[發(fā)明專利]柴油機(jī)氣缸蓋

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710546830.8
• 申請(qǐng)日: 2017-07-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107143430A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張國(guó)勇;李麗婷;胡軍強(qiáng);巫立民;王春輝;湯義虎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一一研究所
• 主分類號(hào): F02F1/38
• 分類號(hào): F02F1/38
• 代理公司: 北京市磐華律師事務(wù)所11336
• 代理人: 董巍,劉明霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及柴油機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種柴油機(jī)氣缸蓋。

背景技術(shù)

現(xiàn)代柴油機(jī)隨著排放水平不斷提升，氣缸蓋工作條件越來(lái)越苛刻，多數(shù)工況下處在高溫狀態(tài)，所以氣缸蓋內(nèi)部重要部位和零件的冷卻十分重要。排氣閥和排氣閥座是柴油機(jī)氣缸蓋的重要零件，工作時(shí)承受高溫燃?xì)獾闹苯蛹訜幔惺芎芨叩臒嶝?fù)荷，因此需對(duì)它們進(jìn)行充分的冷卻。對(duì)排氣閥座，通常采用直接水冷的方式，而排氣閥無(wú)法直接水冷，主要通過(guò)排氣閥與排氣閥座接觸時(shí)的導(dǎo)熱來(lái)間接冷卻。由于只有排氣閥座能得到充分冷卻才能保證排氣閥的冷卻，因此，排氣閥座的冷卻至關(guān)重要。

現(xiàn)有的排氣閥座冷卻方案例如附圖1所示：排氣閥座通過(guò)排氣閥座冷卻水槽4冷卻，與排氣閥座冷卻水槽4連通的冷卻水孔3用于進(jìn)水，通孔9用于出水。出水通孔9與缸蓋中心冷卻水腔5連通，冷卻水冷卻排氣閥座后進(jìn)入缸蓋中心冷卻水腔。

近年來(lái)，隨著柴油機(jī)設(shè)計(jì)指標(biāo)的不斷提高，熱負(fù)荷和爆壓不斷增大，需要在保證氣缸蓋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下對(duì)排氣閥座冷卻進(jìn)行強(qiáng)化，而現(xiàn)有技術(shù)暴露出以下問(wèn)題：

問(wèn)題一：強(qiáng)化排氣閥座冷卻的一個(gè)途徑是增大排氣閥座冷卻水槽4中冷卻水流速，但由于受結(jié)構(gòu)限制，缸蓋中心冷卻水腔5流通截面小，并且除排氣閥座冷卻水槽4中冷卻水要流經(jīng)缸蓋中心冷卻水腔5外，缸蓋內(nèi)側(cè)冷卻水腔6中的冷卻水也要流經(jīng)缸蓋中心冷卻水腔5，大量水匯集在缸蓋中心冷卻水腔5內(nèi)，導(dǎo)致該通道流速很高，流阻大。因此通過(guò)提高排氣閥座冷卻水槽4中流量及流速來(lái)強(qiáng)化排氣閥座冷卻會(huì)受到缸蓋中心冷卻水腔5流通截面的限制，不利于排氣閥座及排氣閥冷卻。

問(wèn)題二：氣缸蓋上排氣閥座冷卻水槽4和缸蓋中心冷卻水腔5連通的通孔9區(qū)域的壁厚很小，承受很高的熱應(yīng)力和燃?xì)獗瑝毫Γ诖藚^(qū)域加工通孔9不僅會(huì)削弱此處的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，還會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中，氣缸蓋容易損壞。

為解決上述問(wèn)題一，可以采用增大缸蓋中心水腔截面積的方法，但會(huì)進(jìn)一步削弱排氣閥座出水孔附近區(qū)域的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度導(dǎo)致氣缸蓋可靠性降低。

為解決上述問(wèn)題二，可以增大排氣閥座距氣缸蓋中心的距離，但受缸徑限制，需減小排氣閥座直徑的大小，或減小排氣閥座距氣缸套內(nèi)壁面的距離，但均會(huì)造成排氣能力下降，進(jìn)而導(dǎo)致柴油機(jī)性能下降。

在這種情況下，本發(fā)明旨在解決上述問(wèn)題，并且提供一種包括冷卻回路的內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋，所述氣缸蓋能夠通過(guò)優(yōu)化的冷卻回路以改進(jìn)氣缸蓋內(nèi)排氣閥座的冷卻。

發(fā)明內(nèi)容

在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在具體實(shí)施方式部分中進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。

為了至少部分地解決上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種用于柴油機(jī)氣缸蓋，該氣缸蓋能夠通過(guò)優(yōu)化其內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及冷卻回路而改進(jìn)排氣閥座的冷卻。

所述氣缸蓋，包括：

缸蓋中心冷卻水腔；

排氣閥座孔，所述排氣閥座孔中能夠有間隙地安裝排氣閥座，使得所述排氣閥座與所述排氣閥座孔之間的間隙形成排氣閥座冷卻水槽；

進(jìn)液流道，所述進(jìn)液流道與所述排氣閥座冷卻水槽連通；以及

出液流道，所述出液流道與所述排氣閥座冷卻水槽連通；

其中，所述進(jìn)液流道和所述出液流道設(shè)置為偏離所述缸蓋中心冷卻水腔。

優(yōu)選地，所述氣缸蓋包括排氣閥座，所述排氣閥座包括沿周向設(shè)置的凹槽，所述凹槽形成所述排氣閥座冷卻水槽。

優(yōu)選地，所述排氣閥座包括從上到下設(shè)置的第一配合段、所述凹槽和第二配合段。

優(yōu)選地，所述第一配合段的直徑小于所述第二配合段的直徑。

優(yōu)選地，所述排氣閥座孔為階梯孔，且包括從上到下設(shè)置的第一安裝部、第二安裝部和第三安裝部，

其中當(dāng)所述排氣閥座安裝在所述排氣閥座孔中時(shí)，所述第一配合段和所述第一安裝部過(guò)盈配合，所述第二配合段和所述第三安裝部過(guò)盈配合，所述凹槽和所述第二安裝部形成所述排氣閥座冷卻水槽。優(yōu)選地，所述第一安裝部的直徑小于所述第二安裝部的直徑，所述第二安裝部的直徑小于所述第三安裝部的直徑。

優(yōu)選地，所述氣缸蓋包括缸蓋下水腔和缸蓋上水腔，所述進(jìn)液流道與所述缸蓋下水腔連通，所述出液流道與所述缸蓋上水腔連通。

優(yōu)選地，所述氣缸蓋包括底板，所述底板上設(shè)置有冷卻孔，所述冷卻孔連通所述缸蓋下水腔和所述缸蓋中心冷卻水腔。

優(yōu)選地，所述氣缸蓋包括缸蓋中心孔，所述缸蓋中心冷卻水腔環(huán)繞所述缸蓋中心孔的側(cè)壁設(shè)置。