空心提升阀的制作方法_2

文档序号:9264515阅读:来源:国知局
步提高。
[0028]根据有关技术方案3的空心提升阀,由于在阀的开闭动作时,在大径空心部内的冷却材料中形成纵向内环绕的循环流,将空心部内整体的冷却材料的上层部、中层部、下层部积极地搅拌,所以利用空心部内整体的冷却材料进行的热传递变得活跃,阀的热散逸效果(热传导性)被显著地改善,发动机的性能进一步提高。
【附图说明】
[0029]图1是作为本发明的第I实施例的空心提升阀的纵剖视图。
[0030]图2是表示该空心提升阀在轴向上往复动作时的作用于空心部内的冷却材料的惯性力的图,图2(a)是表示开阀动作(下降动作)时的作用于冷却材料的惯性力的剖视图,图2(b)是表示闭阀动作(上升动作)时的作用于冷却材料的惯性力的剖视图。
[0031]图3是将该空心提升阀进行开闭动作(在轴向上往复动作)时的空心部内的冷却材料的运动放大表示的图,图3(a)是表示从闭阀状态向开阀状态转变时的冷却材料的运动的图,图3(b)是表示从开阀状态向闭阀状态转变时的冷却材料的运动的图。
[0032]图4是表示该空心提升阀的制造工序的图,图4 (a)表示对作为阀中间品的壳体进行锻造的热锻造工序,图4(b)表示在轴部上穿设与小径空心部对应的孔的孔穿设工序,图4(c)表示穿设与靠轴端部的小径空心部对应的孔的孔穿设工序,图4(d)表示对轴端部件进行轴接的轴接工序,图4(e)表示向小径空心部填充冷却材料的工序,图4(f)表示在惰性气体环境下在伞部外壳的凹部(大径空心部)的开口部上熔接帽的工序(大径空心部密闭工序)。
[0033]图5是作为本发明的第2实施例的空心提升阀的纵剖视图。
【具体实施方式】
[0034]接着,基于实施例说明本发明的实施方式。
[0035]图1?图4表示作为本发明的第I实施例的内燃机用的空心提升阀。
[0036]在这些图中,附图标记10是在笔直地延伸的轴部12的一端侧经由外径逐渐变大的R形状的圆角部13—体地形成有伞部14的耐热合金制的空心提升阀,在伞部14的外周,设有锥形状的外表部16。
[0037]详细地讲,由在圆筒形状的轴部12a的一端侧一体地形成了伞部外壳14a的作为阀中间品的轴一体型壳体(以下单称作壳体)11 (参照图1、图4)、轴接在壳体11的轴部12a上的轴端部件12b、和熔接在壳体11的伞部外壳14a的圆锥台形状的凹部14b的开口部14c上的圆盘形状的帽18,构成从伞部14到轴部12设有空心部S的空心提升阀10,在空心部S中,与氩气等的惰性气体一起装填有金属钠等的冷却材料19。冷却材料19的装填量较多的话热散逸效果优良,但在规定量以上时,作为热散逸效果的差变得很小,所以考虑性价比(冷却材料19越多则也越花费成本),例如只要装填空心部S的容积的约1/2?约4/5的量就可以。
[0038]另外,图1中的附图标记2是缸盖,附图标记6是从燃烧室4延伸的排气通路,在排气通路6的向燃烧室4的开口周缘部上,设有具备阀10的外表部16抵接的锥面8a的圆环状的阀座8。附图标记3是设在缸盖2上的阀插通孔,阀插通孔3的内周面由阀10的轴部12滑动接触的阀导引体3a构成。附图标记9是将阀10向闭阀方向(图1上方)施力的阀弹簧,附图标记12c是设在阀轴端部上的销槽(日文:3、y夕溝)。
[0039]此外,作为暴露在燃烧室4或排气通路6的高温气体中的部位的壳体11及帽18由耐热钢构成,相对于此,虽然被要求机械强度但不被要求如壳体11及帽18那样的耐热性的轴端部件12b由普通的钢材构成。
[0040]此外,阀10内的空心部S是设在阀伞部14内的圆锥台形状的大径空心部SI与设在阀轴部12内的直线状(棒状)的小径空心部S2以正交的方式连通的构造,作为大径空心部SI的圆形顶面(作为小径空心部SI的开口周缘部的伞部外壳14a的圆锥台形状的凹部14b的底面)14bl由相对于阀10的中心轴线L正交的平面构成。
[0041]S卩,在大径空心部SI的与小径空心部S2的连通部P,代替现有文献1、2那样的平滑的形状,从大径空心部SI侧观察形成有房檐状的环状台阶部15,该环状台阶部15的面向大径空心部SI的一侧(面)14bl由相对于阀10的中心轴线L正交的平面构成。换言之,由小径空心部S2的开口周缘部(伞部外壳14a的圆锥台形状的凹部14b的底面)14bl和小径空心部S2的内周面划分成房檐状的环状台阶部15。
[0042]此外,小径空心部S2由靠阀轴端部的内径比较大的小径空心部S21、和靠阀伞部14的内径比较小的小径空心部S22构成,在小径空心部S21与小径空心部S22间形成有圆环状的台阶部17,并且将冷却材料19装填到越过了台阶部17的位置。
