[發明專利]一種單缸渦流室式柴油機用氣缸蓋

在審

• 申請號: 201610126363.9
• 申請日: 2016-03-05
• 公開（公告）號: CN105604724A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發明（設計）人: 劉勝吉;王建;賈和坤;曾瑾瑾;張炳方;陳建平;余芳
• 申請（專利權）人: 江蘇金動動力機械有限公司;江蘇峨嵋動力機械有限公司;金壇鑫田柴油機有限公司;江蘇大學
• 主分類號: F02F1/42
• 分類號: F02F1/42
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 周祥生

技術領域

本發明涉及一種柴油機氣缸蓋，尤其涉及柴油機氣缸蓋進排氣道，更具體 的涉及缸徑為75-100毫米的單缸臥式水冷渦流室式柴油機用氣缸蓋進排氣道。

背景技術

我國單缸柴油機年產量已占世界年產量的90％以上，出口量占總產量的 20％以上,單缸柴油機產量大是我國內燃機行業的一大特色。柴油機燃燒室型式 有直噴式與渦流室式兩種，由于受結構限制，國內外缸徑小于85mm的非道路 柴油機仍以渦流室式燃燒系統為主。隨著人們對環境保護要求的不斷提高，內 燃機的節能與減排成為行業發展的焦點。我國于2014年10月1日起實施的非 道路柴油機第三階段排放法規成為世界范圍內現行最為嚴格的排放法規之一。 這對于成本低廉及結構、新技術使用受限的小功率單缸柴油機而言是一個巨大 的挑戰,因此對小功率單缸柴油機的技術升級迫在眉睫。

進排氣道是工質更換的必經之道，設計低流阻進排氣道、提高進排氣系統 的流通能力是提高柴油機充氣效率、降低泵氣損失的重要措施。縱觀國內外對 柴油機進排氣道研究現狀，主要工作多是針對直噴式柴油機的螺旋氣道或切向 氣道，對渦流室式柴油機低流阻的無旋流進排氣系統的系統研究開展的較少。 發明者對渦流室式柴油機氣缸蓋進排氣道結構進行分析研究，針對單缸臥式水 冷渦流室式柴油機氣缸蓋進排氣道結構提出了創新改進設計。創新改進設計后 的渦流室式柴油機氣缸蓋進排氣道可以有效減少流動阻力，提高進氣量和減少 殘余廢氣量，改善柴油機的性能和降低排放。

發明內容

本發明的目的是提供一種單缸渦流室式柴油機用氣缸蓋，解決單缸臥式水 冷渦流室式柴油機無旋進、排氣道氣流流動均勻性差，流通截面面積突變，平 均流量系數低，與發動機匹配性差的問題，可以有效減少流動阻力，提高進氣 量和減少殘余廢氣量，改善柴油機的性能和降低排放。

本發明采取的技術方案如下：

一種單缸渦流室式柴油機用氣缸蓋，包括進氣道和排氣道，以進氣道和 排氣道的中心連線的中心為原點，以進氣道和排氣道的中心連線為X軸方向， 以垂直進氣道和排氣道的中心連線，且通過原點直線為Y軸方向，其特征在 于：所述進氣道從外至內由進氣道進氣段、進氣道過渡段和進氣道出氣段依次 連接而成，進氣道過渡段在Y軸方向的直徑大于X軸方向的直徑，即增大進 氣道過渡段在Y軸方向兩側的流通截面面積，進氣道過渡段與進氣道出氣段之 間通過圓弧過渡，且進氣道出氣段的下側內壁過渡圓角為92°，進氣道導管凸 臺的中心位于進氣道過渡段的上側內壁圓弧上，進氣道入口的截面面積與進氣 門座圈的最小直徑處的截面面積之比為1.5～1.6，進氣門座圈最小直徑處截面面 積與進氣道出口截面面積之比為0.8，進氣門座圈最小直徑處的截面面積與發 動機氣缸套內徑的截面面積之比為0.10-0.12，進氣道出氣段的鑄造設計尺寸與 進氣門座圈最小直徑相等；所述排氣道從內至外由排氣道進氣段、排氣道過渡 段和排氣道出氣段依次連接而成，排氣道的出口的截面面積與排氣門座圈的最 小直徑處的截面面積之比為1.5-1.6，排氣門座圈的最小直徑處的截面面積與排 氣道入口的截面面積之比為0.8，排氣門座圈的最小直徑處截面面積與發動機 的氣缸套內徑截面面積之比之為0.08-0.10，排氣道過渡段在Y軸方向的直徑大 于X軸方向的直徑，即增大排氣道過渡段在Y軸方向兩側的流通截面面積， 排氣道過渡段與排氣道進氣段之間通過圓弧過渡，排氣道進氣段的下側內壁過 渡圓角為103°，排氣道導管凸臺的中心位于排氣道過渡段的上側內壁圓弧上， 排氣道進氣段的鑄造設計尺寸與排氣門座圈最小直徑相等。

在上述方案中，將進氣道過渡段設計成非圓截面，即進氣道過渡段在Y軸 方向的直徑大于X軸方向的直徑，增大進氣道過渡段在Y軸方向兩側的流通 截面面積，有利于提升進氣道流通截面面積變化的連續性，增強氣道的流動均 勻性提升氣道流通能力；進氣道過渡段與進氣道出氣段之間通過圓弧過渡，且 進氣道出氣段的下側內壁過渡圓角為92°，有利于提升氣流進入進氣道出氣段 的均勻性，避免氣流在進氣道過渡段的上側內壁圓弧出現氣流速度過大現象。

在上述方案中，將進氣道導管凸臺的中心設計在進氣道過渡段的上側內壁 圓弧上，有利于減小進氣道導管凸臺處氣流運動死區面積，增強氣道的流動均 勻性提升氣道流通能力。