鼻梁区冷却风道，从而将气缸盖鼻梁区的热量带走，若在主冷却风道与鼻梁区冷却风道交合处的出风口处设有挡风板，挡风板则能适当减少气门推杆孔一侧的冷却风量，加大了进入鼻梁区冷却风道的进风量，这样更能提高气缸盖鼻梁区的散热效果，降低了气缸盖鼻梁区的温度，适当提高气门推杆孔一侧的温度。由于排气道的外侧直接与空气接触，在排气道的下方设有主冷却风道，右侧设有鼻梁区冷却风道，顶部又与空气直接接触，因此排气道部位的散热条件也得到了改善，这种气缸盖的冷却风道设计使得气缸盖的鼻梁区和排气道部位的温度大幅度降低，气门推杆孔一侧的温度略有升高，但气缸盖的整体温度可下降10°c 15°C，气缸盖的温差可控制在 25°C以内。这样就能防止喷油器针阀偶件因受热过大而产生卡死现象，柴油机在热机运行下的输出功率下降幅度小于1%。
图1是170F单缸风冷柴油机的气缸盖的结构示意图；图2是图1的左视图；图3是图1的右视图；图4是图1中的A-A剖视图；图5是图1中的B-B剖视图，图中箭头为冷却风流动方向；图6是图2中F-F的剖视图，即主冷却风道与鼻梁区冷却风道交会处的剖示图，图中箭头为冷却风流动方向。图中，1-进气门孔系；2-排气门孔系；3-主冷却风道；4-垂直冷却风道；5-推杆孔；6-喷油器安装孔；7-涡流室；8-鼻梁区冷却风道；9-鼻梁出气口 ；10-挡风板；11-进气道；12-排气道；13-进气侧的散热片。
具体实施例方式
下面结合
本发明的
具体实施例方式图1 图6为170F型单缸风冷柴油机的气缸盖的结构示意图，其中，气缸盖的冷却风道结构包括主冷却风道3和垂直冷却风道4，主冷却风道3位于进气门孔系1和排气门孔系2下方，推杆孔5上方，垂直冷却风道4位于两推杆孔5之间，垂直冷却风道4与主冷却风道3相通连，在气缸盖鼻梁区设有内置式鼻梁区冷却风道8，鼻梁区冷却风道8的下端与垂直冷却风道4相通连，鼻梁区冷却风道8的上端与鼻梁出气口 9相通，在主冷却风道 3与鼻梁区冷却风道8交合处的出风口设有挡风板10，挡风板10的面积为主冷却风道3通风面积的35%。由于在170F柴油机气缸盖的鼻梁区增设了内置式鼻梁区冷却风道，鼻梁区冷却风道8经过进气门孔系1、排气门孔系2、喷油器安装孔6和涡流室7围合的鼻梁区，贯穿整个气缸盖的热负荷最大区域，冷却风由进气侧的散热片13引导从进气道11的一侧进入主冷却风道3中，然后经挡风板10引出冷却风进入鼻梁区冷却风道8，进入气缸盖内部，从鼻梁出气口 9流出，多余的冷却风沿主冷却风道3的原路径从排气道一侧流出。这条主冷却风道3与现有170F柴油机气缸盖不同，采用这种冷却结构既减少了高温废气通过排气道12 向气缸盖的散热，又降低了进气门孔系1、排气门孔系2、喷油器安装孔6和涡流室7之间鼻梁区的热负荷，有效降低了气缸盖温度，改善了气缸盖的温度分布不均的状况，有利于提高柴油机的性能指标，增强柴油机的可靠性及寿命。同时，由于开设了鼻梁区冷却风道8可节材料，降低了气缸盖的重量，更利于柴油机轻量化目标的实现。试验结果表明它能有效减少废气的热传递，气缸盖的整体温度可下降10°C 15°C，气缸盖的温差可控制在25°C以内。 这样就能防止喷油器针阀偶件因受热过大而产生卡死现象，柴油机在热机运行下的输出功率下降幅度小于1%，而现有技术达10% 25%。本发明适用于所有单缸风冷柴油机的气缸盖，只要通过在气缸盖的鼻梁区增设内置式鼻梁区冷却风道来进行强制冷却的一切技术方案均属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种单缸风冷气缸盖的冷却风道结构，包括主冷却风道C3)和垂直冷却风道，主冷却风道(3)位于进气门孔系(1)和排气门孔系(2)的下方，推杆孔(5)的上方，垂直冷却风道(4)位于两推杆孔( 之间，垂直冷却风道(4)与主冷却风道C3)相通连，其特征是 在气缸盖鼻梁区设有内置鼻梁区冷却风道(8)，鼻梁区冷却风道(8)的下端与垂直冷却风道(4)相通连，鼻梁区冷却风道(8)的上端与鼻梁出气口(9)相通。
2.根据权利要求1所述单缸风冷气缸盖的冷却风道结构，其特征是在主冷却风道(3) 与鼻梁区冷却风道(8)交合处的出风口设有挡风板(10)。
3.根据权利要求1所述单缸风冷气缸盖的冷却风道结构，其特征是挡风板(10)的面积为主冷却风道C3)通风面积的20% 80%。
全文摘要
一种单缸风冷气缸盖的冷却风道结构，在气缸盖鼻梁区设有内置鼻梁区冷却风道，鼻梁区冷却风道的下端与垂直冷却风道相通连，鼻梁区冷却风道的上端与鼻梁出气口相通，在主冷却风道与鼻梁区冷却风道交合处的出风口设有挡风板。由于在主冷却风道上增设了鼻梁区冷却风道，这样从主冷却风道进入的冷却风有一部分会流入鼻梁区冷却风道，从而将气缸盖鼻梁区的热量带走，在主冷却风道与鼻梁区冷却风道交合处的出风口处设有挡风板，加大了进入鼻梁区冷却风道的进风量，降低气缸盖鼻梁区的温度，气缸盖的整体温度可下降10℃～15℃，气缸盖的温差可控制在25℃以内。能防止喷油器针阀偶件的卡死现象，在热机运行下的输出功率下降幅度小于1％。
文档编号F02F1/28GK102297034SQ201110276020
公开日2011年12月28日 申请日期2011年9月17日 优先权日2011年9月17日
发明者刘胜吉, 王建, 许贵生, 黄晨春 申请人:常州坛柴机电有限公司