[發明專利]具有半球換熱面的沖鈉氣門

在審

• 申請號: 201510719355.0
• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN105240073A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發明（設計）人: 王明楊;梁紹輝
• 申請（專利權）人: 重慶奇甫機械有限責任公司
• 主分類號: F01L3/14
• 分類號: F01L3/14;F01L3/06;F01L3/04;F01L3/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及發動機零部件領域，具體是一種具有半球換熱面的沖鈉氣門。

背景技術

以往的汽油發動機排氣門是采用實心排氣門，排氣門頭部采用耐高溫的奧氏體材料，桿部采用馬氏體材料，然后經焊接、表面處理等工藝加工而成。這種結構、工藝的排氣門只能使用在排氣溫度不超過750℃的自然吸氣汽油發動機上。在增壓發動機中，由于使用了壓縮進氣技術(具體有渦輪增壓、機械增壓和雙增壓)，使缸內的燃燒爆發壓力比自然吸氣時高，缸內的溫度也比自然吸氣時高，從而排氣門的溫度相應的升高。故排氣門處的溫度常常超過排氣門材料的許用溫度，從而降低排氣門使用壽命，降低散熱性能。為了解決這一問題，人們在排氣門的氣門桿部鉆孔形成一空腔，金屬鈉的熔點為97.81℃，在合理的中空腔體積的前提下，當氣門工作時，溫度升高很快，金屬鈉在高溫時由固態變為液態，在中空腔里上下移動不斷沖刷氣門面和氣門桿，把氣門面端部的熱負荷有效的傳遞到氣門桿，然后通過缸蓋的水道冷卻排氣門，提高了排氣門的散熱性，有效降低氣門面的熱負荷，另外，金屬鈉的比重較小，氣門的整體質量變小，且氣門的剛度變強，同等條件下，氣門的變形量要??；然而現有中空充鈉結構的排氣門有一個問題：氣門頸部和氣門頭端面中心處的熱量不容易被順利傳導走，是溫度聚集的部位，會影響排氣門的散熱均勻性，降低排氣門壽命。

因此，為解決以上問題，需要一種能較好的將氣門頸部和氣門頭端面中心處積聚的熱量傳導走，從而使氣門頭部散熱均勻的具有半球換熱面的沖鈉氣門。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是克服現有技術中的缺陷，提供一種能較好的將氣門頸部和氣門頭端面中心處積聚的熱量傳導走，從而使排氣門散熱均勻的具有半球換熱面的沖鈉氣門。

本發明的具有半球換熱面的沖鈉氣門，包括氣門頭和氣門桿，氣門桿內部設有螺旋流道，所述氣門頭內部設有與螺旋流道連通的頭部沖鈉腔；所述頭部沖鈉腔的底面為向下凸出的半球面，螺旋流道內沖有鈉，氣門桿表面設有鍍鉻層，氣門頭沿其周向設有環槽，環槽內覆蓋有堆焊層且堆焊層表面為圓錐面；

進一步，所述環槽與堆焊層的接觸面為圓弧面；

進一步，所述氣門頭底面設有與氣門頭同軸的圓槽；

進一步，與該具有半球換熱面的沖鈉氣門配合的氣門導管的長度為S₁，該具有半球換熱面的沖鈉氣門相對于氣門導管運動的行程為S₂，所述氣門桿表面鍍鉻層的軸向長度為S₁+S₂；

進一步，所述氣門桿靠近其頂端的圓柱面上沿周向設有環槽且槽底直徑小于氣門鎖夾內徑。

本發明的有益效果是：本發明的具有半球換熱面的沖鈉氣門，螺旋流道有利于引導金屬鈉的螺旋流動，相比現有的圓柱形沖鈉腔的氣門而言，本發明的螺旋流道的流通路徑更長，能夠增強空腔內的金屬鈉與氣門頭的熱量交換速率；頭部沖鈉腔內的金屬鈉能夠有效吸收氣門頭的熱量；頭部沖鈉腔的半球形的底面能夠有效擴大其與氣門頭的換熱面積；另一方面，由于設置沖鈉腔后，氣門桿的結構強度將會降低，而氣門桿表面的鍍鉻層能彌補氣門桿的機械強度，同時提高其耐熱性；另外，氣門頭周向設置的堆焊層，該堆焊層與氣門座圈相配合，能有效改善氣門頭的磨損。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述：

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為圖1中A處的局部放大圖；

圖3為本發明的螺旋流道以及頭部沖鈉腔的結構示意圖。

具體實施方式

圖1為本發明的結構示意圖，圖2為圖1中A處的局部放大圖，如圖所示，本實施例中的具有半球換熱面的沖鈉氣門，包括氣門頭3和氣門桿4，氣門桿4內部設有螺旋流道9；所述氣門頭3內部設有與螺旋流道9連通的頭部沖鈉腔10，所述頭部沖鈉腔10的底面為向下凸出的半球面11，螺旋流道9內沖有鈉，氣門桿4表面設有鍍鉻層6，氣門頭3沿其周向設有環槽8，環槽8內覆蓋有堆焊層2且堆焊層2表面為圓錐面；氣門桿4內的螺旋流道9能夠引導液態金屬鈉螺旋流動，相比現有采用圓柱形腔體進行沖鈉的氣門而言，本發明這種結構形式的螺旋流道9能夠延長流道的流通長度，能夠增強空腔內的金屬鈉與氣門頭3的熱量交換速率；另外，氣門頭3周向設置的堆焊層2，該堆焊層2與氣門座圈相配合，能有效改善氣門頭3的磨損，氣門桿4表面的鍍鉻層6能提高氣門的機械強度與耐熱性。

本實施例中，所述環槽8與堆焊層2的接觸面為圓弧面11，該圓弧面11能增加堆焊層2與氣門頭3的接觸面積，保證堆焊層2與氣門頭3牢固連接。