专利名称：发动机缸盖节能镶块的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种广泛用于拖拉机，联合收割机以及排灌打井，渔船机械的4115TA，4115TA1发动机缸盖的节能涡流室镶块。
北京内燃机总厂生产的4115TA发动机其设计指标比油耗为ge小于或等于265克／千瓦.小时(195克／马力.小时)实测均大于285.6克／千瓦.小时(210克／马力.小时)其涡流室镶块的形状为半球型，此镶块与缸盖组成的涡流室为球形；球径为46，镶块高33.5mm，连接涡流室与主燃烧室的切向通道斜角为41度，截面形状为豆形，长宽比为2.6，通道截面积与活塞截面积比为3％，这种镶块存在的主要问题在于1.涡流室容积大(63mL)，发动机压缩比偏小，设计压缩比为16.5(实际仅为15.57)。
2.涡流室容积与燃烧室容积之比偏大(为68％)这样散热损失，流动损失增大。
3.有严重的脱空现象，其脱空量在5mm左右，造成紊流，影响涡流室内正常的涡流运动，削弱了涡流强度，影响燃料与涡流室中空气的充分混合。
4.涡流室中未完全燃烧的燃料从切向通道喷入活塞顶部主燃烧室(为浅球坑)喷射中心线偏离球坑最低点7mm，主燃烧室内混合气形成不良，燃烧不安全。
北京内燃机总厂84年5月以后生产的在4115TA发动机基础上改进的4115TA1发动机，设计指标比油耗小于或等于254克／千瓦.小时(187克／马力.小时)实测均在195克／马力.小时左右，4115TA1发动机相对4115TA发动机作了如下改进1.将缸盖上涡流室半球球径由原来的Sφ46mm减到Sφ38mm。
2.涡流室镶块由半球形改为倒截圆锥。
3.活塞顶部主燃烧室形状由浅球坑改为带导流槽双涡凹坑。
4.重新设计了配气凸轮轴，使配气相位有很大改善。
5.缸体平面及缸套安装台肩铣掉0.4mm提高了发动机的压缩比4115AT1发动机涡流室镶块与缸盖组成的涡流室上部为球径Sφ38的半球，下部为倒截圆锥，镶块高30mm，通道斜角仍为41度，截面形状为矩形，长宽比为2.35，截面积与活塞截面积之比为1.66％，改进后由于涡流室容积减小，容积比降为53％，压缩比得到较大提高，使散热损失，流动损失减小。
4115TA1发动机涡流室镶块仍存在下述问题1.镶块上涡流室的形状为倒截园锥，底平面与锥面间的过渡圆弧太小，气流运动时涡流室内有死角，死角内的空气不能充分利用，同时还削弱了涡流强度。
2.涡流室镶块仍有2.5mm的脱空量，造成紊流，影响正常涡流运动，削弱了涡流强度，影响燃料与涡流室中空气的充分混合。
3.通道与涡流室壁不相切，压缩涡流强度减小。
4.通道下口与活塞顶导流槽偏离1mm左右，使主燃烧室内二次涡流强度受到影响，所以4115TA1发动机在实测中达不到设计指标。
为了克服4115TA，4115TA1发动机涡流室镶块存在的上述使发动机功率不足，油耗偏高的缺点，为此，本实用新型设计了系列1型，系列2型节能涡流室镶块。
1.用于装双涡凹坑活塞的4115TA发动机的系列1型节能涡流室镶块是用来a.消除4115TA发动机镶块的脱空量，减少紊流，增强涡流室内的空气的涡流强度，使燃料与空气充分混合。
b.改变了涡流室镶块的外型，减小涡流室容积，提高压缩比，减小着火落后期，提高发动机的热效率，使发动机动力性，经济性得到了改善。
c.改变通道截面的形状及通道斜角，便于机加工，使通道对准活塞顶导流槽，从而使涡流室内未燃的混合气能迅速流入主燃烧室，形成二次涡流，提高混合气的混合质量。
d.使压缩比及涡流强度均得以提高。
2.用于4115TA1发动机的系列2型节能涡流室镶块是用来a.消除脱空量，减少紊流，提高涡流强度。
b.使连接涡流室与主燃烧室的通道与涡流室内壁相切，消除死角，改善混合气的形成。
c.改变通道斜角及通道截面形状，使活塞下口对准活塞顶导流槽。
图1 为系列1型节能涡流室镶块剖视图图2 为系列2型节能涡流室镶块剖视图如
