气缸盖的气门座圈底孔及气缸盖的制作方法

文档序号:15579001发布日期:2018-09-29 06:21

本发明涉及发动机配件技术领域,特别是涉及一种气缸盖的气门座圈底孔及气缸盖。



背景技术:

现有的气门座圈底孔倒角的形式一般有两种。一种是同轴型气门座圈底孔倒角,气门座圈底孔倒角相对于气门杆轴线轴对称,对气流进行导向,即气门座圈底孔倒角轴线与气门杆轴线同轴。另一种是涡流加强型气门座圈底孔倒角,在气道不能提供足够的进气涡流时,通过将气门座圈底孔倒角加工成沿涡流产生方向的偏心形式,通过偏心的气门座圈倒角引导气流提高涡流水平。

对于同轴型气门座圈底孔倒角,由于气门座圈的底孔倒角在缸孔之外,在活塞上行到上止点时气门座圈底孔、缸套、气缸盖垫片、缸盖之间就形成了气体运动不畅的“死区”,该部分容积的大小对气体排放水平会产生影响,应当尽量减小。但是,由于目前发动机的爆压水平不断的提高,为了避免气门座圈和气门的密封面过度磨损,气门座圈内侧形成的与进气门配合的气门座圈密封面的角度不断加大,进而导致了气门座圈底孔倒角也加大,这对减少“死区”不利。

对于为了提高涡流水平而采用的沿涡流产生方向的偏心倒角,虽然对提升涡流水平有较明显的效果,但是对进气道的流量系数却有明显的不利影响。同时,由于需要在有利于产生涡流的方向上进行偏心,气门座圈之间的鼻梁区位置的往往会变小,这对气缸盖抵抗低周疲劳能力有不利的影响。



技术实现要素:

本发明的目的是至少解决上述缺陷与不足之一,该目的是通过以下技术方案实现的。

本发明提供了一种气缸盖的气门座圈底孔,所述气门座圈底孔用于安装气门座圈,所述气门座圈底孔设有偏心倒角,所述偏心倒角的中心偏离所述气门座圈底孔的中心,偏心方向为所述偏心倒角的中心与所述气门座圈底孔的中心之间的连线方向,并且所述偏心倒角的中心沿所述连线方向远离气缸壁,所述偏心倒角包括沿所述连线方向靠近所述气缸壁的第一倒角部和远离所述气缸壁的第二倒角部。

进一步地,所述气门座圈底孔为进气门座圈底孔。

进一步地,所述第一倒角部的下边缘沿径向方向与缸套的内壁齐平,或者所述第一倒角部的下边缘沿径向方向处于缸套之外的距离设定为使进气被所述缸套干扰的程度减小。

进一步地,所述第二倒角部的内壁与气门座圈的内倒角壁齐平。

进一步地,所述第一倒角部的倒角角度和所述第二倒角部的倒角角度相同。

进一步地,进气门的盘部的外圈与所述气门座圈底孔在角度上保持一致并相互配合。

进一步地,所述偏心倒角为平滑过渡的倒圆角。

进一步地,所述气门座圈以过盈配合的方式安装于所述气门座圈底孔。

本发明还提供了一种开设有上述的气门座圈底孔的气缸盖。

进一步地,所述气缸盖上设有四个气门。

本发明的优点如下:

本发明提供的气门座圈底孔,在减少气流不畅的“死区”的同时,能够明显的提升进气道的流量系数,提高气缸盖鼻梁区的耐疲劳性能,并且不影响进气道的涡流水平,有效提升发动机的动力性能和排放特性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例提供的气门座圈底孔的仰视结构示意图;

图2为本发明实施例提供的气门座圈底孔的A-A剖面示意图;

图中附图标记如下:

100-气缸盖 1-气门座圈底孔

11-偏心倒角 111-第一倒角部

112-第一倒角部 2-气门座圈

3-喷油器孔 4-进气门

41-第一盘部 42-第二盘部

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1至图2示出了根据本发明的实施方式提供的气门座圈底孔的结构示意图。图1中箭头方向为空气的进气方向,如图1和图2所示,发动机的气缸盖100设置有四个气门,并且四个气门均为竖直方向布置,气门座圈2固定安装在气缸盖100上,气缸盖100上加工有气门座圈底孔1,相邻的气门座圈底孔1之间形成鼻梁区,四个气门座圈底孔1为两个并排设置的进门座圈孔和两个并排设置的排气门座圈底孔,四个气门座圈底孔1之间区域的中心设有喷油器孔3。

如图2所示,本实施方式提供的气门座圈底孔1为进气门座圈底孔,空气经进气门4与气门座圈2之间形成的进气道进入气缸中,进气道包括进气段和出气段,出气段的进气方向与气缸盖100的底面垂直,并将出气段设为直管,对气流的阻力较小,提高进气效率。