[0043]因此,在阀10开闭动作时,在大径空心部SI内的冷却材料19中,如图3(a)、图3 (b)的箭头Fl — F2 — F3 ;6 — F8所示,形成纵向内环绕的循环流(对流),同时,在小径空心部S2内的大径空心部SI附近的冷却材料19中,如箭头F4、F5、F7所示,形成紊流,进而,在圆环状的台阶部17附近的冷却材料19中,如图3(a)、图(b)的箭头F9、F10所示,形成紊流。
[0044]S卩,在阀10的开闭动作时,通过在空心部S内整体的冷却材料19中形成的循环流(对流)或紊流,将空心部S内的冷却材料19的下层部、中层部、上层部积极地搅拌,阀10的热散逸效果(热传导性)大幅地改善。
[0045]特别是,在本实施例中,由于大径空心部SI的圆形的顶面(圆锥台的上表面)14bl和其外周面(圆锥台的外周面)14b2成钝角,所以在阀10开闭动作时,从大径空心部SI的半径方向外方沿着大径空心部SI的顶面朝向连通部P的冷却材料19的流动(图3(a)的F1、F2及图3(b)的F8)的发生变得顺畅,在大径空心部S2内的冷却材料19中形成的纵向内环绕的循环流(对流)相应地变得活跃,所以空心部S内的冷却材料19的搅拌相应地被促进,阀10的热散逸效果(热传导性)被显著地改善。
[0046]接着,基于图2、图3详细地说明阀10开闭动作时的冷却材料的运动。
[0047]当阀10从闭阀状态向开阀状态转变时(阀10下降时),如图2(a)所示,对空心部S内的冷却材料(液体)19作用朝上的惯性力。并且,由于作用在大径空心部SI中央部的冷却材料19上的惯性力(朝上)比作用在大径空心部SI周边区域的冷却材料19上的惯性力大,所以大径空心部SI内的冷却材料19要经由连通部P向小径空心部S2移动。但是,由于在连通部P上形成有房檐状的环状台阶部15,所以不能如连通部被形成为平滑的形状的现有文献所示的以往的空心阀那样顺畅地向小径空心部S2侧移动。
[0048]S卩,通过对大径空心部SI内的冷却材料19作用朝上的惯性力,如图3(a)所示,形成沿着圆环状的台阶部15 (大径空心部SI的顶面14bl)朝向连通部P的中心(半径方向内侧)的流动F1、F2。并且,沿着环状台阶部15朝向连通部P的中心(半径方向内侧)的流动F2彼此相互冲突,在连通部P中,发生朝向大径空心部SI底面侧的流动F3和朝向小径空心部S2的上方的流动F4。
[0049]在连通部P中,朝向大径空心部SI底面侧的流动F3沿着大径空心部SI底面从半径方向外方向大径空心部SI顶面迂回,再次成为沿着大径空心部SI的顶面朝向连通部P的中心(半径方向内侧)的流动F1、F2。另一方面,在连通部P中,朝向小径空心部S2的上方的流动F4、F5成为图3(a)所示那样的紊流。
[0050]这样,当阀10从闭阀状态向开阀状态转变时(阀10下降时),在大径空心部SI内的冷却材料19中,如箭头Fl — F2 — F3 — Fl所示,在阀10的中心轴线L的周围形成纵向内环绕的循环流(对流),在小径空心部S2内的冷却材料19中,形成F4、F5所示那样的紊流。
[0051]进而,当阀从闭阀状态向开阀状态转变时(阀10下降时),小径空心部S2内的冷却材料19通过作用朝上的惯性力在小径空心部S2内向上方移动,但在从内径较小的靠阀伞部14的小径空心部S22向内径较大的靠阀轴端部的小径空心部S21移动时,如图3(a)所示,在台阶部17的下游侧形成紊流F9。
[0052]另一方面,当阀10从开阀状态向闭阀状态转变时(阀10上升时),如图2(b)所示,对空心部S内的冷却材料19作用朝下的惯性力。并且,由于作用在大径空心部SI中央部的冷却材料19上的惯性力(朝下)比作用在大径空心部SI周边区域的冷却材料19上的惯性力大,所以如图3(b)所示,在大径空心部SI内的冷却材料19中,产生从大径空心部SI的中央部沿着底面朝向半径方向外方的流动F6,同时,在小径空心部S2中也产生穿过连通部P朝向下方的流动(紊流)F7。沿着大径空心部SI的底面的流动F6从大径空心部SI的外方向顶面侧迂回,成为沿着大径空心部SI的顶面的流动F8,在大径空心部SI的中央部(连通部P)中合流为朝向下方的流动F6、F7。
[0053]S卩,在大径空心部SI内的冷却材料19中,如箭头F6 —F8 —F6所示,在阀10的中心轴线L的周围形成纵向内环绕的循环流(对流),在小径空心部S2内的冷却材料19中,形成箭头F7所示那样的紊流。
[0054]进而,当阀10从开阀状态向闭阀状态转变时(阀10上升时),通过开阀动作,对暂且移动到小径空心部S2内上方的冷却材料(液体)19作用朝下的惯性力,所以冷却材料19在小径空心部S2内向下方移动,而当从内径较大的靠阀轴端部的小径空心部S21向
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