图1所示的系列1型节能涡流室镶块，用A3钢制作，总高43.5mm，上部〈1〉处为高10mm，球径为Sφ45.8mm的球台，中部〈2〉和〈3〉均为圆柱，〈2〉与缸盖孔间隙配合，〈3〉与缸盖孔过渡配合，〈4〉处设计有2X0.75mm的小环槽以防安装时与缸盖发生干涉，镶块装入缸盖后，平面〈5〉必须高出缸盖平面0.01－－0.08mm，以保证压紧镶块。
镶块与缸盖组成的涡流室，上部呈球冠，中部为直径38－－42mm的圆柱，下部为倒截圆锥，底面〈6〉为平台，底面〈6〉与倒截圆锥间用R10圆弧连接，为保证涡流室内未完全燃烧的混合气顺利流到活塞顶主燃烧室，下部铣有截面形状为长圆形的通道，(截面长宽比为21，截面积与活塞截面积之比为1.72％)通道〈7〉上部与连接园弧相切，下部对准活塞顶导流槽，通道〈7〉斜角α为48－－52度，为了保证镶块与活塞的相对位置，镶块外圆钻有一直径5mm深为6mm的定位孔〈8〉，镶块装入缸盖后，可以从缸盖定位孔中拧入定位螺钉。
这种镶块较4115TA发动机涡流室镶块容积减少21mL，配合使用1.6mm薄缸垫，发动机压缩比由15.57增至18.74，涡流室容积与燃烧室容积之比由68％降为56％，将通道下口A点与涡流室中心O(O点在中心线上与平面〈6〉距离为17.5mm)连接，通道上口B点在边线OA右侧0－－2mm，从而消除了脱空现象，提高了涡流强度。
如图2所示，系列2型节能涡流室镶块用A3钢制成，其总高为30mm，外<p>
改造4115TA发动机，节油率达12％上，即改造一台一年可节约柴油达1.2吨以上，节约油料费800多元，4115TA发动机全国保有量约20余万台，一年节约柴油24万吨，节约油料费1.6亿元，改造4115TA1发动机，节油率达5％以上，一年一台车节约柴油0.5吨，节约油料费340多元，全国保有量约10余万台，一年可节约柴油5万吨，节约油料费3400万元，以上两项合计一年可节约柴油29万吨，节约油料费1.94亿元。
4115TA发动机和411T5A1发动机换装系列1型镶块后台架试验对比表表一
说明1.序号1为未改造的4115TA发动机。
2.序号2，3，4为换装系列1型镶块和双涡凹坑活塞、1.60mm缸垫后测试结果。
4115TA发动机和4115TA1发动机换装4115TA发动机缸盖系列1型镶块试验对比表二
权利要求1.一种广泛用于拖拉机，联合收割机以及排灌打井，渔船机械的发动机缸盖的节能涡流室镶块，其特征在于镶块外形上部<1>为高10mm，球径为Sφ45.8的球台，镶块与缸盖组成的涡流室上部呈球冠，中部呈圆柱形，下部呈倒截圆锥，底面为一平台。
2.如权利要求1所说的镶块其特征在于所说的镶块涡流室与主燃烧室之间的通道斜角α为48－－52度。
3.如权利要求1所说的镶块其特征在于所说的镶块涡流室与主燃烧室之间的通道上口B点在通道下口A点与涡流室中心O点的连线右侧0－－2mm。
4.如权利要求1所说的镶块其特征在于所说的镶块涡流室与主燃烧室之间的通道7的上端与连接圆弧相切。
5.一种发动机缸盖节能涡流室镶块，其特征在于镶块与缸盖组成的涡流室上部呈球径Sφ38mm半球，下部为倒截圆锥，底面为平台，且底面与截圆锥面间采用R(7.5－－8)毫米过渡圆弧连接。
6.如权利要求5所说的镶块，其特征在于所说的镶块涡流室与主燃烧室之间的通道斜角α为37.5－－38.5度。
7.如权利要求5所说的镶块，其特征在于所说的镶块涡流室与主燃烧室之间的通道上口B点在通道下口A点与涡流室中心O点的连线右侧0－1mm。
8.如权利要求1所说的镶块，其特征在于所说的镶块涡流室与主燃烧室之间的通道7的上端与连接圆弧相切。
专利摘要一种用于4115TA、4115TA，发动机缸盖节能镶块，这种镶块改变了原来镶块的外形，改变了通道截面积的形状和通道斜角，从而改变了涡流室容积，消除了脱空量，提高了涡流室强度，达到了节能目的，使节油率达到5—12％。
文档编号F02B19/00GK2111369SQ9121721
公开日1992年7月29日 申请日期1991年7月4日 优先权日1991年7月4日
发明者王婉珠, 廖贤昌, 钟福华, 孙双宝 申请人:石河子农学院农牧机械系