在气缸盖100底面的气门座圈底孔1的边缘处加工一偏心倒角11,用于引导气流,气门座圈底孔1与气门座圈2之间通过过盈配合紧密连接在一起。

偏心倒角11的中心偏离气门座圈底孔1的中心,偏心方向为偏心倒角11的中心M1与气门座圈底孔1的中心M之间的连线方向,并且偏心倒角11的中心沿上述连线方向远离气缸壁,偏心倒角11包括沿上述连线方向靠近气缸壁的第一倒角部111和远离气缸壁的第二倒角部112。

偏心倒角11的偏移距离L可以为1mm至5mm,如果偏移距离L过小,则由偏心倒角11引起的引流效果减弱;如果偏移距离L过大,则由将气缸盖100与气缸体组合形成的燃烧室会产生缝隙。具体实施中,偏移距离L根据发动机的尺寸设定。

偏心倒角11为平滑过渡的倒圆角,并与气门座圈2相匹配。偏心倒角11在气门座圈底孔1的边缘平滑过渡,减小了进气摩擦,降低了发动机的进气损失。

特别地,第一倒角部111的下边缘沿径向方向与缸套的内壁齐平,或者第一倒角部111的下边缘沿径向方向伸出缸套之外的距离设定为使进气被缸套干扰的程度减小,也就是说,第一倒角部111的下边缘沿径向方向伸出缸套之外的距离至少小于现有技术中倒角部下边缘沿径向方向伸出缸套之外的距离,从而使进气被缸套干扰的程度减小。通过这样设置的第一倒角部111,在气体进入气缸的过程中,减小了气体运动不畅的“死区”容积,减小了缸套对进气气流的干扰,从而提高了进气道的流量系数。此外,第一倒角部111处于缸套的外部能够防止漏气。

特别地,第二倒角部112的内壁与气门座圈2的内倒角壁齐平,也就是说,气流在流经气门座圈2的内倒角部之后不会碰撞第二倒角部112的内壁,通过这种设置,气体在进入气缸的过程中撞壁气流减少,使得进入气缸的进气量增加,同样提高了进气道的流量系数。

特别地,第一倒角部111的倒角角度和第二倒角部112的倒角角度相同,通过这种设置,不会使气门座圈之间的壁厚(尤其是进气门鼻梁区)减薄,从而提高气缸盖鼻梁区(尤其是进气门鼻梁区)的耐疲劳性能,避免鼻梁区开裂。

由于偏心倒角11偏心的方向不是沿着涡流产生的方向,对鼻梁区之间的气门座圈底孔倒角影响小,降低了对气缸盖100抵抗底周疲劳能力的影响。

进气门4盘部的外圈与进气门座圈底孔1之间设有间隙并相互配合,进一步地,进气门4盘部的外圈与气缸盖100的底面之间的夹角与偏心倒角11的倒角角度保持一致并相互配合,保证进气门4闭合时的密封性。

发动机进气过程中,进气门4打开,新鲜空气通过进气门4的盘部与气门座圈2之间的进气道进入气缸内。在偏心倒角11的作用下,流经第一倒角部111与进气门4的第一盘部41之间形成的进气道的气流较少,气流大部分通过第二倒角部112与进气门4的第二盘部42之间的进气道迅速进入燃烧室中,快速进气;并且第二倒角部112靠近燃烧室中心较近,能够使进入的空气与燃油充分混合。

当进气门4的开度逐渐增大(进气门4的升程量逐渐增大)时,进气道逐渐增大,气流通道更加顺畅,进入气缸的进气量增加。

在同一个进气道的基础上分别使用对轴对称型气门座圈底孔倒角和本发明提供的气门座圈底孔偏心倒角进行气道吹风试验。通过CFD分析计算,模拟发动机工况,获得进气道的流量系数和涡流比,对气道性能作评价。根据试验结果,采用了偏心倒角11后,流量系数增加了2%,而涡流比并没有受到影响。根据气道试验和CFD分析可知,采用本发明提供的气门座圈底孔,气流将更加顺畅的进入气缸内。

此外,采用上述的双进气道四气门发动机从同一侧进气,能够进一步减少气流干涉现象的发生。同时,采用四气门的发动机不仅可以加大气门面积,增加进气量,而且喷油器布置在四个气门座圈底孔1的中心,能够与位于气缸中心的燃烧室相配合,形成最佳的燃油分布与混合,提高发动机整体性能。

本发明提供的气门座圈底孔,在减少空气流通“死区”的同时,能够明显的提升进气道的流量系数,保证发动机的动力性能,并且不影响进气道的涡流水平;同时,本发明能够形成良好的缸内气体运动,促进缸内气体均匀混合燃烧,有效提升发动机的动力性能和排放特性。

本发明还提供了一种开设有上述的气门座圈底孔的气缸盖。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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