[發明專利]一種高壓共軌柴油機氣缸蓋

在審

• 申請號: 201710555008.8
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107269416A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 吳亞龍;丁艷;聶志斌
• 申請（專利權）人: 河南柴油機重工有限責任公司
• 主分類號: F02F1/42
• 分類號: F02F1/42;F02F1/36
• 代理公司: 洛陽明律專利代理事務所(普通合伙)41118
• 代理人: 盧洪方

技術領域

本發明屬于柴油機設計技術領域，主要涉及一種高壓共軌柴油機氣缸蓋。

背景技術

氣缸蓋是柴油機的重要零部件之一，其底面與活塞頂部、氣缸套上部之間的密閉空間形成柴油機燃燒室，將來自柴油機進氣道的高壓空氣與噴油器噴入的燃油混合，經過燃燒，生成高溫燃氣，推動活塞連桿組件在氣缸內上下往復運動，完成柴油機進氣、壓縮、膨脹、排氣的整個工作過程；燃燒室內的空氣運動對混合氣的形成與燃燒有十分重要的影響。

柴油機工作循環的進、排氣過程是由氣缸蓋上的進、排氣道來完成的；柴油機進入氣缸的空氣量和渦流強度在很大程度上受氣缸蓋上進氣道形狀的影響；設計氣缸蓋的進氣道，關鍵是選取使柴油機綜合性能最優的進氣渦流比和進氣流量系數，使氣缸內的空氣運動與燃油噴霧有一個最佳配合。如果柴油機噴射壓力很高，噴霧粒徑較小，只需要較小或較微弱的進氣渦流。

現有技術中，氣缸蓋進氣道大都采用螺旋氣道加切向氣道的組合；螺旋進氣道是在氣門座上方的氣道腔內形成螺旋渦殼形結構，使空氣在吸入氣缸時，產生繞氣缸軸線高速旋轉的氣流，進而產生較強的進氣渦流，該進氣渦流一直持續到燃燒膨脹過程結束，增強柴油機燃燒室內的空氣運動。高壓共軌柴油機是通過高速電磁閥控制噴油器的開啟和關閉，定時、定量的向燃燒室內噴入柴油，實現高壓、高速率噴射。高壓共軌柴油機氣缸內燃燒不需要過大的油氣擴散和燃燒著火面積，需要配合低渦流進氣道，避免氣缸內強渦流使油束體積增大，油束貫穿距離過長。高壓共軌柴油機若使用現有技術中設計的強渦流進氣道，高壓噴射容易引起螺旋氣流出氣不均勻，形成局部渦團，造成噴油油束的重疊，使燃燒惡化，燃燒不完全，柴油機動力性變差，油耗上升，排放增加。

發明內容

本發明的目的是提出一種高壓共軌柴油機氣缸蓋，通過采用低渦流進氣道，使其能解決進氣渦流比對高壓共軌柴油機缸內燃燒特性的影響。

本發明通過以下技術方案完成其發明任務：

一種高壓共軌柴油機氣缸蓋,所述的氣缸蓋內具有上下設置的切向進氣道Ⅰ和切向進氣道Ⅱ；所述切向進氣道Ⅰ的長度大于所述切向進氣道Ⅱ的長度；所述切向進氣道Ⅰ、切向進氣道Ⅱ均為曲面弧形空腔結構，即所述切向進氣道Ⅰ、切向進氣道Ⅱ均包括有順序連通的由氣缸蓋進氣端面向內延伸的水平段Ⅰ、向氣缸蓋內部延伸的彎曲弧形段以及向氣缸蓋底面彎曲延伸的水平段Ⅱ；切向進氣道Ⅰ所述水平段與弧形段外圓切面之間的夾角為α，α=20°～25°；切向進氣道Ⅱ所述水平段與弧形段外圓切面之間的夾角為β，β=0°～5°；所述切向進氣道Ⅰ的一端與位于氣缸蓋進氣端面上的空氣進口Ⅰ相連通，另一端與位于氣缸蓋底面上的空氣進口Ⅲ相連通，所述的空氣進口Ⅲ與柴油機燃燒室相連通；所述切向進氣道Ⅱ的一端與位于氣缸蓋進氣端面上的空氣進口Ⅱ相連通，另一端與位于氣缸底面上的空氣進口Ⅳ相連通，所述的空氣進口Ⅳ與柴油機燃燒室相連通，使進入切向進氣道Ⅰ、切向進氣道Ⅱ的空氣沿氣道壁直接切向進入柴油機燃燒室；所述的空氣進口Ⅲ、空氣進口Ⅳ安裝氣門座圈后分別作為進氣門座孔Ⅰ、進氣門座孔Ⅱ；所述的氣缸內還布置有排氣道，所述的排氣道位于切向進氣道Ⅰ與切向進氣道Ⅱ的相對側；所述排氣道的一端與位于氣缸蓋底面上的廢氣出口Ⅰ和廢氣出口Ⅱ相連通，所述的廢氣出口Ⅰ、廢氣出口Ⅱ均與柴油機燃燒室相連通；所述排氣道的另一端通過廢氣出口Ⅲ與柴油機排氣管相連；所述的廢氣出口Ⅲ位于空氣進口Ⅰ、空氣進口Ⅱ的相對側；所述的廢氣出口Ⅰ、廢氣出口Ⅱ安裝排氣門座圈后分別作為排氣門座孔Ⅰ、排氣門座孔Ⅱ；所述切向進氣道Ⅰ、切向進氣道Ⅱ和排氣道的外側鑄造有冷卻水腔；所述的冷卻水腔位于氣缸蓋內；所述冷卻水腔與切向進氣道Ⅰ、切向進氣道Ⅱ以及排氣道之間的壁厚為6～8mm。

所述切向進氣道Ⅰ與切向進氣道Ⅱ之間的壁厚為4～6mm。

所述進氣門座孔Ⅰ與進氣門座孔Ⅱ的中心距為50～60mm。

本發明提出的一種高壓共軌柴油機氣缸蓋，通過上下設置的兩個切向進氣道，將空氣沿氣道壁直接切向進入柴油機燃燒室，解決了進氣渦流比對高壓共軌柴油機缸內燃燒特性的影響；切向進氣道產生較低的進氣渦流比，減小了柴油機進氣阻力，減弱了氣缸內的空氣運動強度，并阻止了油氣混合速率的提高。

附圖說明

圖1為本發明的結構主視圖。

圖2為圖1的仰視圖。

圖3為圖2的A-A剖視圖。

圖4為圖2的B-B剖視圖。

圖5為本發明氣缸蓋的進氣側視圖。

圖6為本發明氣缸蓋的排氣側視圖。

圖7為本發明中進氣道的布局示意圖。